Wastewater-Based Molecular Epidemiology of SARS-CoV-2 and Influenza Viruses in Southeastern Brazil
تُظهر هذه الدراسة أن الوبائيات الجزيئية القائمة على مياه الصرف الصحي باستخدام تقنيات RT-qPCR وdPCR تُكمل بفعالية المراقبة السريرية من خلال تتبع دوران وديناميكيات موسمية لفيروسات SARS-CoV-2 وفيروسات الإنفلونزا من النوعين A وB في مدينة ساو جوزيه دو ريو بليتو بالبرازيل، مع الكشف عن ارتباطات معنوية بين الأحمال الفيروسية ودرجة حرارة مياه الصرف الصحي.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
غالباً ما تترك الفيروسات التي تجعلنا نسعل ونعطس ونصاب بالحمى أثراً خفياً قبل وقت طويل من رؤية الطبيب للمريض. وبينما نفكر عادةً في أمراض الجهاز التنفسي مثل الإنفلونزا أو الفيروس المسبب لمرض كوفيد-19 كأشياء تنتقل عبر الهواء فقط، فإن هذه المسببات المرضية تجد طريقها أيضاً إلى أجهزتنا الهضمية وتخرج من أجسامنا في الفضلات. وهذا يعني أن المياه المتدفقة من منازلنا وإلى نظام الصرف الصحي تحمل سجلاً مجهرياً لمن هو مريض في المجتمع. ومن خلال دراسة مياه الصرف الصحي هذه، يمكن للعلماء الحصول على رؤية واسعة وشاملة لانتشار الأمراض في السكان لا تعتمد على سعي الناس للحصول على الرعاية الطبية أو إجراء الاختبارات. هذا النهج، المعروف باسم علم الأوبئة القائم على مياه الصرف الصحي، يحول شبكة الصرف الصحي إلى نظام مراقبة سلبي ضخم، مما يوفر إشارة إنذار مبكر لتفشي الأوبئة التي قد تمر دون ملاحظة حتى تصبح منتشرة بالفعل.
في جنوب شرق البرازيل، قرر فريق من الباحثين وضع هذا المفهوم قيد الاختبار من خلال البحث عن فيروسين تنفسيين رئيسيين في مياه الصرف الصحي الخام في مدينة "ساو جوزيه دو ريو بريتو". وعلى مدار عامين، جمعوا عينات أسبوعية من محطة معالجة مياه الصرف الصحي الرئيسية في المدينة، والتي تتعامل مع جميع مياه الصنف الصحي الناتجة عن ما يقرب من نصف مليون نسمة. كان هدفهم هو معرفة ما إذا كان بإمكانهم العثور على آثار جينية لفيروس الإنفلونزا (أ) والفيروس المسبب لكوفيد-19، وفهم كيف يتغير وجود هذه الفيروسات في الماء بمرور الوقت ومع تغير الطقس. استخدم الفريق تقنيات مخبرية عالية الحساسية لتركيز الجزيئات الفيروسية الصغيرة من كميات كبيرة من المياه ثم البحث عن بصماتها الجينية المحددة. ولضمان دقة نتائجهم، قاموا أيضاً بقياس كمية "فيروس موتیل الفلفل المعتدل" في العينات، وهو فيروس نباتي شائع يوجد في البرازين البشرية ويعمل كعلامة موثوقة لمدى وجود الفضلات البشرية الفعلية في مياه الصرف الصحي.
وجد الباحثون أن كلا الفيروسين كانا ينتشران بالفعل في المجتمع، تاركين أثرهما في مياه الصرف الصحي حتى عندما كانت الحالات السريرية منخفضة. فقد رصدوا مادة جينية من فيروس الإنفلونزا (أ) في ما يقرب من ربع العينات، ومن فيروس سارس-كوف-2 في حوالي حالة واحدة من كل ست عينات. ومن الجدير بالذكر أنهم لم يجدوا أي آثار لفيروس الإنفلونزا (ب). وعندما تتبعوا الأعداد بمرور الوقت، ظهر نمطان متميزان؛ حيث ظهر فيروس الإنفلونزا (أ) في موجتين واضحتين، بلغت ذروتها في مايو ومرة أخرى في ديسمبر من عام 2023، حيث وصلت أعلى التركيزات إلى ملايين النسخ الفيروسية لكل لتر من الماء. وفي المقابل، ظهر فيروس سارس-كوف-2 في ذروة واحدة حادة خلال يناير 2023. وقد تماشى هذا مع السجلات الصحية الرسمية للمدينة، والتي أظهرت طفرات مماثلة في الحالات المسجلة خلال تلك الفترات نفسها، مما أكد أن مياه الصرف الصحي كانت تعكس بدقة الحالة الصحية للسكان.
وبعيداً عن مجرد عد الفيروسات، بحث الفريق في كيفية تأثير البيئة الفيزيائية لمياه الصرف الصحي على ما وجدوه. واكتشفوا رابطاً مفاجئاً بين درجة حرارة مياه الصرف الصحي ووجود الفيروسات؛ حيث ارتبطت درجات حرارة مياه الصرف الصحي الأكثر دفئاً بعدد أكبر من العينات التي ثبتت إيجابية لفيروس سارس-كوف-2 وبتركيزات أعلى من فيروس الإنفلونزا (أ). يشير هذا إلى أن الظروف البيئية داخل نظام الصرف الصحي نفسه قد تلعب دوراً في كيفية بقاء هذه الفيروسات أو مدى سهولة اكتشافها. وبينما لم يجد البحث روابط قوية بين مستويات الفيروسات وعوامل أخرى مثل سرعة تدفق المياه أو حموضتها، إلا أن العلاقة مع درجة الحرارة برزت كدليل مهم. كما أكدت الدراسة أن الطرق المستخدمة كانت قوية، حيث نجح المختبر في استعادة نسبة عالية من الفيروسات التي أضافوها إلى عينات الاختبار ولم يجدوا أي دليل على أن المواد الكيميائية في مياه الصرف الصحي تعيق أدوات الكشف الخاصة بهم.
يُظهر هذا العمل أن مراقبة المياه الخارجة من مدننا هي وسيلة قوية لمتابعة أمراض الجهاز التنفسي. وقد أظهرت الدراسة أنه حتى بعد ذروة الجائحة العالمية، استمر فيروس سارس-كوف-2 في الانتشار بهدوء في المجتمع، وأن فيروسات الإنفلونزا اتبعت إيقاعاتها الموسمية الخاصة، حيث تظهر بشكل متكرر في الأشهر الأكثر برودة. ومن خلال الجمع بين هذه الإشارات البيئية والبيانات الصحية التقليدية، يمكن لمسؤولي الصحة العامة الحصول على صورة أكثر اكتمالاً لديناميكيات المرض. ويشير البحث إلى أن مراقبة مياه الصرف الصحي ليست مجرد أداة للماضي، بل هي استراتيجية حيوية ومستمرة للمستقبل، قادرة على كشف التحركات غير المرئية للفيروسات عبر المدينة ومساعدة المجتمعات على البقاء متقدمة بخطوة على الأوباء المحتملة.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.