《Science of The Total Environment》：Wastewater-based surveillance for mpox: Methodological advances and surveillance performance—A systematic review
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：猴痘病毒（MPXV）是正痘病毒属的双链DNA病毒，其引起的猴痘疫情已在全球范围内持续传播。废水监测（WBS）作为一种群体层面的监测工具，能够捕捉临床监测系统可能遗漏的“隐匿传播”。本系统评价旨在整合截至2026年1月全球范围内MPXV废水监测的现有证据。研究
：猴痘病毒（MPXV）是正痘病毒属的双链DNA病毒，其引起的猴痘疫情已在全球范围内持续传播。废水监测（WBS）作为一种群体层面的监测工具，能够捕捉临床监测系统可能遗漏的“隐匿传播”。本系统评价旨在整合截至2026年1月全球范围内MPXV废水监测的现有证据。研究人员通过PubMed、Web of Science和Google Scholar进行系统文献检索，最终纳入35项符合标准的研究进行定性综合。研究结果显示，多数研究来自美国（n=10）、加拿大（n=5）和中国（n=4），而撒哈拉以南非洲地区缺乏独立开展的WBS研究，尽管该地区在clade Ia/Ib传播中处于核心地位。在21项监测研究中，废水信号通常先于或与临床病例同步出现，支持WBS作为早期预警工具的价值；在芝加哥的研究中，废水检测较临床报告提前长达7周。MPXV在废水固相中显著富集，沉降固体中的病毒浓度较液相进水高出可达103倍，90.5%的信号与初沉污泥相关。PEG沉淀和颗粒（pellet）浓缩方法通过促进病毒吸附可提升回收效率。靶向亚汇水区监测（如针对高密度风险人群或大型集会场所）可降低稀释效应并提高检测灵敏度。然而，各研究间的方法学差异（包括采样策略、浓缩方法、检测平台及报告标准）限制了结果的可比性，亟需建立标准化方案。本系统评价强调，WBS在低流行率条件下仍能有效检测MPXV传播，为公共卫生响应提供关键补充信息，但在中低收入国家（LMIC）尤其需要加强能力建设与方法标准化。
论文解读
一、研究背景与问题
猴痘病毒（MPXV）属于正痘病毒属，为双链DNA病毒，包含clade I（Ia和Ib）与clade II（IIa和IIb）两个主要分支，不同分支具有差异化的流行病学和临床特征。历史上，MPXV主要在中非和西非地区呈地方性流行，人类感染多与动物接触相关。然而，2022年clade IIb疫情及2023年以来clade Ia/Ib的复燃，显示出持续的人际传播能力，传播范围已扩展至欧洲、美洲及亚洲部分地区，促使世界卫生组织（WHO）于2022年和2024年两度宣布猴痘为国际关注的突发公共卫生事件（PHEIC）。
传统临床监测依赖症状识别、就医行为、实验室确认和官方报告等多环节流程，耗时较长，且无症状或轻症感染、社会污名化及就医障碍等因素会进一步掩盖真实传播动态。在此背景下，废水监测（WBS）作为一种群体层面的监测手段，通过检测感染者排泄物中脱落的病毒遗传物质，提供独立于医疗可及性和症状状态的社区级信号，具有早期暴发检测、成本效益高和捕获未报告感染等优势。尽管MPXV WBS研究近年来快速扩展，但多数研究来自高资源国家，且集中于2022年全球clade IIb暴发期间，clade I相关废水数据仍相对有限。此外，在解读废水信号与活跃传播或残留病毒持久性之间的关系、考虑环境变异性以及建立标准化方案等方面仍存在关键知识空白。因此，开展本系统评价旨在整合全球证据，评估检测灵敏度、方法学性能及影响监测结果的背景因素，为建立标准化和稳健的MPXV及其他新发病原体WBS框架提供依据。
二、研究设计与方法
研究人员于2025年12月至2026年1月在PubMed、Web of Science和Google Scholar数据库中进行系统文献检索，采用（“mpox” OR “monkeypox”）AND “wastewater”的关键词组合进行标题检索，并通过参考文献回溯补充遗漏文献。研究筛选遵循PRISMA 2020指南，纳入以英文发表的、报告MPXV废水检测、定量、方法开发或监测应用的原创同行评审研究。最终纳入35项研究进行定性综合。研究人员开发了包含六个领域（地理覆盖与采样点论证、采样设计清晰度、实验室方法透明度、质控实施、MIQE指南遵循度、回收效率报告）的质量评估框架，将研究分为高（Grade A）、中（Grade B）、低（Grade C）三个质量等级。数据提取采用标准化框架，涵盖地理分布、早期预警潜力、与临床病例的一致性、样本基质、采样策略、病毒浓缩与DNA提取方法、检测平台、检测灵敏度等变量。由于研究间在设计、采样和分析方法上存在异质性，研究结果以定性综合方式呈现。
三、研究结果
3.1 研究特征与地理分布
数据库检索获得61条记录，去重后剩余47条，33条符合纳入标准，另通过参考文献筛选和稿件准备期间各补充1项，共纳入35项研究。多数研究来自美国（n=10）、加拿大（n=5）和中国（n=4），瑞士和巴西各2项，另有10个欧洲和亚洲国家各1项。两项跨国研究分别覆盖东南亚六国和非洲、中东及亚洲22个受冲突影响国家。值得注意的是，尽管撒哈拉以南非洲在clade Ia/Ib传播中处于核心地位，但该地区没有独立开展的WBS研究。质量评估显示，22.9%的研究满足全部六项标准，40.0%满足五项标准（Grade A），最常见的缺陷是缺乏DNA提取过程中的病毒回收效率数据。就研究目的而言，23项主要聚焦WBS与临床报告病例的比较，11项在开展WBS的同时优化实验室工作流程。
3.2 与临床病例的一致性及早期预警表现
在21项监测研究中，废水信号通常先于或与临床病例同步出现。最强证据来自高采样频率且分析初沉污泥的研究，提前时间为1至7周。芝加哥研究中，废水检测较临床报告提前长达7周；巴黎研究中，废水检测较首例报告提前1周，阳性汇水区从3/16增至8/16，与每周病例数强相关（Spearman ρ=0.884）；布拉格研究在140万人口仅29例报告病例（估计发病率0.07–0.86/10万）的条件下，24份废水样本中检出9份阳性，证明WBS在极低传播水平下的灵敏度。然而，至少8项研究报告了废水检测与报告病例之间弱或缺失的相关性，表明WBS性能高度依赖背景条件。检测率从大型多州项目的<5%到靶向或高频采样设计的>40%不等。
3.3 固相为最优检测基质
多项研究一致报告MPXV在废水固体中的浓度显著高于液相进水，离心颗粒（pellet）优于离心上清液。Wong等报告90.5%的MPXV信号与初沉污泥相关，仅9.5%存在于液相中。沉降固体中的浓度较液相进水高出可达103倍，固体基质的检测率是液相的2至3倍。Phaneuf等的衰减研究表明，MPXV DNA在沉降固体中的T90（4°C下335天、22°C下70天、35°C下58天）显著长于液相进水（4°C下132天、22°C下16天、35°C下21天），且固体中未观察到显著的温度依赖性衰减。MPXV作为约200–250 nm的大型包膜双链DNA病毒，通过疏水和静电相互作用优先分配至固体，这一特征有别于非包膜肠道病毒，需要针对性的浓缩策略。
3.4 浓缩方法、检测灵敏度与方法学比较
沉淀类浓缩方法（包括聚乙二醇（PEG）沉淀和铝基沉淀）在MPXV回收方面优于基于电荷的吸附–洗脱方法。Sherchan等报告PEG沉淀获得的MPXV浓度约为吸附–洗脱法的2倍（约255 vs 约120 GC/mL）。qPCR前的靶基因预扩增可将检测率提高87%，但增加了污染风险。数字PCR（dPCR）在低靶浓度下具有绝对定量和灵敏度优势，多项研究采用dPCR进行定量，但现有文献中缺乏dPCR与qPCR在废水中MPXV检测的直接头对头比较，需进一步研究确定相对性能。
3.5 靶向监测与亚汇水区设计
clade IIb传播集中于特定社交和性网络，在大规模市政汇水区中可能被稀释至不可检测水平。靶向WBS（从小型、明确界定的亚汇水区或高风险人群密度较高的场所采样）可通过浓缩信号和减少稀释来解决这一问题。Brighton等在新奥尔良大型集会节庆期间的靶向采样捕捉到了市政污水处理厂（WWTP）监测无法分辨的传播峰值；Bitter等报告封闭排水系统且高风险个体密度较高的指示社区，其废水信号较临床病例提前最多两周。靶向WBS涉及伦理责任，采样设计需纳入伦理审查、社区参与和与风险相称的保障措施。
3.6 环境稳定性、温度效应与感染性病毒
环境温度显著影响液相进水中MPXV DNA的持久性，高温通过核酸酶活性、微生物代谢和水解降解加速衰减，而固体基质可部分缓冲这些效应。因此，冷链维持和快速处理对液相样品尤为关键，在热带地区尤其如此。Santiago的研究从高病毒载量废水样品中通过Vero E6细胞培养成功回收了具有感染性的MPXV，这是首次从市政废水中回收感染性MPXV的报道，提示特定条件下废水中可能存在感染性病毒，但尚不能据此确立废水作为传播途径。
3.7 RNA检测与基因组监测
DNA-based qPCR仍是大多数研究的标准方法。一项研究评估了RNA-based检测，发现RNA信号始终比DNA低约10倍，RNA/DNA比率为8–12%，表明DNA检测对高度稀释的废水中MPXV更为灵敏。多项研究将废水检测与全基因组测序（WGS）结合，实现超越qPCR分辨率的clade和谱系鉴定。Fisher等开发的多扩增子测序方案在可变ITR区域表现出稳健性，扩增子4和5可实现准确的clade分类，扩增子4能正确识别Ib、IIa、IIb及超过98%的Ia序列。
四、讨论与结论
讨论部分指出，WBS作为MPXV监测工具的效能已在全球范围内得到验证，其核心价值在于能够在极低流行率条件下检测病毒循环并提供早期预警。然而，研究间的方法学异质性——包括采样策略（grab vs. composite）、样本基质（液体 vs. 固体）、浓缩方法（PEG沉淀、吸附–洗脱、超速离心等）、检测平台（qPCR vs. dPCR）及报告标准——严重限制了跨研究可比性，亟需建立标准化方案。中低收入国家（LMIC）的WBS能力建设尤为迫切，特别是在撒哈拉以南非洲地区，该区域在clade Ia/Ib传播中处于核心地位却缺乏独立开展的WBS研究。靶向亚汇水区监测虽能提高灵敏度，但需谨慎处理伦理问题。固体基质因其信号富集效应和环境稳定性，被推荐为MPXV WBS的优选基质。未来研究应聚焦于标准化协议的建立、qPCR与dPCR的直接比较、以及废水信号与活跃传播之间定量关系的阐明。本系统评价发表于《Science of The Total Environment》，为MPXV及其他新发病原体的WBS框架建立提供了综合证据基础。
