איתור וניטור נגיף הקורונה ברשת הביוב בקמפוס
שניים מהאתגרים הגדולים שמציבה מגפת הקורונה בפני הרשויות הם איתור מוקדם של מוקדי מחלה וקטיעתו של מעגל ההדבקה. בבדיקות הנהוגות כיום יש בעיה מהותית משום שהן מכסות רק חלק קטן מהאוכלוסייה ומשקפות רק את מצבו של החולה ברגע הבדיקה ולא על פני זמן ממושך.
גישה חדשה עשויה לשנות את התמונה: ניטור אר-אן-איי של נגיפי קורונה במי הביוב. גישה זו תספק מידע על שיעור ההתפרצויות ופיזורן במרחב הגאוגרפי, ולא פחות חשוב – מידע חיוני להתראה מוקדמת על התפרצויות ולבלימת ההדבקה.
כחלק מפרויקט ‘יוצרים קמפוס פתוח ובטוח’ שייצא לדרך בשבוע הבא בטכניון החליטה הנהלת הטכניון להשתמש בטכנולוגיה וביכולות המחקר שפותחו על ידי קבוצת המחקר של פרופ’ פרידלר כדי לדגום את מערכת הביוב בקמפוס. כך, במקרה של התפרצות קורונה, תאותר ההתפרצות בשלב מוקדם ותטופל בהתאם.
אחד היתרונות הגדולים של ניטור קורונה באמצעות הביוב הוא מיפוי מהיר ומוקדם של אוכלוסייה גדולה, לרבות חולים א-סימפטומטיים. מיפוי זה, המבוסס על העובדה שהנגיף מגיע דרך הצואה למערכת הביוב, עשוי לאפשר מניעה מוקדמת של התפרצות מחודשת. בעולם כבר קיימות טכנולוגיות של “אפידמיולוגיה מבוססת שופכין” המשמשת לניטור חיידקים ונגיפים, ובישראל אותרו נגיפי פוליו במערכת הביוב בשנת 2013 – איתור שהוביל למבצע חיסונים שמנע מגפה ובלם את ההתפרצות.
המחקר מאחורי הבדיקה
מחקר שנערך בהולנד במרץ 2020 (Medema et al., 2020) בחן נוכחות של נגיף הקורונה בדגימות שפכים של שבע ערים ושדה תעופה אחד. באמצעות בדיקת RT-PCR גילו החוקרים ראיות לנוכחות הנגיף בשפכים גם בריכוזים נמוכים, כאשר שכיחות הנדבקים באוכלוסייה נמוכה (מקרה אחד ל-10,000 איש). התוצאות מעידות כי מעקב ברשת השפכים העירונית הוא כלי יעיל ורגיש לניטור של הפצת הנגיף ורמת ההידבקות באוכלוסייה, וזאת ללא צורך בביצוע בדיקות אישיות נרחבות (בדיקות סקר) שעלותן גבוהה וביצוען מורכב.
במאי 2020 הייתה קבוצת המחקר של פרופ’ ערן פרידלר מהפקולטה להנדסה אזרחית וסביבתית שותפה למחקר ראשון מסוגו בישראל באשקלון – עיר בת 150,000 תושבים. המחקר נערך עם פרופ’ אריאל קושמרו מהפקולטה להנדסת ביוטכנולוגיה ואוהד רינות מהפקולטה לרפואה באוניברסיטת בן גוריון בנגב, ד”ר יאיר לואיס מהטכניון וד”ר איתי בר אור, מנהל המרכז הארצי לנגיפים בסביבה במעבדה המרכזית לנגיפים של משרד הבריאות. יחד עם חברת “קנדו” חולקה העיר לתתי אזורים והדיגום בוצע ב-12 שוחות בקרה שונות. הנגיף זוהה בשפכי העיר והחוקרים הצליחו לאתר שונות מרחבית של הנגיף בשפכים, עובדה המעידה על ריכוזים שונים של הנגיף בשכונות שונות. יתר על כן, הם הצליחו לאתר התפרצות של גל שני בעיר לפני גילויו בבדיקות הקורונה השגרתיות.
בשבוע הבא תחל קבוצת המחקר של פרופ’ פרידלר, עם משרד הבריאות וחוקרים מאוניברסיטת בן גוריון, לדגום את מערכות הביוב של 14 ערים בישראל כדי לקבל תמונה מדויקת שתמחיש באילו ערים ושכונות יש חולי קורונה. הפיתוח יאפשר להימנע מהטלת סגר כללי על יישובים שלמים ולמקד את ההגבלות באזורים שבהם יימצאו אחוזי הידבקות גבוהים בנגיף.
כאמור, כחלק מפרויקט קמפוס פתוח ובטוח שייצא לדרך בשבוע הבא בטכניון תנוטר מערכת הביוב בקמפוס בשיטה שפיתחו פרופ’ פרידלר ועמיתיו. הפרויקט יתבסס על דיגום מושכל בשוחות בקרה נבחרות תוך ניצול המבנה ההיררכי של רשת איסוף השפכים בטכניון, מבנה המאפשר לבודד ואזורים שונים בקמפוס. שיטה זו תאפשר לזהות מוקדי התפרצות בתוך הקמפוס לפי הריכוז היחסי והמוחלט של האר-אן-איי של הנגיף בשפכים.
הדיגום יתבצע ב-10 שוחות בקרה בקמפוס באמצעות דוגמים אוטומטיים חכמים של חברת “קנדו”. הממצאים יהוו בסיס להערכת סיכונים ולקביעת סדרי עדיפויות בביצוע בדיקות סקר נרחבות לסטודנטים בבנייני המעונות השונים ולביצוע התערבות באותם מעונות.
המדע מאחורי הבדיקה
הבדיקה שפיתחה קבוצת המחקר מבוססת על אנליזה מיקרוביאלית-מולקולרית וכימית של דגימות השפכים. דגימות השפכים יועברו למעבדה ייעודית, שם יעבור האר-אן-איי של הנגיף תהליך של ריכוז ולאחר מכן זיהוי וכימות באמצעות qPCR. הבדיקות ייעשו בסופו של כל יום דיגום, והמשך תכנית הדיגום ייקבע על סמך הממצאים. בנוסף לכימות נגיף הקורונה ייבחן הבקטריופאג’ MS2 השכיח בשפכים, שישמש כבקרה פנימית לאנליזה.
לדברי פרופ’ ערן פרידלר, “ידוע לנו שהנגיף מסוגל לשרוד בביוב 14 ימים בטמפרטורה של 4 מעלות צלזיוס, או יומיים בטמפרטורה של 20 מעלות, ואפשר לאתר את האר-אן-איי שלו במשך 8 ימים. בניסויים הנוכחיים הראינו שהשיטה שפיתחנו אפקטיבית בזיהוי מוקדי התפרצות של קורונה, ובעתיד נוכל ליישמה גם באיתור מוקדם של מחלות אחרות.”
תוצאות הניטור
תוצאות הניטור יועברו לאחראית בטיחות הקורונה בקמפוס להמשך טיפול, וזאת כדי להבטיח את בריאות דרי המעונות ובאי הקמפוס.
אנו גאים בכך שבדיקה שפותחה בטכניון תסייע בקטיעת שרשראות ההדבקה ובשמירה על בריאות באי הקמפוס ומאחלים לכם שנת לימודים בריאה ומוצלחת!