近來,新型冠狀病毒肺炎疫情牽動著每個國人的心,疫情防控戰役正酣,對于病毒會對水環境的影響也引來業界普遍關注和重視。
2015年7月,三位國內外學者聯合發布了“Emerging Investigators Series: The source and fate of pandemic viruses in the urban water cycle”為題目的英文學術論文,用以研究城市水循環中大流行病毒的來源和歸宿。近日,北控水務技術委員會委員、北控水務中部區總工孫曉航和帶領的技術團隊將此論文翻譯,以期對新型冠狀病毒肺炎疫情期間、研究城市水循環中大流行病毒的來源和歸宿有所借鑒。
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翻譯成文如下:
新興研究者系列:城市水循環中大流行病毒的來源和歸宿
最近發生的幾起重大疫情,例如SARS,MERS(中東呼吸綜合癥),埃博拉病毒和禽流感,引起了人們對持續致命的病毒性大流行風險的關注。通常,由于這些包膜病毒在市政污水中的濃度較低,并且在水環境中極易降解,因此對污水和水行業的威脅不大。然而,許多臨床報告表明,某些包膜病毒在感染過程中會從人糞便中排出。此外,生存能力研究表明,許多包膜病毒在水環境中能夠存活數天至數月。本文中主要研究城市水循環中包膜病毒的潛在存在及其歸宿,重點是冠狀病毒(例如,SARS和MERS)和禽流感病毒。并且確定了一些不容忽視的問題,只有當供水和污水企業回答了這些問題,并向公眾展示相關的事實,才能讓公眾確信灌溉水源、娛樂水源以及飲用水源是完全安全的。
引言
近年來,病毒爆發引發了人們對致死病毒大流行的高度關注。其中包括2003年的非典型性肺炎冠狀病毒(SARS-CoV)、2012年中東呼吸綜合征冠狀病毒(MERS-CoV)、分別在2003和2013年爆發的高致病性H5N1和H7N9禽流感病毒,以及2014年爆發的埃博拉病毒(見表1)。由于病毒大爆發是毀滅性的,所以其引發公眾的恐慌在所難免。如1918年流感大流行時,兩年導致5000萬人喪生,全世界三分之一的人感染。盡管SARS,MERS,H5N1和H7N9禽流感以及埃博拉病毒的造成的感染和死亡人數的數量級低于人類大流行性流感的數量級(表1)。但科學家和公共衛生部門仍十分小心的監視著這些病毒是否有再次出現或是在人與人之間更易傳播的跡象。
病毒引發的傳染病每年都會出現或重新出現,盡管大多數不會像麻疹或人類季節性流感等常見病毒一樣嚴重威脅公共衛生安全。在1980-2005這二十五年間,人類報告發現了約87種新的病原體,其中三分之二屬于病毒。而RNA病毒(如SARS和H5N1流感病毒)在這些新發現的病毒中占比達到85%,其主要原因是單鏈的RNA病毒突變率很高。新發現或者重復出現的人類病毒通常具有動物宿主(稱為人畜共患病),并且因為全球旅游、森林砍伐、工業化養殖、動物市場交易以及野生動物狩獵等活動的增加而加劇。未來幾年,氣候變化等因素也會使某些病毒傳播范圍更廣。如果發生病毒大規模爆發,污水處理和飲用水處理作為一條潛在的傳播途徑,對其的監管也應有所加強(圖1)。公用事業部門需要作出迅速反應,并且根據已經積累的現有證據做出決策來最大程度地降低職業和公共健康危害的風險。經過處理的污水作為休閑娛樂、灌溉用水以及飲用水的共同來源,盡管在處理過程已經大幅降低了病毒水平,但在污水處理廠的污水中,仍能檢測到感染人體的病毒的存在。如果新型人類病毒通過被感染人群的糞便、尿液或者嘔吐物擴散,則會進入市政污水處理系統并最終進入市政污水處理廠。2014年美國的埃博拉病毒病例就突顯出缺乏關于人體廢物和污水中新型病毒的存在和去向的數據。在這種情況下,政府部門表示,埃博拉病毒在人類宿主之外迅速失活,因此市政污水和已經處理過的污水中沒有顯著的職業和公共衛生風險。但當時對埃博拉病毒在人類宿主以外的存活能力的研究很少,也沒有任何市政污水中埃博拉病毒存活率的研究。自那以后,對于環境中埃博拉病毒及其相關替代物的研究才開始出現,并發表與相關文獻中。目前,關于埃博拉病毒在人宿主之外快速滅活的假設尚未得到驗證。
對于城市水循環系統中病毒的研究,大多數都集中在腸道病毒這些較小的樣本中。(即,這些病毒在胃腸道中復制并易于通過糞-口途徑傳播;表2)。腸道病毒顆粒由受蛋白質外殼(即,衣殼)保護的RNA或DNA基因組組成。并且腸道病毒具有抗熱、抗酸、抗氧化等能力,因此可以在環境中存活較長時間。而包膜病毒(如流感病毒,冠狀病毒和埃博拉病毒),還有一層由脂質和蛋白質組成的外殼。通常包膜病毒不會通過人類糞便等途徑傳播,并且在水環境中更易失活。然而最新污水病毒宏基因組的研究表明,污水中含有多種人類病毒,其中也包括一些包膜病毒。盡管污水中檢測到病毒基因并不等于有活的病毒存在,但污水宏基因組學研究促使人們更審慎的對待水行業應對病毒爆發的應對策略,以及政府部門對并流行病爆發的應急機制。
本文通過對污水中新型病毒文獻進行梳理,為污水處理和飲用水處理行業提供相關信息,并為將來病毒爆發時做好準備。根據世界衛生組織指引中對流感大流行的定義,即一種新病毒的出現,對導致人類嚴重的疾病,且很容易發生持續的人傳人現象。相對而言,爆發事件是指特定區域的疾病水平升高到正常水平以上。冠狀病毒和禽流感病毒這兩類包膜病毒對于社區污水和飲用水安全尤為重要,因為已經確認這兩類病毒存在于人的糞便中并且具備在水環境中存活的特征。冠狀病毒包括導致SARS和MERS全球爆發的病毒,禽流感病毒通常會引發禽類病癥,但偶爾也會傳染給人導致嚴重的疾病。這些通常都是呼吸道病毒,但某些冠狀病毒(例如SARS)和禽流感病毒可以通過糞便在水中傳播,并且在近期爆發的疫情中呈現較高的致死率(表1)。如上所述,這些包膜病毒在結構上與腸道病毒不同,后者一直是水生病毒研究中的重點,因而被認為在水環境中有不同的特性。
編輯:徐冰冰
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