《The Lancet Microbe》：Integration of poliovirus and enteropathogen sewage surveillance in Dhaka Bangladesh: a longitudinal surveillance study, June 2019–June 2020
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背景：全球脊髓灰质炎根除倡议（Global Polio Eradication Initiative, GPEI）利用环境（污水）监测来监控脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）的传播。在脊髓灰质炎病毒根除认证后，环境监将持续进行，通常通过将其整合到其他传染病
背景：全球脊髓灰质炎根除倡议（Global Polio Eradication Initiative, GPEI）利用环境（污水）监测来监控脊髓灰质炎病毒（Poliovirus）的传播。在脊髓灰质炎病毒根除认证后，环境监将持续进行，通常通过将其整合到其他传染病监测计划中来实现。本研究旨在评估TaqMan阵列卡（TaqMan Array Cards, TACs）在检测污水中脊髓灰质炎病毒的同时，检测肠道病原体和抗菌药物耐药性（Antimicrobial Resistance, AMR）标记的程序效用。方法：这项纵向监测研究于2019年6月至2020年6月在孟加拉国达卡三个选区（第8、9、10选区）的12个地点进行。通过健康与人口监测系统获取了5岁以下儿童的人口统计数据，包括疫苗接种史、卫生设施和家庭特征。使用袋介导过滤系统收集污水样本，并利用TACs同时检测脊髓灰质炎病毒、其他肠道病原体及AMR标记。在双价口服脊髓灰质炎疫苗（bivalent oral poliovirus vaccine, bOPV）接种活动前后分别采集样本，并使用水质探头评估污水的理化性质。采用多变量混合效应Gamma Hurdle回归模型检验肠道病毒检测及其浓度与地点特征之间的关联。结果：健康与人口监测系统记录了三个选区内12个地点的19,236名5岁以下儿童。bOPV接种活动覆盖了17,282名儿童。在379天内共收集了372份污水样本。Sabin 1型和Sabin 3型脊髓灰质炎病毒的最高浓度出现在bOPV接种活动后2周（每升污水平均病毒拷贝数：Sabin 1为0.83 [标准差2.13]，Sabin 3为0.84 [1.96]，而基线值分别为0.05 [0.21]和0.11 [0.50]；Sabin 1的p=0.004，Sabin 3的p=0.005）。随着总溶解固体（Total Dissolved Solids, TDS）水平的增加，肠道病毒的检出可能性更高（每增加100 mg/L的调整后比值比为1.39 [95%置信区间1.17–1.61]）。轮状病毒的环境监测病毒载量中位数为0.567（四分位距0.202–0.839），且与同期临床病例发病率相关性最强（r=0.828；p=0.0017）。检测到了31种具有临床意义的AMR基因。解读：当GPEI解散后，脊髓灰质炎病毒监测需要整合到其他监测计划中。TACs可用于筛选适合与脊髓灰质炎病毒联合进行整合污水监测的病原体。需要在不同的地理环境和脊髓灰质炎病毒流行率下进行进一步验证，且数据解读需要了解地点敏感性。
论文解读：污水监测作为后根除时代脊髓灰质炎监测整合平台的探索
研究背景与意义
全球脊髓灰质炎根除倡议（GPEI）利用环境（污水）监测作为病例报告系统的补充，以捕捉无症状传播和提供早期预警。随着野生型脊髓灰质炎病毒（Wild Poliovirus）传播的终结及GPEI计划在未来解散，脊髓灰质炎病毒监测面临资金削减的挑战。为确保后根除时代的监测可持续性，将脊髓灰质炎病毒监测整合到针对其他病原体或抗菌素耐药性（AMR）的现有污水监测网络中成为关键策略。然而，此前缺乏关于如何在低收入国家非正式污水管网中实现多病原体整合监测的研究。为此，研究人员在孟加拉国达卡开展了此项纵向研究，旨在评估TaqMan阵列卡（TACs）技术在同时检测脊髓灰质炎疫苗株、多种肠道病原体及AMR基因方面的可行性，相关成果发表于《The Lancet Microbe》。
关键技术方法
本研究采用了纵向监测设计，依托孟加拉国国际腹泻病研究中心（icddr,b）的健康与人口监测系统获取人口学数据。研究人员通过实地踏勘绘制了达卡非正规污水管网图，结合数字高程模型估算流域面积，选定了12个代表性采样点。样本采集使用了袋介导过滤系统（Bag-mediated Filtration System），并在实验室利用定制化的TACs对66个靶标（包括15个肠病毒、36个AMR基因、13个非肠病毒肠道病原体及2个外源对照）进行多重定量PCR检测。统计分析上，采用混合效应Gamma Hurdle回归模型分析了影响肠病毒检出的场地因素，并通过Pearson相关系数比较了污水中病原体载量与医院临床监测数据的关联性。
研究结果
人口统计与污水网络特征
健康与人口监测系统记录了研究区域内19,236名5岁以下儿童，平均密度为每平方公里2,466名儿童。研究人员绘制了1,831条污水通道，估算各监测点的集水区面积和人口规模。bOPV接种活动覆盖了89.8%的目标儿童。
脊髓灰质炎病毒检测动态
在379天的监测期内共收集372份样本。Sabin疫苗病毒在11个（92%）监测点被检出。数据显示，在bOPV接种活动后2周，Sabin 1型和Sabin 3型脊髓灰质炎病毒的浓度达到峰值，显著高于基线水平，证实了监测系统的灵敏度。研究中未检测到野生型脊髓灰质炎病毒、疫苗衍生脊髓灰质炎病毒（VDPV）或2型脊髓灰质炎病毒。
理化参数与肠病毒检出关联
污水理化性质存在显著的时空差异。多变量模型分析表明，总溶解固体（TDS）的增加与肠病毒检出的几率呈正相关（每增加100 mg/L，调整后比值比为1.39）。此外，氧化还原因子（ORP）的增加与阳性样本的病毒载量呈正相关，而污水温度则与病毒载量呈负相关。
肠道病原体负荷与临床相关性
研究人员量化了多种肠道病原体的污水载量。其中，肠产毒性大肠杆菌（ETEC）的检出浓度最高，而沙门氏菌属（Salmonella spp）的检出率最低。在季节性分析中，轮状病毒表现出明显的冬季高峰。重要的是，研究发现污水中轮状病毒的平均月度浓度与临床住院病例数之间存在极强的统计学相关性（r=0.828）。
抗菌药物耐药性基因监测
研究检测到了多种临床重要的AMR基因。其中，blaOXA48、blaKPC、ermB和mphA的检出率极高（超过94%），且mcr-1（粘菌素耐药基因）也在88.4%的样本中被发现，表明城市污水系统中存在高水平的耐药基因污染。
讨论与结论
本研究证实，利用TACs技术实现脊髓灰质炎病毒与肠道病原体及AMR的整合污水监测是可行的。这种整合策略不仅维持了对脊髓灰质炎病毒的无症状传播监测能力，还扩展了公共卫生监测的范围。研究强调了理解场地敏感性（如TDS对检出率的影响）对于优化监测网络的重要性。尽管污水中病原体载量与临床负担在某些病原体（如轮状病毒）上显示出良好的一致性，但在其他病原体上仍存在差异，这可能与病原体排泄动力学及临床就医行为有关。此外，研究展示了已建立的脊髓灰质炎监测基础设施在应对新发传染病（如COVID-19）时的灵活性。未来的工作需要在不同流行水平和地理环境（特别是针对低流行率下的野生型或VDPV检测）中进一步验证该技术，以确定在后根除时代最合适的监测算法。
