取消管控措施和人群广泛检测后
，
官方口径的感染数已很难反映新冠大流行全貌
，
污水监测的重要性越来越凸显
，
它能在新冠病例激增的1-2周前发出预警
。
全球有70个国家和地区已常态化地开展污水监测新冠病毒
。


撰文 | 燕小六

从12月10日起
，
北京公布24小时全市新冠感染总数
，
就不再详细列出所属区或地址了
。
X女士表示
，
其身边仅少数人因为测出核酸阳性
，
被要求居家隔离、报备社区
。
“我们全家4口人
，
陆续发烧、咳嗽
，
都是自己在家吃药
，
没去医院
，
也买不到抗原自测
。
”她对当前疫情略有担忧
：
“以前有流调的时候
，
没感染的人还能知道避开风险区
。
现在
，
不会是所有人都感染一遍吧？”

有公卫专家表示
，
当前疫情追踪主要为“被动式”的
，
这就和监测药物不良反应一样——有上报
，
才跟进
。


病毒学专家、香港大学李嘉诚医学院生物医学学院教授金冬雁告诉“医学界”
，
当下更应做好流调
，
以掌握疫情基本走向
。
“不做流调是大错特错！没有核酸检测、感染者都不上报
，
可能出现无序防疫
。
这会导致医疗系统缺乏数据、难以根据感染人数评预估重症需求
，
也无法及早采取措施、预防医疗挤兑
。
”

《自然》杂志今年2月发表的文章称
，
确诊数失察会导致一些防疫难题
。
包括医院无法提前部署、调配资源
，
以至于重要决策会出现2-4周的滞后性
。


12月10日
，
因污水监测呈新冠病毒阳性
，
香港特区政府向两个大型社区免费发放了约5万个快速抗原测试包
，
供辖区民众自检
。
同日
，
当地有42个地区要做强制核酸
，
其中有7个地区是因采集到新冠病毒量特别高的污水样本
。


据香港特区前任环境局局长黄锦星介绍
，
截至今年3月
，
当地有150多个污水定点监测点
，
每两日监测一次家居环境排放的污水样本
，
覆盖约530万人口
，
占总人口的71.5%
。


图源
：
锐景

“污水不会说谎！”

污水是环境监测的手段之一
。
它在上个世纪四十年代就被用于追踪脊髓灰质炎病毒等病原体
，
在上个世纪八十年代被用于监测甲型肝炎病毒
，
世纪之交后用于追查药物滥用等问题
。
如今
，
新冠大流行将它推向台前
。


“主动的环境监测主要用于预测会否有疫情暴发
，
也可以通过趋势分析
，
来预测暴发流行是否被控制住
。
”美国加州大学洛杉矶分校费尔丁公共卫生学院流行病系主任、杰出教授张作风告诉“医学界”
。


据美国加州大学统计
，
截至12月12日
，
全球有70个国家和地区已常态化地开展污水监测新冠病毒
。
该校制作的实时更新图暂无中国内地情况
。


“新冠病毒污水监测的方法非常有用
。
在国内疫情刚开始时
，
我就给这一领域的同学、朋友推荐
，
愿意无偿帮助、建立这个方法
。
可惜没人认可
，
主要是因为他们认为人群没有病例
。
现在有点晚了
。
”美国埃默里大学罗林斯公共卫生学院助理教授刘蓬勃告诉“医学界”
。


美国CDC数据显示
，
11月下旬至今
，
该国每周新增感染数曲线再度上扬
。
早在10月初
，
宾夕法尼亚州、康涅狄格州、佛蒙特州和美国东北部先后预警称
，
污水样本监测到新冠病毒水平增加
，
感染病例或再激增
。


“4个采样点的污水新冠病毒浓度甚至高于2021-2022年奥密克戎感染高峰期水平
。
”12月6日
，
加利福尼亚州圣克拉拉县发布公告称
，
近3年经验显示
，
污水监测是反映新冠病毒社区传播水平的准确指标
。


“污水是科学家的眼睛
。
多亏了它
，
我们才知道新冠病毒在美国多地达到或接近历史新高
。
”《财富》援引美国斯坦福大学土木与环境工程教授亚历山大·伯姆（Alexandria Boehm）的话称
。


亚历山大·伯姆指出
，
新冠病毒感染者的粪便、呼吸道分泌物会排出病原体
。
患者洗澡、刷牙、上厕所时
，
病毒会进入下水道系统
。
研究人员从下水道或污水处理厂取样
，
使用类似临床诊断的聚合酶链反应（PCR）
，
搜索样本中病毒RNA特定片段
，
不断复制以放大信号
。
测算循环数或复制轮数
，
就能粗略衡量病毒浓度
，
从而反映一个地区的新冠感染率
。


美国塔夫茨大学流行病学家埃琳娜·纳乌莫娃（Elena Naumova）介绍
，
为了准确、可靠地监测健康状况
，
需要精度、便利性和成本各不相同的多种手段
。
个人核酸或抗原检测是最准确的
，
它们具有侵入性、成本较高
。
污水监测则是一种无创采样
，
将它与个人检测、密接者追踪等手段相结合
，
能较好地预测传播风险、制订防疫措施、跟踪执行效果等
。


污水监测不依赖于人们主动报告
，
有助于尽早发现感染者
。
荷兰建立全国性污水监测网络达数十年
。
该国微生物学家格特扬·玛提姆（Gertjan Medema）住在阿默斯福特市
。
2020年
，
早在社区发现确诊病例前
，
他领导研究小组就已在城市污水中检出新冠病毒RNA
。
目前
，
该国会在污水提示高感染的地区
，
加强教育、推动检测
。


一系列实践显示
，
来自大量人口的污水新冠病毒水平能预测社区感染率
。
在此基础上进行额外的核酸或抗原检测
，
能将感染追溯到特定的人、家庭或社区
。


2020年12月
，
香港地区在“全阴”的黄大仙彩云二邨丰泽楼
，
发现污水样本异常
。
随后特区政府采用强制核酸
，
找出9名感染者
。
根据香港特区渠务署公告
，
这是全球首次利用污水病毒监测结合强制检测
，
在社区中主动找出感染者
。
在今年春的香港地区疫情中
，
不少感染者也是通过污水监测、追踪高危社区、强制核酸这套组合拳
，
被检出
。


污水病毒水平尚无法准确推断社区感染人数、个人感染阶段等指标
，
但研究人员可据此推断感染率变化值、预测区域性暴发
。
2020年7月13日至2021年3月14日
，
刘蓬勃和团队在埃默里大学的附属医院、隔离/检疫大楼
，
以及21个学生宿舍设置常规污水采样点
。
结果显示
，
污水监测能在新冠病例激增的1-2周前发出预警
。


警报拉响
，
政府可以调整防疫措施
。
《科学》今年3月发文称
，
污水监测是澳大利亚和新西兰“零新冠战略”的关键部分
。
一旦出现阳性污水样本
，
该国就会加大特定地区核酸检测力度
。
若确认存在活跃病例
，
会迅速采取防疫限制措施
。


新加坡国家环境局环境卫生研究所团队正在收集废水样本
。
(图片来源/CNA）

针对大学宿舍、养老院等进行污水监测
，
还有助于识别感染者并进行隔离
。
2021年初
，
新加坡国立大学在一栋宿舍楼的下水道采样发现新冠病毒阳性
，
随即对相关区域进行隔离
。


此外
，
污水监测也能用于追踪病毒变异
。
2021年6月春
，
香港大学土木工程系环境工程讲座教授张彤团队在常规采样点收集到一个污水样本
，
次日检测到一些和德尔塔变异株相关的突变位点阳性
。
两天后
，
特区政府在“强制检测”中发现一例本地感染者
，
随后被确认感染德尔塔变异株
。
这是香港地区在社区中发现的首例德尔塔感染
。


同样的故事还发生在美国
。
2021年12月1日
，
美国报告首例奥密克戎感染病例
。
但该国CDC的污水样本分析显示
，
纽约市在10天前
，
就于污水中检出奥密克戎
。


“对污水样本进行基因组解析
，
一次就能掌握整个地区的主要流行株、变异株
，
对临床诊疗也有意义
。
”《财富》报道
，
奥密克戎BQ谱系对多种单克隆抗体耐药
。
北加利福尼亚州称
，
若该谱系成为当地主要流行株
，
或将调整一线治疗方法
。


防疫越松
，
污水监测意义越大

据不完全统计
，
欧盟27个成员国中
，
有26个在2021年10月前
，
建立、完善新冠病毒的污水监测系统
。
日本把污水监测点推及多数医疗机构、养老设施
。
始建于2020年9月的美国国家废水监测系统（NWSS）至少在19个州设立400多个监测点
，
汇集1200余家公共事业机构数据
。
包括纽约市在内的多地医院申请院内监测点
。
也有的医院外聘团队、专门分析其污水样本
，
期望通过较高人口水平的监测
，
来降低核酸检测成本
。


“在病例较多且个人检测普遍的地区
，
污水监测可能不会增加重要信息
，
”美国科学家联盟科学政策副主任汉娜·萨福德（Hannah Safford）表示
，
此前鲜有政府官员会依据污水监测结果行事
。
通常
，
他们都会等到病例显著上升、重症监护病房满员
，
才调整防疫措施
。


然而
，
多国取消社交隔离限制
，
放弃对人群的广泛检测
，
越来越多的人采用居家自检和自疗
。
官方口径的感染数已经很难反映新冠大流行全貌
。
污水监测的益处凸显出来
。
“污水不会说谎
，
”美国克莱门森大学研究显示
，
在疫情攀升期
，
新冠检测率较低地区的污水评估感染数是确诊人数的12倍
。


不少污水研究团队自建网站
，
直接向公众公开检测结果
。
截至今年11月
，
埃默里大学主导的WastewaterSCAN收录美国83个污水处理厂的样本数据
，
覆盖20个州2300余万人
，
能体现多种病原体流行趋势
。


2021年5月
，
一支国际团队上线“实时地图”
，
显示印度卡纳塔克邦首府班加罗尔的污水监测新冠病毒水平
，
核心数据分为“稳定”“增加”“减少”3类
。
“说到新冠数据
，
人们对官方充满不信任
。
”《科学》援引研究人员发言称
，
“实时地图”是一个独立信号
，
能侧面验证官方报告感染数
，
督促公共卫生工作者甚至民众“迅速行动”
。


“到2023年
，
污水监测或能触发公共卫生反应
。
比如
，
污水病毒载量达到一定水平
，
再结合当地医疗床位使用率等指标
，
地方卫生部门就会要求人们戴口罩
。
”美国新闻网站Vox援引卫生专家发言称
。
前述美国圣克拉拉县公告已经结合污水监测结果
，
建议每个人采取行动
。
包括鼓励接种流感和二价新冠疫苗
，
强烈建议在室内公共场所或聚集时戴口罩
。


埃琳娜·纳乌莫娃指出
，
污水监测有其局限性
。
大雨会稀释样本
。
来自狗、猫等其他动物的病毒RNA
，
可能混淆结果
。
一些农村地区没有社区污水处理系统
。
在城市
，
不同人口密度的采样点、不同时间、不同试剂算出病毒水平
，
都需要转换
，
才能横向、纵向对比
。


“污水监测的专业性很强
，
需要多学科合作
。
公共部门要考虑怎么测、如何评估数值
，
地方水务部门熟悉排水系统、要选对点
，
建筑方了解楼宇的水管走向、也应参与进来
。
这里面是一整套方法
，
绝非一蹴而就
。
”金冬雁介绍
，
污水监测可用于流调
，
对人群监测有帮助但不能代替核酸或抗原检测
。


为了使数据尽可能可靠
，
研究人员不断改进和标准化技术
。
多个研究小组比较了离心时间、过滤技术等
，
发现浓缩样本的最佳方法
。
他们还确定了最佳“参照系”
，
以提升分析精度
。
荷兰KWR水研究所发明一种新型装置
，
可以置于下水道中
，
收集数小时或数天样本
，
这有助于消除人为操作造成的病毒浓度波动
。
瑞典皇家理工学院发现
，
样本冷冻时间延长
，
病毒浓度会直线下降
。


污水监测在新冠病毒中获得关注
，
这一思路被嫁接到其他公共卫生问题中
。
美国密苏里州一家监狱邀请检测团队
，
定期对污水进行结核杆菌检测
，
以确定何时开展昂贵又繁琐的结核筛查
。
埃默里大学团队正在尝试用WastewaterSCAN监测流感、呼吸道合胞病毒、猴痘病毒流行趋势
。
未来
，
他们还希望纳入季节性呼吸道病毒和诺如病毒等
。


中国较早就注意到对污水中的新冠病毒进行监测
，
但疫情期间公众似乎并未获得更多相关信息；对于污水监测结果到底是否以及如何指导抗疫
，
也所知不多
。


早在2020年新冠疫情刚刚暴发时
，
中国就关注到污水和新冠病毒有关
。
当年2月
，
钟南山院士等人从新冠感染者粪便中分离出病毒
，
指出新冠病毒可能通过粪口传播
。
生态环境部连夜发文
，
要求规范医疗污水的杀菌消毒
，
防止病毒通过粪便传播
。
中国科学院武汉病毒研究所、浙江大学第一附属医院快速跟进
，
发文分析新冠定点医院污水样本
，
指导环境消杀
。


根据湖北武汉环境监测中心、河北宁晋县生态环境分局等信息
，
近年相关部门持续开展涉疫废水水质监测工作
。
宁晋县生态环境分局有一支小分队
，
每天行走在各医院、隔离点、污水处理厂等
，
对全县下水道进行定时定点检测
，
杜绝有病毒和有污染的水源流入市政管网
。


今年4月6日
，
国家卫健委法规司发布“关于推荐性卫生行业标准《污水中新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测方法标准》的通告”
，
规定了污水中新冠病毒富集浓缩和核酸检测方法
，
适用于生活污水、医疗机构污水中新型冠状病毒富集浓缩和核酸检测
。


7月
，
《中华预防医学杂志》发布上述《标准》起草组的文章指出
，
对污水中新型冠状病毒检测方法进行标准化
，
源于国内尚无针对污水中新型冠状病毒的标准检测方法
，
不同实验室即使使用同一方法但因其操作并非统一
，
导致检测结果也不尽相同
。
制订《标准》
，
以期对规范污水新型冠状病毒检测、保证污水新型冠状病毒检测的科学性、有效性
，
开展污水中新冠病毒监测预警提供技术支撑
。


实际上
，
国内开展污水监测新冠病毒的公开信息目前所见不多
。
刘蓬勃告诉“医学界”
，
“我正在给国内一本医学杂志写专家述评
，
估计明年年初发表
，
将详细介绍新冠污水监测的方法和进展
。
”

资料来源
：


1.COVID-19 Wastewater Epidemiology: A Model to Estimate Infected Populations. The Lancet Planetary Health. doi: 10.1016/s2542-5196(21)00230-8

2.National Wastewater Surveillance System (NWSS). CDC

3.SIGNALS FROM THE SEWER. Science. doi: 10.1126/science.adb1932

4.Wastewater Surveillance for COVID-19: It’s Complicated. Tufts.edu

5.https://ucmerced.maps.arcgis.com/apps/dashboards/c778145ea5bb4daeb58d31afee389082

6.https://storymaps.arcgis.com/stories/c42be68c85634d19a5d92873a10bda66

7.How sewage surveillance is helping spot disease outbreaks early. AAMC

8.Wastewater is trying to tell us something about the future of COVID, polio, monkeypox, and the next epidemic to come. Fortune

9.Wastewater Surveillance for COVID-19: It’s Complicated. tufts.edu

（了解更多
，
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来源
：
医学界

责编
：
田栋梁

校对
：
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编辑
：
赵 静

*"医学界"力求所发表内容专业、可靠
，
但不对内容的准确性做出承诺；请相关各方在采用或以此作为决策依据时另行核查
。


网友看法

1、网友大海猫567
：
国家可以做污水监测这件事

2、网友幽默星空zf
：
检测好才知道阳性感染者多少
，
民众才知道哪儿安全哪儿不安全
，
有效科学防疫

3、网友溪溪mVi7
：
现在导致大面积的阳
，
不明真相只有一个就是不知道病毒感染体是谁
，


4、网友闻理羊
：
请不要舍本逐末
，
现在本来就是各种病毒肆虐的时间！核酸可以监测的不仅仅是新冠病毒
，
呼吸道传染病的其他问题也是第一时间可观的
，
需要做的是监控核酸公司作假问题

5、网友暗夜流风
：
小阳人第一天症发难受
，
去做了个核酸
，
第二天一看"阴性"……[发怒][发怒][发怒]

6、网友时间是治愈伤痛的良药
：
都得一遍心里踏实了

7、网友草民走江湖
：
这回污水超标的
，
乱排放的一抓一大把[捂脸]

8、网友优雅橙子7L
：
借鉴好的[祈祷]

9、网友连壳开花1
：
真敬业

10、网友该戒的戒了
：
[赞]