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Monitoramento de Esgoto: Uma Chave para a Saúde da Comunidade

Pesquisas mostram que dados de águas residuais podem revelar tendências da COVID-19 e o impacto da vacinação.

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A pandemia de COVID-19 mostrou como é importante ter maneiras confiáveis de medir quantas pessoas em uma comunidade estão infectadas com o vírus. Os métodos tradicionais envolvem coletar dados pessoais das pessoas, o que pode ser caro e complicado. Uma nova abordagem é analisar o esgoto, porque isso pode refletir o nível de infecção em uma comunidade sem precisar testar cada pessoa. Esse método pode nos ajudar a nos preparar melhor para futuras crises de saúde.

O monitoramento do esgoto pode mostrar a presença do vírus, mesmo em pessoas que não apresentam sintomas. Estudos anteriores analisaram como os níveis do vírus no esgoto se relacionam com o número de casos de COVID-19 relatados, mas muitas vezes se basearam em dados limitados. Nosso estudo tem como objetivo oferecer uma visão mais clara, combinando dados do esgoto com informações coletadas de amostragens aleatórias na comunidade, focando no Condado de Jefferson, Kentucky.

Visão Geral do Estudo

Nossa pesquisa aconteceu de abril a agosto de 2021, um período em que as vacinas contra COVID-19 estavam se tornando amplamente disponíveis. Fizemos amostragens da comunidade para medir a presença de anticorpos que indicam infecção anterior com o vírus. Também monitoramos o esgoto para ver quanto do vírus estava presente ao longo do tempo. Ao combinar essas duas fontes de dados, buscamos entender como a Vacinação e a disseminação de diferentes variantes do vírus afetaram os níveis de infecção na comunidade.

Analisamos o número de pessoas vacinadas e aquelas que tinham anticorpos de infecções anteriores. Depois, ligamos esses números às concentrações do vírus no esgoto. Essa abordagem nos permitiu estimar o impacto da vacinação e o surgimento de novas variantes nas taxas de infecção.

Amostragem de Esgoto

Para avaliar quanto vírus tem no esgoto, coletamos amostras duas vezes por semana de várias estações de tratamento. As amostras nos ajudaram a medir a quantidade de SARS-CoV-2 no esgoto e comparar com os níveis do vírus do mosaico de pimenta, que não é prejudicial. Essa comparação ajuda a melhorar a precisão das nossas medições do vírus.

Amostragem de Soroprevalência na Comunidade

Além de monitorar o esgoto, realizamos um estudo de soroprevalência, que envolveu amostrar aleatoriamente membros da comunidade para ver quantos tinham anticorpos de infecções anteriores por COVID-19. Fizemos esse estudo em quatro ondas durante o período especificado e focamos principalmente em adultos. Esse método forneceu uma estimativa melhor de quantas pessoas na comunidade tinham sido infectadas, complementando os dados que obtivemos do esgoto.

Ligando Vacinação à Prevalência da Doença

Nossa análise comparou o número de indivíduos vacinados na comunidade com a prevalência estimada de infecções e os níveis do vírus no esgoto. Observamos quão eficaz a vacina foi na redução das infecções ao comparar cenários com altas e baixas taxas de vacinação. Com uma taxa de vacinação de 64%, encontramos diferenças significativas nas taxas estimadas de novas infecções e na concentração do vírus no esgoto.

Sem vacinação, projetamos um aumento dramático nas infecções e nos níveis do vírus, ilustrando como as vacinas foram cruciais para controlar a disseminação da COVID-19. Em nosso estudo, estimamos que a vacinação evitou um grande número de infecções e diminuiu o nível geral do vírus na comunidade.

Examinando Variantes do Vírus

Durante nossa pesquisa, duas variantes do vírus circularam: a variante Alpha e a variante Delta. A variante Alpha foi dominante no início do nosso estudo, enquanto a variante Delta surgiu depois. Descobrimos que a variante Delta era significativamente mais contagiosa que a variante Alpha, o que afetou como o vírus se espalhou na comunidade.

Analisamos a diferença na concentração de esgoto com base na variante presente e notamos que a variante Delta levou a níveis gerais mais altos do vírus. Essa informação é vital, pois ajuda os oficiais de saúde pública a entender como novas variantes podem impactar as taxas de infecção e desenvolver estratégias para combatê-las.

Estimando Taxas de Hospitalização

Para prever hospitalizações relacionadas à COVID-19, utilizamos os dados coletados sobre os níveis do vírus no esgoto. Ligando esses níveis aos dados de hospitalização, conseguimos estimar quantas pessoas poderiam precisar de cuidados hospitalares em diferentes cenários de vacinação. Nossa análise mostrou que, com uma taxa de vacinação de 64%, o número esperado de hospitalizações seria menor comparado a um cenário sem vacinas.

Prever hospitalizações é essencial para os sistemas de saúde se prepararem para possíveis aumentos no número de pacientes. Compreender a relação entre as concentrações do vírus no esgoto e as hospitalizações pode ajudar os oficiais de saúde a responderem de forma mais eficaz durante uma crise de saúde.

Resultados e Conclusões

Nosso estudo abrangente revelou várias descobertas importantes:

  1. Impacto da Vacinação: O estudo mostrou que a vacinação reduziu significativamente tanto o número de infecções quanto a concentração do vírus no esgoto. Sem os esforços de vacinação, estimamos um aumento potencial nas infecções de 156% e nos níveis do vírus no esgoto de 219%.

  2. Papel das Variantes: O surgimento da variante Delta levou a um aumento nas infecções e nas concentrações de esgoto. Nossa análise sugeriu que a variante Delta teve um impacto significativamente maior na comunidade em comparação com a variante Alpha, destacando a necessidade de monitorar novas variantes de perto.

  3. Previsões de Hospitalização: Ao ligar os dados do esgoto às taxas de hospitalização, estimamos que altas taxas de vacinação poderiam evitar um grande número de hospitalizações. Nosso modelo previu um aumento significativo nas hospitalizações sem vacinas.

  4. Benefícios da Amostragem Aleatória: Ao incluir uma amostra aleatória da comunidade, nosso estudo forneceu uma estimativa menos tendenciosa da prevalência da infecção em comparação com depender apenas de dados clínicos. Essa abordagem melhorou a confiabilidade geral de nossas descobertas.

Conclusão

De modo geral, nossa pesquisa apoia a ideia de que monitorar o esgoto pode ser uma ferramenta poderosa para entender a saúde da comunidade, especialmente durante pandemias. A vigilância do esgoto pode estimar efetivamente a prevalência de doenças como a COVID-19, ajudando os oficiais de saúde pública a tomar decisões informadas. As descobertas do Condado de Jefferson oferecem insights valiosos que podem ser aplicados em outros locais também.

A vacinação se mostrou um fator crítico no controle da disseminação do vírus, e entender como as variantes impactam as taxas de infecção e hospitalização pode ajudar em futuros esforços de resposta. Nosso estudo serve como modelo de como as Comunidades podem usar métodos inovadores para ficar à frente das doenças infecciosas e melhorar os resultados gerais de saúde pública.

Implicações Futuras

À medida que avançamos, será essencial continuar refinando nossos métodos de uso de dados de esgoto. Estudos futuros podem ampliar esse trabalho incorporando mais áreas geográficas e doenças adicionais. Os insights obtidos do monitoramento do esgoto não apenas aprimoram nossa compreensão da COVID-19, mas também podem ser aplicados a outras doenças infecciosas.

As estratégias de saúde pública devem dar maior ênfase à integração do monitoramento do esgoto com campanhas de vacinação para otimizar as respostas de saúde comunitárias. A importância da coleta e análise de dados em tempo hábil não pode ser subestimada, pois permite uma resposta rápida a ameaças emergentes à saúde pública.

Em conclusão, nossas descobertas destacam a importância do monitoramento do esgoto como uma ferramenta confiável para avaliar a saúde da comunidade e orientar esforços de vacinação. Ao aproveitar dados do esgoto e da soroprevalência comunitária, podemos desenvolver melhores estratégias de saúde pública para responder efetivamente aos desafios de saúde atuais e futuros.

Fonte original

Título: Wastewater and seroprevalence for pandemic preparedness: variant analysis, vaccination effect, and hospitalization forecasting for SARS-CoV-2, in Jefferson County, Kentucky

Resumo: Despite wide scale assessments, it remains unclear how large-scale SARS-CoV-2 vaccination affected the wastewater concentration of the virus or the overall disease burden as measured by hospitalization rates. We used weekly SARS-CoV-2 wastewater concentration with a stratified random sampling of seroprevalence, and linked vaccination and hospitalization data, from April 2021-August 2021 in Jefferson County, Kentucky (USA). Our susceptible (S), vaccinated (V), variant-specific infected (I1 and I2), recovered (R), and seropositive (T) model (SVI2 RT) tracked prevalence longitudinally. This was related to wastewater concentration. The 64% county vaccination rate translated into about 61% decrease in SARS-CoV-2 incidence. The estimated effect of SARS-CoV-2 Delta variant emergence was a 24-fold increase of infection counts, which corresponded to an over 9-fold increase in wastewater concentration. Hospitalization burden and wastewater concentration had the strongest correlation (r = 0.95) at 1 week lag. Our study underscores the importance of continued environmental surveillance post-vaccine and provides a proof-of-concept for environmental epidemiology monitoring of infectious disease for future pandemic preparedness.

Autores: Aruni Bhatnagar, R. H. Holm, G. Rempala, B. Choi, J. M. Brick, A. Amraotkar, R. Keith, E. C. Rouchka, J. H. Chariker, K. Palmer, T. R. Smith

Última atualização: 2023-11-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.01.06.23284260

Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.01.06.23284260.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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