马拉维多病原体废水监测评估：培养法、RT-PCR与长读长宏基因组学在多重疫情中的比较研究

为解决低收入国家缺乏临床病原体检测基础设施的问题，研究人员在马拉维开展多病原体废水环境监测(WES)研究，比较培养法、单重RT-PCR和纳米孔测序技术对8种病原体的检测效能。结果显示不同方法间存在显著差异（如霍乱弧菌培养法检出3/20，基因组学检出8/12），为资源有限地区多病原体监测提供了方法学参考。

　　

在撒哈拉以南非洲的低收入国家，临床病原体检测基础设施严重匮乏，除主要转诊医院外，仅能开展疟疾快速诊断测试。这种困境在马拉维尤为突出——该国每2万人仅配备1名医生，且正面临霍乱、COVID-19和小儿麻痹症的多重疫情威胁。传统基于症状的单一病原体检测模式已无法满足公共卫生需求，亟需开发适用于资源有限环境的多病原体监测方案。

来自肯塔基大学等机构的研究团队创新性地将废水环境监测(WES)技术应用于马拉维，首次在真实世界条件下平行评估培养法、单重逆转录PCR(RT-PCR)和牛津纳米孔MinION测序技术对8种当地流行病原体的检测效能。这项发表于《Science of The Total Environment》的研究，为低收入国家建立多病原体监测体系提供了重要方法学依据。

研究采用三种关键技术：1) 传统培养法（针对霍乱弧菌）；2) 单重RT-PCR检测8种病原体核酸；3) 纳米孔长读长宏基因组测序。样本来自马拉维南部3个监测点（包括国家级转诊医院和农村卫生中心）的20份废水样本，采集于2023年12月至2024年1月霍乱流行季。

【Study sites】
研究选取马拉维南部的布兰太尔区和蒂约洛区3个监测点，涵盖城市医院（年接诊35万人次）、农村卫生中心和社区聚集区。采样时段特意选择雨季以捕获霍乱等水媒病原体的传播高峰。

【Results】
培养法仅在3/20样本中检出霍乱弧菌；RT-PCR在14/20样本中检出至少1种病原体，其中伤寒沙门菌(10/20)检出率最高；纳米孔测序（12份样本）检出霍乱弧菌(8/12)但未发现伤寒沙门菌。值得注意的是，霍乱弧菌检测结果呈现方法学差异：培养法(3/20)、ctxAB基因PCR(1/20)、hlyA基因PCR(3/20)与基因组学(8/12)结果不一致。流感B型、麻疹、SARS-CoV-2和黄热病病毒在所有样本中均未检出（Ct值>40）。

【Discussion】
研究发现不同方法检测同一病原体存在显著差异，这种差异在资源有限环境中可能被放大：培养法依赖活菌分离，PCR受引物特异性和抑制剂影响，而基因组学能捕获死菌DNA但需生物信息学支持。伤寒沙门菌PCR阳性但测序阴性的结果提示可能存在假阳性或序列覆盖不足。研究强调在基础设施薄弱地区，需根据目标病原体特性选择适宜方法组合。

【Conclusion】
该研究首次在非洲低收入地区实现多病原体WES多方法平行评估，证实了纳米孔测序等技术在野外环境的应用潜力。尽管存在方法学差异，这种整合传统与新兴技术的监测策略，为缺乏临床诊断资源的地区提供了重要的公共卫生补充工具。研究者建议未来扩大样本量和监测点，并开发适合本地实验室的标准化流程。

研究的重要意义在于：1) 为多重疫情暴发地区提供经济有效的监测方案（WES年成本低于临床检测）；2) 揭示不同检测技术在真实环境中的性能差异；3) 推动全球80%已覆盖基本卫生设施地区的病原体监测变革。这项工作为WHO提出的"全民健康覆盖"目标提供了创新性技术路径，尤其适用于医生人口比极低的马拉维等发展中国家。