トイレを洗うと、中身が見えなくなり、気にならなくなると考えるのは安心です。しかし、ほとんどの人がおそらく気付いていないのは、私たちが洗い流すものが私たちのコミュニティの健康について多くを教えてくれるということです。そして、そのようなものは、全国および世界中のコミュニティでのコロナウイルスのパンデミックを監視する上で貴重なリソースであることが証明されています。
これは、廃水モニタリング（または廃水ベースの疫学）と呼ばれ、パンデミックの初期から、米国中のますます多くの研究者が未処理の廃水のサンプルをコロナウイルスについてテストしています。彼らは、下水処理場のウイルスのレベルが、彼らがサービスを提供しているコミュニティでの陽性のCOVID-19テストのレベルについて早期の警告を与えることを発見しました。
"I've been teaching for a long time all the interesting things you can learn from toilets," says Davida S. Smyth, Ph.D., an associate professor of microbiology at Texas A&M University-San Antonio. She should know. She runs the Smyth Lab where she and her undergraduate team study comparative microbial genomics and evolution. She's also the daughter of a plumber and she's focused much of her research into the wealth of information that goes into toilets.
What Our Poop Tells Researchers
Our poop is made up primarily of water, but the remaining 25 percent is a cocktail of undigested food residue, fats, salts, mucus and human pathogens like bacteria and viruses. If you're infected with the coronavirus, which causes the COVID-19 infection, then it'll show up in your excrement, too.
The stuff that washes down the drains of our toilets, as well as sinks, tubs and street gutters, travels for miles through our community's sanitary sewer system and gathers with the waste from other homes into bigger and bigger sewer pipes. This river of communal sewage eventually flows into a local wastewater treatment facility where it is ultimately pasteurized and the harmful material removed.
時間の経過とともに廃水サンプルを定期的に監視することで、研究者は傾向分析を確立できます。これらの分析では、鼻腔スワブによるCOVID-19検査の数日前、さらには数週間前にスパイクと新しい変異が検出されました。また、すべての市や町に独自の下水処理場があるため、研究者はスパイクがどこにあるか、そして新しい変種が懸念事項の1つとして出現しているかどうかを特定できます。
廃水監視はどのように役立ちますか？
"Imagine if you had two weeks' lead time in a potential outbreak situation at a dorm or a hospital or other facility," Smyth says. "You could potentially target your interventions and maybe reduce the impact of that outbreak."
For example, communities could ramp up messaging to alert the public to practice masking , social distancing and other measures to limit the spread of the virus as well as encourage testing and self-isolation for those who test positive.
Surveillance also gives researchers a better understanding of how the virus mutates and how those variants react to vaccines — factors that are vital to keeping the public safe. "We need to understand the virus because we don't know where it's going next," Smyth says.
下水道監視とCOVID-19検査監視
公衆衛生当局は、郡、州、国などごとに陽性検査の数を追跡することにより、COVID-19について多くのことを学びました。ただし、テストには制限があります。
手始めに、それは人々が実際にテストされることを要求します。多くの人は、ウイルスにさらされたり、症状が現れたり、仕事のためにそうする必要がある場合にそうします。しかし、コミュニティのすべての人が健康保険に加入していない、テストにアクセスできない、症状を示していない、または単にテストを受けたくないという理由で、テストを受けることを選択するわけではありません。「あなたがテストを受けなければ、私たちはあなたからのデータを持っていません」とスミスは言います。
しかし、「みんなうんち」と彼女は付け加えます。「誰もがトイレに行かなければならないので、[廃水テストのおかげで]システム内の潜在的にすべての人に関するデータがあります。」
もちろん、コロナウイルスの廃水検査は義務付けられていないため、すべての自治体が検査を行っているわけではありません。しかし、助成金やCARES法を含むその他の資金源のおかげで、多くの人が自発的に参加しています。いくつかの自治体は、データと傾向分析を共有するために独自のダッシュボードを作成しました。
2020年9月、米国疾病予防管理センター（CDC）は、全国の廃水プラントで収集された廃水サンプル中のSARS-CoV-2を追跡する国の能力を調整および構築するために、全国廃水監視システム（NWSS）を立ち上げました。そのプロジェクトの一環として、エージェンシーは最近、新しいCDC COVIDデータトラッカーを発表しました。このトラッカーでは、廃水テストに関するすべてのデータが1つのダッシュボードに一元化されて一般に公開されます。
CDCは、保健部門と公衆衛生研究所が廃水監視を調整する能力をさらに発展させるにつれて、プログラムへの参加が増えることを期待しています。ただし、それはまだ発展途上の分野であり、制限があります。その中で、処理プラントは、病院や大学など、廃棄物を処理する分散型システムによって提供される浄化槽システムやコミュニティの家をキャプチャしません。ただし、アトランタのエモリー大学、マイアミ大学、バッファロー大学など、多くの大学が独自のデータを収集しています。
また、廃水サンプリングにおけるウイルスの濃度は、コミュニティがどれほど影響を受けているかを示すことができますが、感染者の正確な数を知ることはできません。しかし、すべてのデータを1ページに（文字通り、比喩的に）表示することで、ウイルスが私たちの国にどのような影響を与えているかをより正確に把握できます。「CDCのリーダーシップとガイダンスを持つことは本当に助けになるでしょう」とスミスは言います。
廃水疫学は新しいものではありません
"Wastewater is very sexy right now. It's all over the news," Smyth says. "But here's the thing — people have been using wastewater surveillance for years to look for things like polio, for example."
Yep, that's right. Researchers have been detecting and tracking various viruses in sewage for more than 50 years and have used the data to guide public health responses.
たとえば、ポリオワクチンのおかげで、ほぼすべての国でポリオが根絶されました。しかし、ワクチンが遅れている3か国、ナイジェリア、アフガニスタン、パキスタンではまだ感染が続いています。研究者たちは、ポリオの原因と考えられる急性弛緩性麻痺（AFT）の報告例に頼るのではなく、ポリオに感染した麻痺していない人々の糞便から排出されるポリオウイルスを検出するために下水を調べています。
廃水監視は、B型肝炎やノロウイルスなどの他のウイルスの検出にも使用されています。スミス氏は、現在、下水処理場でインフルエンザ（ウイルス）をより適切に監視するための検査技術の改良に取り組んでいると述べ、「パンデミックを引き起こすのに非常に優れている」と述べています。
Understanding the value of our waste "you see it in a whole new light," Smyth says, referencing a comment a local sanitation utility employer recently said to her: "It's only wastewater if you don't use it."
Now That's Interesting
Surveying sewer water isn't just for monitoring viruses. It is also being used to detect local levels of illicit and prescription opioids — as well as the opioid antidote naloxone—in communities hardest hit by the opioid epidemic in an effort to guide public health responses.
