NSR | 全自动化痕量污水病毒监测预警机器人

2023-05-05 03:05

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2023年3月31日，深圳市第三人民医院（南方科技大学第二附属医院）国家感染性疾病临床医学研究中心刘映霞教授研究团队与深圳大学光电子器件与系统（教育部/广东省）重点实验室张晗教授研究团队合作在国际学术期刊National Science Review上在线发表题为“Wastewater surveillance and an automated robot: effectively tracking SARS-CoV-2 transmission in the post-epidemic era”的研究论文。

该研究研发了全球首台全自动在线式污水病毒监测预警机器人，明确了污水新冠病毒监测的有效性和预警作用，为建立常态化污水监测网络、实现传染性疾病的预警和追踪提供了实践基础和技术方案。

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后疫情时代，对于各类流行病的发展趋势监测需求十分迫切。当前，国内针对新冠病毒（SARS-CoV-2）的监测手段局限于哨点医院和确诊病患的主诉数据，大范围的数据仍然缺乏。污水流行病学方法(WBE)是一种点对面式的传染病监测方法，通过生活污水中疾病标志物的浓度变化判断疫情发展趋势。例如，新冠病毒可以通过排泄物进入排水系统，生活污水中的新冠病毒含量可以很大程度关联疫情形势。全球各机构逐渐开始关注、研究并使用污水监测方法判断新冠疫情发展趋势，美国、荷兰、瑞士等地已经广泛使用污水新冠病毒监测方法，国内对于污水流行病学在新冠病毒监测方面的应用较晚，由于该方法实验流程复杂、实验门槛高，使得应用推广难、案例积累较少。

该研究介绍了国内污水流行病学在新冠病毒监测方面的成功案例。研究团队基于深圳市第三人民医院污水处理系统 (WWTP) 和深圳市部分社区生活污水井的 WBE 数据，在污水样本中检测到了SARS-CoV-2阳性信号，病毒浓度与每日临床确诊病例数之间存在明显的正相关关系。同时，社区生活污水监测结果显示污水SARS-CoV-2阳性信号甚至在感染病人被确认的前三天或同时被监测到。同时，该工作使用了全球首台全自动污水病毒监测预警机器人——神农I号机器人进行实际污水样本的人工实验数据比对，机器人检测结果显示出与实验室数据的高度一致性，为实现病毒大规模无扰式多点监测提供了可能。

图1. 研究流程

总的来说，基于污水流行病学 (WBE)的SARS-CoV-2监测方法表现出了强大的实用性。该文基于深圳市第三人民医院污水处理系统 (WWTP) 和深圳市部分社区生活污水井的 WBE 数据，明确了污水新冠病毒监测的有效性和预警作用，并联合深圳市疾控中心、深圳大学和深圳万物传感科技有限公司研制出了全球首台全自动污水病毒监测预警机器人——神农I号机器人，为建立常态化污水监测网络、实现传染病的预警和追踪提供了实践基础和技术方案。

图2. 全自动污水病毒监测预警机器人——神农I号机器人

深圳市第三人民医院（南方科技大学第二附属医院）国家感染性疾病临床医学研究中心刘映霞教授和深圳大学光电子器件与系统（教育部/广东省）重点实验室张晗教授为该论文的共同通讯作者，深圳市第三人民医院（南方科技大学医学院）博士生欧官用和深圳大学博士后唐宇轩为该论文的共同第一作者。研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省科技创新领军人才计划及深圳市科技创新创业专项基金等项目资助。

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