環境學院黃霞教授團隊在污水中新型冠狀病毒研究方面取得新進展,在前期污水新冠病毒檢測研究工作基礎上,負責了《污水中新型冠狀病毒富集濃縮和核酸檢測方法標准》中離心超濾濃縮方法標準的編制工作,規範了污水病毒離心超濾法濃縮的操作流程。
全球新型冠狀病毒大流行已經造成了5億人感染,600多萬人死亡。新冠病毒主要通過飛沫和接觸傳播,同時也可以通過排泄物進入排水系統,新型冠狀病毒在排水系統中的賦存狀態及其基於污水病毒核酸片段檢測的疫情預警預測一直是備受關注的熱點話題。黃霞教授團隊於2020年3月新冠疫情爆發初始就開始開展污水新冠病毒賦存、檢測相關研究工作,並在武漢、北京疫情爆發期間開展了排水系統現場的污水新冠病毒檢測工作。相關研究成果分別發表在《危險材料學報》(Journal of Hazardous Materials)和工程院刊《工程》(Engineering)期刊上。
污水系統新冠病毒核酸片段檢測示意圖
圍繞污水環境中的新冠病毒分佈與檢測,研究團隊在疫情初期就建立了污水新冠病毒濃縮處理及核酸檢測方法,並發現了污水中病毒核酸片段檢出載量與臨床報導的感染人數呈現較好的關聯關係,表明污水中病毒片段檢測是一種有效的疫情發展預警預測的監控方法。團隊進一步研究了污水中新冠病毒在不同環境條件下的衰减規律,結果顯示,病毒在污水中的衰减具有較强溫度依賴性,其結構完整性差且衰减較快。
小規模疫情前後污水系統新冠病毒核酸片段檢出情况
(左圖:市政汙水處理廠,右圖:污水管網,day0指小規模疫情結束時間)
基於已有研究工作,中國疾病預防控制中心牽頭,研究團隊與中國科學院生態環境研究中心和中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所共同參與了《污水中新型冠狀病毒富集濃縮和核酸檢測方法標準》編制工作。該標準中明確了PEG沉澱、鋁鹽絮凝和離心超濾三種新冠病毒濃縮方法以及核酸選取檢測方法的具體操作規程。黃霞教授團隊主要負責離心超濾濃縮方法的編寫,明確了該方法中超濾杯孔徑、離心力的選擇,規範了污水病毒離心超濾法濃縮的操作流程。該標準於2022年3月24日發佈實施,為我國污水中新型冠狀病毒檢測提供了依據和指導。
《污水中新型冠狀病毒富集濃縮和核酸檢測方法標准》發佈通知
本研究工作受到國家自然科學基金重大專案、中國工程院專項等資助,清華大學環境學院黃霞教授為該項工作負責人,環境學院劉豔臣、周小紅等為相關工作主要參與人員,環境學院博士生楊少林、博士後董騫等為檢測方法建立、現場污水新冠檢測的主要完成人。
論文連結:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389422001467