《International Journal of Hygiene and Environmental Health》:A randomized controlled trial assessing infectious disease risk from bathing in inland recreational waters
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内陆水域户外休闲是一种流行的消遣方式。尽管与自然“蓝色空间”的接触与多种健康和经济益处相关,但直接接触,特别是摄入未经处理的淡水,也可能带来水源性感染的风险。微生物污染仍然是许多淡水沐浴场所的持续问题,休闲接触已与疾病暴发相关联。例如,2012年10月英国泰晤
内陆水域户外休闲是一种流行的消遣方式。尽管与自然“蓝色空间”的接触与多种健康和经济益处相关,但直接接触,特别是摄入未经处理的淡水,也可能带来水源性感染的风险。微生物污染仍然是许多淡水沐浴场所的持续问题,休闲接触已与疾病暴发相关联。例如,2012年10月英国泰晤士河的一次公开水域河流游泳活动与338例胃肠道疾病病例相关,部分归因于隐孢子虫(Cryptosporidium)和贾第鞭毛虫(Giardia)感染。人类和动物粪便物质可能通过多种来源进入淡水系统,包括污水排放、农业和城市地表径流、野生动物以及人类活动(包括沐浴本身)。休闲水质评估通常依赖于粪便指示菌(FIOs)的定量,这些指示菌作为粪便污染和肠道病原体潜在存在的代理指标。在海洋环境中,基于FIO的监测有强有力的证据基础,随机对照试验已显示粪链球菌浓度与胃肠道疾病之间存在稳健关联。尽管基于FIO的监测被监管框架广泛使用,但对于淡水环境中哪种指示菌最合适尚未达成共识。欧洲沐浴水指令(2006/7/EC)保留了大肠杆菌(E. coli)和肠道肠球菌(intestinal enterococci)标准,分别针对内陆和沿海水域设定了不同的阈值。相比之下,世界卫生组织最新版《休闲水质指南》(WHO,2021)已移除大肠杆菌,仅保留肠道肠球菌用于海洋和淡水。这种分歧反映了对FIO浓度在弥散性、非点源污染为主的淡水环境中预测健康风险的能力存在持续不确定性。观察性队列研究比较了自选沐浴者和非沐浴者的疾病结果,试图解决这种不确定性。尽管有信息量,但这些研究容易受到选择和混杂偏倚的影响,特别是当基线行为学和易感性在组间不同且未得到充分控制时。此外,个体水平的暴露通常描述不足,且同时进行的微生物测量使用有限。因此,队列研究报告了FIO浓度与疾病风险之间的不一致关联。解决这一证据空白需要将个体水平FIO暴露测量与随机对照条件下的健康结果配对的研究;然而,迄今为止,仅有一项此类随机对照试验(RCT)已发表(Wiedenmann等人,2005)。这里研究人员报告了Epibathe研究中所包含的四个淡水场地的先前未发表的个体水平数据的二次分析,Epibathe是一项2006/2007年在欧洲沐浴场所进行的大型随机对照研究。参与者被前瞻性招募并随机分配到沐浴或非沐浴暴露组。所有沐浴者具有相当的沐浴持续时间和浸没行为。同时进行的水样采集使得能够表征个体水平的FIO暴露,健康结果在1周和3周随访时进行评估。遵循Wiedenmann等人(2005),研究人员将后续分析限制在1周随访时报告的结果,这与水相关疾病的急性病程时间一致。使用调整了社会人口学协变量并考虑了研究场地聚集性的人群平均广义估计方程模型,研究人员量化了特定粪便指示菌浓度与后续疾病风险之间的关联。利用来自四个研究场地的数据,这些场地跨越了广泛的微生物暴露梯度,这些发现加强了大肠杆菌和体细胞大肠杆菌噬菌体(somatic coliphages)作为受弥散污染影响的淡水环境中休闲水质指南指示菌的流行病学基础。
论文解读文章
**研究背景与问题**
内陆水域休闲活动(如游泳、划船)在全球范围内广受欢迎,与自然“蓝色空间”的接触虽可带来健康与经济效益,但直接接触未经处理的淡水可能增加水源性感染风险。微生物污染是淡水沐浴场所的持续问题,休闲暴露与疾病暴发(如隐孢子虫和贾第鞭毛虫感染)相关。粪便指示菌(FIOs,包括大肠杆菌
E. coli、肠道肠球菌和体细胞大肠杆菌噬菌体)常作为粪便污染和肠道病原体存在的代理指标。然而,在淡水环境中,FIOs预测健康风险的能力存在不确定性:欧洲沐浴水指令保留了大肠杆菌和肠道肠球菌标准,而世界卫生组织(WHO,2021)指南仅保留肠道肠球菌,移除大肠杆菌。现有观察性队列研究易受选择和混杂偏倚影响,且个体暴露特征不充分,导致FIO浓度与疾病风险关联不一致。因此,需在随机对照条件下开展研究,将个体水平FIO暴露与健康结果配对,以填补证据空白。此前仅有一项随机对照试验(RCT;Wiedenmann等,2005)发表。
**研究目的与意义**
本研究旨在通过大型RCT(Epibathe研究)的二次分析,量化内陆淡水沐浴中粪便指示菌浓度与胃肠道疾病(GI)等健康风险之间的暴露-反应关系。论文发表在《International Journal of Hygiene and Environmental Health》,为淡水休闲水质指南选择合适指示菌提供流行病学证据,尤其针对弥散性污染为主的淡水环境。
**主要关键技术方法**
本研究为随机对照试验,于2006年和2007年在匈牙利四个淡水沐浴场地(两个河流型、两个湖泊型)开展。参与者来自当地社区(距场地15-50公里),通过互联网、广播、海报和公共卫生办公室招募。共2368名参与者完成1周随访(1133名沐浴者,1235名非沐浴者),随机分配后,沐浴者需在指定区域沐浴10分钟并至少三次完全面部浸没;非沐浴者禁止沐浴。同时,每隔20分钟从六个沐浴区采集水样(共54个样本/场地),使用微孔96孔最可能数法(MPN)检测大肠杆菌(
E. coli)和肠道肠球菌(Intestinal Enterococci),用噬菌斑试验检测体细胞大肠杆菌噬菌体(Somatic coliphages)。健康结果通过1周后访谈评估,主要结局包括胃肠道疾病、皮肤疾病、急性发热性呼吸道疾病、耳感染和眼感染。采用人群平均广义估计方程(GEE)模型,调整年龄、既往疾病和潜在混杂因素(如生牛奶摄入、胃药使用、酒精摄入),并考虑场地聚类效应。缺失数据通过多重插补处理。
**研究结果**
- **胃肠道疾病(GI)**:在调整后的GEE模型中,大肠杆菌(每单位对数转换浓度增加,RR=1.77;95% CI 1.15-2.73)和体细胞大肠杆菌噬菌体(RR=1.48;95% CI 1.05-2.06)与GI疾病风险呈显著正相关。沐浴状态本身和肠道肠球菌浓度与GI疾病无显著关联。敏感性分析(排除最污染场地13)结果一致。多重插补后结果稳健(大肠杆菌RR=1.73;95% CI 1.13-2.65;体细胞噬菌体RR=1.45;95% CI 1.05-2.04)。
- **皮肤疾病**:沐浴状态与皮肤疾病风险增加显著相关(调整后RR=2.17;95% CI 1.55-3.03;多重插补后RR=2.30;95% CI 1.57-3.37),但所有微生物指标均无显著关联。
- **急性发热性呼吸道疾病、耳和眼感染**:这些结局罕见(各9-13例),模型无法稳定收敛,未作进一步解释。
**讨论与结论**
研究表明,在淡水环境中,大肠杆菌和体细胞大肠杆菌噬菌体浓度是GI疾病的更好预测指标,而肠道肠球菌无显著关联,这与海洋环境(肠球菌有效)不同。这一差异可能源于FIOs在不同水体中的环境稳定性差异:大肠杆菌和体细胞噬菌体在淡水中衰减更慢,能更好反映近期粪便污染。皮肤疾病与沐浴状态相关但与FIOs无关,提示可能由非人类病原体(如禽类血吸虫引起尾蚴性皮炎)或化学刺激物导致。RCT设计克服了观察性队列研究的偏倚,提供了稳健的暴露-反应关系估计。本研究扩展了Wiedenmann等(2005)的结论,支持大肠杆菌和体细胞噬菌体作为淡水休闲水质指示菌,挑战WHO 2021指南仅保留肠球菌的建议。局限性包括:样本量针对GI疾病,非肠道结局事件数不足;非依从性可能导致暴露错分,但主要暴露-反应估计基于区内FIO滴度,不受影响;FIOs测量为间接代理,无法区分人类与非人类粪便污染。
**结论翻译**
Epibathe试验量化了淡水休闲环境中广泛FIO暴露范围内的GI疾病风险。研究结果加强了大肠杆菌作为GI疾病FIO的价值,并凸显了体细胞大肠杆菌噬菌体作为沐浴水质指示菌日益增长的重要性,同时提供了证据表明肠道肠球菌在淡水环境中预测价值有限。这些结果与先前唯一发表的类似淡水RCT流行病学研究(Wiedenmann等,2005)一致。