Com um número recorde de casos , quase todas as soluções para controlar a doença COVID-19 incluem mais testes, especialmente quando cidades e estados tentam reabrir. Mas com os estados atingindo seus limites nos testes, precisamos de novas ferramentas para entender a transmissão Covid-19. Um programa nacional de vigilância de águas residuais oferece uma abordagem econômica para rastrear o Covid-19 na maioria da população dos EUA e fornecer alertas precoces de ressurgimento.

Simplesmente testar indivíduos com sintomas não será suficiente para rastrear quantas pessoas estão infectadas. Dado o alto grau de disseminação assintomática - mesmo na ausência de eventos de grande repercussão -, precisamos de uma estratégia nacional que dependa fortemente da vigilância. Os especialistas argumentam cada vez mais que deveríamos testar os residentes das casas de repouso toda semana . Algumas universidades planejam testar todos os alunos várias vezes por semana. E o governo federal está falando sobre o teste conjunto como uma estratégia para testar grandes grupos de indivíduos ao mesmo tempo. A esperança é que esses testes, quando combinados com um rastreamento de contato robusto, possam identificar infecções antes que elas se espalhem.

Testar indivíduos é a única maneira de descobrir quem está infectado, isolá-los e rastrear seus contatos. Mas não devemos confiar em testes individuais para entender as tendências de transmissão nas comunidades. Uma abordagem alternativa que complementa a necessidade atual de testar mais indivíduos é rastrear o coronavírus nas águas residuais. Isso é logisticamente mais fácil, serviria como um sinal de alerta precoce da presença do SARS-CoV-2 em uma comunidade e resultaria no rastreamento quase contínuo do Covid-19 em três quartos da população dos EUA, a um custo de US $ 40 milhões a US $ 80 milhões por semana.

Teste de águas residuais ganha força como sistema de alerta precoce Covid-19

Pessoas infectadas com SARS-CoV-2 eliminam o vírus nas fezes antes mesmo de apresentarem sintomas do Covid-19. A análise de esgoto para o vírus, usando métodos como os usados ​​para testar indivíduos, pode prever o nível de infecção da comunidade uma semana a duas semanas antes dos diagnósticos clínicos além de mostrar níveis crescentes e decrescentes de infecção e transmissão por coronavírus. Testar as águas residuais de um lar de idosos, prisão ou dormitório pode dar um sinal precoce de que um ou mais residentes estão infectados e, portanto, testar rapidamente cada um dos residentes.

A vigilância nacional de águas residuais exigiria pelo menos testes semanais em estações de tratamento de águas residuais e em esgotos. Embora alguns estados, como Colorado , Ohio e Nova York , tenham tomado medidas para implementar os esforços de vigilância de águas residuais, os EUA carecem de um programa nacional Covid-19 para isso.

Outros países têm programas nacionais em vigor. A Austrália está trabalhando com autoridades estaduais e territoriais e 16 das maiores empresas de serviços públicos do país para implementar o monitoramento semanal de águas residuais como parte do projeto Colaboração em Vigilância de Esgoto do SARS-COV-2 . Na Finlândia, o Instituto Finlandês de Saúde e Bem - Estar está supervisionando a amostragem em 28 estações de tratamento de águas residuais em um programa de monitoramento que cobre 60% da população finlandesa. A Holanda implementou testes semanais em 29 plantas que cobrem cerca de 25% da população holandesa. O Paquistão instituiu um programa que utiliza a rede de vigilância ambiental da pólio para monitorar o SARS-CoV-2 em 78 estações de tratamento de águas residuais em todo o país.

Embora possamos aprender com a experiência nacional de vigilância de águas residuais de outros países, qualquer programa projetado para os EUA será necessariamente maior e mais complexo. Na última contagem, em 2012, havia 14.748 estações de tratamento de águas residuais que fornecem coleta e tratamento de esgoto a 80% das pessoas que vivem nos EUA. Os outros 20% são atendidos por sistemas sépticos. Embora a amostragem regular para todas as estações de tratamento de efluentes seja certamente viável, mesmo focando apenas as 542 maiores - aquelas com capacidade de tratamento superior a 10 milhões de galões de esgoto por dia - cobririam metade da população dos EUA.

Amostragem de águas residuais de esgoto

A amostragem de águas residuais pode ser feita em linhas de esgoto a jusante de casas de repouso, dormitórios ou outras instalações.

Para ser eficaz, a vigilância de águas residuais precisa usar um método de teste sensível e específico que forneça resultados confiáveis ​​e repetíveis, disponíveis em um dia. Os resultados precisam ser quantitativos, como cópias do genoma por litro de água residual, que podem ser traduzidas em estimativas de pessoas infectadas. Tais recursos analíticos já existem em laboratórios comerciais de testes ambientais. E estão em andamento esforços para adaptar biossensores eletroquímicos desenvolvidos anteriormente para detecção de vírus , incluindo dispositivos microfluídicos baseados em papel , para quantificação quase em tempo real do SARS-CoV-2 em águas residuais.

Ainda há questões importantes a serem respondidas sobre a vigilância nacional de águas residuais para SARS-CoV-2: 

A coleta de amostras no sistema de esgoto pode ser realizada com a implantação de amostradores automáticos nas caixas de visita, idealmente selecionando aqueles a jusante das casas de repouso e outras instalações vulneráveis.

Também precisaremos de um banco de dados de vigilância nacional que permita a inserção contínua de resultados analíticos, visualização de tendências e, finalmente, previsões de onde será o próximo surto.

Os EUA precisam começar com a vigilância de águas residuais agora. A ciência apóia claramente essa estratégia. Isso fornecerá um método econômico de entender a pandemia e um sistema de alerta precoce para aumentar e diminuir a transmissão à medida que a pandemia aumenta e diminui.

Um sistema de aviso prévio é essencial se quisermos continuar à frente do vírus.

Anna Mehrotra é engenheira sênior de águas residuais da CDM Smith Inc., em Boston. David A. Larsen é um epidemiologista ambiental e professor associado de saúde pública na Syracuse University, em Nova York. Ashish Jha é o diretor do Instituto de Saúde Global de Harvard e professor de saúde global na Escola de Saúde Pública de Harvard TH Chan.