Mindennap halljuk, hogy a szennyvízben mért SARS-CoV-2 örökítőanyag országos átlagkoncentrációja most például további enyhe emelkedést mutat.
De belegondoltunk-e az adatkinyerési folyamat jelentőségébe? Mert nem csak a COVID-ról árulkodik a szennyvíz vizsgálata. John Snow orvos 1850-es évekbeli megfigyelései lehetnek a történelmi alapok. Eszerint a londoni kolerajárványok összefüggésben voltak a szennyezett vízzel. De annak ellenére, hogy a 20. század elején a poliomyelitis (járványos gyermekbénulás) vírusa számos testnedvből, köztük a székletből is kinyerhető, a szennyvizet csak 1939-ben használták fel először a poliovírus figyelésére. Az Egészségügyi Világszervezet a (WHO) is csak 2003-ban fogadta el hivatalosan a szennyvízalapú epidemiológiát a poliovírushoz. A WHO program célja az volt, hogy meghatározza azokat a területeket, ahol a gyermekbénulás előfordult, és végül megerősítse a betegségek, a gyermekbénulás felszámolását.
Egyébként a módszert a 2000-es évek eleje óta használják a droghasználat nyomon követésére is (Ettore Zuccato). Főleg azért, mert az egyes szerek (pl. kokain, metamfetamin, MDMA) használata és mennyisége kimutatható a szennyvíz vizsgálatával. Hiszen a szennyvíz több százezer egyedet reprezentáló egyesített minta, ami viszonylag gyorsan és a hagyományos felmérési módszereknél nagyobb gyakorisággal képes pillanatképet adni a populáció átlagértékeiről a célmutatókra vonatkozóan.
A szennyvízalapú-epidemiológia (Wastewater-based epidemiology – WBE) arra törekszik, hogy biológiai vagy kémiai mutatók segítségével információt nyújtson a közösség általános egészségi állapotáról a szennyvizet alapul véve. A humán biomarkerek, mint például a vírus RNS, jelezhetik egy betegség jelenlétét vagy a kórokozók populáción belüli terjedését. A COVID-19 világjárvány következtében sok nemzet először használta a szennyvízalapú-epidemiológiát kiegészítő közegészségügyi felügyeleti eszközként. Segítségével a SARS-CoV-2 prevalencia tendenciáinak nagyvárosokban történő nyomon követése, valamint célzottabb szintű felügyelete vált lehetővé.
A szennyvíz gyógyszerkoncentrációinak mérését számos célra használják.
Az anyavegyületek és a metabolitok aránya jelezheti a fogyasztást, illetve az ártalmatlanítási gyakorlatot. Mivel a lakosság különféle vegyi anyagoknak lehet kitéve az élelmiszer, a víz, a levegő, a háztartási vagy testápolási termékek által, a WBE-tanulmányok információt szolgáltathatnak a lehetséges expozíciós szintekről, ami segíthet a beavatkozások célzott meghatározásában, a források azonosítása és az expozíció csökkentése érdekében.
A vírusok és baktériumok által okozott fertőző betegségek esetében a mikrobiális DNS/RNS közvetlen mérése jelezheti a fertőzés jelenlétét egy populációban. A jel erőssége pedig a prevalenciát (kanyaró, enterovírus, hepatitis, norovírus, stb.).
A COVID-19 világjárvány jelentős mértékben előtérbe hozta a WBE fogalmát.
A tudósok egyre több olyan fertőző betegséget azonosítanak, amelyek nyomon követhetők a szennyvízben. A lista a bárányhimlő vírusától a szexuális úton terjedő betegségeket okozó mikrobákon át egészen a Lyme-kórt okozó, kullancsok által terjesztett baktériumokig terjed. A COVID-járvány ideje alatt egyrészt sok nemzet szennyvíztisztító telephelyei először próbálták ki a WBE alkalmazását. Másrészt a világjárvány a szennyvíztudomány felgyorsulását eredményezte. Figyelik a szezonális betegségeket, mint az influenza, a közelmúltban megjelenő betegségeket, mint a madárinfluenza és a majomhimlő. Valamint a gyógyszerrezisztens kórokozókat is, például a Candida auris gombát.
Hogyan lehet használni az adatokat?
A kórokozók nyomon követése csak egy lehetőség. De annak meghatározása, hogy az eredmények hogyan egyeznek meg a betegek tényleges számával, egy másik kérdés, még a COVID-19 esetében is. Sok közegészségügyi szervezet és képviselője még nem áll készen arra, hogy politikai döntéseket hozzon a szennyvízadatok alapján. Tehát hiába vannak adatok, ha vannak a világon olyan helyek, ahol nem is használják fel őket.
Ráadásul az adatok értelmezése csak bonyolultabbá válik, amikor a tudósok tesztelni kezdik a szennyvizet a sok egészségügyi veszélyre. Minden kórokozó adatait ugyanis másként kell értelmezni. A koronavírus-adatokkal például a szennyvíztesztek folyamatosan pozitívak, így az adatok értelmezése a tendenciák kereséséről szól. Növekszik vagy csökken a víruskoncentráció? Hogyan viszonyul a jelenlegi vírus mennyisége az időben korábbi adatokhoz képest? Egy adott helyen tapasztalható kiugrás azt jelezheti a közösségben, hogy az egészségügyi rendszer még nem vette észre. A közösség az egészségügyi erőforrások növelésével válaszolhat, például vakcinaklinikák megnyitásával, ingyenes maszkok és otthoni tesztek kiosztásával, vagy személyzetnöveléssel a helyi kórház sürgősségi osztályain.
Egy másik bonyolult kórokozó a C. auris, egy gomba, amely rezisztenciát fejlesztett ki a gyógyszerekkel szemben. Gyorsan elterjedhet az egészségügyi intézményekben – és kimutatható a szennyvízben is. Ha a kórházak vagy egészségügyi tisztviselők korán azonosítani tudnák ennek a gombának a jelenlétét, akkor ez az információ irányíthatná a közegészségügyi intézkedéseket a járványok megfékezésére. De ez a gomba továbbszaporodhat a szennyvízben, miután elhagyja az egészségügyi intézményeket. A kórokozó replikálódhat, biofilmeket képezhet, és egy csatornát kolonizálhat. Más szóval, a C. auris létrehozhat saját adatinterferenciát, ami potenciálisan a szennyvízre vonatkozó eredményeket rosszabbnak tüntetheti fel, mint amilyenek valójában.
A legtöbb jelenlegi tesztprogram reaktív. Az egészségügyi fenyegetéseket egyesével, specifikus PCR-tesztekkel vizsgálva a programok többnyire megerősítik, hogy azok a kórokozók, amelyek miatt már most is aggódunk, megbetegítik az embereket.
A szennyvíz-epidemiológiai kutatások a következő kihívásokkal néznek szembe:
Szabványosítás
Jelenleg a WBE-kutatásban hiányoznak a szabványosított protokollok és módszerek, ami megnehezíti a különböző tanulmányokból vagy helyszínekről származó adatok összehasonlítását és integrálását.
Kvantitatív értelmezés
A szennyvízmintákból származó kvantitatív adatok értelmezése kihívást jelenthet olyan tényezők miatt, mint a hígulás, a lebomlás, valamint a mintavételi és elemzési módszerek eltérései.
Érzékenység és kimutatási határok
A szennyvíz vírusdetektálásának érzékenysége a vírusterheléstől, a mintakoncentráció hatékonyságától és az alkalmazott analitikai módszerektől függően változhat. A mintafeldolgozási technikák fejlesztése, a kimutatási módszerek optimalizálása, valamint az érzékenyebb és specifikusabb vizsgálatok fejlesztése javíthatja a WBE kimutatási határait, lehetővé téve az alacsony víruskoncentráció és a korai stádiumú fertőzések, betegségek kimutatását.
Integráció a hagyományos járványügyi felügyelettel
A WBE integrálása a hagyományos járványügyi felügyeleti rendszerekkel elengedhetetlen lenne az átfogó betegségkezeléshez.
Megfigyelés és reagálás
Elengedhetetlen lenne a hatékony kommunikációs csatornák és együttműködések létrehozása szennyvízkutatók, közegészségügyi ügynökségek és klinikai szakemberek között. Csak ez segítheti elő az információcserét, az adatmegosztást és az összehangolt cselekvéseket, akár a betegségek megelőzését.
Költséghatékonyság és méretezhetőség
A WBE-kutatás jelentős beruházásokat igényelhet a laboratóriumi infrastruktúra, a mintagyűjtés és az elemzés terén. De ezek a források nem mindenhol állnak rendelkezésre.
A szennyvízfigyelés jövője viszont figyelmeztet bennünket a szokatlan betegségek kitörésére.
A technológia proaktívvá tételének egyik ötlete az, hogy fel kell készülni az új egészségügyi fenyegetésekre. Egy másik megközelítés a genetikai tesztelési technológiát használja, hogy mindent megvizsgáljon a szerves hulladékainkban. Egy ilyen megközelítés új kórokozókat azonosíthat, mielőtt a beteg emberek orvoshoz fordulnának, ami potenciálisan korábbi közegészségügyi reakcióhoz vezethet. Tehát a szennyvíz, azaz a hulladékunk lehet a kulcsa kollektív egészségünk és a betegségek új nyomon követésének.
Felhasznált irodalom
No Comment