Theo dõi và cảnh báo dịch bệnh qua nước thải có thể đem lại một cách khoanh vùng giám sát mới để chống lại COVID-19, thậm chí hỗ trợ ứng phó với các dịch bệnh tiếp theo trong tương lai.
Từ giữa tháng 9 đến nay, tỷ lệ nhiễm COVID-19 mới hàng ngày trong nước đã giảm đều đặn. Nhưng không ai dám chắc rằng làn sóng thứ tư này sẽ là điểm cuối cùng chấm dứt đại dịch ở Việt Nam.
Các nhà khoa học trên thế giới cho rằng nhiều khả năng, ngay cả khi đại dịch đã được kiểm soát thì virus SARS-CoV-2 sẽ vẫn tồn tại trong cộng đồng như cúm mùa. Thỉnh thoảng, virus này có thể bị kích hoạt và làm bùng lên thành dịch mới.
Vậy ngoài việc tiêm chủng, chúng ta cần có giải pháp gì để theo dõi và giám sát dịch bệnh? Virus gây bệnh Covid-19 lây nhiễm cho nhiều loại tế bào trong cơ thể, bao gồm cả những tế bào trong đường hô hấp và đường ruột. RNA của virus có thể đi vào phân và nước tiểu, và thường xuất hiện trong chất thải này vài ngày trước khi các triệu chứng lâm sàng bắt đầu xuất hiện.
“Chúng ta có thể tìm kiếm các chỉ dấu của SARS-CoV-2, tức các mảnh RNA của virus trong các mẫu nước thải bằng phương pháp PCR hoặc giải trình tự gene, từ đó lập bản đồ các điểm nóng lây nhiễm trong cộng đồng”, TS. Thái Khánh Phong tại Đại học Queensland, Úc, chia sẻ với báo KH&PT.
Giải pháp theo vết dịch mới
Giải pháp này đã được áp dụng trên nhiều quốc gia. Úc cũng như Canada, Hà Lan, Anh, Pháp, Tây Ban Nha, Thụy Sĩ hay Israel đều đã thiết lập được hệ thống giám sát quốc gia để phân tích nước thải nhằm tìm dấu vết của virus Covid-19 trong cộng đồng. Ngay cả các quốc gia có cơ sở hạ tầng nước thải đô thị ít nhất quán như Thái Lan cũng đang bắt đầu thiết lập hệ thống theo dõi ở khu vực nông thôn nếu nơi đó không có sẵn xét nghiệm trên người.
Ủy ban nghiên cứu về nước của Nam Phi cũng đang thực hiện chương trình thí điểm xét nghiệm Covid-19 qua nước thải trong năm 2021, với chi phí triển khai cho chương trình toàn quốc ước tính khoảng 2,5 triệu USD, chủ yếu dành cho phân tích và đánh giá trong các phòng thí nghiệm.
Năm ngoái, Mỹ cũng bắt đầu chương trình xét nghiệm nước thải tương tự ở cấp bang và cấp quốc gia. Bà Amy Kirby, người đứng đầu chương trình tại Trung tâm kiểm soát dịch bệnh Mỹ (CDC) cho biết “một chương trình giám sát nước thải quốc gia không tồn tại trước đại dịch Covid-19”, nhưng khi thấy nhiều nhóm nghiên cứu ở các trường đại học và một số công ty tư nhân triển khai hiệu quả việc xét nghiệm thương mại ở khu vực dân cư nhỏ, tòa nhà công sở, họ quyết định xây dựng một hệ thống rộng khắp nước Mỹ.
Ít nhất 25 nhà máy xử lý nước thải ở California đang tham gia vào chương trình do CDC gọi thầu thông qua một công ty tư nhân cung cấp dịch vụ xét nghiệm nước thải, và nhiều nhà máy khác đang nhận tiền từ CDC để làm việc với các trường đại học tại địa phương hoặc tự trả tiền cho xét nghiệm của riêng họ.
Bản thân TS. Thái Khánh Phong, người có nhiều năm kinh nghiệm trong việc phân tích nước thải để xác định việc sử dụng ma túy và dược phẩm bất hợp pháp trong cộng đồng, hiện cũng đang quản lý
chương trình giám sát SARS-COV-2 qua nước thải của chính quyền bang Queensland, Úc.
Hằng tuần, nhóm của anh nhận được mẫu nước thải từ khoảng 90 địa điểm gửi về. Do nắm rõ sơ đồ thoát nước của từng địa điểm tham gia trên khắp bang, họ có thể khoanh vùng được cụ thể những nơi có Covid-19 trong cộng đồng. Tất cả lịch sử xét nghiệm đều được đưa lên một cổng thông tin mở của chính quyền kèm biểu đồ tương tác.
Nếu người dân phát hiện nước thải khu vực họ đang sinh sống có dấu hiệu virus, họ sẽ được khuyến cáo các biện pháp tăng cường phòng ngừa và được khuyến khích đi xét nghiệm tại các cơ sở y tế. Bộ Y tế của bang cũng sẽ triệu tập một hội đồng để đánh giá tình huống xung quanh mỗi lần phát hiện SARS-CoV-2 và thảo luận những biện pháp tiếp theo nếu cần thiết.
Bắt đầu thử nghiệm ở Việt Nam
Tuy là một phương pháp rất mới nhưng các nhà nghiên cứu Việt Nam đã bắt đầu thử nghiệm hiệu quả của nó. Ở Hà Nội, nhóm nghiên cứu của TS. Phạm Đức Phúc (Phó giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Y tế công cộng & Hệ sinh thái, trường Đại học Y tế công cộng) và TS. Ngô Thị Thúy Hường (Trưởng Nhóm nghiên cứu Hóa Môi trường và Độc học sinh thái, Khoa Công nghệ sinh học, Hóa học và Kỹ thuật môi trường, trường Đại học Phenikaa) đang hợp tác với các chuyên gia Nhật Bản để thực hiện một dự án xét nghiệm tìm chỉ dấu RNA của virus SARS-CoV-2 qua nước thải bằng kỹ thuật RT-qPCR và/hoặc giải trình tự hệ gene (genome sequencing).
Các nhà nghiên cứu dự kiến sẽ lấy mẫu nước thải ở điểm đầu ra của một số bệnh viện điều trị bệnh nhân COVID-19 và tại các điểm đầu vào nhà máy xử lý nước thải Yên Sở của thành phố. Nếu không thể tiếp cận trực tiếp, họ sẽ lấy mẫu ở nguồn nước thải gần nhất quanh đó. Mẫu nước thải sẽ được xử lý ban đầu và bảo quản trong phòng thí nghiệm của trường Đại học Y tế Công cộng, sau đó sẽ được gửi sang phòng thí nghiệm của trường Đại học Yamanashi và trường Đại học Tokyo để phân tích tìm dấu vết RNA.
Đây không phải là nhóm đầu tiên ở Việt Nam áp dụng giải pháp này bởi từ năm ngoái một nhóm nghiên cứu ở trường Đại học Xây dựng đã không thể tìm ra dấu hiệu của virus trong nước thải. Do đó, nhóm nghiên cứu lần này muốn “thiết lập và chuẩn hóa quy trình xét nghiệm để phát hiện SARS-CoV-2 trong nước thải hiệu quả nhất”.
Sau khi có quy trình, họ sẽ dùng chúng như một công cụ tiềm năng trong thực hiện điều tra thực tế để xem nhóm đối tượng nào có nguy cơ nhiễm bệnh nhất và đưa vào các mô hình dự báo nguy cơ phơi nhiễm cho 100.000 dân.
Vì xét nghiệm nước thải để phát hiện các mầm bệnh chưa phổ biến tại Việt Nam nên TS. Phạm Đức Phúc cho biết họ cần phải tìm ra các quy trình lấy mẫu, xử lý mẫu và kỹ thuật xét nghiệm phù hợp với tình hình nội địa. Chẳng hạn, cần thu thập bao nhiêu lít nước thải để phát hiện được chỉ dấu virus, hay tách chiết, chọn hóa chất đầu dò phù hợp để tìm ra chính xác chỉ dấu RNA vì nước thải là hỗn hợp của rất nhiều chất hữu cơ, vô cơ khác nhau.
Anh cho rằng mô hình xét nghiệm này có thể được triển khai rộng rãi ở các phòng thí nghiệm trong nước, kể cả những phòng thí nghiệm lưu động, khi cú sốc từ đại dịch COVID-19 đã thúc đẩy đầu tư cho hệ thống trang thiết bị và nhân lực xét nghiệm.
Các kỹ thuật giải trình tự hệ gene có thể giúp phát hiện ra những biến thể của virus để biết tình hình thay đổi của dịch bệnh và cảnh báo về thời điểm dự đoán gia tăng các ca bệnh. Các nhà khoa học cũng đang học cách “đọc” dữ liệu để phiên giải cho các nhà quản lý y tế. Đây là một quá trình phức tạp vì nó liên quan đến tải lượng virus bài tiết khỏi cơ thể con người, cách sử dụng hệ thống nước thải ở địa phương, những biến đổi theo mùa ảnh hưởng đến thành phần nước thải và nhiều yếu tố khác.
Họ cho rằng việc xét nghiệm xác định chỉ dấu virus gây đại dịch COVID-19 qua nước thải có thể là tiền đề cho những dự án nghiên cứu khác nhằm theo dõi các loại virus gây bệnh truyền nhiễm trên người, gia súc, gia cầm, động vật hoang dã và vi khuẩn mang gene kháng thuốc kháng sinh qua nước thải ở Việt Nam.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu này có một mục tiêu lớn hơn. TS. Ngô Thị Thúy Hường, chuyên gia về sức khỏe môi trường, hi vọng rằng nhóm nghiên cứu có thể “tạo ra cơ sở khoa học cho việc đề xuất thiết lập một nền tảng quốc gia về hệ thống giám sát dịch bệnh đa phương bền vững thông qua nước thải”.
Trước dự án này, họ đã có một số dự án hợp tác quốc tế giữa các nhà nghiên cứu Nhật Bản, Việt Nam và Indonesia nhằm đề xuất một khung giám sát chung và trao đổi thông tin liên quan đến dịch bệnh giữa các quốc gia.
Các nhà nghiên cứu đã nhìn nhận vấn đề trên diện rộng, qua đó phát hiện ra những điểm khác nhau trong hệ thống quản lý, sự đan xen về cơ chế giữa các ngành và các cấp chính quyền có thể ảnh hưởng đến việc thiết lập một hệ thống giám sát dịch bệnh thông qua nước thải cấp quốc gia mà họ mong muốn.
TS. Ngô Thị Thúy Hường cho rằng nếu Việt Nam muốn thiết lập một hệ thống giám sát dịch bệnh thông qua nước thải cấp quốc gia hiệu quả, các bên liên quan - bao gồm các nhà quản lý, nhà khoa học, khu vực tư nhân, và các nhóm bị ảnh hưởng – đều cần ngồi lại với nhau để tìm tiếng nói chung. Có lẽ đường đi còn dài nhưng vạn dặm cũng cần bước đi đầu tiên, trong trường hợp này là Dự án thí điểm xét nghiệm COVID-19 trong nước thải.
TP.HCM trong đại dịch vừa qua là trường hợp điển hình để áp dụng phương pháp xét nghiệm nước thải. Cách này sẽ hiệu quả hơn hẳn việc lấy mẫu đám đông về thời gian, chi phí, nhân lực và tránh được các nguy cơ lây nhiễm chéo khi mọi người đứng chờ xét nghiệm.
Nếu lấy mẫu nước thải ở 3-5 địa điểm cố định trên hệ thống thoát nước, dòng sông và các con kênh của thành phố, người ta có thể đo nồng độ virus và khoanh vùng những khu vực có nguy cơ cao để theo dõi. Mặc dù luồng dữ liệu mới này không cho biết chính xác người nào sống trong khu vực có xét nghiệm nước thải bị mắc bệnh nhưng kết quả thu được có thể là gợi ý để ngành y tế nắm bắt được xu thế lây nhiễm và khoanh vùng kiểm soát, sau đó xét nghiệm cụ thể theo hộ gia đình hoặc theo cá nhân.
TS. Thái Khánh Phong, Đại học Queensland |
