Co bylo hlavním cílem výzkumu?
Cílem výzkumu je vytvořit systém včasného varování pro případný další nástup koronavirové epidemie, nebo i jakékoli jiné epidemie podobného typu prostřednictvím analýzy odpadních vod. Na začátku června jsme odebrali poslední vzorky v rámci velkého výzkumu, nicméně máme ještě v plánu pokračovat dál na menších čistírnách odpadních vod. Už jsme celkově odebrali přes sto vzorků a pomalu končíme, protože výskyt koronaviru SARS-CoV-2 v populaci se snižuje, a tím pádem už sběr vzorků nemá větší smysl.
Výsledky, které jsou k dispozici jsou zatím jen průběžné, nicméně dají se už nějak zhodnotit?
O celkovém hodnocení se zatím mluvit nedá. To, co nám chybí, jsou přesné počty nakažených nemocí COVID-19 v daných oblastech, které jsme sledovali. Takže až budeme mít tato data k dispozici, musíme je propojit s výsledky našeho výzkumu a z toho nám vyjde záchyt nejmenšího počtu nakažených, tedy jakási mezní hranice nejnižšího počtu nakažených, který je naše metoda schopna zachytit. O data jsme si zažádali a věříme, že je dostaneme. Zatím máme jenom přesnost na okresy, a to pro systém včasného varování úplně nestačí. My z našich dat víme, ve které konkrétní obci byli lidé nakažení, nevíme ale zatím kolik jich bylo prokázáno klinicky, a tím pádem zatím ani nemůžeme říci, jak je metoda přesná.
Takže zatím nevíte, jaký je přesný vztah mezi množstvím nalezených stop koronaviru ve vodě a skutečným počtem nakažených?
To zatím nevíme, ale víme kolik je na konkrétním místě napojených osob na veřejnou kanalizaci a navíc víme, že stopy koronaviru jsme schopní zachytit i na malých čistírnách odpadních vod. To je důležité zjištění, protože jsou to místa, kde se dá předpokládat, že nakažených moc nebylo a pro nás je to signál, že umíme odhalit i relativně malý počet nakažených.
To vypadá jako nadějné výsledky.
Ano. Skutečně to vypadá, že by tento přístup mohl být využitelný jako základ systému včasného varování, který by mohl být dlouhodobě nastaven tak, aby hlídal nástup případné další epidemie. I když jsou naše výsledky trochu jiné, než jsme očekávali. Ze začátku pro nás bylo překvapivé, že ve velkých čistírnách odpadních vod, u kterých jsme věděli, že je v oblasti vysoký počet nakažených, jsme žádné stopy po koronaviru nenašli. V našem výzkumu máme pouze jednu čistírnu, na kterou je napojeno víc jak sto tisíc obyvatel a tam jsme zatím neměli ani jeden pozitivní záchyt. Na druhou stranu je pro nás ale důležité, že jsme dokázali stopy koronaviru najít u malých čistíren. Do čistíren jdou někdy zaústěny i průmyslové odpadní vody, takže teď musíme prozkoumat odlišnosti stokových sítí jednotlivých čistíren, a zhodnotit co je příčinou toho, co nám vyšlo.
Takže cesta k vybudování systému včasného varování tedy povede spíše přes menší čistírny odpadních vod?
Ano, pravděpodobně to tak vypadá. Zřejmě bude nutné vytipovat kritická místa, kde bude předpoklad vyššího počtu nakažených obyvatel, ale zároveň tam budou koncentrované odpadní vody.
Takže pokud se všechno podaří, po zhodnocení dat vytvoříte jednoduchý propočet, který určí podle stavu odpadních vod, kolik je v konkrétním místě nakažených?
Tak úplně jednoduché to zase nebude, protože záleží na spoustě dalších vlivů, třeba na délce stokové sítě, která určuje, jak rychle se koronavirus k čistírně dostane, objemu odpadních vod, v nichž se naředí a množství viru, které je nakaženým člověkem vyloučeno. To je velmi důležité, protože koronavirus je v odpadních vodách poměrně nestabilní. Během cesty potrubím se může jeho RNA rozpadat a i s tím musíme při vyhodnocování výsledků počítat. Ale ano, je to náš cíl.
Dokážete tedy odhadnout, jestli váš výzkum půjde pro vybudování systému včasného varování v praxi použít?
Věříme, že to půjde. Samozřejmě teď bude trochu komplikované, najít způsob jak systém otestovat předem. S předstihem ho naostro nejspíš nevyzkoušíme, protože doufáme, že se koronavirus v populaci znovu vyskytovat nebude. Nicméně, myslíme si, že testovací režim by mohl proběhnout na nějakých jiných biomarkerech.
Co tedy ještě chybí, aby bylo možné systém využít v praxi?
V prvé řadě je to vyhodnocení našich dat. Na dokončení samozřejmě potřebujeme i peníze, protože zatím jsme výzkum platili ze zdrojů VÚV, potažmo MŽP. Teď se připravujeme na druhou fázi, kdy bychom chtěli systém především ozkoušet a dotáhnout do konce. Chtěli bychom ještě vylepšit analytickou metodu, tak abychom dokázali zachytit co nejrychleji co nejmenší množství koronaviru ve vodě. Celý výzkum se prováděl tak trochu v běhu. Nikdo samozřejmě nečekal, že podobná epidemie přijde a museli jsme se do projektu pustit rychle. Potřebujeme získat podporu kompetentních státních orgánů, aby pokračování projektu podpořili.
Kdy by tedy systém včasného varování mohl být funkční?
V podstatě by mohl být funkční hned. Po vyhodnocení výsledků stačí jen vybrat vhodné čistírny odpadních vod. Pokud bychom na nich nadále prováděli systematický pravidelný monitoring, mohli bychom tím zachytit nástup případné druhé vlny. Dokázali bychom určit nejen, jestli se objevují nakažení, ale také jestli jich třeba přibývá, nebo ubývá, tedy jak účinná jsou zavedená opatření.
Jak výzkum vlastně probíhal?
Nejprve jsme se museli dohodnout s provozovateli čistíren odpadních vod. Tam jsme se většinou setkali s velice vstřícným přístupem, za což jsme rádi. Museli nám poskytnout vzorek odpadní vody na přítoku do čistírny. Tento vzorek jsme poslali do specializované laboratoře Výzkumného ústavu veterinárního lékařství v Brně. Tam se vzorek zanalyzuje pomocí metody PCR, která dokáže odhalit specifické sekvence genetické informace koronaviru. Nejnáročnější je především virovou RNA z vody získat. Je to mnohem náročnější, než třeba hledání viru ve vzorcích získaných u nemocných lidí, protože ve vodě je koronavirus mnohem víc naředěný. Pak se výsledky vyhodnocují.
Na podobných projektech pracují i zahraniční týmy, jak funguje spolupráce?
My jsme se u kolegů inspirovali. Začali s tím vědci v Nizozemsku, kteří už zkoušeli tuto metodu u viru SARS, takže v současné situaci už měli náskok, teď jsou opět před námi v tom, že se spolu s vládou pokouší vytvořit národní monitorovací program. Použili jsme tedy vlastně jejich postup v našich podmínkách. Aktuálně existují dvě mezinárodní platformy NORMAN a SCORE, v rámci kterých se budou porovnávat výsledky z jednotlivých zemí. Do mezinárodních aktivit jsme byli zapojeni již dříve díky monitoringu drog v odpadních vodách, který se u nás již dlouho provádí. Aktuálně je do mezinárodní studie zapojeno asi šest států.
Proč jich není více?
Týmy musely být schopné jednat rychle, musíte mít k dispozici také kvalitní laboratoř, která koronavirus v odpadních vodách vůbec dokáže odhalit a to není standard. Stop koronaviru je v nich poměrně málo, navíc jsou tam další látky, které reakci ruší, takže je potřeba vodu přečistit. To je ale nutné provést takovým způsobem, abychom zničili co nejméně zbytků genetického materiálu, který chceme zkoumat. Bakterie je možné před analýzou namnožit, u virů to možné není. Takže klíčem k úspěchu je dobře vybavená, laboratoř se zkušenými analytiky, která splňuje přísné bezpečností požadavky na práci s vysoce rizikovými biologickými činiteli. Zatím to u nás zvládne jen jedna z nich. Když se ale metoda vychytá, bude možné ji zavést i dalších laboratořích.
Je možné podobný postup použít i pro monitorování jiných nemocí?
Já si myslím, že ano. Samozřejmě ale budeme muset vždycky najít vhodný klíč k rozpoznání rizikového prvku. Vždycky bude hrát důležitou roli rychlost. Samozřejmě, který konkrétní virus způsobí epidemii, dopředu odhadnout nejde. Na druhou stranu ale existují látky, které sice nedokážou rozpoznat konkrétní nemoc, dokážou ale určit, jestli v těle probíhají zánětlivé procesy. Na jejich základě by tak šlo zjistit, jestli se v populaci nějaká nemoc náhodou nešíří. Zatím se nic podobného netestuje, ale je to takový náš nápad, který bychom rádi vyzkoušeli. Odpadní vody jsou vlastně takový koncentrát všech možných lidských sekretů, ve kterých se dá vyčíst, co se vlastně v populaci děje.
Existuje riziko nakažení koronavirem z odpadních vod?
Zatím to nebylo podrobně zkoumáno, ale pravděpodobnost je opravdu malá. Koronavirus je totiž velice nestabilní a rychle se rozkládá. Takže u vody, která odtéká z čistírny odpadních vod, je pravděpodobně riziko zcela minimální a u vody, která do čistírny přitéká jsou jiná násobně větší nebezpečí, představovaná jinými patogeny. Ani v našich vzorcích nestanovujeme živé viry, ale genové fragmenty koronaviru SARS-CoV-2, ze kterých nepoznáme, zda je voda infekční.
