廃水モニタリングで呼吸器ウイルスを追跡する

急性呼吸器感染症（ARI）は世界中の多くの人々に影響を与え、5歳以下の子供の死亡原因のトップになってる。アメリカを含む多くの場所では、ARIの監視は医療機関に感染者を報告させるシステムに頼ってるけど、このシステムは重い症状を示さない人や他の健康問題がある人の感染を見逃すことが多い。だから、呼吸器疾患がどれぐらいの頻度で発生してるのか、時間の経過とともにどう変化してるかの明確な情報が不足してて、保健当局が効果的に対応するのが難しくなってる。

#COVID-19中の呼吸器ウイルスの変化

COVID-19のパンデミックは呼吸器ウイルスの動き方を変えちゃった。2021-2022年の冬にはインフルエンザやRSVのような病気が大幅に減少したけど、翌年の冬には呼吸器ウイルスが急増して、「トリプルデミック」と呼ばれる状況になった。SARS-CoV-2、インフルエンザ、RSVの感染者が多く出て、特に小児病棟には大きな負担がかかってた。

#下水道監視のツールとしての活用

この研究では、アメリカでのトリプルデミック中に呼吸器ウイルスの広がりを追跡するために下水道監視を使うことを調べたんだ。2022年から2023年の冬にかけて、サンフランシスコ湾エリアの処理施設から下水サンプルを集めてテストした。目的は、下水がこれらのウイルスのアウトブレイクが始まるタイミングや進行状況を特定するのに役立つかどうかを見ることだった。

#サンプル収集のプロセス

地域の8つの処理施設から毎日下水のサンプルを集めたよ。2022年7月1日から2023年5月7日までに、約50ミリリットルの沈殿物を毎日収集した。これらのサンプルは冷やして保存し、できるだけ早く処理した。合計で2,472サンプルを集めた。

#RNAの抽出と分析

各サンプルからRNAを抽出し、インフルエンザA、RSV、SARS-CoV-2、ヒトメタニューモウイルス（HMPV）のウイルスの存在を調べるためにいろいろなテストを使った。過去の結果を確認するために陽性と陰性のコントロールも含めた。RNA濃度は沈殿物の重さに基づいて計算し、測定値の変動も報告した。

#インフルエンザAサブタイプのテスト

異なるインフルエンザAのサブタイプを特定するために新しいテストを開発した。特定の遺伝子をターゲットにして、他のウイルスに反応しないことを確認した。研究期間中に処理施設からのサンプルを見て、どのサブタイプが存在するかを調べた。

#臨床データとの比較

私たちの下水データを健康ラボからの臨床データと比較した。インフルエンザ、RSV、HMPVの陽性率をいろんなソースから収集して、COVID-19の陽性率データも入手した。

#データの分析

下水中のウイルスRNA濃度に基づいていつアウトブレイクが発生したかを特定するためにデータを分析した。下水データと臨床陽性率の相関を見て、私たちの方法がコミュニティの健康について有用な洞察を提供するかどうかを調べた。

#下水道監視の結果

研究を通じて、下水中の呼吸器ウイルスの濃度は変化していて、特に冬の間は多くのウイルスの濃度が高くなってた。結果は、処理施設間でのウイルスのレベルのつながりを示していて、これらのウイルスがコミュニティ内で一緒に循環してることを示してた。

#各ウイルスの具体的な発見

RSVに関しては、ピークは11月下旬から12月中旬の間に起こった。インフルエンザAも同じ時期にピークを迎えた。SARS-CoV-2のレベルも同じ時期にピークを持ってて、コミュニティが同時に複数の呼吸器感染に直面していることを支持してる。

HMPVもこの時期に循環してたけど、アウトブレイクのタイミングは異なってた。データは、HMPVの動態がより局所的で、処理施設ごとに発症パターンやピーク濃度が異なることを示唆してた。

#呼吸器ウイルスの動態を理解する

監視から、RSVとインフルエンザAは地域全体で似たパターンを持つ一方、HMPVはより多様な動きを示してることが分かった。HMPVのアウトブレイクのタイミングは大きく異なってて、監視方法は局所的な動態に気をつける必要があることを示唆してる。

#臨床データの制限

私たちの研究は新しい洞察を提供したけど、既存の臨床データには顕著な制限がある。陽性率は主に非常に重症な人々を反映していて、無症状や軽症の人を考慮してない。また、臨床データは遅れることが多くて、アウトブレイクにリアルタイムで対応するのが難しい。

#下水道データの補完的役割

下水道監視は臨床データを補完することで、伝統的なテストを通して報告されていないケースも含めてコミュニティの健康についての広い視野を提供できる。この方法は、アウトブレイクの初期兆候を特定するのに役立ち、公衆衛生の対応のための貴重な情報を提供できる。

#結論

この研究は、アメリカでのトリプルデミック中に呼吸器ウイルスを追跡するための下水道監視の可能性を強調した。データは、これらのウイルスがコミュニティにどのような影響を与え、どのようにより効果的に監視できるかを示している。今後、下水道データを臨床検査と併用することで、呼吸器疾患の理解と管理が改善されるかもしれない。

研究が続けば、より良い方法が進めば、公衆衛生当局は呼吸器疾患の将来のアウトブレイクにより良く対応でき、コミュニティの健康結果を改善できるようになるだろう。