Enhancing respiratory viruses surveillance in Belgium: a validation of the wastewater-based surveillance of influenza, RSV, and SARS-CoV-2 in the 2024/2025 winter season
Questo studio convalida un nuovo programma di sorveglianza basato sulle acque reflue che copre il 38% della popolazione del Belgio durante la stagione invernale 2024/2025, dimostrando l'alta correlazione con i dati clinici convenzionali e il suo valore aggiunto per il monitoraggio del SARS-CoV-2, identificando al contempo aree di miglioramento per il tracciamento dell'influenza e del RSV.
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Quando un virus si diffonde in una comunità, lascia una traccia che è spesso invisibile a occhio nudo ma rilevabile nel flusso d'acqua che esce dalle nostre case. Questa è la base dell'epidemiologia basata sulle acque reflue, un metodo che tratta le acque di scarico non come rifiuti, ma come un campione biologico collettivo di un'intera popolazione. Invece di aspettare che le persone si ammalino, visitino un medico e si sottopongano a test, gli scienziati possono analizzare l'acqua negli impianti di trattamento per vedere quali patogeni circolano prima che l'entità di un focolaio diventi evidente. Questo approccio offre un modo per monitorare le tendenze della salute in milioni di persone contemporaneamente, superando la necessità del consenso individuale o i pregiudizi derivanti da chi sceglie di cercare assistenza medica. Per anni, questa tecnica è stata utilizzata principalmente per tracciare un singolo virus, ma la domanda rimaneva: questo stesso sistema potrebbe monitorare in modo affidabile più virus respiratori contemporaneamente, e potrebbe servire come partner fidato del monitoraggio sanitario tradizionale?
Nell'inverno del 2024 e del 2025, i ricercatori in Belgio hanno messo alla prova questa idea su scala massiccia. Hanno lanciato un programma per monitorare tre distinti virus respiratori — influenza, virus respiratorio sinciziale (RSV) e SARS-CoV-2 — raccogliendo campioni d'acqua da trenta diversi impianti di trattamento in tutto il paese. Questi impianti servono circa 4,5 milioni di persone, coprendo più di un terzo della popolazione belga. Il team ha lavorato attraverso una stagione che si è rivelata eccezionalmente difficile per il sistema sanitario, caratterizzata da un alto numero di casi di influenza e RSV, mentre l'attività del SARS-CoV-2 rimaneva relativamente bassa. Confrontando i segnali trovati nelle acque reflue con i registri dei pazienti che visitano medici e ospedali, i ricercatori miravano a validare se questo sistema basato sull'acqua potesse riflettere accuratamente la realtà dell'epidemia sul campo.
I risultati hanno mostrato che i dati delle acque reflue erano notevolmente allineati con i dati clinici. Per il SARS-CoV-2, il virus che ha causato la pandemia globale, i segnali provenienti dall'acqua corrispondevano al numero di casi confermati con un alto grado di coerenza. I ricercatori hanno scoperto che quando il virus circolava ampiamente tra la popolazione, la concentrazione nelle acque reflue aumentava di pari passo, e quando i casi diminuivano, i livelli nell'acqua scendevano di conseguenza. Questa correlazione era abbastanza forte da confermare che i campioni d'acqua fornivano un'immagine affidabile del movimento del virus, anche quando le strategie di test per gli individui cambiavano o quando le persone smettevano di cercare assistenza medica per sintomi lievi. Il sistema ha tracciato con successo quattro ondate distinte del virus nel corso dello studio, incluse punte guidate da diversi varianti genetiche.
La storia è stata leggermente più complessa per l'influenza e l'RSV, due virus che circolano da decenni ma che sono più difficili da rilevare nell'acqua a bassi livelli. Poiché le concentrazioni di questi virus nelle acque reflue erano spesso troppo basse per essere misurate con precisione, i ricercatori non potevano calcolare il numero esatto di copie virali. Invece, si sono concentrati sulla presenza o assenza del virus in un dato campione. Nonostante questo limite, il modello è rimasto valido: quando il numero di persone malate di influenza o RSV aumentava, aumentava anche il numero di impianti di trattamento che rilevavano questi virus. I dati provenienti dall'acqua mostravano gli stessi picchi e valli dei rapporti provenienti dagli studi medici. Ad esempio, durante un periodo all'inizio del 2025 in cui gli ospedali erano sopraffatti dai casi di influenza, i campioni delle acque reflue mostravano un livello molto alto di attività del virus influenzale, confermando la gravità della situazione.
Tuttavia, lo studio ha anche evidenziato dove il metodo necessita ancora di perfezionamento. I ricercatori hanno notato che per l'RSV, la tempistica della raccolta dei dati ha mancato l'inizio della stagione epidemica perché il testing per questo specifico virus è iniziato più tardi rispetto a quanto pianificato. Inoltre, il sistema ha un punto cieco riguardo ai bambini piccoli che indossano pannolini, poiché i loro scarti non entrano nel sistema fognario. Ciò significa che per l'RSV, che colpisce pesantemente gli infanti, i dati delle acque reflue potrebbero non catturare l'intera estensione dell'infezione nella parte più giovane della popolazione. Inoltre, poiché questa è stata la prima stagione completa di monitoraggio per l'influenza e l'RSV in questo modo, il team ha dovuto fare affidamento su dati storici limitati per stabilire le soglie che definiscono cosa sia un'attività "bassa" o "alta". Con la raccolta di più stagioni di dati, questi parametri di riferimento dovrebbero diventare più precisi.
In definitiva, lo studio conclude che il monitoraggio delle acque reflue fornisce uno strato di informazione prezioso e indipendente per le autorità sanitarie pubbliche. Per il SARS-CoV-2, offre un vantaggio distinto fornendo una visione costante e imparziale del virus che non dipende dal fatto che le persone vadano dal medico. Per l'influenza e l'RSV, sebbene il sistema non sia ancora preciso quanto il testing clinico, traccia con successo l'ascesa e la discesa generale dei focolai. I ricercatori suggeriscono che man mano che i metodi miglioreranno per rilevare livelli più bassi di questi virus, la sorveglianza delle acque reflue potrebbe diventare uno strumento standard per la preparazione alle pandemie, offrendo un modo rapido ed equo per vedere cosa sta accadendo nella comunità prima che diventi una crisi negli ospedali.
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