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
这项研究验证了一项在2024/2025年冬季期间覆盖了比利时38%人口的新型废水监测计划，证明了其与传统临床数据的高度相关性，以及在监测SARS-CoV-2方面的附加价值，同时识别了在追踪流感和呼吸道合胞病毒（RSV）方面有待改进之处。
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当病毒在社区中传播时，它会留下一种肉眼难以察觉的痕迹，但这种痕迹在流向我们家中的废水中却清晰可见。这就是废水流行病学（wastewater-based epidemiology）的基础——这种方法将污水视为不仅是废物，更是整个群体集体生物样本的一种处理方式。科学家们无需等待人们感到不适、就医并接受检测，而是可以通过分析污水处理厂中的水样，在疫情全面爆发之前，观察到有哪些病原体正在循环。这种方法提供了一种同时监测数百万人的健康趋势的方式，绕过了对个人同意的需求，也避开了因不同人选择寻求医疗护理而产生的偏差。多年来，这项技术主要用于追踪单一病毒，但问题依然存在：这种同样的系统能否可靠地同时监测多种呼吸道病毒，并能否成为传统健康监测的可靠伙伴？
在2024年和2025年的冬季，比利时的研究人员在大规模范围内对这一设想进行了测试。他们启动了一项计划，通过收集全国三十个不同污水处理厂的水样，来监测三种不同的呼吸道病毒——流感、呼吸道合胞病毒（RSV）和SARS-CoV-2。这些处理厂为大约450万人提供服务，覆盖了比利时超过三分之一的人口。研究团队经历了一个被证明对医疗系统极具挑战性的季节，其特点是流感和RSV病例数量高企，而SARS-CoV-2的活动水平则相对较低。通过将污水中的信号与医生和医院接诊患者的记录进行对比，研究人员旨在验证这种基于水的系统是否能准确反映地面上的流行病现状。
结果显示，废水数据与临床数据高度一致。对于引发全球大流行的SARS-CoV-2而言，水中的信号与确诊病例数量高度吻合。研究人员发现，当该病毒在人群中广泛传播时，污水中的浓度随之上升；当病例减少时，水中的水平也相应下降。这种相关性非常强，足以证实水样能够提供关于病毒移动的可靠图景，即使在个人检测策略发生变化或人们不再因轻微症状而寻求医疗救助时也是如此。该系统成功追踪了研究期间的四个不同波次，其中包括由不同遗传变异驱动的峰值。
对于流感和RSV这两种已经循环了数十年的病毒，情况则略显复杂，因为它们在水中较低水平时的检测难度较大。由于污水中这些病毒的浓度往往过低，无法进行精确测量，研究人员无法计算出确切的病毒拷贝数。相反，他们关注的是病毒在给定样本中是“存在”还是“不存在”。尽管存在这一局限性，但模式依然成立：当患流感或RSV的人数增加时，检测到这些病毒的处理厂数量也会随之增加。来自水中的数据展现出了与诊所报告相同的起伏。例如，在2025年初的一个医院因流感病例而不堪重负的时期，废水样本显示出极高的流感病毒活动水平，证实了形势的严峻性。
然而，这项研究也指出了该方法仍需改进之处。研究人员指出，对于RSV，由于针对这种特定病毒的检测开始得比计划晚，数据采集的时间点错过了疫情季节的最开始阶段。此外，该系统对于穿着纸尿裤的幼儿存在盲点，因为他们的排泄物不会进入污水系统。这意味着对于受RSV影响严重的婴幼儿群体，废水监测可能无法捕捉到该人群感染的全貌。此外，由于这是监测流感和RSV的首个完整季节，团队必须依赖有限的历史数据来设定定义“低”或“高”活动的阈值。随着更多季节数据的收集，这些基准预计将变得更加精确。
最终，研究得出结论，监测废水为公共卫生官员提供了一个有价值且独立的补充信息层。对于SARS-CoV-2，它通过提供一个不依赖于人们就医的、持续且无偏见的病毒视图，展现出了独特的优势。对于流感和RSV，虽然该系统的精确度目前还不及临床检测，但它成功地追踪了疫情的整体升降。研究人员建议，随着检测低水平病毒的方法不断改进，废水监测可以成为大流行防范的标准工具，为观察社区动态提供一种快速且公平的方式，从而在情况演变成医院危机之前洞察先机。
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