Мониторинг на морбили чрез отпадъчни води: Ранно откриване и борба с епидемиите в САЩ и Канада

Мониторинг на морбили чрез отпадъчни води: Нов подход за ранно предупреждение

Преди една година Тексас съобщи за първи случай на морбили – началото на сериозна епидемия, която в последствие обхвана множество щати в САЩ. От началото на януари 2025 г. в страната бяха потвърдени над 2 500 случая на морбили, а трима души загубиха живота си. Тази тревожна тенденция се появява в контекста на спад в нивата на ваксинация и продължаващи огнища на заразата.

Новите методи за идентифициране и ограничаване на разпространението

В условията на нарастващи случаи, учените търсят нови и ефективни методи за бързо идентифициране на новите случаи и ограничаване на разпространението на болестта. Един от набиращите популярност и демонстриращ положителни резултати методи е мониторингът на отпадъчните води. Това се обяснява с факта, че отпадъчните води са съставени от слюнка, урина, изпражнения, олющена кожа и други биологични материали, които представляват богата биологична проба.

Анализът на отпадъчните води беше изключително полезен по време на пандемията от COVID-19 за проследяване на разпространението на вируса и сега започва да помага и в разбирането на разпространението на морбили.

Глобална перспектива и състояние на морбили

От световна гледна точка върху контрола на морбили има напредък, основно благодарение на масовата ваксинация. Според Световната здравна организация (СЗО):

• смъртността от морбили е намаляла с 88% между 2000 и 2024 г.
• ваксината е спасила около 59 милиона живота през този период

Въпреки това, през 2024 г. приблизително 95 000 души, предимно деца, починаха от морбили. Епидемии се регистрират в Европа, Югоизточна Азия и Източното Средиземноморие.

САЩ преживяха най-високото ниво на инфекции от десетилетия именно през 2025 г., като страната се приближава до загуба на статута си на държава, свободна от морбили – статус, който Канада загуби през ноември 2024 г., след като регистрира над 5 000 случая за малко повече от година.

Традиционни и нови методи за ограничаване на морбили

Традиционните обществени здравни мерки включват клинично наблюдение и кампании за ваксинация. В същото време учените усилено изследват възможностите за използване на отпадъчните води като индикатор за ранно откриване на огнища. Това е възможно, тъй като вирусът на морбили се изхвърля чрез урина, а ние отделяме вируси и бактерии в отпадните води с всекидневните си дейности - миене на зъби, душ, тоалетна.

Идеята за мониторинг на патогените в отпадъчните води не е нова, но силен тласък й даде пандемията COVID-19, когато беше открито, че коронавирусът се изхвърля и чрез изпражнения.

WastewaterSCAN – програма за мониторинг

На този фундамент работят програми като WastewaterSCAN, създадена от учени като Марлен Улф от Университета Емори и Александра Бьохм от Стандфорд. Тази инициатива е насочена към анализ на отпадъчните води в САЩ и постепенно разширява обхвата на проследяваните патогени. През последните години цел беше включването и на морбили.

Преди две години Улф и нейният екип заявиха, че мониторингът на морбили в отпадъчните води е напълно възможен, като вирусът се открива в урина. Идеята бе да се използва този метод за наблюдение на огнища, особено в общности с ограничен достъп до здравни услуги и официална диагностика, което да осигури ранно предупреждение на здравните власти и навременна намеса.

Резултати от тестове в Тексас

Между декември 2024 и май 2025 г. екипът извърши тестове в две пречиствателни станции за отпадъчни води в Тексас. Те събираха проби 2-3 пъти седмично и ги анализираха за наличието на РНК от вируса на морбили.

В 10,5% от пробите беше открита вирусна РНК, като първото положително откритие се случи седмица преди официалното потвърждение на първия случай в региона. Това е обещаващ знак, който индикира, че тази методика може да осигури ранно предупреждение и да подпомогне ограничаването на заразата.

Подобни проучвания в Канада

В Канада подобни резултати постигнаха Майк Маккей и Райланд Корчис-Скот от Университета в Уиндзор. Те събираха проби през февруари – ноември 2025 г. от пречиствателна станция, обслужваща над 30 000 души в Лиймингтън, Онтарио. Освен това използваха специални тампони за събиране на отпадъчни води от болничен клон на канализационната мрежа.

Така те сравнително точно съпоставиха концентрацията на вирусна РНК със съобщените клинични случаи в съответното лечебно заведение, давайки възможност да се изчисли „степента на излъчване“ на вируса.

Прилагането на тези изчисления върху данните от пречиствателната станция доведе до оценка, че броят на случаите на морбили е около 5–10 пъти по-голям от официално регистрираните случаи. Това съответства на мнението на здравните власти и подсказва, че официалната статистика може да подценява истинската картина.

Предизвикателства и бъдещи перспективи

Телата, заразени с морбили, отделят вируса в околната среда, но предизвикателство остават ограниченията на мониторинга чрез отпадъчните води – тази методология предоставя информация само на ниво общност, без възможност да се посочи конкретен болен или точно място на заразяване.

Както Райланд Корчис-Скот посочва, „наблюдаваме отпадъците на цяла общност, затова е трудно да изолираме данни за отделни инфекции“.

От своя страна Марлен Улф акцентира, че предстои да бъде извършена още работа за максимално ефективно използване на тази технология, но посочва и, че вече добрите резултати от WastewaterSCAN се споделят с обществени здравни институции и вече имат практическа стойност.

На някои места са последвали аларми и засилени ваксинационни кампании, което е показател за успешното приложение на данните, а също и за сътрудничеството между здравните органи и различните заинтересовани страни.

Маккей от Канада съобщава, че към настоящия момент лабораторията му е преустановила тестовете, тъй като епидемията в Онтарио е обявена за приключила. Въпреки това, според него, методът е от голяма полза и биха го възобновили веднага при регистрация на нов случай.

Той вярва, че този подход може да помогне на Канада да възстанови статута си на страна, свободна от морбили. „В момента сякаш сме изолирани на международната сцена поради повишения брой случаи, но ако този мониторинг спомогне за ограничаване на епидемиите, това ще бъде ценно оръжие в общественото здравеопазване“, казва той.

Заключение

Използването на отпадъчните води като инструмент за ранно и ефективно откриване на морбили е многообещаваща област, която комбинира биология, екология и обществено здравеопазване. Този подход може значително да подобри реакцията и управлението на заразните болести, намалявайки риска от големи епидемии и спасявайки човешки животи.

Тази статия първоначално бе публикувана в The Checkup, седмичния биотехнологичен бюлетин на MIT Technology Review. За да го получавате директно във вашата електронна поща всяка седмица и да четете първи подобни материали, може да се абонирате тук.