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为解决全球病原体数据不足问题，研究人员开展欧洲废水病原体监测研究，证实其可行性，意义重大。
在全球化浪潮下，人员和物资的跨国流动日益频繁，这也为病原体的传播打开了方便之门。新冠疫情（COVID-19）就是一个典型的例子，它在全球范围内迅速蔓延，给人类健康和社会经济带来了沉重打击。在这场抗疫斗争中，人们发现全球病原体数据存在严重不足，不同国家的监测策略、检测方法和数据共享程度参差不齐。这使得我们在应对疫情时，难以准确把握病毒的传播态势，也无法及时评估防控措施的效果，各国防控能力差异巨大，严重阻碍了全球抗疫的步伐。
为了填补这些数据缺口，提升全球公共卫生应对能力，来自多个机构的研究人员共同开展了一项意义非凡的研究。其中，第一作者 Robert Morfino 来自美国的 Ginkgo Bioworks Inc.，该研究成果发表在《Human Genomics》杂志上。
研究人员提出了一个创新的设想，即建立一个欧洲废水病原体监测网络，利用飞机和机场样本进行监测，以此作为全球有效跨国监测系统的试点。他们认为，在关键地点，尤其是像机场这样的大型交通枢纽设立 “超级站点（Super Sites）”，对废水进行监测，能获取高价值的数据，用于疾病监测和流行病学分析。
在研究方法上，研究人员进行了精心设计。样本收集方面，2023 年 10 月 16 日至 30 日，他们在欧洲 6 个机场同时采样，涵盖飞机废水、航站楼废水和机场污水处理厂废水这 3 种类型，共收集了 23 个样本。其中，飞机废水直接从飞机厕所端口采集，航站楼废水从污水系统特定接入点收集，污水处理厂废水则从处理设施采集，且都使用了自动采样器以确保样本的代表性。样本处理时，先在匈牙利国家公共卫生和药学中心（NNGYK）采用内部平板膜超滤法对样本进行浓缩，随后通过定量逆转录聚合酶链反应（RT-qPCR）检测样本中是否存在 SARS-CoV-2，对阳性样本再进行基于扩增子的全基因组测序。数据分析采用 Nextflow（v22.04.5）开发的流程，运用多种工具对原始测序数据进行处理，最终确定 SARS-CoV-2 的谱系。
在研究结果方面，研究人员有了重要发现。首先，在病原体检测上，PCR 检测显示，所有机场 96% 的样本 SARS-CoV-2 呈阳性，且飞机和机场废水中的病毒载量相似。其次，在病毒谱系分析上，对 18 个样本（86%）进行全基因组测序后发现，所有样本都至少含有一种 SARS-CoV-2 谱系，其中 17 个样本（95%）含有多种谱系，且飞机废水样本中的谱系数量（约 2 - 3 种）少于机场污水样本（4 - 6 种），而 EG.5 是最常见的谱系，这与公开报道的数据相符。
研究结论表明，该概念验证项目证明了协调全球废水监测系统在多方面的可行性，包括样本收集、处理、生物信息学分析和数据报告等。不过，在协调过程中也暴露出一些问题，比如部分节点样本数量不一致，这主要是由于采样和物流环节的问题，凸显了环境监测运营管理的复杂性。同时，研究还发现不同采样方式获得的样本谱系存在差异，这意味着综合使用多种采样方式对于全面模拟病原体和病毒传播模式具有重要价值。
这项研究具有深远的意义。它为建立全球废水监测系统提供了宝贵的实践经验，机场废水监测有望成为早期发现新兴病原体的有效手段。通过整合跨国废水监测数据和乘客航班数据，欧盟能够更有效地应对未来的大流行，增强全球公共卫生安全。此外，研究还强调了标准化协议、实时报告系统以及解决伦理问题的重要性，为后续研究和监测工作指明了方向。未来，随着计算工具的应用和区域网络的建立，全球病原体监测将更加精准和高效，为人类健康保驾护航。
