《Environmental Science & Technology Letters》：Orthohantaviruses in Wastewater: Transmission Risks and Opportunities for Early Warning
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近期发生在MV Hondius号游轮上的安第斯病毒（Andes virus, ANDV）疫情，作为一种啮齿动物传播的正汉坦病毒（orthohantavirus），受到了媒体的广泛关注。报道中指出的应对措施缺失引发了公众对罕见人畜共患疾病传播防范能力的担忧。感染
近期发生在MV Hondius号游轮上的安第斯病毒（Andes virus, ANDV）疫情，作为一种啮齿动物传播的正汉坦病毒（orthohantavirus），受到了媒体的广泛关注。报道中指出的应对措施缺失引发了公众对罕见人畜共患疾病传播防范能力的担忧。感染传播的早期预警（例如通过废水监测（wastewater surveillance, WS）获取的预警信息）可极大促进正汉坦病毒感染的公共卫生管理和干预，特别是在临床监测能力有限的地区。鉴于正汉坦病毒与通过废水监测成功监测的其他有包膜RNA病毒之间存在相似性，全球废水监测界在过去数年中建立的多项原则或可转化应用于正汉坦病毒监测并快速部署实施。研究人员以安第斯病毒、辛诺柏病毒（Sin Nombre virus, SNV）、汉滩病毒（Hantaan virus, HTNV）和普马拉病毒（Puumala virus, PUUV）为重点，阐述了与推进定量工作及解读废水数据相关的正汉坦病毒关键特征；总结了关于正汉坦病毒在与废水相关的排泄物中脱落情况的现有知识，重点介绍了记录废水中正汉坦病毒存在的案例研究，并讨论了实施废水监测的可行方法。由于正汉坦病毒经啮齿动物排泄物排出，且这些啮齿动物的栖息地往往与卫生系统相关，解读废水样本中正汉坦病毒的遗传标记时需要谨慎考量。此外，根据既往废水监测研究结果以及目前关于与安第斯病毒类似的包膜病毒在环境中持久性的认识，通过废水传播的风险可能较低，但不能完全忽视。当前认知中的关键空白包括正汉坦病毒在环境介质（特别是废水和气溶胶）中的存活情况，以及环境背景下定量检测方法的开发和验证，这些对于建立可靠的废水监测项目至关重要。此外，在哨点场所（如机场、医院或游轮）部署针对正汉坦病毒的废水监测检测方法将有助于了解疫情传播边界。在公共卫生机构和现有监测与防控措施的协调配合下，审慎应用正汉坦病毒废水监测不仅能有助于防止疾病传播，还可作为快速转化应用废水监测以应对新发传染病疫情的重要案例研究。
**基于废水监测的正汉坦病毒传播风险评估与早期预警潜力**
**研究背景与科学问题**
正汉坦病毒属（*Orthohantavirus*，临床语境中简称汉坦病毒）是一类由啮齿动物和食虫动物携带的RNA病毒，可导致肾综合征出血热（HFRS）和汉坦病毒心肺综合征（HCPS，亦称汉坦病毒肺综合征）。上述疾病为动物源性溢出感染，主要经由吸入受污染啮齿动物排泄物形成的气溶胶传播。2026年5月发生于游轮MV Hondius号上的疫情被归因于安第斯病毒（ANDV），该病毒在南美洲流行，可导致病死率高达35%的HCPS。ANDV是已知唯一具有超传播事件记录的正汉坦病毒，此次疫情引发了国际接触者追踪与防控行动，也暴露了罕见人畜共患疾病传播防范能力的不足。鉴于ANDV潜伏期可达数周，部分报告潜伏期超过40天，在临床监测有限或被动地区，感染传播的早期预警将极大有利于公共卫生管理。废水监测（WS）具有提供此类预警的潜力，前提是病毒在潜伏期即被排出且可在废水中检出。国际病毒分类委员会已将正汉坦病毒属归为38个物种、60种病毒。美洲型毒株（“新世界汉坦病毒”）引起HCPS，包括ANDV和辛诺柏病毒（SNV）；欧亚型毒株（“旧世界汉坦病毒”）引起HFRS，包括汉滩病毒（HTNV）、普马拉病毒（PUUV）和汉城病毒（SEOV）。本研究基于近期美国国家科学院报告中确立的WS目标选择标准——威胁重要性、分析可行性和公共卫生行动指导潜力——对正汉坦病毒WS的应用前景进行了系统评估。
**关键技术方法**
本研究为前瞻性综述分析，并未开展原始实验，但系统整合了多项关键技术方法：（1）利用Chick定律或Chick-Watson定律，从已发表文献中的存活曲线计算正汉坦病毒的一级灭活速率常数k；（2）汇总分析逆转录聚合酶链反应（RT-PCR）、逆转录定量聚合酶链反应（RT-qPCR）、巢式逆转录PCR及宏转录组测序等分子检测技术在临床样本和废水样本中检测正汉坦病毒RNA的应用案例；（3）结合定量微生物风险评估（QMRA）框架分析废水暴露风险；（4）采用病毒富集宏转录组学和扩增子测序进行系统发育分析；（5）参考SARS-CoV-2废水监测中建立的病毒浓缩与提取方法，并建议使用TULA病毒（TULV，一种低致病性BSL-2正汉坦病毒）作为替代病毒进行回收率和衰减实验的加标对照。
**主要研究结果**
*1. 正汉坦病毒的分子生物学与流行病学*
正汉坦病毒为有包膜、负链、单链RNA病毒，基因组由小（S，约1.9 kb）、中（M，约3.6 kb）、大（L，约6.5 kb）三个片段组成，分别编码核衣壳蛋白、糖蛋白前体蛋白和RNA依赖性RNA聚合酶。基因组分段特性使遗传重配成为可能，这可能是不同宿主中汉坦病毒遗传多样性的原因之一。病毒粒子通常呈球形或多形性，直径约80至160 nm。正汉坦病毒在啮齿动物中形成慢性感染且通常不致病；人类溢出感染主要经吸入受污染气溶胶发生，罕见于啮齿动物咬伤。ANDV是已知唯一可通过人传人途径传播的正汉坦病毒，与症状个体的密切和/或长时间接触有关。既往超传播事件证据提示人传人可能通过吸入气溶胶化病毒颗粒实现。HCPS相关病毒（如ANDV和SNV）主要影响呼吸和心血管系统，而HFRS相关病毒（如HTNV和PUUV）主要影响肾脏系统，较少情况下HFRS可伴有胃肠道症状。潜伏期因疾病类型、病毒种类及ANDV传播途径而异，HFRS一般为2至4周，HCPS为1周至7周以上。
疫情与监测方面，全球大部分汉坦病毒感染负担集中于欧洲和亚洲，但近几十年来报告国家数量不断增加。HTNV和SEOV与亚洲多数HFRS病例相关，PUUV与欧洲多数HFRS或肾病原性流行病（NE）相关。HFRS病死率（<1%至12%）低于HCPS（一般不超过35%）。阿根廷ANDV相关HCPS患者病死率高达50%，但监测可能受误诊和漏报限制。血清阳性率研究提示PUUV等部分正汉坦病毒可引起亚临床感染，而SNV一般不引起。汉坦病毒疾病并非所有具有人群血清阳性率证据的国家均纳入法定报告，无症状或轻型感染很可能被现有监测项目遗漏。历史上，1950至1953年朝鲜HFRS疫情推动了HTNV的发现；美国疾病控制与预防中心在1993年HCPS疫情后启动汉坦病毒疾病监测并将其列为法定报告疾病。阿根廷1996年、2002年和2014年疫情均报告了ANDV的人际传播，2018至2019年阿根廷疫情则被归因于具有超传播能力和持续人际传播能力的毒株。
*2. 正汉坦病毒在人体分泌物和排泄物中的脱落*
WS依赖于感染者向污水中排出可检测靶标（如病毒RNA），解读WS数据需理解相关感染的病毒脱落速率和动态。HCPS/HFRS患者体液中正汉坦病毒RNA的定量研究主要集中于血液样本分析，但也有少数关于唾液、尿液和精液等分泌物和排泄物中病毒检测或定量的报告。研究在HCPS患者的龈沟液、唾液、鼻咽拭子和尿液中发现了具有感染性的病毒。值得注意的是，迄今尚无研究检测过ANDV、SNV、HTNV或PUUV感染者粪便中的病毒；鉴于部分正汉坦病毒感染可引起胃肠道症状，开展粪便脱落研究甚为必要。汇总数据显示：ANDV RNA在症状发作后0至16天收集的37份唾液样本中检出率为12%（16/37），第17天及以后的44份检出率为11%（5/44）；尿液中相应检出率分别为13%（8/60）和11%（1/9）。SNV未在患者尿液中检出。HTNV RNA在症状发作后9天的一例患者痰液及26天的一例患者尿液中检出。PUUV唾液病毒载量范围为1.5×103至1.2×10?拷贝/mL，症状发作后9天在一例患者中检出；尿液中5例中期出院的患者中有2例检出阳性，病毒载量峰值出现在症状发作后6天（4.96×103拷贝/mL）。病毒载量和脱落模式的差异直接影响废水中病毒RNA检出的可行性，并将决定WS项目可实际瞄准的正汉坦病毒种类。
*3. 废水中汉坦病毒的检测与定量*
既往仅有3项已发表研究记录了废水样本中的正汉坦病毒RNA。Tsai等人基于M片段的巢式RT-PCR检测，在中国台湾的一份废水样本中检出了SEOV RNA，测序和系统发育分析显示与褐家鼠分离株具有98.7%相似性，提示啮齿动物来源或近期溢出事件。Li等人（中国西安）利用靶向S片段的RT-qPCR和扩增子测序，证明了在数周内持续检出正汉坦病毒RNA，且与当地报告的临床病例时间吻合，扩增子测序发现废水中的病毒与当地临床样本病毒高度相关。另一项Li等人（美国底特律）通过病毒富集宏转录组学在废水中检出了正汉坦病毒，但基于读长的分析容易因分类器错误导致假阳性，需要进一步验证。
关于废水病毒回收，正汉坦病毒作为有包膜RNA病毒，可使用为SARS-CoV-2开发的方法进行回收，但由于患者排泄物中病毒载量普遍较低且持续时间短暂，可能需要进一步浓缩。常用方法包括废水固体核酸提取、电负性过滤、超滤以及废水或初沉固体的直接提取。TULV作为低致病性BSL-2替代病毒可用作加标对照测试回收率、衰减和分配行为；在缺乏BSL-3设施的条件下可使用灭活汉坦病毒或假病毒。定量方面，数字PCR因其高灵敏度、高特异性和快速性成为WS的金标准。临床检测中常用的S片段巢式RT-PCR可优化用于环境基质。已有针对多种正汉坦病毒的物种特异性RT-PCR和RT-qPCR检测方法（如Kramski等人开发的PUUV、TULV、HTNV/SEOV和ANDV/SNV的S片段RT-qPCR检测方法）。在将临床检测方法应用于环境背景时，需要通过计算机模拟测试或基于测序的扩增子确认来验证特异性。既往废水检测中，基于M片段G2蛋白编码区保守序列的巢式RT-PCR产物经凝胶电泳扩增后，201 bp条带经纯化和测序用于系统发育分析鉴定毒株。Li等人估计S片段靶标qPCR检测限为每mL废水100个基因拷贝。
基因组分析方面，系统发育分析可支持鉴定病毒株、输入来源、宿主物种及与临床病例的关联。正汉坦病毒基因组稳定性较高，但可发生重配。由于宏基因组测序通常具有组成性特征，环境微生物和哺乳动物核酸的背景信号可能抑制病毒病原体的检测信号。成功的测序可能需要结合减少背景序列的提取方法和半靶向方法（如平铺扩增子测序、探针捕获富集测序）或极深度宏基因组测序。扩增子测序靶向S或M片段已在废水系统发育分析中取得成功。
动物输入考量方面，下水道网络中栖息的庞啮齿动物种群或合流制排水系统中雨水径流带来的啮齿动物排泄物可能是废水中正汉坦病毒的来源。中国台湾的研究在20%的分析废水样本中回收到了啮齿动物DNA标记物。确定病毒RNA来源是人类还是啮齿动物将显著影响后续公共卫生行动：前者需要临床检测、接触者追踪和公告，后者可能需要捕鼠和检测。对于人畜共患感染，病毒序列多样性有时可提示废水信号是来自持续人际传播还是多次动物源性感染，但由于大多数人类感染不会促进向新贮存宿主的传播，病毒不会与人类系统发育共进化或适应，限制了该方法的应用。建立当地废水正汉坦病毒基线水平并与临床数据比较将有助于表征地方性流行毒株水平。
*4. 废水接触所致正汉坦病毒感染风险*
目前尚无研究考察正汉坦病毒在废水基质中的存活情况，但已有细胞培养试验数据描述了其在表面和液体培养基中的存活特征。在无化学或物理消毒剂条件下，HTNV在4°C细胞培养液中的一级灭活速率常数k为0.028/day，20°C为0.18/day，37°C为0.20/day；TULV在4°C为0.011/day，37°C为0.57/day，60°C为10/day。低温条件有利于正汉坦病毒在液体细胞培养基中存活；4°C储存下可回收具有感染性的HTNV、PUUV和TULV长达18至96天，而37°C储存则将HTNV缩短为8天、PUUV为1天、TULV为1至10天。废水温度通常高于上述低温范围，提示废水中灭活更快，但从培养基到环境水体的外推存在复杂性。60°C热处理5分钟可实现细胞相关培养基中ANDV和HTNV的完全灭活。化学消毒方面，40% v/v乙醇处理2至10分钟可分别完全灭活HTNV和TULV（log10减少>5），但20%及以下浓度乙醇效果显著降低。甲醇、低压紫外辐射和多种商用消毒剂均可有效灭活感染性HTNV，但这些数据多来自细胞培养上清而非环境样本的研究。
关于气溶胶中正汉坦病毒存活，唯一研究聚焦于控制温度和相对湿度条件下的SNV。在中等相对湿度（42%）下，SNV在细胞培养液和添加啮齿动物垫料的细胞培养液生成的气溶胶中衰减速率相似（分别为每分钟0.6和0.9 log10减少）。加入模拟太阳辐射后灭活速率增加至每分钟1.3和1.5 log10减少（相对湿度分别41%和51%），表明室外含病毒气溶胶的传播可能性较低，取决于天气条件。与液体介质相比，气溶胶中的灭活速率常数大1000倍以上，提示气溶胶中的灭活远快于液态中的。关于正汉坦病毒在污染物表面存活的研究结果不完全一致：干燥液体介质中的HTNV和TULV在高温下可被有效灭活，但干燥液滴中部分存活PUUV和TULV在56°C下1至2小时后仍可回收。在啮齿动物垫料中，PUUV在室温下保持感染活性12至15天。废水中正汉坦病毒的职业暴露风险方面，尽管尚无证据表明因接触废水而传播COVID-19，但定期处理未经处理废水样本（包括WS项目或污水处理厂工作人员）的劳动人员应继续遵循洗手规范和常规个人防护装备（PPE）要求。定量微生物风险评估需要剂量-反应模型，但尽管已在小鼠模型完成了PUUV和HTNV的动物喂饲研究，目前尚未建立完整的剂量-反应模型。
**讨论总结与研究结论**
研究认为，正汉坦病毒从废水传播的风险似乎较低，但仍需进一步评估，适当的职业人群应采取个人防护装备。应优先研究正汉坦病毒在环境样本（如废水）和气溶胶中的存活情况；应优先开发废水背景基质中针对特定正汉坦病毒的定量检测方法，以及能够追踪病毒进化的稳健基因组检测方法。未来研究应考察废水与临床数据之间的关系，包括在流行地区进行长期评估以确定废水中病毒信号的基线水平，以及通过超前滞后分析刻画WS早期预警感染传播的潜力。具有已知溢出高风险地区以及哨点和旅行相关场所（如机场、游轮）应优先部署WS，特别是针对ANDV——其地方性流行在地理上有限但具备人传人能力。应对废水系统中检出的病毒RNA开展来源追踪以辅助WS数据解读；针对地方性流行汉坦病毒（即使在动物贮存宿主中）的背景检测可提供区域正汉坦病毒流行的态势感知。虽然当前所涉正汉坦病毒毒株不大可能引起大流行，但对未来新发人畜共患病毒株的防范对全球健康至关重要。审慎应用正汉坦病毒WS，并与公共卫生机构和现有监测防控措施协调配合，不仅有助于防止疾病传播，还为快速转化应用WS应对新发传染病暴发提供了重要案例。
