Pengujian limbah dapat digunakan untuk deteksi dini penyakit. (Shutterstock)
Pandemi COVID-19 telah menghidupkan kembali minat dalam pengawasan air limbah, di mana sistem pembuangan limbah dipantau untuk mengetahui adanya virus, bakteri, dan patogen lainnya. Fragmen non-infeksi dari materi genetik virus telah ditemukan di air limbah yang tidak diolah di Italia, Spanyol, Prancis, Amerika Serikat, dan Kanada.
Beberapa kota sekarang menggunakan pendekatan untuk mendeteksi infeksi, termasuk Ottawa. Setidaknya satu Universitas AS telah menggunakan pengawasan air limbah untuk mengidentifikasi wabah COVID-19, memerintahkan pengujian dan karantina terhadap hampir 300 siswa yang tinggal di empat asrama kampus - dan menghentikan penyebarannya.
Sebagai ahli mikrobiologi dengan keahlian dalam pengawasan patogen bawaan makanan, seperti Salmonella dan E. coli, Saya selalu tertarik pada cara yang lebih baik untuk mengidentifikasi infeksi pada populasi.
Identifikasi penyakit saat ini bergantung pada orang sakit untuk mencari bantuan medis. Tetapi banyak orang yang sakit tidak mencari pertolongan dan para pejabat mungkin tidak menyadari penyakit atau wabah selama berhari-hari atau berminggu-minggu, yang menyebabkan lebih banyak penyakit dan kematian. Untuk mengatasi wabah penyakit menular, seperti COVID-19, diperlukan sistem pengawasan aktif yang tidak mengandalkan tindakan orang yang sakit.
Surveilans air limbah untuk deteksi penyakit
Pengawasan air limbah berhasil karena banyak agen infeksius yang dikeluarkan melalui cairan tubuh, sebelum dan selama infeksi aktif. Ketika cairan ini memasuki sistem pembuangan limbah, mereka diangkut ke fasilitas pengolahan air limbah pusat untuk diproses di mana mereka dapat dideteksi.
Kegunaan pengawasan air limbah pertama kali dikenali pada tahun 1960-an, ketika para peneliti di Universitas Yale melakukannya beberapa percobaan untuk menilai efektivitas kampanye vaksinasi polio. Mereka menguji limbah di Middletown, Conn., Untuk berbagai jenis virus polio sebelum, selama dan setelah program vaksinasi.
Sampel limbah dikumpulkan dari asrama di Universitas Negeri Utah, pada 2 September 2020. (Foto AP / Rick Bowmer)
Tiga puluh lima tahun kemudian, kepekaan surveilans air limbah untuk memantau program vaksinasi virus polio dikonfirmasi dalam sebuah penelitian elegan yang kemudian dikenal sebagai Percobaan virus polio Helsinki.
Para ilmuwan membuang vaksin polio ke toilet sejauh 20 kilometer dari pabrik pengolahan air limbah. Para peneliti kemudian mengumpulkan sampel air limbah dari fasilitas tersebut selama empat hari, dan menunjukkan bahwa mereka masih dapat mendeteksi vaksin setelah 800 juta liter air limbah melewati sistem. Mereka menyimpulkan bahwa satu orang yang terinfeksi yang menularkan virus polio dapat dideteksi dalam komunitas dengan 10,000 penduduk.
Penelitian lain menunjukkan bahwa wabah dapat diprediksi dengan memantau air limbah. Misalnya, di Israel pada tahun 1970-an, virus polio sedang menular terdeteksi di limbah sembilan hari sebelum dokter mengidentifikasi kasus pertama. Pendekatan ini kemudian diadaptasi pantau keberhasilan kampanye vaksin polio secara internasional.
Memantau limbah sebagai sistem peringatan dini
Eksperimen ini meletakkan dasar untuk penggunaan air limbah untuk memantau penyakit lain.
Dalam 2013, peneliti di Swedia melaporkan bahwa surveilans air limbah memberikan peringatan dini tentang wabah virus norovirus dan hepatitis A, dua penyebab penyakit virus bawaan makanan. Sampel air limbah harian dikumpulkan setiap minggu kedua antara Januari dan Mei 2013 dari pabrik pengolahan air limbah di Gothenburg. Dengan menggunakan teknik yang disebut reaksi berantai polimerase, atau PCR, para peneliti mendeteksi materi genetik norovirus dua hingga tiga minggu sebelum mengidentifikasi orang yang sakit.
Beberapa strain (tipe genetik) virus hepatitis A juga terdeteksi pada sampel air limbah menggunakan PCR, dan analisis tambahan menunjukkan bahwa dua strain terlibat dalam wabah yang sedang berlangsung di Skandinavia dan di Gothenburg selama musim semi 2013.
Peneliti di Italia menggunakan pendekatan serupa untuk menunjukkan bahwa pasien rumah sakit yang menderita diare yang tidak diketahui penyebabnya ternyata terinfeksi norovirus.
Pengawasan media sosial
Salah satu batasan dari pengawasan air limbah adalah tidak dapat mengidentifikasi orang yang sebenarnya terinfeksi. "Analisis sindrom media sosial", di mana postingan media sosial dicari untuk deskripsi gejala yang sesuai dengan penyakit tertentu, telah muncul sebagai alat yang efektif untuk surveilans penyakit menular termasuk COVID-19.
Menyatukan pemantauan air limbah dan analisis media sosial dapat mendeteksi wabah komunitas yang mungkin tidak terdeteksi karena pendekatan tersebut mengidentifikasi orang yang terinfeksi yang belum menunjukkan gejala (presymptomatic) atau yang tidak menunjukkan gejala (asimtomatik). (Kedua kelompok bisa sebaran virus.) Informasi ini dapat digunakan oleh pejabat kesehatan masyarakat untuk memperkuat jarak fisik dan praktik isolasi lainnya seperti pengujian individu yang ditargetkan untuk membatasi penyebaran penyakit di komunitas.
Peningkatan perjalanan internasional dan globalisasi telah menyebabkan penyebaran penyakit menular dengan cepat. Untuk mengatasi hal ini, pengawasan global penyakit menular harus dilakukan dalam waktu nyata atau hampir waktu nyata, dan lebih dari sekadar memantau jumlah orang yang terinfeksi, tetapi juga mencakup kemampuan untuk mengenali pola penyakit baru dengan cepat. Biaya rendah, kecepatan dan kemampuan pengawasan air limbah untuk mendeteksi patogen yang muncul sebelum menjadi endemik meningkatkan kemampuan untuk merespon wabah penyakit tanpa penundaan, mengurangi penyakit dan kematian global.
tentang Penulis
Lawrence Goodridge, Profesor, keamanan pangan, Universitas Guelph
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku terkait:
Tubuh Menjaga Skor: Otak Pikiran dan Tubuh dalam Penyembuhan Trauma
oleh Bessel van der Kolk
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara trauma dan kesehatan fisik dan mental, menawarkan wawasan dan strategi untuk penyembuhan dan pemulihan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Napas: Ilmu Baru Seni yang Hilang
oleh James Nestor
Buku ini mengeksplorasi ilmu dan praktik pernapasan, menawarkan wawasan dan teknik untuk meningkatkan kesehatan fisik dan mental.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Paradoks Tumbuhan: Bahaya Tersembunyi dalam Makanan "Sehat" yang Menyebabkan Penyakit dan Kenaikan Berat Badan
oleh Steven R. Gundry
Buku ini mengeksplorasi hubungan antara diet, kesehatan, dan penyakit, menawarkan wawasan dan strategi untuk meningkatkan kesehatan dan kebugaran secara keseluruhan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Kode Imunitas: Paradigma Baru untuk Kesehatan Sejati dan Anti Penuaan Radikal
oleh Joel Greene
Buku ini menawarkan perspektif baru tentang kesehatan dan kekebalan, berdasarkan prinsip-prinsip epigenetik dan menawarkan wawasan dan strategi untuk mengoptimalkan kesehatan dan penuaan.
Klik untuk info lebih lanjut atau untuk memesan
Panduan Puasa Lengkap: Sembuhkan Tubuh Anda Melalui Puasa Intermiten, Hari Alternatif, dan Perpanjangan
oleh Dr. Jason Fung dan Jimmy Moore
Buku ini mengeksplorasi ilmu dan praktik puasa yang menawarkan wawasan dan strategi untuk meningkatkan kesehatan dan kebugaran secara keseluruhan.
