基于被动采样技术的表面水体禽流感病毒(Pan-FluA/H5)环境监测新策略

本研究针对传统禽流感病毒(AIV)监测方法的滞后性，创新性地采用颗粒活性炭(GAC)被动采样技术结合RT-qPCR和靶向富集测序，在加拿大新斯科舍省5个地表水站点检测到Pan-FluA(2.1×100-5.6×1012 copies sampler-1)和H5亚型(2.2×104-1.8×1011 copies sampler-1)RNA，证实水体监测可作为野生动物-农业-废水多重影响下的AIV早期预警系统，相关成果发表于《npj Viruses》。

　　

气候变化正在重塑病原体传播格局——随着气温升高和极端天气事件频发，水体已成为禽流感病毒(AIV)等病原体的重要传播媒介。2000年加拿大Walkerton事件已警示我们，动物粪便污染水源可能引发致命疫情。如今，高致病性禽流感(HPAI)H5N1在全球野生动物和家禽中的暴发，更凸显环境监测的紧迫性。传统AIV监测依赖野生动物尸体报告或活体捕获，这种被动方式难以实现早期预警。

加拿大新斯科舍省Dalhousie大学的研究团队开创性地将颗粒活性炭(GAC)被动采样器应用于地表水监测。这种装置如同"病毒捕手"，能持续吸附水体中的病原体核酸。研究人员在2024年6-10月间，于5个具有不同土地利用特征的水体布设96个采样器，通过双重RT-qPCR检测泛甲型流感病毒(Pan-FluA)基质基因和H5血凝素基因，并结合Illumina靶向富集测序技术解析病毒亚型。

关键技术包括：1) 每周部署GAC被动采样器捕获水体病毒；2) 采用Promega Wizard?核酸提取试剂盒处理样本；3) 建立双重RT-qPCR检测体系(LOD_95%经逻辑回归验证)；4) 使用Illumina Viral Surveillance Panel v2进行亚型分型；5) 通过广义加性模型分析时空分布规律。

Detection of avian influenza in Nova Scotia surface waters
数据显示Pan-FluA检出浓度跨越12个数量级，最高达5.6×10¹² copies sampler^-1，显著高于H5基因。空间分布显示Site 3(水禽密集区)Pan-FluA浓度最高，而Site 5(城市休闲区)H5检出率达21%。时序分析揭示9-10月候鸟迁徙期检出率显著升高(p<0.05)，与水温降至13-16°C时病毒持久性增强的特征吻合。

Site-specific patterns in freshwater river
对包含饮用水取水口(4A)、污水处理厂下游(4B)和休闲区(4C)的河流子系统监测发现：污水处理厂下游(4B)同时检出人类粪便标志物PMMoV和H5(最高3.6×10¹² copies sampler^-1)，而休闲区(4C)虽Pan-FluA检出率最高(43%)，但H5仅零星检出，暗示不同土地利用方式导致病毒输入途径差异。

Discussion
测序结果确认水体中存在与H5N1、H5N6和H5N8高度同源的基因片段，与加拿大食品检验局(CFIA)报告的本地疫情数据相印证。研究首次证实：1) GAC被动采样可捕获10⁰-10¹² copies量级的AIV信号；2) 污水处理厂出水可能成为H5传播节点；3) 秋季迁徙期是监测关键窗口。

该研究突破性地将环境监测与病毒基因组学结合，为One Health框架下的跨界病原体预警提供新范式。作者建议：每周采样、多点布设、确保采样器完全浸没等标准化操作要点，未来需建立跨部门协作机制应对跨境传播挑战。这些发现对完善饮用水处理规范(现行标准未明确人畜共患病毒控制要求)具有重要政策启示。