日本诺如病毒感染的估计：基于废水的流行病学在肠道疾病评估中的应用

　　诺如病毒是引起急性胃肠炎(AGE)的主要原因，然而对于一些病患的检测是非强制性的，容易导致病原数据不明确，低估了AGE病例。特别是一些无症状或未经检测的病例缺乏NoV检测的强制性，会限制了我们对诺如病毒的精确认识和调控。本文作者Sadhana Shrestha等人在《Estimation of Norovirus infections in Japan: An application of wastewater-based epidemiology for enteric disease assessment》中，利用基于废水的流行病学(wastewater-based epidemiology，WBE)方法对社区种诺如病毒感染进行反向估计。为诺如的监测提供了新方法。

　　作者在日本山梨县神府市的一家污水处理厂分别在夏-秋季和冬-春季收集了共107份污水样本，对样本进行浓缩、加工控制和RNA提取，最后通过RT-qPCR技术进行定量测定。对于获得数据，采用质量平衡法对流域内的NoVGⅠ/GⅡ感染进行反向评估。使用改编公式进行计算。公式中，NoV Inf表示流域中NoV感染个体(NoV感染)的数量。Cw为废水中NoV GI/GII RNA的log10浓度(log10 copies/L)， WW为污水处理厂平均日流量(L/day)， k为衰减速率常数(per day)， r为污水在下水道中的滞留时间(day)， Vs为感染个体粪便中病毒脱落的概率，Cs为感染个体粪便中NoV GI/GII RNA的log10浓度(log10 copies/g)，F表示个体一天排便量(g/person.day)。WW、r、Vs为固定变量，Cw、k、Cs、F为范围确定、概率分布已知的变量。

　　表1污水样品中诺如病毒基因群ⅰ(NoV GI)和基因群ⅱ(NoV GII)的检测及浓度测定。

　　表1显示了废水样品中NoV GI和GII的检测和定量结果。在冬春季节收集的所有27个样本的NoV GI和GII RNA检测均呈阳性，比夏秋季节的阳性率高。冬春季节废水中NoV GI RNA的平均浓度显著高于夏秋季节 (独立样本t检验，p值<0.05)。冬春季节NoV GII RNA的平均浓度显著高于夏秋季节 (独立样本t检验，p值<0.05)。在各自季节内，NoV GII RNA浓度显著高于NoV GI RNA浓度(配对样本t检验，p值<0.05)。

　　图 1神府市污水中诺如病毒基因群ⅰ(NoV GI)和基因群ⅱ(NoV GII) RNA浓度及每10万人口急性胃肠炎病例

　　图1将107个废水样本的NoV GI/GII RNA每周平均浓度与报道的AGE病例进行比较。全年在废水中持续检测到NoV RNA，表明集水区持续存在AGE病例，提示存在地方性NoV感染。根据改编计算公式，计算出NoV Inf反向估计感染数与报告水平进行比较。通过汇总估计的NoV GI和GII感染来估计每个季节的感染情况，得出夏秋季的NoV感染总数为每10万人1490例，而报告的AGE病例为每10万人473例。冬春季期间，NoV感染总数估计为每10万人中12.878例，而AGE病例报告率较低，为每10万人中540例。在夏秋和冬春季节，该流域的感染估计数分别是报告AGE报告病例的3.2倍和23.9倍。

　　表 3诺如病毒参数(Cw、Cs和Vs)对不同基因组和季节估计的NoV感染的敏感性

　　最后基于10.000个样本进行敏感性分析，通过相关文献的方法来计算出诺如病毒参数(Cw、Cs和Vs)对不同基因组和季节估计的NoV感染的敏感性。表3显示了NoV相关参数对不同基因组和季节的NoV感染差异的贡献。废水中NoV RNA浓度(Cw)与估计的NoV感染具有较高的spearman秩相关系数(ρ = 0.85)，因此对其方差的贡献(82% - 85%)大于受感染个体病毒释放概率(Vs)(相关系数0.28-0.30.方差贡献9% - 10%)。感染个体粪便中NoV RNA浓度(Cs)的相关系数最低，对NoV感染方差的贡献最小。

　　参考文献：1. Shrestha, S., B. Malla, and E. Haramoto, Estimation of Norovirus infections in Japan: An application of wastewater-based epidemiology for enteric disease assessment. Science of The Total Environment, 2024. 912: p. 169334.