A szennyvízzel általában mint kellemetlen, megoldandó problémával találkozunk, a koronavírus járvány azonban felhívta arra a figyelmet, hogy akár értékes információk is nyerhetőek a szennyvízből. Minden, ami széklettel, vizelettel ürül, vagy egyéb módon, pl. fürdés vagy mosás során a csatornába jut, nyomot hagyhat a szennyvízben, ezek a nyomok pedig a szennyvíztelepre befolyó nyers szennyvízben könnyűszerrel összegyűjthetőek és vizsgálhatók.
A szennyvíz alapú epidemiológia, és a COVID-19 világjárvány
A szennyvíz alapú epidemiológia (járványtan) több évtizedes múltra tekint vissza, legelőször illegális kábítószerek és azok bomlástermékeinek vizsgálatára használták. Könnyű belátni, hogy erről milyen nehéz egyéb forrásból információhoz jutni: illegalitása miatt kérdőíves vagy egyéb közvetlen módon nehezen vizsgálható, az orvoshoz kerülők pedig csak a jéghegy csúcsát jelentik. Reprezentatív, valós idejű információt azonban fertőző betegségekről sem könnyű gyűjteni: enyhe megbetegedéssel gyakran nem fordulunk orvoshoz, a megbetegedés pontos kórokozója pedig a legsúlyosabb eseteket leszámítva a legtöbb esetben felderítetlen marad (pl. egy megfázás vagy hasmenés esetén). A COVID-19 világjárványt megelőzően a szennyvíz vizsgálata már elfogadott módszernek számított a poliovírus (a járványos gyermekbénulás kórokozója) mentesség igazolására, de történtek vizsgálatok pl. a 2009-es járványt okozó madárinfluenzavírus esetében is.
A COVID-19 világjárvány kezdetén számos ötlet merült fel, hogy hogyan lehetne minél több és részletesebb adatot kapni a fertőzöttek számának alakulásáról. Az egyik leghatékonyabb módszernek a szennyvíz alapú epidemiológia bizonyult, amelyet Magyarország az elsők között vezetett be országos lefedettségű monitoring rendszerként 2020 júliusától. Azóta folyamatos, heti bontású adatsorral rendelkezünk Budapest három szennyvíztisztító telepén, a megyeszékhelyeken és néhány Budapest környéki agglomerációs településen vett nyers szennyvíz SARS-CoV-2 örökítőanyag koncentrációjáról (1. ábra). Az egyes szennyvíztisztítók gyakran a környező települések szennyvizét is kezelik, így a vizsgálatokkal lefedett teljes lakosságszám hozzávetőleg 3,9 millió fő. Az aktuális eredmények hetente felkerülnek az NNGYK honlapjára: https://www.nnk.gov.hu/index.php/koronavirus/szennyvizvizsgalatok, a részletes eredmények és azok értékelése megtalálható a kutatási jelentésben: https://www.nnk.gov.hu/index.php/kozegeszsegugyi-laboratoriumi-foosztaly/kornyezetegeszsegugyi-laboratoriumi-osztaly/vizhigienes-laboratorium/szennyvizvizsgalatok/szennyviz-koronavirus-monitorozas-kutatasi-jelentes
A gyűjtött adatok hasznossága
Az így gyűjtött adatok a járvány súlyosabb hullámaiban rendkívül hasznosnak bizonyultak: az új esetek számának alakulását egy héttel, míg a kórházi kezelésre szorulókét két héttel jelezték előre.
A szennyvíz SARS-CoV-2 adatok értelmezésében ugyanakkor nehézséget jelent, hogy a különböző vírusvariánsok eltérő mennyiségben ürülnek. Így az egyes szennyvízben mért koncentrációk nem válthatóak át közvetlenül megbetegedés-számra, inkább egy járványhullámon belüli trendkövetésre használhatóak.
Gyakran felmerül az a kérdés, hogy a szennyvízben jelen levő SARS-CoV-2 vírus jelent-e kockázatot az emberi egészségre. Az elmúlt közel négy év alatt továbbra sem került elő semmilyen bizonyíték arról, hogy a szennyvízben fertőzőképes SARS-CoV-2 vírusrészecskék lennének jelen. A szennyvíztisztítás során a vírus örökítőanyagának mennyisége is jelentősen csökken, így gyakorlatilag kizárható az ivó-vagy természetes fürdővíz eredetű fertőzés. Ne feledjük azonban, hogy sok egyéb kórokozó viszont valóban képes ezen az úton megbetegedést okozni!
A beérkezett minták vizsgálata
A COVID-19 pandémia lecsengésével tehát a szennyvízadatok továbbra is hasznos információt nyújtanak, felmerül azonban a lehetősége a beérkezett minták további vizsgálatának. A mintavétel és a mintaszállítás nagy logisztikai feladatot jelent (ezt a szennyvíztelepek üzemeltetői és a vármegyei kormányhivatalok végzik), azonban a beérkezett mintákból a vizsgálatszám tovább növelhető, főleg abban az esetben, ha a különböző vizsgálatok előkészítése sok ponton megegyezik. A vizsgálatok három részre bonthatóak: a keresett kórokozó koncentrálására, a tiszta örökítőanyag (DNS vagy RNS) kinyerésére és a detektálásra. Utóbbit a klinikai mintákhoz hasonlóan PCR módszerrel végzik. A vizsgálatok azt mutatják, hogy az Nemzeti Népegészségügyi és Gyógyászati Központban (NNGYK) alkalmazott víruskoncentrálási módszer (ultraszűrés) a SARS-CoV-2 mellett egyéb, nagyobb méretű vírusok, pl. az influenzavírusok vizsgálatára is alkalmas.
Az NNGYK jelenleg a vizsgálati panel további bővítését tervezi. A SARS-CoV-2 mennyiségi vizsgálatán és a variánsok azonosításán túl 2023 eleje óta folytonos adatsor áll rendelkezésre az influenza A vírus örökítőanyagának szennyvízben kimutatható mennyiségéről is. Emellett a poliovírus kimutatás is kiemelt jelentőségű, jelenleg a módszer validálása zajlik a WHO ajánlásainak megfelelően. A közeljövőben emellett további légúti kórokozók, enterális (hányásos-hasmenéses megbetegedést okozó) kórokozók és antibiotikum-rezisztencia gének vizsgálatának bevezetése is tervben van.
A szennyvíz alapú epidemiológia további használati lehetőségei
A szennyvíz alapú epidemiológia település méretű szennyvíz-hálózatok mellett használható lehet kisebb, épület méretű szennyvízrendszerek vizsgálatára is. Nemzetközi gyakorlatban karanténkórházak vagy idősotthonok COVID-19 mentességének igazolására merült fel ilyen megközelítésben. Ebben az esetben azonban további problémák merülnek fel, pl. a kórokozók szakaszos ürülése miatt, amelyet az automata átlag mintavevők használata csökkenteni képes, teljes mértékben kiküszöbölni azonban nem. Felmerül még a közlekedési csomópontok szennyvizének vizsgálata is, amely pl. egy újonnan felbukkanó kórokozó elterjedésének monitorozása miatt lehet kiemelt jelentőségű.
A szennyvíz alapú epidemiológiai vizsgálatok bevezetése és az adatok széleskörű használata illeszkedik a nemzetközi tudományos trendekhez is. Az Európai Unióban 2023-ban indul egy valamennyi tagország részvételével zajló tudományos projekt, amelynek fő célja a szennyvíz alapú epidemiológia legfontosabb célszervezeteinek azonosítása, a módszerek harmonizációja és az összegyűjtött tapasztalatok cseréje, továbbadása azon országoknak – akár az EU-n kívül – ahol még nem vezették be rutinszerű vizsgálatként a szennyvíz monitoringot. Az adatok széleskörű megosztása közelebb visz egy, a jövőbeli járványokra is felkészült rendszer létrehozásához.
Dr. Róka Eszter
biológus
Nemzeti Népegészségügyi és Gyógyszerészeti Központ
Közegészségügyi Laboratóriumi és Módszertani Főosztály
Fotóillusztráció: Freepik
