废水监测
什么是废水监测？
废水监测是一种检测、识别和表征废水中病原体的方法。
该方法提供的数据有助于在社区层面监测疫情和其他威胁。通过准确定位威胁所在，社区可以在公共卫生事件应对中更合理地调配资源。来自废水的基因组信息不仅可用于确定社区中存在哪些病原体，还可用于确定社区中可能存在哪些菌株和多少种变异。
废水监测如何进行？
废水监测是检测污水处理厂病原体的过程。在废物处理之前收集样本，并在实验室中进行分析，以确定病原体的类型及其在社区中的水平1。新一代测序（NGS）可用于分析样本，为公共卫生官员提供更快、更全面的方法来大规模跟踪感染。NGS技术还能解析疾病的地理传播趋势、评估社区层面防控措施的有效性等信息。
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基于PCR与基于NGS的废水监测
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| RT-PCR | NGS | |
| Target | 仅靶向基因组的小区域 | 靶向并表征全基因组 |
| 成本 | 较低的成本 | 较高的成本 |
| 通量能力 | 低通量 | 高通量 |
| 变异检测 | 无法检测变异 | 可检测和鉴定变异 |
| 数据 | 数据更易于解读 | 数据更复杂、更全面 |
废水监测有哪些方法？
废水样本通常含有多种病原体和微生物4，而临床样本通常仅含有一种病原体。要分析目标病原体，建议使用基于扩增子或富集的NGS文库制备方法。基于扩增子的方法使用引物特异性地靶向微生物区域和/或单个病毒的全基因组，而富集方法则使用探针杂交来捕获感兴趣的基因组。此外，鸟枪法宏基因组测序提供了一种全面的方法，可分析样本中的所有基因和微生物。5
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参考文献
- Wastewater Monitoring—How Does It Work? cdc.gov/nwss/pdf/Wastewater-COVID-infographic-h.pdf. Accessed December 7, 2023.
- Science & Tech Spotlight: Wastewater Surveillance. gao.gov/products/gao-22-105841. Accessed December 7, 2023.
- Diamond MB, Keshaviah A, Bento AI, et al. Wastewater surveillance of pathogens can inform public health responses. Nature Medicine 2022; 28(10):1992-1995.
- Levy JI, Andersen KG, Knight R, et al. Wastewater surveillance for public health. Science 2023 Jan 6;379(6627):26-27.
- Wensel CR, Pluznick JL, Salzberg SL, et al. Next-generation sequencing: insights to advance clinical investigations of the microbiome. J Clin Invest. 2022 Apr 1; 132(7): e154944.