Szimpatika – Hogyan határozható meg a szennyvízből a járvány mértéke?

A települések szennyvizének összetétele sok tekintetben a szennyvíztelep által ellátott lakosság egészségi állapotának lenyomata, hiszen  akár több mint 1 millió ember szennyvízét gyűjtheti össze, és tartalmaz minden olyan anyagot, kórokozót, ami a felhasználók szervezetéből széklettel, vizelettel ürül, esetleg fürdővízzel a csatornába juthat. Egy ekkora mértéket képviselő anyag vizsgálata jobb becslést adhat a koronavírus kiterjedéséről, mint a tesztelés, mivel a szennyvíz elemzése információt adhat azokról is, akiket nem teszteltek, illetve azokról, akiknek csak enyhe tüneteik vannak, vagy tünetmentesek.

Az új koronavírus a fehérjeburokkal rendelkező, ún. burkos vírusok közé tartozik, életképessége a környezetben, az emberi gazdaszervezeten kívül korlátozott, a környezeti hatásokra (pl. napfényre, melegre), illetve fertőtlenítőszerekre érzékeny. A székletből kimutatható a kórokozó örökítőanyaga, amely megjelenik a szennyvízben. Az ürített vírus mennyisége, valamint a vírusürítés időbeli lefutása nem függ a tünetek meglététől, illetve intenzitásától sem. A szennyvízben található kórokozók vizsgálatában leggyakrabban nagy érzékenységű molekuláris módszereket alkalmaznak, azaz nem magát a kórokozót, hanem annak örökítőanyagát mutatják ki. 

Hazai korai Covid19 előrejelző rendszer – vizsgálati módszer

Az új koronavírus szennyvízből történő kimutatását célzó módszerfejlesztés a hazai járványhelyzet súlyosbodására reagálva, 2020 áprilisában indult a Nemzeti Népegészségügyi Központban. A mintavételi helyek kiválasztása olyan megfontolás alapján történt, hogy a minták a lakosság minél nagyobb részét, és lehetőség szerint az ország minden földrajzi területét reprezentálják. Így esett a választás a megyeszékhelyekre, a Budapest teljes területét és az agglomeráció egy részét ellátó három szennyvíztelepre, valamint öt további agglomerációs településre, amelyek szennyvizét egyesített mintaként vizsgálják. A vírusok egyenetlen eloszlása a szennyvízben kisebb települések esetén nagy mintavételi hibát okoz, és megnehezíti az eredmények értékelését, ezért is indokolt nagyobb létszámú lakosságot ellátó szennyvíztelepeket mintavételi helyszínnek választani. Fontos kiemelni, hogy a szennyvíztelepek által ellátott terület leggyakrabban nem esik egybe egy-egy település közigazgatási határával, a legtöbb telep jellemzően több települést lát el. Ez tükröződik a közölt lakosságszám adatokban. 

A Budapestet ellátó három szennyvíztelepen 2020 június kezdete óta heti mintavétel történik, a hét azonos napján, délelőtt 8-10 óra között. A vizsgált települések körét fokozatosan bővítve, június vége óta minden megyeszékhelyről, augusztus közepe óta több budapesti agglomerációs település kevert szennyvizéből is hetente történik vizsgálat. Ahol a szennyvíztelepen lehetőség nyílik rá – Budapest központi szennyvíztelepén, Szombathelyen, Kaposváron, Székesfehérváron – a nyers szennyvízből a vírusok egyenetlen eloszlása miatti mintavételi hiba csökkentése érdekében 24 órás kompozit mintavétel történik. A többi telepen a csúcsidejű terhelés időpontjában pontmintavételt alkalmaznak. A mintavételt a szennyvíztelepek technológusai végzik. A steril üvegbe vett mintákat hűtve szállítják a laboratóriumba, ahol feldolgozásuk azonnal megkezdődik. A mintaszállítást Budapesten a Fővárosi Csatornázási Művek, vidéken a megyei kormányhivatalok munkatársai végzik.

A szennyvízmintákból a laboratóriumba szállítást követően centrifugálással távolítják el az ülepedő szennyeződéseket. A mintafeldolgozás következő lépése a víruskoncentrálás, melynek célja a vízmintában található lehető legtöbb vírus kis térfogatban történő összegyűjtése. A mintákból 50 ml-t szűrnek ultraszűrő membránon, vákuum segítségével. A membránról a vírust vírustranszpont médiummal nyerik vissza. A szűrés során nyert koncentrátumból a nukleinsav kivonása kereskedelmi forgalomban kapható kittel történik. A kivont RNS-t -20°C-on tárolják. A mintákkal párhuzamosan minden nap egy pozitív és egy negatív kontroll minta is feldolgozásra kerül: a negatív folyamatkontroll 50 ml steril csapvizet, a pozitív kontroll ismert mennyiségű, hővel inaktivált vírust (klinikai SARS-CoV-2 izolátum, NNK, Nemzeti Biztonsági Laboratórium) tartalmaz. A kontrollok minden esetben frissen készülnek. A SARS-CoV-2 vírus örökítőanyagának kimutatása a WHO és a CDC által javasolt protokoll alapján történik.

A mintavételi pontok a szennyvíztelepek ellátási területeinek lakosságszáma alapján összesítve 3,9 millió fő közösségi mintázását teszik lehetővé, ami az ország lakosságának közel 40%-át jelenti. Az eredmények – mind a mért víruskoncentrációk mennyiségi kategóriája, mind a heti koncentrációváltozás iránya – hetente, térképes formában kerülnek közzétételre az NNK honlapján.

A rutin szennyvíz-megfigyelés egy non-invazív, korai figyelmeztetőként is alkalmazható eljárás, mely jelzi a közösségek új Covid19-fertőzéseit. Egy holland kutatócsoport, Ana Maria de Roda Husman vezetésével SARS-CoV-2 nyomait találta szennyvízben Tilburgban 4 nappal azután, hogy Hollandia megerősítette az első klinikailag bizonyított Covid19-esetet. A kutatók jelenleg Hollandia 12 tartományának fővárosára és 12 egyéb területre tervezik a mintavételezés kiterjesztését. Egy másik kutatócsoport Gertjan Medema vezetésével vírus RNS-t talált Amersfoort városában még azelőtt, hogy a közösségben fertőzéseket jelentettek volna.

A szennyvíz monitorozása évtizedek óta bevett módja poliovírus vakcinációk sikerességének megállapítására. Ez a megközelítés használható lehet az intervenciók, mint pédául a szociális távolságtartás hatékonyságának megítélésére is.