Вопросы и ответы: Может ли надзор за сточными водами работать без канализации?
Каждый день информация о здоровье населения поступает через туалеты, раковины, душевые и ванны. В более богатых странах, таких как США, канализационные сети собирают мельчайшие частицы фекалий, мочи, клеток кожи, пота и даже крови, создавая моментальный снимок того, что происходит в нашем организме.
Пандемия COVID-19 спровоцировала стремительный рост числа исследований сточных вод , что помогло органам здравоохранения по всей территории США выявлять вспышки заболеваний на ранних стадиях. Исследование сточных вод позволяет в режиме реального времени, неинвазивно, оценить количество людей, подверженных заболеваниям в сообществе, особенно в условиях, когда традиционные системы здравоохранения не могут этого сделать. Однако этот мощный инструмент работает только там, где есть современные системы канализации, хотя следующая пандемия может начаться где угодно.
Чтобы помочь восполнить этот пробел, исследователи из Школы диетологии и политики имени Джеральда Дж. и Дороти Р. Фридман при Университете Тафтса, Школы ветеринарной медицины имени Каммингса при Университете Тафтса и Медицинской школы Университета Тафтса объединились с международными коллегами, чтобы выяснить, можно ли проводить тестирование сточных вод в местах, где нет современной водопроводной системы.
В исследовании, опубликованном в журнале PLOS Water , группа продемонстрировала, что им удалось обнаружить признаки заболеваний в сточных водах, протекающих по открытым каналам в двух городских районах и на птичьем рынке в Западной Африке.
Даниэль Лантань, профессор-исследователь Международного центра Файнштейна при Школе Фридмана и старший автор исследования, рассказал о том, почему важно сделать надзор за сточными водами более доступным.
Что такое надзор за сточными водами и как он работает?
Большинство американцев впервые услышали о надзоре за сточными водами во время пандемии COVID-19, когда он помогал органам здравоохранения отслеживать вспышки. Но эта идея существует гораздо дольше. Например, Глобальная инициатива по ликвидации полиомиелита использовала его для подтверждения того, что страны свободны от полиомиелита, и даже правоохранительные органы использовали его для отслеживания незаконного производства наркотиков.
Сегодня по всей территории Соединённых Штатов сточные воды из многих городов и посёлков стекаются на одну очистную станцию. Гигантские трубы транспортируют эти сточные воды, а специальные устройства могут отбирать небольшие пробы воды из этих труб каждые несколько минут.
Поначалу органы здравоохранения, возможно, проводили тестирование только на вирус, вызывающий COVID-19. Но теперь во многих регионах также проводятся тесты на вирусы гриппа, респираторно-синцитиальной вирусной инфекции и других патогенов.
Сотрудники лаборатории Кот-д'Ивуара провели пассивный отбор проб воды, стекающей с городского рынка после чистки птицы. Фото: Даниэль Лантань
Какую проблему вы пытались решить в своем новом исследовании?
В более богатых странах, таких как США, анализ сточных вод эффективен, поскольку у нас есть трубы и очистные сооружения, собирающие сточные воды в одном месте. Это упрощает отбор проб и анализ воды. Однако во всем мире более 3,5 миллиардов человек не имеют доступа к таким безопасным санитарным условиям. Отходы часто сбрасываются в открытые канализации или выгребные ямы, поэтому обычные методы анализа сточных вод просто не работают.
Наша команда хотела выяснить, сможем ли мы сделать этот инструмент полезным в местах, где нет современных водопроводных и канализационных систем. Это означало, что нам нужно было решить, где собирать образцы, на какие заболевания проводить тесты и как обучить местные бригады выполнять эту работу самостоятельно.
Итак, что же обнаружила ваша команда?
Мы сосредоточились на двух типах мест повышенного риска в Кот-д'Ивуаре (Западная Африка): открытых сточных водах из густонаселённых городских районов и воде, используемой для мытья птицы на местных рынках. Мы хотели проверить, сможем ли мы обнаружить две основные угрозы: SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, и грипп А, вирус, вызывающий птичий грипп. В течение 12 недель мы собирали образцы и проводили их анализы в местных лабораториях.
Почти в половине образцов сточных вод человека были обнаружены признаки COVID-19, а в некоторых образцах сточных вод птицеводства мы обнаружили вирус гриппа.
Что интересно, это один из первых случаев применения мониторинга качества сточных вод в условиях столь ограниченных ресурсов. Мы также обучили местных учёных и доказали, что такой вид тестирования эффективен — даже без дорогостоящей инфраструктуры.
Сотрудники лаборатории Кот-д'Ивуара проходят обучение по биобезопасности при сборе проб в зоне сброса отходов сельской больницы. Фото: Даниэль Лантань
Почему это важно для жителей Соединенных Штатов?
Инфекционные заболевания не признают границ. Если в Кот-д'Ивуаре появится опасный вирус, подобный Эболе, до США отсюда будет всего один перелёт. По мере того, как люди переезжают в ранее отдалённые районы, увеличивается вероятность передачи новых болезней от животных к человеку.
Раннее выявление этих угроз — непосредственно в момент их возникновения — лучший способ предотвратить их распространение. Именно поэтому США давно инвестируют в системы общественного здравоохранения по всему миру. Контроль качества сточных вод — ещё один эффективный инструмент в этом арсенале.
Как еще можно использовать потенциал тестирования сточных вод?
Нам нужно постоянно задаваться вопросом, когда тестирование сточных вод принесёт наибольшую пользу. Это особенно полезно в местах, где болезни распространяются скрытно — когда у людей нет симптомов или нет доступа к тестированию.
Например, лихорадка Ласса, болезнь, переносимая крысами в Западной Африке, вероятно, гораздо более распространена, чем мы думаем. Она часто похожа на малярию, поэтому её часто ошибочно диагностируют. И хотя у многих людей симптомы лёгкие, другие заболевают тяжёлой геморрагической болезнью, похожей на Эболу, и умирают. Сточные воды могут помочь отследить её истинное распространение.
На самом деле, в ходе нашего исследования мы собирались провести анализ сточных вод сельской больницы в Кот-д'Ивуаре, откуда все отходы без очистки сбрасываются в близлежащий лес. Мы рассчитывали обнаружить вирус Ласса, на который больница не имеет возможности проводить анализы, но проект был отменён из-за сокращения федерального бюджета, затронувшего нашего спонсора, Агентство США по международному развитию (USAID).
Подобная неудача показывает, почему нам нужна дополнительная поддержка, чтобы доказать, что вирусы, подобные Ласса, можно обнаружить в сточных водах с помощью недорогих и доступных на местах инструментов.