科学家开发检测废水中SARS-CoV-2 Alpha变体的创新方法

随着世界继续与COVID-19大流行作斗争，最近发现的SARS-CoV-2变体具有更高的传播性和更大的严重性，这使得开发方便的变体追踪方法变得至关重要。目前，确定的变体包括在英国首次发现的B.1.17（Alpha）变体和在印度首次发现的B.1.617.2（Delta）变体。

废水监测已经成为一种重要的公共卫生工具，以非侵入性的方式安全有效地跟踪SARS-CoV-2大流行，提供补充信息，使卫生当局获得可操作的社区级信息。最近，研究人员通过主动的废水监测计划，在新加坡的住宅区检测到了SARS-CoV-2的病毒片段。这一信息，加上监测测试，使新加坡卫生部能够迅速做出反应，进行隔离，并作为预防措施的一部分进行拭子测试。

然而，由于现有技术的挑战，通过废水监测检测变异体并不常见。用于废水监测的下一代测序技术既费时又昂贵。由于测序覆盖率不一致，测试也缺乏检测稀释和混合废水样本中低变异体丰度所需的灵敏度。

研究人员开发的方法是为解决这些挑战而独特定制的，它扩大了废水监测的效用，不仅仅是测试SARS-CoV-2，而是追踪令人担忧的SARS-CoV-2变体的传播。

SMART AMR的研究科学家和该论文的第一作者Wei Lin Lee补充说：“这在与SARS-CoV-2变体作斗争的国家尤其重要。污水监测将有助于找出变体在当地社区的真实比例和传播。我们的方法足够敏感，可以检测到通常在废水样本中看到的高度稀释的SARS-CoV-2浓度的变体，甚至对包含多个SARS-CoV-2系的样本也能产生可靠的结果。”

在南洋理工大学副教授Janelle Thompson和麻省理工学院教授兼SMART AMR首席研究员Eric Alm的领导下，该团队的研究"Quantitative SARS-CoV-2 Alpha variant B.1.1.7 Tracking in Wastewater by Allele-Specific RT-qPCR"已发表在《环境科学与技术通讯》上。该研究解释了基于等位基因特异性RT-qPCR的创新、开源的分子检测方法，该方法可检测和量化B.1.1.7（Alpha）变体。所开发的检测方法在美国19个社区的废水样本中进行了测试和验证，能够可靠地检测和量化低水平的B.1.1.7（Alpha）变体，而且交叉反应性低，在混合SARS-CoV-2病毒的背景下，变体比例低至1%。

针对对B.1.1.7（Alpha）变体具有高度预测性的刺突糖蛋白突变，该方法可以使用市面上的RT-qPCR协议实施。与使用专利引物和探针进行废水监测的市售产品不同，该论文详细介绍了开源方法及其发展，其他组织和研究机构可以免费使用该方法进行SARS-CoV-2及其变种的废水监测工作。

新加坡研究团队的突破目前被Biobot Analytics使用，这是一家麻省理工学院的初创公司，也是废水流行病学的全球领导者，总部设在马萨诸塞州的剑桥，为全美各州和地方提供服务。使用该方法，Biobot Analytics能够接受和分析废水样品的B.1.1.7（Alpha）变体，并计划随着方法的发展在其分析中加入更多变体。例如，SMART AMR团队目前正在开发能够检测和量化B.1.617.2（Delta）变体的特定检测方法，该变体最近被世界卫生组织确定为一个值得关注的变体。

“利用团队的创新方法，我们已经能够监测美国当地人口中的B.1.1.7（Alpha）变体–使领导者获得有关其社区内COVID-19趋势的信息，并使他们能够对控制措施做出深思熟虑的建议和改变，”Biobot Analytics首席执行官兼联合创始人Mariana Matus博士说。

“这种方法可以迅速适应检测B.1.1.7以外的新的关注变体，”麻省理工学院的Alm补充说。“我们与Biobot Analytics的合作将我们的研究转化为新加坡海岸以外的现实世界的影响，并协助检测COVID-19及其变体，在决策者追踪感染集群和考虑合适的公共卫生措施时，作为一个早期预警系统和指导。”