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为解决传统传染病监测方法的不足，研究人员开展基于废水的流行病学（WBE）研究。他们探索了废水病原体检测技术、构建相关框架等，结果表明 WBE 在传染病监测和大流行防范中有重要价值，能补充信息、助力决策。
在传染病防控的战场上，传统监测方法正面临着严峻挑战。以往，临床监测依赖医院和诊所的疾病诊断报告，可无症状感染常常 “隐藏” 在人群中，导致疾病负担被低估，还让病毒传播源头难以追踪。随机调查虽能提供一些信息，但需要大规模、重复性的检测，成本高且效率低。自我报告的发病率数据又存在严重的偏差问题。这些困境让公共卫生决策犹如在迷雾中摸索，急需新的 “导航仪”。
在这样的背景下，基于废水的流行病学（WBE）研究应运而生。由国外研究人员主导开展的这项研究，意义非凡，相关成果发表在《Epidemics》上。WBE 通过检测污水系统中的病原体，并对数据进行分析解读，为公共卫生防控提供有力支持。
研究人员在这项研究中运用了多种关键技术方法。在病原体检测方面，使用了定量 PCR（qPCR）、逆转录 qPCR（RT-qPCR）、数字 PCR（dPCR）等核酸扩增技术，还采用了等温扩增技术如环介导等温扩增（LAMP） 。此外，下一代测序（NGS）技术也用于病毒鉴定，这些技术为获取准确的病原体数据奠定了基础。
研究结果主要涵盖以下几个方面：
- 病原体检测技术进展：qPCR 和 RT-qPCR 是检测环境和临床样本中病毒的 “金标准”，具有高灵敏度和准确性，还能实现菌株水平的检测。dPCR 则是新兴工具，可直接量化病毒浓度，且受抑制剂影响小，但高浓度样本易出现饱和问题。LAMP 能快速检测病毒，不过只能提供半定量或定性数据，灵敏度相对较低。NGS 中的扩增子测序可对病毒基因组进行测序，但无法发现未知病毒；宏病毒组学方法虽能检测样本中所有病毒核酸，却存在灵敏度低、耗时久等缺点 。
- WBE 应用框架构建：研究人员提出了一个决策框架，用于判断 WBE 对特定病原体的适用性。这一框架综合考虑病原体在粪便或其他排泄物中遗传片段的检测证据、可能的感染宿主、污水排放机制、公共卫生行动所需数据类型以及当前监测数据存在的挑战等因素。以新冠病毒（SARS-CoV-2）和甲型 H5N1 流感病毒为例，前者通过废水监测有效填补了感染情况认知的空白；而后者由于检测引物的特异性问题，废水阳性结果难以确定感染物种来源。
- WBE 在传染病不同阶段的应用：在传染病的引入初期，废水监测数据可用于判断是否存在感染，为疾病入侵提供早期预警。不过，目前确定合适的样本量和采样地点仍需进一步研究。在疫情发展阶段，准确估计患病率和发病率，或判断疫情发展方向至关重要。研究发现，虽然从废水数据中估算有效再生数（Rt）存在不确定性，但能大致判断感染趋势。在病原体变异方面，监测废水样本中的病原体多样性，有助于及时发现新变异株。此外，废水监测数据还可用于评估干预措施的效果，比如在新冠疫情期间，多所美国大学校园依据废水监测结果开展了针对性检测 。
研究结论和讨论部分指出，WBE 在全球的广泛应用推动了废水和环境监测分析技术的发展。但目前在早期检测、经济框架构建以及与临床数据对比分析等方面仍有提升空间。该研究为公共卫生领域提供了新的思路和方法，WBE 有望成为传染病监测和防控的重要手段，助力公共卫生决策，为全球健康事业贡献力量。
