《Frontiers in Microbiology》：Epidemiological dynamics and early warning of norovirus and rotavirus A in Yantai City in 2023-2024 based on wastewater surveillance
编辑推荐：
本研究通过系统监测烟台市10个污水处理厂1391份废水样本，首次揭示诺如病毒（NoV）GII型在社区传播中占主导地位（检出率85.84%），其废水病毒浓度峰值可提前1个月预警临床病例爆发（r=0.60, P=0.002）。研究证实废水流行病学（WBE）能有效捕获无症状感染和未就诊病例，为腹泻病毒防控提供了创新技术支撑。
引言
诺如病毒（Norovirus, NoV）和轮状病毒（Rotavirus, RV）是全球病毒性胃肠炎的主要病原体。NoV造成的疾病负担最为显著，每年导致约6.85亿病例，其中5岁以下儿童死亡约7万例，造成经济损失约600亿美元。轮状病毒A组（Rotavirus A, RVA）在2019年导致全球50万5岁以下儿童死亡。尽管RVA疫苗已纳入多国免疫规划，但其效力存在地域异质性，低收入国家疾病负担依然沉重。传统的临床监测存在成本高、漏报无症状感染和未就诊者等局限，而废水监测（Wastewater-Based Epidemiology, WBE）作为一种新兴工具，能通过分析废水中的病毒浓度，全面反映社区水平的流行病学动态。
材料与方法
研究于2023-2024年从烟台市5个市辖区和3个县级市的10个污水处理厂（WWTPs）每周采集废水样本，共计1391份。样本通过聚乙二醇（PEG）沉淀法浓缩病毒，采用多重实时逆转录定量PCR（RT-qPCR）检测NoV GI/GII和RVA的核酸浓度。通过交叉相关分析评估废水病毒浓度与临床病例数之间的时滞关系，统计显著性设定为α=0.05。
结果
病毒检出特征
NoV GII为优势病毒，总检出率达85.84%，NoV GI为78.50%，而RVA为40.12%。NoV GI/GII共检出率为76.06%，多病毒（RVA与NoV GI/GII）共检出率为35.37%。
年度与季节分布
从2023年至2024年，NoV GII检出率从92.27%显著下降至73.81%（P<0.001），NoV GI从83.55%降至69.07%（P<0.001），而RVA检出率从26.60%大幅上升至65.36%（增幅145.7%, P<0.001）。季节性分析显示，NoV在冬春季高发（冬季GI 76.61%，GII 87.13%；春季GI 89.20%，GII 91.31%），RVA则在春夏季高发（春季42.72%，夏季55.79%）。季节波动强度为RVA（χ2=69.07）> NoV GI（χ2=49.28）> NoV GII（χ2=21.44）。
时序关联与早期预警
交叉相关分析表明，废水中的NoV GII浓度峰值较临床病例提前1个月出现，与滞后1个月的临床报告病例数（r=0.60, P=0.002）和临床阳性率（r=0.53, P=0.009）均呈显著正相关。NoV GI和RVA虽在时序图中显示分别提前1个月和2个月，但未达到统计显著性（P>0.05）。
讨论
本研究首次系统描绘了烟台市腹泻病毒的废水监测动态。NoV GII的持续高检出与其环境稳定性高、成人亚临床感染率高有关。RVA检出率的显著上升可能反映当地病毒优势谱重构，需关注疫苗覆盖率下降或免疫逃逸新株出现的风险。季节模式上，NoV呈现典型的冬春高峰，而RVA转为春夏高峰（7月达峰），可能与后疫情时代易感人群积累、旅游人口增加及病毒演化等因素相关。废水监测的无创性、高成本效益特点，使其成为临床监测的重要补充工具，尤其为无症状感染和隐性传播链的早期识别提供关键技术支持。
结论
系统性废水监测能有效捕捉NoV和RVA的群体流行动态。NoV GII在废水中的浓度变化可提供1个月的显著早期预警信号，为腹泻病毒的精准防控提供领先指标。建议将WBS纳入本地化监测体系，以提升对肠道病原体爆发的早期应对能力。
