12月27日 [今天是星期幾？ ] 「國際防疫日」 從污水視角看傳染病的未來：140年的技術演變

1885年7月6日，巴黎。法國微生物學家路易巴斯德為一名被狂犬咬傷的九歲男孩約瑟夫邁斯特注射了世界上第一支狂犬病疫苗。經過11天的治療，男孩康復了。事實上，狂犬病是由一種病毒引起的，而當時的顯微鏡無法直接觀察到這種病毒。巴斯德與一個看不見的敵人奮戰。

140年後，12月27日是國際防癆日。該節日由聯合國於2020年12月設立，旨在應對新冠肺炎疫情，而巧合的是，這一天也是巴斯德的生日。

我們如何發現看不見的敵人？人類是如何回答這個問題的？

看見不可見之物－140年的技術發展歷程

在巴斯德時代，人們對病毒只能靠猜測。在1990年代，根除小兒麻痺的努力始於對下水道病毒的監測。 2003年SARS疫情期間，對整個病毒基因組進行定序就花了數月時間。

2020年SARS-CoV-2病毒被發現後，僅花了幾天時間就完成了全基因組分析，數據也立即在全球共享。一種名為數位PCR的技術使得檢測污水中微量的病毒RNA成為可能。這使我們能夠捕獲感染者糞便中排出的病毒，並了解整個地區的感染趨勢——這被稱為污水監測。

我能夠看到以前看不見的東西，甚至能夠「搶佔先機」。

城市本身將成為感測器

污水監測已將城市轉變為巨大的監控系統。其機制很簡單：在污水處理廠採集24小時的樣本，或在上午8點到10點之間採集單一樣本，進行濃縮，然後使用數位PCR技術檢測病毒RNA。

為什麼污水檢測數據比臨床數據更早出現？感染者甚至在出現症狀之前就會透過糞便排出病毒。污水數據反映了整個社區的感染狀況，包括未接受檢測的無症狀感染者和無法獲得醫療服務的人。

自2020年9月啟動以來，美國國家污水監測系統（NWSS）已擴展至約1,602個採樣點，涵蓋約1.51億人口，約占美國人口的45%。在日本，札幌市自2021年2月起持續進行此系統，包括神奈川縣在內的其他幾個市町村也參與其中。

在瑞典，人們從飛機和機場污水系統中採集樣本，以檢測新變種的早期引入；在德克薩斯州一家污水處理廠，人們在一個多月前就檢測到了禽流感 H5N1 的生物標誌物，當時奶牛中出現了首例確診病例。

我們生活在一個連飛機廁所都能被監控的時代。

向多病原體監測的演變

污水監測不僅限於 COVID-19。現在它已經發展成為一個可以同時監測多種病原體的系統，包括甲型和乙型流感病毒、呼吸道合胞病毒 (RSV)、H5N1 禽流感病毒和猴痘病毒。

一個名為「廢水監測預防大流行病」（WaSPP）的全球網路計畫於2025年在世界衛生組織的領導下啟動。預計到2025年，市場規模將達到8.8億美元，2030年將達到12.2億美元。

科技的確已經發展進步了。

2025年的現實：它能持續下去嗎？

然而，挑戰依然存在。美國國家污水監測系統（NWSS）的資金將於2025年9月30日到期。在日本，一些地方政府，例如矢部市，已決定將已開展約三年的污水監測計畫推遲到2025財年。

技術挑戰依然存在。病毒回收率仍然很低，廢水中的雜質會吸附病毒，而且病毒濃度與實際感染人數之間的關係尚未完全明了。

科技發展日新月異。我們現在能夠偵測到巴斯德當年無法發現的下水道裡的敵人。問題在於，我們能否保持這種能力並將其推廣到全球。

下一次全球性流行病肯定會到來，但我們準備好了嗎？

資訊

參考連結：

• 美國疾病管制與預防中心國家廢水監測系統
• 世界衛生組織環境監測
• 國際防災減災日（聯合國新聞中心）

詞彙表：

數位PCR (ddPCR) ：一種將樣本分成數萬個微小液滴並在每個液滴中進行PCR反應的技術。與傳統的qPCR相比，該技術能夠實現更精確的定量分析，且不受PCR抑制劑的影響。

PMMoV（辣椒輕斑駁病毒） ：一種常見於人類糞便中的病毒。用作污水樣本標準化的指示劑。

初級污泥：污水處理廠第一階段沉澱過程中形成的固體物質。它天然富集病毒，因此適合用於病毒監測。

WaSPP（預防大流行的廢水監測） ：一個計畫於 2025 年在世界衛生組織領導下啟動的全球污水監測網路。

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