Research press release


Nature Biotechnology

Epidemiology: Tracking SARS-CoV-2 in primary sewage sludge

排水の分析を行えば、検査で陽性が見つかる前に、地域社会でのSARS-CoV-2感染の状況を前もって知ることができるかもしれないという報告がNature Biotechnology に掲載される。この知見は、米国の都市圏の1つ、コネチカット州ニューヘイブンで10週間にわたって下水の一次処理汚泥を分析して得られたもので、検査体制が不十分な地域や報告の遅れのある地域で、感染の最新情報を得るのに役立つかもしれない。

COVID-19の広がりは、主として診断検査の結果や病院のデータから追跡される。しかしCOVID-19では、感染から最大2週間も症状が現れない可能性があり、検査体制が逼迫していると陽性結果の集計に遅れが出る可能性もある。これまでにも、病気のエピデミックの際に下水の監視という対策は行われたことがあり、また排水中のSARS-CoV-2 RNA量の増加がCOVID-19の症例数の増加と関連することも知られている。

Jordan Pecciaたちは、ニューヘイブンの下水処理場の一次処理汚泥を10週間解析した。3月19日から6月1日にかけて毎日の汚泥を採取し、汚泥中のSARS-CoV-2のRNA濃度と公表されている感染データとを比較した。検査サンプル採取の日付でみたSARS-CoV-2検査陽性の数や割合、検査陽性の公表日でみた検査陽性数、COVID-19による入院数とを解析したところ、下水汚泥中のウイルスRNA濃度の方が、検査サンプル採取日でみた検査陽性の数や割合よりも0~2日早く動くことが分かった。また汚泥データの方が、病院への入院数より1~4日、検査陽性の公表よりは6~8日も早いことも分かった。この6~8日という期間は、主として検査結果の報告・集計の遅れで説明できる。

汚泥データ、疫学データ共にばらつきが大きいため、著者たちは汚泥中のSARS-CoV-2 RNA量とCOVID-19の症例数の関連を明確に示していないが、検査やその集計が遅れている地域では、汚泥データの増減傾向の分析が、感染動向を前もって知るのに役立つ可能性があるとしている。

Analysis of wastewater may provide advance notice of SARS-CoV-2 infection dynamics in communities before positive tests are reported, suggests a paper in Nature Biotechnology. The findings — based on a ten-week analysis of primary sludge in the New Haven, Connecticut, USA metropolitan area — may help provide up-to-date information on infections in areas with testing capacity limitations or reporting delays.

The progression of COVID-19 is tracked largely by diagnostic testing results and hospital data. However, COVID-19 symptoms may not present for up to two weeks after infection, and there may be delays in reporting positive tests if testing capacity is overwhelmed. Monitoring sewage has been used in previous disease epidemics, and increasing amounts of SARS-CoV-2 RNA in wastewater have been associated with rising numbers of COVID-19 cases.

Jordan Peccia and colleagues conducted a ten-week analysis of primary sewage sludge from a waste treatment plant in New Haven. They collected daily samples from 19 March to 1 June and compared SARS-CoV-2 RNA concentrations in the sludge to publicly available infection data. They analysed the numbers and percentages of positive SARS-CoV-2 tests by specimen collection date, the numbers of positive SARS-CoV-2 tests by reporting date, and COVID-19 hospital admissions. The authors found that viral RNA concentrations in sewage sludge were 0–2 days ahead of the numbers and percentage of positive tests based on specimen collection date. They also found that the sludge data were 1–4 days ahead of hospital admissions and 6–8 days ahead of reported positive tests. The lead time of 6–8 days was largely explained by delays in reporting of test results.

Because sludge and epidemiological data are both susceptible to variability, the authors did not correlate the level of SARS-CoV-2 RNA in sludge and the number of COVID-19 cases. However, they argue that in areas where reporting or testing are delayed, analysis of rising and falling trends in sludge data could provide advance notice of infection dynamics.

doi: 10.1038/s41587-020-0684-z

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