Ujian kumbahan boleh digunakan untuk pengesanan awal penyakit. (Shutterstock)
Pandemik COVID-19 telah meningkatkan minat dalam pengawasan air limbah, di mana sistem kumbahan dipantau untuk kehadiran virus, bakteria dan patogen lain. Serpihan bahan genetik virus yang tidak berjangkit telah dijumpai di air sisa yang tidak dirawat di Itali, Sepanyol, Perancis, Amerika Syarikat dan Kanada.
Beberapa bandar kini menggunakan pendekatan untuk mengesan jangkitan, termasuk Ottawa. Sekurang-kurangnya satu Universiti AS telah menggunakan pengawasan air sisa untuk mengenal pasti wabak COVID-19, memerintahkan ujian dan karantina hampir 300 pelajar yang tinggal di empat kediaman kampus - dan menghentikan penyebarannya.
Sebagai ahli mikrobiologi dengan kepakaran dalam pengawasan patogen bawaan makanan, seperti Salmonella and E. coli, Saya selalu berminat dengan cara yang lebih baik untuk mengenal pasti jangkitan pada populasi.
Pengenalpastian penyakit kini bergantung kepada orang sakit untuk mendapatkan bantuan perubatan. Tetapi banyak orang sakit tidak meminta pertolongan dan pegawai mungkin tidak menyedari penyakit atau wabak selama berhari-hari atau berminggu-minggu, yang menyebabkan lebih banyak penyakit dan kematian. Untuk mengatasi wabak penyakit berjangkit, seperti COVID-19, kita memerlukan sistem pengawasan aktif yang tidak bergantung pada tindakan orang sakit.
Pengawasan air sisa untuk pengesanan penyakit
Pengawasan air sisa berfungsi kerana banyak agen berjangkit dikeluarkan dari cairan tubuh, sebelum dan semasa jangkitan aktif. Apabila cecair ini memasuki sistem kumbahan, mereka diangkut ke pusat rawatan air sisa pusat untuk diproses di mana ia dapat dikesan.
Kegunaan pengawasan air sisa pertama kali dikenali pada tahun 1960-an, ketika penyelidik di Universiti Yale melakukan beberapa eksperimen untuk menilai keberkesanan kempen vaksinasi polio. Mereka menguji kumbahan di Middletown, Conn., Untuk pelbagai jenis virus polio sebelum, semasa dan setelah program vaksinasi.
Sampel kumbahan dikumpulkan dari asrama di Utah State University, pada 2 September 2020. (Foto AP / Rick Bowmer)
Tiga puluh lima tahun kemudian, kepekaan pengawasan air buangan untuk memantau program vaksinasi virus polio disahkan dalam sebuah kajian elegan yang kemudian dikenal sebagai Percubaan virus Helsinki polio.
Para saintis membuang vaksin polio ke tandas yang berjarak 20 kilometer dari kilang rawatan air sisa. Para penyelidik kemudian mengumpulkan sampel air sisa dari kemudahan itu selama empat hari, dan menunjukkan mereka masih dapat mengesan vaksin setelah 800 juta liter air sisa melewati sistem ini. Mereka menyimpulkan bahawa satu orang yang dijangkiti menumpahkan virus polio dapat dikesan dalam komuniti 10,000 penduduk.
Penyelidikan lain menunjukkan bahawa wabak dapat diramalkan dengan memantau air buangan. Sebagai contoh, di Israel pada tahun 1970-an, virus polio berjangkit adalah dikesan di kumbahan sembilan hari sebelum doktor mengenal pasti kes pertama. Pendekatan ini kemudian disesuaikan dengan memantau kejayaan kempen vaksin polio di peringkat antarabangsa.
Memantau kumbahan sebagai sistem amaran awal
Eksperimen ini meletakkan asas penggunaan air sisa untuk memantau penyakit lain.
Dalam 2013, penyelidik di Sweden melaporkan bahawa pengawasan air sisa memberikan amaran awal mengenai wabaknya virus norovirus dan hepatitis A, dua penyebab penyakit virus bawaan makanan. Sampel air sisa harian dikumpulkan setiap minggu kedua antara Januari dan Mei 2013 dari kilang rawatan air sisa di Gothenburg. Dengan menggunakan teknik yang disebut reaksi berantai polimerase, atau PCR, para penyelidik mengesan bahan genetik norovirus dua hingga tiga minggu sebelum mengenal pasti orang yang sakit.
Beberapa jenis (jenis genetik) virus hepatitis A juga dikesan pada sampel air sisa menggunakan PCR, dan analisis tambahan menunjukkan bahawa dua strain terlibat dalam wabah yang sedang berlangsung di Scandinavia dan di Gothenburg pada musim bunga 2013.
Penyelidik di Itali menggunakan pendekatan serupa untuk menunjukkan bahawa pesakit hospital yang mengalami cirit-birit dengan sebab yang tidak diketahui sebenarnya dijangkiti norovirus.
Pengawasan media sosial
Satu batasan pengawasan air buangan adalah tidak dapat mengenal pasti orang yang sebenarnya dijangkiti. "Analisis sindrom media sosial," di mana catatan media sosial dicari untuk gambaran gejala yang sesuai dengan penyakit tertentu, telah muncul sebagai alat yang berkesan untuk pengawasan penyakit berjangkit termasuk COVID-19.
Menggabungkan pemantauan air buangan dan analisis media sosial dapat mengesan wabak masyarakat yang mungkin tidak dapat dikesan kerana pendekatan itu mengenal pasti orang yang dijangkiti yang belum menunjukkan gejala (primptomatik) atau yang tidak menunjukkan gejala (tidak simptomatik). (Kedua-dua kumpulan boleh sebar virus.) Maklumat ini dapat digunakan oleh pegawai kesihatan awam untuk memperkuatkan jarak fizikal dan amalan pengasingan lain seperti ujian individu yang disasarkan untuk menyekat penyebaran penyakit masyarakat.
Peningkatan perjalanan antarabangsa dan globalisasi telah menyebabkan penyebaran penyakit berjangkit dengan cepat. Untuk mengatasi hal ini, pengawasan global terhadap penyakit berjangkit harus dilakukan dalam waktu nyata atau hampir waktu nyata, dan lebih dari sekadar memantau jumlah orang yang dijangkiti untuk memasukkan kemampuan untuk mengenali pola penyakit baru dengan cepat. Kos, kelajuan dan kemampuan pengawasan air sisa yang rendah untuk mengesan patogen yang muncul sebelum menjadi endemik meningkatkan keupayaan untuk bertindak balas terhadap wabak penyakit tanpa berlengah, mengurangkan penyakit dan kematian global.
Mengenai Penulis
Lawrence Goodridge, Profesor, keselamatan makanan, Universiti Guelph
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
Buku berkaitan:
Badan Mengekalkan Skor: Otak Minda dan Badan dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini meneroka hubungan antara trauma dan kesihatan fizikal dan mental, menawarkan pandangan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Nafas: Sains Baharu Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini meneroka sains dan amalan pernafasan, menawarkan pandangan dan teknik untuk meningkatkan kesihatan fizikal dan mental.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
The Plant Paradox: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sihat" Yang Menyebabkan Penyakit dan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini meneroka kaitan antara diet, kesihatan dan penyakit, menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Kod Kekebalan: Paradigma Baharu untuk Kesihatan Sebenar dan Anti-Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baharu tentang kesihatan dan imuniti, menggunakan prinsip epigenetik dan menawarkan pandangan serta strategi untuk mengoptimumkan kesihatan dan penuaan.
Klik untuk maklumat lanjut atau untuk memesan
Panduan Lengkap Puasa: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Selang Selang, Hari Bergantian dan Berpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini meneroka sains dan amalan berpuasa yang menawarkan pandangan dan strategi untuk meningkatkan kesihatan dan kesejahteraan keseluruhan.
