مراقبة مياه الصرف الصحي تكشف عن مسببات الأمراض المعدية المنتشرة في المجتمع والمنقولة بالغذاء

تم استخدام تحليل مياه الصرف الصحي، أو “مراقبة مياه الصرف الصحي” كما يُعرف عادةً، لأول مرة في أربعينيات القرن العشرين كأداة لمراقبة شلل الأطفال. وفي السنوات الأخيرة، أصبحت مراقبة مياه الصرف الصحي أداة شاملة لمراقبة الأمراض.

في الواقع، رأت مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها في الولايات المتحدة إمكاناتها وأنشأت نظام مراقبة مياه الصرف الصحي الوطني في سبتمبر 2020، في المقام الأول لدعم جهود الرصد المتعلقة بفيروس سارس-كوف-2.

الكشف عن مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء

والآن، أظهر باحثون من جامعة ولاية بنسلفانيا ووزارة الصحة في ولاية بنسلفانيا تطبيقًا واعدًا آخر لأداة المراقبة هذه.

وأظهرت الأبحاث المنشورة في مجلة علم الأحياء الدقيقة السريرية أن مراقبة مياه الصرف الصحي يمكن أن تكشف عن مسببات الأمراض المنقولة بالغذاء مثل السالمونيلا المعوية .

ويأتي هذا الاكتشاف من عينات تم جمعها من محطتين لمعالجة مياه الصرف الصحي في وسط ولاية بنسلفانيا في يونيو 2022.

نُشرت الدراسة في مجلة علم الأحياء الدقيقة السريرية .

من شلل الأطفال إلى السالمونيلا

وأوضح نكوشيا ميكاناثا، كبير علماء الأوبئة في وزارة الصحة في ولاية بنسلفانيا، أن ” السالمونيلا غير التيفية هي سبب شائع لالتهاب المعدة والأمعاء في جميع أنحاء العالم، ولكن المراقبة الحالية للمرض ليست مثالية”،”في هذا البحث، قمنا بتقييم مدى فائدة مراقبة مياه الصرف الصحي لتعزيز المراقبة لهذا الممرض المنقول بالغذاء”.

يمكن لاختبار مياه الصرف الصحي الكشف عن آثار الأمراض المعدية المنتشرة في المجتمع، حتى في الأفراد الذين لا تظهر عليهم أعراض، مما يوفر نظام إنذار مبكر للتفشي المحتمل.

الكشف غير الفعال عن حالات تفشي السالمونيلا

على الرغم من أن مقدمي الرعاية الصحية ملزمون بالإبلاغ عن حالات الإصابة بالسالمونيلا، إلا أن العديد من هذه الحالات لا يتم الإبلاغ عنها.

وأشار الباحثون إلى أن “الإبلاغ في الولايات المتحدة يعتمد بشكل كبير على المتخصصين في الرعاية الصحية والمختبرات، إلا أن نقص الإبلاغ والبيانات غير المكتملة والموارد المحدودة تعيق الكشف الفعال عن تفشي الأمراض”.

إحصائيًا، تقدر مراكز السيطرة على الأمراض والوقاية منها أن السالمونيلا تسبب حوالي 1.35 مليون إصابة، و26500 حالة دخول إلى المستشفى، و420 حالة وفاة سنويًا في الولايات المتحدة – في المقام الأول من خلال الأغذية الملوثة.

قوة مراقبة مياه الصرف الصحي

وتضمنت الدراسة اختبار عينات مياه الصرف الصحي التي تم جمعها مرتين أسبوعيا من محطتين لمعالجة السالمونيلا غير التيفية . وباستخدام تسلسل الجينوم الكامل، استعاد الباحثون 43 عينة من السالمونيلا ، مقسمة إلى سبعة أنواع مصلية.

والجدير بالذكر أن 20% من هذه العزلات تنتمي إلى نوع نادر من السالمونيلا يسمى بايلدون، والذي ارتبط بتفشي محلي في نفس الفترة.

وأشار ميكاناثا إلى أنه “باستخدام تسلسل الجينوم الكامل، أظهرنا أن عزلات متغير السالمونيلا بايلدون تتجمع مع تلك التي نشأت من تفشي حدث في إطار زمني مماثل”.

وكشفت الدراسة عن تطابق جيني بين السالمونيلا الموجودة في مياه الصرف الصحي وعينات من مريض متورط في تفشي المرض، مما يسلط الضوء على إمكانات مراقبة مياه الصرف الصحي لتكملة طرق المراقبة التقليدية.

إمكانيات مراقبة مياه الصرف الصحي

وأكد إيد دودلي، المؤلف الرئيسي للدراسة وأستاذ علوم الأغذية في جامعة ولاية بنسلفانيا، على أهمية البحث.

“توضح هذه النتائج إمكانات مراقبة مياه الصرف الصحي كنظام إنذار مبكر لانتشار الأمراض المنقولة بالغذاء ، وربما حتى قبل أن يبلغ الأطباء أو المختبرات عن الحالات.”

ويتصور دودلي، الذي يدير أيضاً مركز مرجع الإشريكية القولونية في جامعة ولاية بنسلفانيا، مستقبلاً حيث تساهم معظم محطات معالجة مياه الصرف الصحي بانتظام في تقديم عينات لمراقبة مجموعة متنوعة من الأمراض.

وقال دودلي: “على الرغم من أن هذا قد لا يحدث بين عشية وضحاها، إلا أنني أتوقع التعاون بين وكالات الصحة العامة والأوساط الأكاديمية والكيانات الفيدرالية، تمامًا كما حدث في دراستنا التجريبية. وهذا أحد الدروس الحاسمة العديدة التي تعلمناها من الوباء”.

ما وراء الكشف عن السالمونيلا

وفي حين تسلط الدراسة الحالية الضوء على اكتشاف السالمونيلا ، فإن مراقبة مياه الصرف الصحي تعد بإمكانية تحديد مجموعة واسعة من مسببات الأمراض التي تتجاوز الأمراض المنقولة بالغذاء.

يمكن تطبيق هذه التقنية لتتبع الأمراض المعدية الأخرى، والبكتيريا المقاومة للمضادات الحيوية، وحتى الفيروسات الناشئة .

لقد أثبتت مراقبة مياه الصرف الصحي فعاليتها بالفعل خلال جائحة كوفيد-19، حيث قدمت إشارات مبكرة للطفرات الفيروسية داخل المجتمعات.

ومع استمرار تطوير هذا النهج، فمن المرجح أن تمتد تطبيقاته إلى مختلف المشاكل الصحية، بما في ذلك مقاومة المضادات الحيوية والإنفلونزا الموسمية .

تطبيقات إضافية لمراقبة مياه الصرف الصحي

ويمكن أيضًا تكييف البنية التحتية المستخدمة لمراقبة مياه الصرف الصحي للتطبيقات البيئية.

على سبيل المثال، من الممكن استخدام هذه الطريقة للكشف عن الملوثات الصناعية، أو بقايا الأدوية، أو الملوثات البيئية مثل PFAS (مواد البيرفلورو ألكيل والبولي فلورو ألكيل).

ومع اتساع نطاق مراقبة مياه الصرف الصحي، أصبح التعاون بين وكالات الصحة العامة ومؤسسات البحث والصناعة ضروريا بشكل متزايد.

ومن خلال الاستفادة من البيانات المستمدة من عينات مياه الصرف الصحي، يمكن للعلماء المساعدة في إعلام استجابات الصحة العامة، وبروتوكولات سلامة الأغذية، وجهود حماية البيئة.