Wastewater monitoring in Texas picked up an early signal of the bird flu outbreak
3月初，德克萨斯州流行病公共卫生研究所的布莱克·汉森（Blake Hanson）博士和他的同事们正在为一场消防演习做准备。
如果一种有可能引发下一次大流行的病毒出现在他们监测的废水中怎么办？如果这种病毒是禽流感H5N1，在过去二十年中，它已经杀死了数百万只动物，并杀死了全球近900人中的一半呢？
他们在周一进行了这种假设练习。到同周四，汉森的同事、休斯顿贝勒医学院的分子病毒学家和微生物学家迈克尔·蒂萨（Michael Tisza）博士敲响了警钟。
这一次，不是演习。
“迈克打电话给我说，’嘿，我想我找到了，’”UTHealth Houston的流行病学家Hanson说，他使用大数据方法和基因组学来研究传染病。
那是3月7日，大约三周前，美国农业部宣布H5N1首次感染了德克萨斯州的奶牛。
一种不同的废水监测
在过去的两年里，随着对下水道系统进行导致 Covid-19 和其他病原体的病毒采样的想法在全国范围内流行起来，德克萨斯州流行病公共卫生研究所（TEPHI）采取了不同的方法。
那里的研究人员决定使用先进的技术和计算机来帮助筛选废水样本中的大量遗传物质，而不是只寻找特定的病毒。通过这样做，他们能够找到他们希望看到的病毒以及他们不知道要寻找的病毒。
“我们可以捕获样本中的每一个已知病毒，然后计算团队将全面分析数据并查看许多病毒的信号，我认为这就是我们相对于其他站点所做的事情的好处，”休斯顿贝勒医学院的分子病毒学家和微生物学家Anthony Maresso博士说。 谁设想了这个系统。
至少另外两个组织也一直在寻找废水中H5N1的迹象。
由斯坦福大学和埃默里大学以及Verily的研究人员指导的WastewaterSCAN网络最近发布了一项预印本研究，表明它可以通过寻找病毒的一个特定部分来检测废水中的H5N1病毒。
除了这些早期数据外，该团队还测试了另外三个下水道系统：一个在北卡罗来纳州，靠近已知的H5N1牛爆发，一个在加利福尼亚州的一个城市，那里的人类甲型流感病例数量异常多，另一个在夏威夷的一个城市，那里没有乳制品加工厂，也没有已知的高致病性禽流感病例。在每种情况下，该测试都正确地排除了H5N1感染。它非常成功，以至于 WastewaterSCAN 计划在其监测的所有 190 个废水站点开始使用该测试。
美国疾病控制和预防中心最近还推出了一个仪表板，显示检测到甲型流感病毒的异常高水平的地点。
H5N1是流感病毒的A型毒株，与某些类型的季节性流感一样。Maresso说，现在在淡季检测A毒株是H5N1的合理代表，但当季节性流感在冬季再次出现时，这种方法将不那么有用。
另一方面，TEPHI的系统可以作为新病毒的第一警报，这是预防大流行的圣杯。自 2022 年该团队开始监测以来，他们在德克萨斯州的废水中发现了 400 多种病毒。
马桶冲水时的数据
与采集一个人或一头牛的身体分泌物的拭子不同，废水监测是被动的，不依赖于获得检测许可或让一个人进入诊所或急诊室，而这些护理对于农场工人来说可能是遥不可及的。每当有人冲马桶时，或者当废水系统处理农业废物时，研究人员都会获得数据，例如允许处理丢弃的牛奶。
废水监测的最大缺点是难以确定病原体的来源。
自3月4日TEPHI小组首次检测到H5N1样本的日期以来，研究人员在德克萨斯州9个城市的废水中以及他们监测的23个地点中的19个地点都发现了H5N1。他们没有说出他们在研究中测试的城市，但表示他们确实将他们的结果通知了当地公共卫生当局和疾病预防控制中心。
他们的研究结果最近作为预印本研究发表，领先于外部专家的审查。
信号的来源仍然是个谜
“我们真的不知道它来自哪里，”UTHouston公共卫生学院院长兼TEPHI主任Eric Boerwinkle博士说。
“我们都可以猜到，有些人有他们最喜欢的想法，”他说，并指出德克萨斯州正处于候鸟的两条主要飞行路线上，并且拥有包括养殖鸟类和奶牛在内的大型农业产业。
但自 2022 年以来，H5N1 一直在美国的野生和商业养殖的鸟群中肆虐，当时该团队开始监测废水，直到现在他们还没有在任何样本中看到它。
“当然，现在有些不同了，”蒂萨说，“它通常会感染奶牛。
只有一人经检测呈H5N1阳性，与牛群疫情有关。那个人是一名农场工人，与受感染的奶牛有过密切接触，并患上了严重的结膜炎，或眼睛发红和肿胀，但没有呼吸问题或充血。公共卫生官员说，他接受了抗病毒药物治疗，已经康复。
疾病预防控制中心表示，目前对公共卫生的风险很低，但它正在密切关注情况。
美国食品和药物管理局最近测试了在全国各地杂货店购买的297个乳制品样品。该机构表示，在周一公布的扩大测试结果中，在加工产品的38个州中，有15个州的H5N1禽流感病毒死亡片段呈阳性。大约每5个样本中就有1个有病毒的痕迹，这表明疫情可能比以前已知的更广泛。
TEPHI的Maresso说，他们不能排除他们看到的是倒入下水道的牛奶中的病毒，甚至是无症状的人类感染。他指出，他们没有看到医院的流感病例增加，这会提醒他们注意严重感染。
“如果只是一两个地点，并且我们在取样的工厂附近有一些乳制品或其他加工厂，这可能是一个更容易解决的难题。它会解释事情。但到目前为止，我们基本上已经检测到几乎每个站点的信号，当然每个城市，“Maresso说 – 甚至是该州不靠近奶牛场的大城市。
至于德克萨斯州疫情爆发的方向，是变得更糟还是消失，蒂萨说，很难说。他说，起初，他的小组监测到的一些城市有来自H5N1的信号，这种信号与他们在冬季看到的季节性流感一样强烈。
“但总的来说，它可能只占该信号的25%左右，”他说。
“就整体轨迹而言，现在确实处于高原状态。不飙升，不消失。所以这本身就很有趣，“蒂萨说，他指出他们正在密切关注它。“而且我敢肯定，如果出现一个大的峰值，你会再次收到我们的消息。