Volgende epidemie kan vroegtijdig in afvalwater worden gesignaleerd

Onderzoekers die afvalwater analyseren zeggen dat routinecontroles op rioolwaterzuiveringsinstallaties een krachtig vroegtijdig waarschuwingssysteem kunnen zijn voor de volgende griep- of norovirusepidemie. Daardoor worden ziekenhuizen gewaarschuwd om zich voor te bereiden en kunnen volksgezondheidsinstanties belangrijke gezondheidsinformatie krijgen.

In de eerste grootschalige en uitgebreide studie naar epidemiologie van afvalwater (WBE) in het Verenigd Koninkrijk, analyseerden wetenschappers van de Universiteit van Bath, de Universiteit van Bangor en het UK Heath Security Agency afvalwater van 10 steden op zowel chemische als biologische markers van gezondheid, waaronder pesticiden, geneesmiddelen en ziekteveroorzakende virussen, aldus een persbericht.

Ze verzamelden monsters van elke locatie met tussenpozen van een uur gedurende 24 uur op negen dagen in november 2021. De monsters van elke dag werden samengevoegd voordat ze werden verwerkt en geanalyseerd op chemische spoormarkers met behulp van massaspectrometrische technieken.

De monsters werden ook geanalyseerd om eventueel genetisch materiaal van virussen (SARS-CoV-2, norovirus en adenovirus) op te sporen. Het totale bemonsteringsgebied kwam overeen met een bevolking van ongeveer 7 miljoen mensen.

Fraunhofer ontwikkelt snelle PCR-test en digitaal platform om volgende pandemie te bestrijden

Onderzoekers van het Fraunhofer Instituut ontwikkelen een nieuw soort coronatest, die een andere methode gebruikt om het genetisch materiaal te dupliceren.

Sporen van chemicaliën opsporen

Met behulp van de zeer gevoelige chemische analyse, die een onderscheid kon maken tussen zeer vergelijkbare markers, konden de onderzoekers vaststellen of geneesmiddelen door het menselijk lichaam waren gegaan of rechtstreeks in het afvalwatersysteem terecht waren gekomen.

Ze konden ook vaststellen of chemicaliën zoals pesticiden via het voedsel waren opgenomen of van landbouwgrond in het afvalwatersysteem waren gespoeld. Het team constateerde dat de verschillen in niveaus van chemische markers meestal afhankelijk waren van de omvang van de bevolking in het stroomgebied, maar er waren enkele uitschieters. In één stad werd bijvoorbeeld een veel hogere concentratie ibuprofen in het water aangetroffen dan in andere steden, wat wijst op directe lozing door industrieel afval.

Identificatie van ziekte-uitbraken

De onderzoekers ontdekten lokale uitbraken van norovirus, Covid-19 en griep, maar konden deze ook in verband brengen met pieken in het gebruik van vrij verkrijgbare pijnstillers zoals paracetamol.

De resultaten wijzen erop dat het op deze manier analyseren van afvalwater op grote schaal, de zogenaamde afvalwater-epidemiologie, nieuwe uitbraken van ziekten in gemeenschappen vroegtijdig kan opsporen, voordat grote aantallen in ziekenhuizen worden opgenomen.

Professor Barbara Kasprzyk-Hordern, van het Water Innovation Research Centre en het Institute for Sustainability van de Universiteit van Bath, leidde het scheikundige werk aan het project. Zij zei: “De meeste mensen grijpen naar de paracetamol als ze voor het eerst ziek worden en proberen hun ziekte thuis te behandelen. Zoeken naar grote pieken in het paracetamol gebruik kan dus een vroege aanwijzing zijn dat er een uitbraak van een infectieziekte in de gemeenschap is”.

Andere markers zijn detecteerbaar

De wetenschappers zeggen dat ze ook markers van ontsteking kunnen detecteren en zo kunnen zoeken naar mogelijke verbanden van een slechte gezondheid met blootstelling aan schadelijke chemicaliën, zoals pesticiden uit voedsel of industriële bronnen van chemicaliën.

“Onze studie heeft aangetoond dat slechts 10 dagelijkse monsters van 10 afvalwaterzuiveringsinstallaties nodig zijn om anonieme en onbevooroordeelde informatie te verstrekken over de gezondheid van 7 miljoen mensen – dit is veel goedkoper en sneller dan om het even welk klinisch onderzoek. Dit zou dus een zeer krachtig instrument kunnen zijn om een holistisch inzicht te krijgen in de volksgezondheid van verschillende gemeenschappen” concludeert professor Kasprzyk-Hordern.

Professor Davey Jones, die een team aan de Bangor University leidde dat het afvalwater analyseerde op virussen, zei: “Norovirus en seizoensgriep zijn altijd al een enorm probleem geweest in ziekenhuizen elke winter; nu is daar Covid-19 bijgekomen. Onze proof-of-concept studie heeft aangetoond dat Wastewater Based Epidemiology een vroegtijdig waarschuwingssysteem kan bieden voor deze en andere ziekten, waardoor ziekenhuizen zich kunnen voorbereiden op uitbraken in de lokale omgeving.”