बेंगलुरु: इकोलॉजिस्ट फराह इश्तियाक जानती हैं कि भारत की सिलिकॉन वैली बेंगलुरु में सीवेज अपने अंदर काफी रहस्यों को छिपाए हुए है. इसलिए, हर दिन, वह शहर के मलबे पर आधारित अंतहीन रिपोर्ट और ग्राफ़ को स्टडी करती हैं. वह जो डेटा इकट्ठा करती हैं, वह यह जानने के लिए महत्वपूर्ण है कि SARS-CoV-2 वायरस कैसे ट्रैवेल करता है, और टाटा इंस्टीट्यूट फॉर जेनेटिक्स एंड सोसाइटी में इश्तियाक की टीम शहर के इस रहस्यमयी भाग के जरिए वायरस के मूवमेंट पर नज़र रख रही है.
हालांकि, अधिकांश भारतीयों में अब कोविड को लेकर इम्यूनिटी डेवलप हो गई है – स्वाभाविक रूप से या टीके के कारण – वायरस को पूरी तरह से काबू में नहीं किया जा सका है. यह अभी भी संभावित रूप से एक नए चिंताजनक वैरिएंट में बदल सकता है.
इस तरह के निगरानी डेटा कोविड के प्रसार की भविष्यवाणी कर सकते हैं – संकेत अपशिष्ट जल में अपेक्षाकृत जल्दी दिखाई देते हैं क्योंकि संक्रमित लोग टेस्टिंग में पॉजिटिव पाए जाने के पहले ही मल के जरिए इसका उत्सर्जन कर देते हैं यानी शरीर से बाहर निकाल देते हैं.
अधिकारी फिर से वह स्थिति नहीं आने देना चाहते हैं कि वह इससे अनजान रह जाएं, यही वजह है कि इश्तियाक रिपोर्ट तैयार कर रही हैं जिस वह हर हफ्ते बेंगलुरु सिविक बॉडी बृहत बेंगलुरु महानगर पालिके (बीबीएमपी) के सामने प्रस्तुत करती हैं.
इस अपशिष्ट जल-आधारित महामारी विज्ञान (डब्ल्यूबीई) परियोजना ने बेंगलुरु में शोधकर्ताओं, पारिस्थितिकीविदों, विषाणु विज्ञानियों और जल विशेषज्ञों को आकर्षित किया है, जिसमें नेशनल सेंटर फॉर बायोलॉजिकल साइंसेज (एनसीबीएस) में एक आणविक पारिस्थितिक विज्ञानी उमा रामकृष्णन, बेंगलुरु में जलमार्ग को लेकर एक अधिकारी और बायोम सॉल्यूशंस के संस्थापक एस. विश्वनाथ, साथ ही बैंगलोर जल आपूर्ति और सीवरेज बोर्ड (BWSSB) में सिविक ऑफिसर्स व अन्य शामिल हैं.
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संयुक्त और स्वतंत्र परीक्षण के माध्यम से, वे शहर के अपशिष्ट जल की निगरानी कर रहे हैं और अधिकारियों के लिए डेटा जुटा रहे हैं ताकि यह समझ सकें कि देश में वायरस कैसे फैल रहा है और कैसे म्यूटेट कर रहा है.
इस डब्ल्यूबीई परियोजना को बेंगलुरु की वन हेल्थ इनीशिएटिव के लिए एक पायलट प्रोजेक्ट के रूप में भी अपनाया गया है, जिसे विज्ञान और प्रौद्योगिकी (एसएंडटी) क्लस्टर के रूप में स्थापित करे के आइडिया के रूप में अपनाया गया है और प्रिंसिपल साइंटिफिक एडवाइजर ऑफिस द्वारा वित्त पोषित है. इसका उद्देश्य सार्वजनिक स्वास्थ्य चुनौतियों जैसे संक्रामक रोगों पर नज़र रखना, जैव विविधता का नुकसान और खाद्य असुरक्षा का समाधान खोजना है.
इस महीने, इस वन हेल्थ पायलट WBE प्रोजेक्ट ने बेंगलुरु में 28 सीवेज ट्रीटमेंट प्लांट्स (STPs) से अपशिष्ट जल के नमूनों के परीक्षण से प्राप्त आंकड़ों पर एक अध्ययन प्रकाशित किया. उन्होंने पाया कि अपशिष्ट जल डेटा क्लिनिकल डेटा के अनुरूप है जो एक अंतराल के बाद होता है – एक क्रिस्टल बॉल की तरह जो नई तरंगों की अग्रिम चेतावनी को दिखाता है.
इश्तियाक कहती हैं, “ओमिक्रॉन [वैरिएंट] के आने से पहले, हम देख सकते थे कि वायरल लोड बढ़ रहा था. दक्षिण अफ्रीका द्वारा अपनी ओमिक्रॉन लहर की घोषणा करने के 10 दिन पहले हमने इसे सचमुच देखा था.”
आशाजनक परिणामों से प्रेरित और नीदरलैंड में कोविड का पहले से पता लगाने में तकनीक की सफलता को देखते हुए, टीम अन्य प्रकार की बीमारियों को ट्रैक करने के लिए डब्ल्यूबीई का विस्तार करना चाहती है. डेंगू के साथ सक्रिय कार्य पहले से ही चल रहा है.
“यह हमारे लिए एक अच्छा निगरानी उपकरण रहा है, और हम यह देखने की कोशिश कर रहे हैं कि क्या अन्य बीमारियों को कवर किया जा सकता है. सिविक बॉडी में विशेष आयुक्त (स्वास्थ्य) डॉ.त्रिलोक चंद्र कहते हैं, “वास्तव में, हमने बीबीएमपी में एक हेल्थ सेल की स्थापना की है.”
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एक बढ़ती टीम
इश्तियाक के कार्यालय की दीवारें रंगीन पक्षियों के कार्टून से सुसज्जित हैं – जो कि बेंगलुरु के भारतीय विज्ञान संस्थान (आईआईएससी) में उनके पिछले शोध की याद दिलाते हैं जहां उन्होंने एशिया में पक्षियों द्वारा मलेरिया के संचरण का अध्ययन करने में कई साल बिताए थे. मलेरिया उन्मूलन के लिए नई तकनीकों का पता लगाने के लिए वह 2019 में TIGS में शामिल हुईं.
टीआईजीएस उन चार संस्थानों में से एक है जो बैंगलोर लाइफ साइंसेज क्लस्टर बनाते हैं – टाटा इंस्टीट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च का नेशनल सेंटर फॉर बायोलॉजिकल साइंसेज (एनसीबीएस), इंस्टीट्यूट फॉर स्टेम सेल साइंस एंड रीजनरेटिव मेडिसिन (इनस्टेम), और डिपार्टमेंट ऑफ बायोटेक्नोलॉजी सेंटर फॉर सेल्युलर एंड आणविक प्लेटफार्म (C-CAMP) – ये सभी कृषि विज्ञान विश्वविद्यालय (GKVK) के विशाल परिसर के अंदर स्थित हैं.
इश्तियाक 2020 में महामारी आने पर अपने शोध का फोकस बदलना चाहती थीं. दुनिया भर के डॉक्टर, वैज्ञानिक और सरकारें जानकारी खोजने के लिए हाथ-पांव मार रही थीं, अपशिष्ट जल-आधारित महामारी विज्ञान की रिपोर्ट्स सामने आने लगीं. और 2021 में भारत के घातक कोविड की दूसरी लहर के चपेट में आने से ठीक पहले TIGS ने संक्रामक रोगों पर ध्यान केंद्रित करने के लिए अपना जनादेश बदल दिया.
इश्तियाक ने तब बेंगलुरु में अपशिष्ट जल आधारित महामारी विज्ञान परियोजना शुरू करने का फैसला किया. सिंचाई के लिए बड़ी मात्रा में उपचारित अपशिष्ट जल शहर से आसपास के जिलों में जाता है.
एनसीबीएस की उमा रामकृष्णन ने भी अपशिष्ट जल की निगरानी में नीदरलैंड की सफलता के बारे में पढ़ा था. और इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि वह मल पदार्थ के विश्लेषण के महत्व को जानती थी. अतीत में बाघों पर शोध करते समय, उन्होंने अध्ययन किया था और उनके जीवन के बारे में अधिक जानने के लिए उनके मल के नमूनों की जेनेटिक रूप से सिक्वेंसिंग की गई थी. 2020 के अंत में, रामकृष्णन अपशिष्ट जल की निगरानी पर काम करने के लिए एस. विश्वनाथ और इश्तियाक को एक साथ लेकर आए. इससे काफी मदद मिली क्योंकि इश्तियाक के पास संक्रामक रोग की निगरानी करने के लिए अनुदान था.
विश्वनाथ की मदद से, जो बीडब्ल्यूएसएसबी तकनीकी समिति के सदस्य हैं, टीम ने इस विचार को सीवेज प्राधिकरण के सामने रखा और इसे काफी उत्साहजनक प्रतिक्रिया मिली.
टीम ने 2021 की शुरुआत में एनसीबीएस और बीडब्ल्यूएसएसबी के बीच एक समझौता ज्ञापन पर हस्ताक्षर करने की सुविधा प्रदान की, जिसने उन्हें साप्ताहिक (या जितनी बार आवश्यक हो) आधार पर कुछ सीवेज उपचार संयंत्रों (एसटीपी) से नमूने लेने की अनुमति दी. यह परियोजना तब वन हेल्थ पहल का एक हिस्सा बन गई, और IISc में बेंगलुरु साइंस एंड टेक्नोलॉजी (BeST) केंद्र से संचालित होती है.
समझौता ज्ञापन पर हस्ताक्षर किए जाने के तीन महीने बाद, अपशिष्ट जल परीक्षण शुरू हुआ.
कचरों से नमूने लेना
WBE टीम वायरस से RNA के कणों का पता लगाने के लिए आणविक स्तर पर अपशिष्ट जल की निगरानी करती है.
रामाकृष्णन कहते हैं, “हमने येलाहंका और अलासांद्रा में वाटरशेड के साथ शुरुआत की, जो एनसीबीएस के करीब स्थित हैं.” मार्च 2021 से शुरू होने वाले तीन महीनों के लिए इन स्थानों से हर दो सप्ताह में पानी का नमूना लिया गया था.
बेंगलुरु एक बड़े पैमाने पर अपशिष्ट जल उपचार कार्यक्रम चलाता है, और उपचारित अपशिष्ट जल को पड़ोसी कोलार (139 झीलों) और चिकबल्लापुर (70 झीलों) जिलों में पंप किया जाता है. यह पानी पोषक तत्वों से भरपूर है और मीथेन पैदा करने वाली अवायवीय प्रतिक्रियाओं के माध्यम से ऊर्जा प्रदान कर सकता है. विश्वनाथ के अनुसार, यह अनिवार्य रूप से “शहर के स्वास्थ्य के लिए बैरोमीटर और थर्मामीटर” की तरह काम करता है.
उनके शोध के शुरुआती चरणों में, शहर में फैले 3,600 विकेन्द्रीकृत अपशिष्ट जल उपचार संयंत्र विशेष चिंता का विषय थे. इन संयंत्रों का प्रबंधन अपार्टमेंट परिसरों द्वारा किया जाता है.
इसके अतिरिक्त, शहर का लगभग 20 प्रतिशत अपशिष्ट जल खुली नालियों में समाप्त हो जाता है. उनमें से 46 को मॉलिक्यूलर सोल्यूशंस की सीईओ और सह-संस्थापक वर्षा श्रीधर द्वारा ट्रैक किया जाता है. श्रीधर कहती हैं, “जब नीदरलैंड के निष्कर्षों से पता चला कि सीवेज डेटा लोगों द्वारा लक्षणों की सूचना देने से चार दिन पहले कोविड के बारे में बता सकता है, तो यह स्पष्ट था कि यह संभावित रूप से एक प्रारंभिक चेतावनी और एक निगरानी उपकरण हो सकता है.” वह प्रिसिजन हेल्थ का भी हिस्सा हैं, जो एक पर्यावरण निगरानी मंच है जो बेंगलुरु में अपशिष्ट जल की स्वतंत्र रूप से निगरानी कर रहा है.
वह कहती हैं, “मई 2020 में, मैं बस अपने घर के पीछे नाली में गई और एक नमूना एकत्र किया. उस समय, मेरे शहर के हिस्से में बहुत सारे मामले नहीं थे, लेकिन नमूने में वायरल आरएनए सामग्री की मात्रा देखकर मैं चौंक गया था.”
इन दोनों के अलावा, अन्य स्वतंत्र परियोजनाएं भी हैं जो संक्रामक रोग अनुसंधान फाउंडेशन (IDFR) की तरह अपशिष्ट जल-आधारित महामारी विज्ञान का प्रदर्शन कर रही हैं.
कलेक्शन और परीक्षण
सीवेज से वायरस वाले अंश प्राप्त करने के लिए, सीवेज बोर्ड ने एक व्यक्ति को शहर में यूनीक इनलेट वाले 28 एसटीपी में से कुछ के इनलेट से नमूने एकत्र करने के लिए अधिकृत किया. इन नमूनों को कूल बॉक्स में रखी 200 एमएल की बोतलों में सीधे इश्तियाक की लैब में टीआईजीएस ले जाया गया क्योंकि आरएनए के आसानी से खराब होने का खतरा है.
सीवेज के नमूनों में संक्रामक पैथोजन होते हैं, इसलिए उनके साथ काम करने के लिए केवल बायोसेफ्टी लेवल -2 लैब अधिकृत हैं. ऐसी प्रयोगशालाओं में, वायरल कणों को केंद्रित करने और उनके आरएनए को निकालने के लिए विभिन्न भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं की जाती हैं.
इसके बाद नमूने लैब में भेजे जाते हैं जहां इश्तियाक अपने छात्रों के साथ काम करती हैं.
लापरवाही से बड़े प्रिंटर से मिलते-जुलते उपकरणों की ओर इशारा करते हुए इश्तियाक कहते हैं, “ये पीसीआर मशीनें हैं”. छात्र आरएनए नमूनों को मशीनों में फीड करते हैं, कणों के घनत्व के लिए उनका विश्लेषण करते हैं और उनकी सिक्वेंसिंग करते हैं.
इश्तियाक की लैब अलग-अलग वैरिएंट और म्यूटेशन पर डेटा एकत्र करती है, जिन्हें फिर ग्लोबल सिक्वेंस डेटाबेस GISAID पर अपलोड किया जाता है. उसकी टीम तब यह पहचानने में सक्षम होती है कि ये कहां फैल रहे हैं, नए म्यूटेशन कहां हो रहे हैं, क्या इम्यून इवेसिव वेरिएंट विकसित हो रहे हैं, इत्यादि.
विश्वनाथ कहते हैं, ‘फराह 10 से 14 दिन पहले ही अनुमान लगा लेती थीं कि किस इलाके में कौन सा स्ट्रेन उभर रहा है.’
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सभी एक साथ
कोविड प्रसार के बारे में व्यापक समझ बनाना पहला कदम है, लेकिन केवल डेटा ही काफी नहीं है. नगर निगम के अधिकारियों को भी इस पर कार्रवाई करनी चाहिए.
जब इश्तियाक अपने विश्लेषण को म्युनिसिपल कॉर्पोरेशन ले गई, तो अधिकारियों ने तुरंत दिलचस्पी दिखाई. तब से, उन्होंने वार्ड-वार अपशिष्ट जल और स्थानों में पाए जाने वाले विषाणुओं की स्थिति के बारे में जानकारी देने के लिए साप्ताहिक बैठकें की हैं.
जरूरत पड़ने पर डेटा की ग्रैन्युलैरिटी बीबीएमपी को संसाधन आवंटन के लिए तैयार करने में मदद करती है.
2021 के मध्य को याद करते हुए श्रीधर कहते हैं, “बीबीएमपी ने हमारे डेटा को अपने कोविड वॉर रूम में इंटीग्रेट किया है.” “हम [मॉलीक्युलर सोल्यूशन] भी 2021 के अंत में [इश्तियाक और रामकृष्णन के साथ] सेना में शामिल हुए और एक एकल डैशबोर्ड बनाने का फैसला किया जिसमें एसटीपी और ओपन ड्रेन डेटा शामिल था और बीबीएमपी को इसकी जानकारी प्रदान करता था.”
विश्वनाथ कहते हैं, “इस तरह के काम के लिए बहुआयामी और बहु-संस्थागत साझेदारी की आवश्यकता होती है.” “हम उस आधार को तैयार कर रहे हैं जो अब वार्ड स्तर पर विश्वास और स्केलिंग पर ध्यान केंद्रित कर रहा है.”
शहर और संघ के अन्य लोग भी ऐसा ही कर रहे हैं.
अगला कदम सभी प्रकार के पर्यावरण निगरानी विशेषज्ञों को एक साथ लाने का है. रामकृष्णन कहते हैं, ”हर किसी के अलग-अलग उद्देश्यों पर काम करने का कोई मतलब नहीं है.”
इश्तियाक, रामकृष्णन और विश्वनाथ की टीम ने भी हाल ही में SARS-CoV-2 निगरानी और संक्रमण की गतिशीलता पर अपने सभी निष्कर्षों के साथ एक पेपर प्रकाशित किया था.
बीबीएमपी के चंद्रा कहते हैं, “पिछले 15 महीनों में, वार्ड स्तर पर वायरल प्रसार की बेहतर समझ हासिल करने के लिए डेटा को अधिक विवरण के साथ मैक्रो-लेवल से माइक्रो-लेवल में शिफ्ट कर दिया गया है.” “यह डेटा हमें पर्यावरण निगरानी, सार्वजनिक स्वास्थ्य और नैदानिक निगरानी में मदद करता है.”
और भी हैं जो बेंगलुरु के सीवेज को खंगाल रहे हैं. शहर स्थित गैर-लाभकारी संक्रामक रोग अनुसंधान फाउंडेशन (IDRF) भी हवाई अड्डों और अस्पतालों से अपशिष्ट जल के परीक्षण पर काम कर रहा है. उनकी टीम वन हेल्थ कंसोर्टियम से स्वतंत्र अपनी बीएसएल-2 लैब में नमूनों पर काम कर रही है.
आईडीआरएफ की वायरोलॉजिस्ट और संस्थापक चित्रा पट्टाभिरामन बताती हैं, ”हम अपार्टमेंट इमारतों और संस्थानों से कच्चे सीवेज को पकड़ने में सक्षम हैं, जिनके पास अपना एसटीपी है. हम उनमें से प्रत्येक के लिए जलग्रहण क्षेत्र (अपशिष्ट जल के स्रोत) जानते हैं, और जब इस तरह के बारीक डेटा प्राप्त किए जा सकते हैं, तो हर किसी को यह जानने में सक्षम होना चाहिए कि उनके आसपास क्या चल रहा है ताकि वे उचित सावधानी बरत सकें.”
पर्यावरण निगरानी का भविष्य
वन हेल्थ को उम्मीद है कि अधिक संक्रामक रोगों पर नज़र रखने के साथ-साथ कोविड पैटर्न और SARS-CoV-2 वायरस म्यूटेशन पर नज़र रखने के लिए अपशिष्ट जल की निगरानी को बढ़ाया जाएगा. इश्तियाक और उनकी टीम जीआईएसएआईडी पर वैरिएंट को ट्रैक करना और अनुक्रम अपलोड करना जारी रखती है, जैसा कि आईडीआरएफ करता है.
विश्वनाथ कहते हैं, “इस प्रक्रिया को संस्थागत प्रणाली में शामिल किया जाना चाहिए ताकि इस तरह की पर्यावरण निगरानी नियमित हो जाए.” जब डेंगू जैसी बीमारियां चरम पर हों, तो ऐसी निगरानी का विस्तार किया जा सकता है.
डब्ल्यूबीई कोई नया विचार नहीं है; भारत सहित दुनिया भर के देशों ने अतीत में, विशेष रूप से अपशिष्ट जल के नमूने के माध्यम से, हैजा और पोलियो जैसी बीमारियों के लिए पर्यावरणीय निगरानी की है.
आज, डब्ल्यूबीई अंतरराष्ट्रीय स्तर पर नीदरलैंड, फिनलैंड, अमेरिका, दक्षिण अफ्रीका और घाना जैसे कई देशों में और भारत में हैदराबाद, पुणे और मुंबई के धारावी में आयोजित किया जा रहा है.
वन हेल्थ कंसोर्टियम भी एंटीबायोटिक प्रतिरोध, मच्छर जनित बीमारियों और अन्य वेक्टर जैसे कि टिक के साथ-साथ एकीकृत रोग निगरानी परियोजना (IDSP) द्वारा रिपोर्ट की गई बीमारियों को ट्रैक करने की योजना बना रहा है.
वर्तमान में, ऐसी परियोजनाएं अपनी प्रकृति में एकेडमिक हैं क्योंकि ज्यादातर डेटा केवल शोधकर्ताओं (ज्यादातर इकोलॉजिस्ट) के नमूने और डेटा प्राप्त करने के साथ. लेकिन टीम को उम्मीद है कि यह एक बड़े केंद्रीकृत मॉडल में बदल जाएगा या वर्ष के माध्यम से परीक्षण के लिए अन्य संस्थाओं को आउटसोर्स किया जाएगा.
रामाकृष्णन बताते हैं, ”हमने कोविड के साथ ऐसा होते देखा है.” “महामारी शुरू होने से पहले, भारत में केवल एक या दो प्रयोगशालाएं थीं जो वायरस का परीक्षण कर सकती थीं. अब, ऐसी प्रयोगशालाएं हर जगह हैं और कोविड परीक्षण नियमित है.”
वैज्ञानिकों का कहना है कि बेंगलुरु के नागरिक निकायों के उत्साह और डेटा की विश्वसनीयता के साथ, डब्ल्यूबीई में रुचि और निवेश बढ़ रहा है.
इश्तियाक कहते हैं, “जब हम अपने दिल और आत्मा को किसी चीज में लगाते हैं, तो हम वास्तव में अच्छी चीजें कर सकते हैं.”
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