科學防疫》瑞士利用「污水監測」病毒量成功預測7天後到院就診人數 台灣正在進行中...

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國外已有許多國家透過「污水監測」找到新冠病毒,進而防堵病毒在社區傳播。(圖片來源/Thoxuan99@pixabay)

新冠肺炎肆虐全球,全球確診數已突破1億7千萬,造成超過380萬人口死亡,台灣也突破1萬3千例確診個案,累計死亡人數達460人。在這波疫情中,「無症狀」感染者在社區的流竄,似乎是除了病毒傳播快速之外,最令人頭痛的事。

然而今年6月1日,新加坡在一次社區的常規監測(surveillance)中,發現地下污水含有新冠病毒(SARS-CoV-2),新加坡政府便請所有居住在該區的居民進行核酸檢測,之後發現有6位居民測試結果為陽性,也在社區的廢水中檢測到病毒的片段(fragment)。

對此,台灣大學醫學系教授暨防疫科學研究中心國際合作計畫主持人黃韻如,接受《信傳媒》訪問時指出,在過去的一年半來,各國的城市以下水道污水監測新冠病毒的經驗已相當豐富,包括法國巴黎、澳洲昆士蘭、美國佛羅里達州奧蘭多、加州灣區、瑞士、香港等地。

國外已開始用汙水監測新冠病毒,目前國內是否也有在使用?狀況如何?國外經驗可以如何運用在台灣?又要如何找到這些隱藏的染疫者,防堵社區破口?

台灣用污水監測新冠病毒進度如何?

指揮中心指揮官陳時中,在15日記者會上,接受《信傳媒》提問時表示,疾管署長期有在做汙水監測,「近來我們有監測到2個汙水處,裡面有這樣的一個病毒量,現在我們也分區把一個點一個點再採檢,來確定是哪個區域(有感染)。」陳時中提到,目前大的出水口有發現病毒,但小的出水口還未測出,接下來會持續採驗。

台大公共衛生學院教授詹長權,接受《信傳媒》電訪時指出,疾管署原本就有在做汙水中的小兒麻痺病毒監測,「國際上雖然已經消滅了,但我們還是很擔心,因為是跟腸道比較有關係的病毒。」

而用污水監測新冠病毒的方式,詹長權表示世界各國已經做了一陣子,「我很早就有參與,後來營建署委託開始在某些汙水處去測。」他也提到,美國CDC(疾管署)有很好的指引,不過台灣還未很有系統地去做,「最近一次的呼籲是因為看到新加坡也開始有系統在做,幾乎是每個禮拜在做就可以了解。」

約翰霍普金斯大學生物系助理研究員葉庭育醫師,接受《信傳媒》訪問時指出,台北市衛生下水道工程處為提供大台北地區污水管線流量早期預警機制,在淡水河與新店溪、大漢溪及基隆河流域污水下水道系統管網重要位置設56處水位監測點。

「經由網路傳輸即時監測資料,透過電腦資訊系統進行資料整合與分析後,提供大台北地區污水下水道系統穩定操作和緊急應變的重要依據。由於這56處水位監測點的位置橫跨台北市、新北市(汐止、板橋、三重、蘆洲、中和、永和、新莊、新店)及基隆市七堵等區內重要污水管線,可以用來定期定點監測新冠病毒的存在。」他說。

瑞士、香港這樣做,從污水監測找到新冠病毒

問到其他國家污水監測新冠病毒,是怎麼做的?

葉庭育以瑞士為例,他指出,因瑞士擁有良好的污水處理系統,100%的地區都符合抽樣檢測條件,「與其他檢測措施相比,這是對大量人口進行檢測的有效方法,這種方法也相對更便宜。只要出現10個新增病例,就可以從污水中檢測到新冠病毒。在去年聖誕節期間,瑞士科學家已經在污水中成功識別出英國變種病毒。」

至於要怎麼找到這些隱藏的染疫者,進而防堵社區破口?

葉庭育再以香港為例指出,香港政府去年10月展開污水監測初期,設立了26個定期採樣點,包括由污水處理廠、污水泵房和部分屋苑。

「隨著疫情發展,香港政府在屋苑大廈和街區抽樣監測,按結果決定是否發出強制檢測公告。去年12月彩雲二邨的強制檢測行動和今年1月在佐敦設立指明受限區域,便是根據污水監測結果而執行,並找出多名確診者。」他表示,香港政府今年3月將定期採樣點增至64個,每個定期採樣點覆蓋5萬至8萬人口,共覆蓋全港約400萬人口。

新冠肺炎在全球各地蔓延,除了施打疫苗,找出社區隱形感染者也是當務之急。(攝影/趙世勳)

詹長權也分享,「現在就是一個社區感染的時候,感染者裡面有包括有症狀跟無症狀的,如果我們現在的指引告訴人家有症狀才去採檢,一定會漏掉有症狀沒有去採檢的,更何況無症狀的就更不會去採檢。且這次的流行裡面,無症狀的傳播機率也很大。」

詹長權提到,新冠病毒會影響到很多器官,除了肺部還包括腸胃,「所以感染者排泄的時候就容易有經過排泄物而出去的病毒,就變成會到我們的汙水中,裡面也包括我們擤的鼻涕、大小便等。」他進一步指出,荷蘭從去年開始做這些監測後,發現從汙水監測會比從人監測更早知道是否有病毒,「因為人要判斷有症狀才會想要採檢,但這個就變成是了解社區有無傳播非常好的科學檢測方式,可以超前部署。」

污水中病毒數,可預測7-10天後多少人到醫院就診

詹長權指出,如果污水監測方式提早檢測出新冠病毒來,也可以降低醫院的負荷,「並且可以做有目標性、較精準的廣篩,集中在一個區域做廣篩,再進一步去做疫調。」他表示,透過污水監測方式,常常在一個禮拜到10天前就能預先知道是否有病毒,「因為比較早發現,就可以超前部署,對社區會更安全,對於是否該解封、解封後的檢測來說,這都是重要的數據。」

關於為什麼污水中的病毒數量,可以用來預測一週至10天後多少人會到醫院就診這點,葉庭育解釋,「美國、英國、巴西、荷蘭和義大利等多個國家都在監測污水中的新冠病毒,瑞士團隊由蘇黎世聯邦理工學院的研究人員組成,並取得多項突破性進展。例如,他們使用污水數據來計算病毒的有效繁殖數(Re值,又稱Rt值),瑞士以及加州灣區已經可以將得出的數值與基於病例數或住院和死亡人數計算的Rt值進行有效比較。」[1]

葉庭育表示,「值得一提的是,美國南卡羅萊納的研究更顯示出,在篩檢率低的地區,用污水估計出了感染人數比確診人數多了12倍。」[2]

那要怎麼計算?

對此,詹長權表示,「現在我覺得是先用定性來討論,有些國家已經流行一陣子,他有一個極限,如果(數字)突然跳高起來,就知道說有可能這個社區又有出現感染,特別是無症狀。」他提到,現在有些研究已經要跟當時流行時的人數等,來做一些數學的模式,但這部分可以等到下一階段再思考。

[1] Jana S. Huisman, Jérémie Scire, Lea Caduff, Xavier Fernandez-Cassi, Pravin Ganesanandamoorthy, Anina Kull, Andreas Scheidegger, Elyse Stachler, Alexandria B. Boehm, Bridgette Hughes, Alisha Knudson, Aaron Topol, Krista R. Wigginton, Marlene K. Wolfe, Tamar Kohn, Christoph Ort, Tanja Stadler, Timothy R. Julian. Wastewater-based estimation of the effective reproductive number of SARS-CoV-2. medRxiv https://doi.org/10.1101/2021.04.29.21255961

[2] Christopher Steven McMahan, Stella Self, Lior Rennert, Corey Kalbaugh, David Kriebel, Duane Graves, Jessica A. Deaver, Sudeep Popat, Tanju Karanfil, David L. Freedman. medRxiv https://doi.org/10.1101/2020.11.05.20226738

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