Индексы здоровья под нашими ногами
Ценная информация, касающаяся здоровья человека и состояния окружающей среды, скрыта в неожиданном месте. Пробы сточных вод из домов, учреждений, поселков и городов по всему миру теперь можно исследовать для получения важных данных о благополучии сообществ, использовании антибиотиков и устойчивости к ним, потреблении психоактивных веществ, биомаркерах заболеваний, а также об экологических угрозах и деградации.
Этот быстро развивающийся метод эпидемиологического надзора, называемый эпидемиологией на основе сточных вод (WBE), является экономичным и мощным инструментом. Он может многое рассказать о больших популяциях, чьи стоки поступают в централизованную канализационную систему в течение полного 24-часового цикла.
В двух новых исследованиях Рольф Халден, директор Центра экологического инжиниринга здоровья Biodesign при Университете штата Аризона (ASU), описывает процесс и выделяет важные новые данные, извлеченные из муниципальных сточных вод. «Спустя более 15 лет существования, эпидемиология на основе сточных вод наконец-то получает заслуженное внимание, во многом благодаря проблемам, вызванным пандемией COVID-19», — говорит Халден, пионер и сторонник WBE, чья команда создала крупнейшую в США и в мире сеть мониторинга и архив образцов.
WBE предлагает недорогую стратегию получения данных о здоровье и окружающей среде в локальном, региональном, национальном и даже континентальном масштабе. Помимо способности измерять уровень потребления таких наркотиков, как кокаин и опиоиды, WBE может использоваться для выявления воздействия пестицидов, средств личной гигиены, инфекционных патогенов, стойких органических загрязнителей, а также для отслеживания заболеваемости диабетом, аллергиями, стрессовыми расстройствами и раком в масштабах сообщества.
В первом из двух исследований, где ведущим автором выступила научный сотрудник Эрин Драйвер, анализировались пробы сточных вод крупного университета на юго-западе США на наличие кофеина, никотина и алкоголя в течение 2017-18 учебного года. Это первое исследование в США, посвященное этим распространенным психоактивным веществам, целью которого было сравнение данных WBE с данными традиционных методов, а именно опросников.
WBE представляет собой привлекательную альтернативу опросам, которые могут содержать систематические ошибки и часто обходятся дороже. Исследование показало сильную положительную корреляцию между потреблением алкоголя и никотина, а также никотина и кофеина, но не между алкоголем и кофеином. Потребление кофеина было самым высоким в будни, а никотина и алкоголя — на выходных, как и ожидалось. Исследование продемонстрировало практичность и надежность долгосрочного мониторинга около 60 000 студентов.
«В этом исследовании использование WBE оказалось более чем в 200 раз дешевле традиционных методов, — резюмирует Драйвер. — Затраты сократились с расчетных 127 долларов до всего лишь 0,58 доллара на человека при использовании анализа сточных вод».
Во втором исследовании, где ведущими авторами выступили профессора Ольга Харт и Рольф Халден, рассматривались потенциальные систематические ошибки в исследованиях WBE, вызванные температурой, сезонными вариациями и скоростью распада биомаркеров. Исследование обнаружило интригующие корреляции между сезонными температурами и размером популяции, которую можно наблюдать с помощью анализа сточных вод, а также расстоянием до очистных сооружений.
«Если не принимать это во внимание, неравномерное распределение популяций в городской среде может привести к искаженным данным, — отмечает Харт. — Как и в традиционных исследованиях с участием людей, критически важно понимать, значительно ли меняется наша изучаемая популяция от наблюдения к наблюдению».
«Это исследование заставляет исследователей WBE пересматривать свои данные в контексте температурных изменений, — соглашается Халден. — Нам придется уделять больше внимания температуре окружающего воздуха, чтобы получать наиболее надежную информацию из анализа сточных вод».