乌干达东部姆巴莱市家庭饮用水源中关键病原菌检出的证据亟待采取紧急行动

《Discover Public Health》：Evidence of critical bacterial pathogens in household drinking water sources in Mbale City of Eastern Uganda warrants an urgent call to action

　　

全球范围内，水传细菌病原体每年导致350万例腹泻疾病及3亿美元医疗费用。乌干达东部姆巴莱市(Mbale City)该类疾病主要由腹泻相关细菌引起，但关于家庭水源中流行细菌谱的证据有限，阻碍干预措施制定。本研究填补了这一数据缺口以支持后续工作。研究人员开展了一项基于实验室的描述性横断面调查，采集自住户及公共水源的260份水样(N = 260)，按世界卫生组织(World Health Organization, WHO)指南在马凯雷雷大学(Makerere University)采用常规培养、革兰氏染色及生化试验进行细菌学分析。数据使用STATA version-18.0进行描述性与推断性统计学分析(p < 0.05)，GraphPad Prism?version 9.0.0绘制图表。总大肠菌群计数(Total Coliform Counts, TCC)平均值以明渠(open water channels)最高(20.61 × 102CFU/mL)，其次为储水jerrican(17.91 × 102CFU/mL)及开放式浅井(open shallow wells, 17.20 × 102CFU/mL)，自来水管(taps)最低(0.09 × 102CFU/mL)，钻孔(boreholes)为2.61 × 102CFU/mL)。总体而言，因不符合WHO总活菌计数(Total Bacterial Counts, TBC)及TCC标准，不安全水样(n = 184, 70.8%)显著多于安全水样(n = 76, 29.2%)(χ2= 38.229, p < 0.0001)。共从107份(41.2%)样品中分离出代表11个菌种的167株细菌，以大肠埃希菌(Escherichia coli, n = 47, 28.1%)、克雷伯菌属(Klebsiella spp, n = 34, 20.4%)及金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus, n = 32, 19.2%)为主，沙门菌属(Salmonella spp, n = 12, 11.2%)、蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)及不动杆菌属(Acinetobacter spp, n = 1, 各0.6%)最少。多数致病菌分离自家用jerrican储存水样，自来水管水样中检出最少。研究人员得出结论：姆巴莱市家庭消费用水大部分不符合国际微生物安全标准，检出的部分细菌与当地持续流行的伤寒热等致死性流行病相关，亟需采取包括扩大市政管网供水及家庭层次水处理在内的综合干预措施。临床试验注册：不适用。

论文解读：乌干达东部姆巴莱市家庭饮用水源中关键病原菌检出的证据及其公共卫生意义

研究背景与立题依据

腹泻性疾病每年在全球造成约17亿例发病及50万死亡，撒哈拉以南非洲因饮水、环境卫生与个人 Hygiene(Water, Sanitation and Hygiene, WASH)相关的腹泻死亡占全球73.6%。乌干达腹泻病患病率达20%，细菌性腹泻相关死亡比例由2015年5.0%升至2023年6.4%，位居撒哈拉以南非洲负担前十。姆巴莱市(Mbale City, Eastern Uganda)作为乌干达东部最大城市聚集区，既往报道显示腹泻高发，但关于该市家庭饮用水源中具体细菌污染谱及负荷缺乏针对性流行病学数据，致使防控策略缺乏循证依据。已有研究多聚焦东乌干达广义区域，姆巴莱城市背景下受城市化基础设施缺陷、人口密集及环境污染叠加影响的水源微生物污染特征尚未明确。因此，研究人员开展本研究以阐明姆巴莱市家庭饮用水微生物污染负担，为公共卫生政策及社区干预提供实证基础。本研究论文发表于《Discover Public Health》。

主要研究方法概述

研究人员于2024年8月至2025年6月在乌干达姆巴莱市采用描述性横断面研究设计，按Cochran公式计算最小样本量220户，最终采集N = 260份水样（含住户储水及对应水源如水龙头/taps、钻孔/boreholes、开放式浅井/open shallow wells、明渠/open water channels、jerrican及水箱/tanks）。水样按标准无菌操作收集并于12小时内冷链运送至马凯雷雷大学(Makerere University)生物科学学院微生物学研究实验室。微生物学检测采用系列稀释涂布法，选用麦康凯琼脂(MacConkey Agar)、紫红胆盐琼脂(Violet Red Bile Agar, VRBA，用于大肠菌群及大肠埃希菌Escherichia coli计数)、木糖赖氨酸脱氧胆酸盐琼脂(Xylose Lysine Deoxycholate Agar, XLD Agar，用于沙门菌属Salmonella spp及志贺菌属Shigella spp)、甘露醇盐琼脂(Mannitol Salt Agar, MSA，用于金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus)、King's Agar（用于铜绿假单胞菌Pseudomonas aeruginosa）、蜡样芽孢杆菌琼脂(Bacillus cereus Agar)等进行选择性培养，经菌落形态观察、革兰氏染色及生化试验鉴定菌种。数据分析采用STATA version 18.0行描述性统计（频数与百分比）及推断统计（卡方检验χ²，p < 0.05为差异有统计学意义），GraphPad Prism^?version 9.0.0绘图。以WHO《饮用水水质准则》第四版TCC ≤ 0（处理水）或≤ 0.05 × 10²CFU/mL（待处理环境水）、TBC < 1.0 × 10⁵CFU/mL为安全判定标准。

研究结果

3.1 水源与储水容器特征(Characteristics of the water sources and reservoirs from which the water samples examined in this research were obtained)

姆巴莱市家庭饮用水最常取自开放式浅井(open shallow wells)，最主要的家庭储水容器为塑料jerrican。水样涵盖七类取水/储水方式。

3.2 家庭消费水中总大肠菌群计数(Total Coliforms Counts, TCC)与总活菌计数(Total Viable Bacterial Counts, TBC)(Total coliforms counts and total bacterial counts in water consumed by humans in households in Mbale city)

260份水样中184份(70.8%)因TCC和/或TBC超出WHO标准被判定不适合人类饮用，显著多于安全水样(χ²= 38.229, p < 0.0001)。总体平均TCC为16.13 × 10²CFU/mL，超出WHO限值。分水源看，TCC均值最高为明渠(20.61 × 10²CFU/mL) > jerrican(17.91 × 10²CFU/mL) > 开放式浅井(17.20 × 10²CFU/mL) > 钻孔(2.61 × 10²CFU/mL) > 有管浅井/piped shallow wells(1.10 × 10²CFU/mL) > 自来水管/taps(0.09 × 10²CFU/mL)。大肠菌群超标率以jerrican最高(n = 69, 82.1%)，与明渠(85.7%)、开放式浅井(73.3%)无统计学显著差异。总体平均TBC为41.82 × 10⁵CFU/mL，远超WHO < 1.0 × 10⁵CFU/mL标准；TBC均值最高为明渠(49.03 × 10⁵CFU/mL) > 开放式浅井(46.88 × 10⁵CFU/mL) > jerrican(40.81 × 10⁵CFU/mL)，最低为自来水管(4.20 × 10⁵CFU/mL)及钻孔(7.11 × 10⁵CFU/mL)。TBC不合格水样比例jerrican最高(82.1%)但与其他水源无显著差异；整体不合标TBC水样(n = 149, 57.3%)显著多于合标水样(χ²= 5.405, p = 0.0201)。

3.3 家庭饮用水中重要医学相关细菌检出情况(Prevalence of selected medically important bacteria such as Escherichia coli, Salmonella spp, Shigella spp, Staphylococcus aureus, Klebsiella spp, and Pseudomonas aeruginosa in water consumed by humans in homesteads in Mbale city)

107份(41.2%)水样分离出167株细菌代表11个菌种。最常见为大肠埃希菌Escherichia coli(n = 47, 28.1%)，其次为克雷伯菌属Klebsiella spp(n = 34, 20.4%)、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus(n = 32, 19.2%)；沙门菌属Salmonella spp(n = 12, 7.2%——原文误标11.2%占167株比例，实为12/167≈7.2%但按原文保留菌株数)，蜡样芽孢杆菌Bacillus cereus及不动杆菌属Acinetobacter spp各1株(各0.6%)。多数致病菌分离自家庭jerrican储存水样及明渠水样，自来水管水样中检出最少。

讨论与结论总结

讨论部分指出，70.8%水样微生物指标超WHO标准，与西非及东非其他资源受限城市一致，但高于发达国家城市水平。明渠、jerrican及开放式浅井TCC最高，反映其易受地表径流粪便污染及二次污染影响；自来水管与保护良好的钻孔污染极低，佐证集中式处理与管网供水的安全性。Jerrican储水容器是二次污染关键节点——不当清洁、反复混用致细菌增殖，这与既往存储实践研究吻合。检出大肠埃希菌提示粪便污染，克雷伯菌属与不动杆菌属可能源于医院废水或生活污水渗入，金黄色葡萄球菌和蜡样芽孢杆菌多由取水或接触容器时带入，铜绿假单胞菌暗示管网间歇性供水致生物膜形成。即便经氯消毒自来水中偶见大肠埃希菌与沙门菌，提示可能存在氯耐受株或管网交叉污染，强调需辅以过滤等其他消毒手段及煮沸后饮用。研究局限性为仅在雨季单次采样，未捕捉季节性波动。

结论(Conclusions)部分翻译：

本研究结果表明，乌干达东部社区获取安全饮用水仍面临重大挑战，多数家庭饮用水源是粪便源细菌的潜在储库。病原菌（尤指沙门菌属Salmonella spp及志贺菌属Shigella spp）的分离凸显了严重的环境与公共卫生隐患，这些病原体关联着该地区持续存在且因耐药而难治愈的伤寒热等致死性感染暴发。研究结果发出紧急呼吁，需采取协同干预措施，包括扩大市政管网供水覆盖及推行家庭层次水处理（如煮沸、过滤或消毒）。未来研究应阐明姆巴莱市及东乌干达更广区域内此类污染发生的促成因素与驱动机制，并应用宏基因组学(metagenomics)等技术明确所鉴定菌属的具体菌株、毒力因子及相关耐药机制，以全面评估负担并指导适宜对策。

（注：菌株占比数据严格引自原文，Salmonella spp原文标注n=12占167株之11.2分之比系原文笔误，此处按原文数值陈述不另行修正；部分菌种全称依原文保留拉丁二名法格式。）