Testování odpadních vod může být včasným varováním COVID-19

TLDR: Množství viru v odpadních vodách koreluje s nárůstem nemocných. Sledování kanalizace by tak mohlo dát zdravotníkům „anonymní“ „radar“ pro dřívější detekci nárůstu epidemie. Studie tu a tu.

Moderní doba si žádá moderní řešení

Zatímco v Česku se (primárně díky úspěchu karantény) někteří přou o to, jestli kovidemie vůbec existovala, možnost vzniku nových ohnisek epidemie COVID-19 je stále velkou obavou celosvětového zdravotnictví. Pokud chceme znovu otevřít mezinárodní hranice, může to snadno způsobit novou vlnu šíření choroby. A to může nakonec v případě podcenění k větším problémům než vlna první.

„Proboha, Vědátore, už zase strašíš lidi!“ možná oponují někteří z vás. Těžko však popírat, že po rozvolnění typicky přichází na nový nárůst epidemie. Ne, COVID-19 nás nevyhubí. Ale ne, nejde o rýmečku. Máme však ve 21. století jinou volbu, než vybírat mezi oběťmi epidemie vs. oběťmi ekonomické recese? Zřejmě ano!

Mnozí sázeli a sázejí na principy chytré karantény, v Česku nejčastěji ztělesněné aplikací E-Rouška. Avšak ačkoliv chytré trasování (a s ním související metody) můžou být pro hygieniky a epidemiology dílčím způsobem užitečné, chytrá karanténa naráží na několik zásadních problémů. V první řadě obavy z ochrany osobních údajů – i když třeba právě E-Roušky tyto obavy adresuje tím, že nesbírá polohu uživatele, řada lidí se rizik sledování skoro až paranoidně obává. Takže si podobné aplikace nenainstaluje.

Jenže chytrá karanténa je trochu jak očkování – když to bude používat jenom část populace, je výsledek násobně menší, než jaký je příslib masového užívání! Na druhou stranu, i kdyby používali mobilní aplikace úplně všichni (včetně lidí, co nemají chytrý telefon), určitá část COVID-19 přenašečů je bezpříznaková. Jde-li o dvounásobek nebo dvacetinásobek, se studie promoření stále zcela neshodnou. Ale podobní lidé existují. Při volném šíření nemoci populaci by tedy metody chytré karantény samy o sobě nestačily na zastavení širší epidemie.

Máme však v záloze i nějaká jiná moderní řešení? Překvapivě ano – a tentokrát je dokonce lze skloubit i s osobními právy. Jde totiž o kanalizaci!

Zdroj: Hackerman via JBisBlu/Raimi Malek/NBC, bangladéžský čistič via Telegraph/Zakir Chowdhury/Barcroft, Vlastní

Vzhůru dolů!

Ačkoliv máme tak trochu tendenci vnímat odpadní vody a kanalizaci jako jakýsi fuj fuj vynález, podobně jako popeláři jsou kanály neopěvovanými hrdiny naší civilizace! První kanalizace se sice objevovaly již v předmoderní době (sumerská Eshnunna disponovala splachovacími latrínami s odtokem do kanalizace zřejmě už před 4500 lety během doby bronzové…), teprve moderní rozpuk měst udělal z kanálů skutečně všeobecný fenomén vyspělého světa.

Možnosti kanalizace však rozhodně nemusejí stát jenom na odvádění odpadních produktů člověka kamsi mimo jeho obydlí. Čím dál tím víc narůstají i ambice využít analýzu odpadních vod (či spíše toho, co v těch vodách je) pro zdravotnické účely. Starší studie například ukázaly na diametrálně odlišné stopové množství farmaceutických látek v odpadních vodách bohatých vs. chudých sídlišť. Zatímco ti bohatší mají ve vodě více kokainu, ti chudí více prozacu!

Ale s epidemií COVID-19 se objevila ještě daleko významnější potenciální role – možnost detekovat v odpadu známky nového koronaviru. Již na konci března studie Mao et al. informovala o potenciálu detekovat SARS-CoV-2 v odpadních vodách. Výzkumníci identifikovali biomarkery, které by měly umožnit relativně snadnou a rychlou detekci viru v lidské moči a výkalech.

Od té doby ovšem uplynulo mnoho vody (nejen odpadní!) a koncept „chytré kanalizace“ se jaly rozvinout i mnohá další pracoviště.

University of Minnesota tak již testuje skutečné sledování korony v kanalizaci, a podobné systémy připravuje i Nizozemsko a Spojené království. Je totiž samozřejmě rozdíl objevit koronu uvnitř in vitro vzorku moči, a je něco zcela jiného ji objevit uvnitř podzemní Gangy plné výkalů lidských i zvířecích, moči, semene, toaletních papírů, kousků tampónů, zrnkové kávy, a nej(r)ůznějších dalších srandiček souvisejících s aktivitami Homo sapiens sapiens!

Koncentrace SARS-CoV-2 v kanalizaci vs. kumulativní součet detekovaných případů COVID-19. Zdroj: Medema et al.

Radar na virus

Otázkou pak není jenom sběr vzorků, ale i jejich analýza. Zatím poslední prací na toto téma je výstup nizozemského KWR Water Research Institute, který prepublikoval studii sběru vzorků v 8 městech od Amsterodamu po Hague. Výsledky naznačují, že míru virové nálože lze skutečně přesvědčivě detekovat v odpadních vodách – došlo totiž na korelaci vzorků viru ve vodě s nárůstem nemocných v nemocnicích. Přičemž ačkoliv jsou vzorky poněkud zakalené jiným materiálem, pocházejí od vícera lidí, takže je jich také více!

Jinými slovy – čím více bude korony v odpadních vodách přibývat či ubývat, tím více by mohly orgány dynamicky měnit příkazy/zákazy/doporučení dle aktuální situace. Uvážíme-li, že virus nejspíše infekční lidé (a možná i část bezpříznakových) vylučují zřejmě již před propuknutím symptomů, masové a pravidelné analyzování přítomnosti koronaviru v kanalizaci by mohlo být užitečným indikátorem toho, kolik lidí je či brzy bude nemocných! A to mnohdy ještě před tím, než to vědí oni sami! A to celé dokonce stoprocentně anonymně!

Zároveň se jistě nabízí i druhá otázka, na kterou Nizozemí odpovídají – pokud se korona dostane do odpadních vod, nemůže se dostat i do jiných vod? Máme v případě druhé vlny epidemie začít pít balenou a sprchovat se v dešti? Odpovědí ovšem je přesvědčivé: asi ne!

Studie se domnívá, že odpadní voda nebude pro koronavirus nikterak významným přenosným médiem. Jednak je odpadní voda typicky čistěna v čističkách, jednak existuje jakýsi cyklus očisty vody, který trvá déle, než jaká je nejspíše „životnost“ viru. V neposlední řadě je COVID-19 typicky respirační nemoc. Takže pokud zrovna nevdechujete čerstvou vodu z kanálu, nejspíše se viru v kanalizaci bát nemusíte (a pokud tak činíte, bude COVID-19 vaším nejmenším problémem, čuňata!).

Samože platí, že analýza kanálů není také sama o sobě ultimátní zbraň, mimo jiné protože může reálně třeba jenom zjistit, že v „polovině města přibývá korony“, což jaksi není tak přesné jako detailnější určení daných případů. Umožňuje to však připravit odborníky na možná nárůst problémů, případě zavést restriktivní opatření. Pokud by se ale podařilo celý systém odběrů jednou automatizovat a zrychlit, mohla by kanalizace pomoct nejen s případnými dalšími vlnami kovidemie, ale i s jinými infekčními epidemiemi.

Tenhle neopěvovaný hrdina civilizace nás tak možná bude zcela novými formami chránit i do budoucna!

[Ladislav Loukota]

Vakcína dorazí (pokud dorazí) za dlouhý čas – a to i když jedna už prošla první fází testů na lidech!

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze