導讀

由甲型流感病毒引起的急性呼吸道傳染病每年會呈季節性流行。中國國家流感中心發布的2023年第7周中國流感監測周報顯示，近期甲流的來勢比較兇猛。如何快速檢測流感病毒種類并預測其傳播趨勢是各國研究者共同關注的熱點。

瑞士蘇黎世聯邦理工學院生物系統科學與工程系、巴塞爾城市州立實驗室環境微生物學系和巴塞爾州衛生局的研究者在medRxiv在線發表了題為《Influenza transmission dynamics quantified from wastewater》的文章。作者使用naica^®微滴芯片數字PCR系統量化了瑞士三家最大的污水處理廠流入的甲型和乙型流感病毒（IAV和IBV）載量，估算了2021-2022年新冠流行期間這些區域的感染發病率和有效生殖數（Re）的趨勢，并將估算結果與臨床流感監測數據進行了比較。

流感疫情的發現和監測是一項至關重要但具有挑戰性的任務，因為輕癥和無癥狀病例的比例很高，其癥狀也容易和其他常見循環呼吸道疾病(包括新冠狀病毒感染)癥狀相混淆。流感樣疾病(ILI)和實驗室確診流感病例的報告系統可用于監測流感傳播的時間趨勢，而在臨床報告外跟蹤病例的替代方法可以改善對流感傳播動力學的監測。

污水監測代表了一種有前途的病原體監測替代方法，它能夠區分具有重疊癥狀的疾病，并且可以捕獲未報告的病例。一個社區污水樣本中病原體負荷可以預示社區的疾病負擔。在該研究中，作者檢測了2021年12月至2022年4月瑞士三個最大的污水處理設施中IAV（甲流）和IBV（乙流）的濃度。

應用亮點：
▶  使用naica^®微滴芯片數字PCR系統量化了污水中甲型和乙型流感病毒（IAV和IBV）載量。

▶  污水中流感病毒監測對2021年12月瑞士IAV發病率的峰值更為敏感，與相同地理位置的確診病例數據相比，可以得到更精確的結果。

▶  首次采用統計模型從污水數據中量化了流感傳播動力學。

這項研究的目的是在瑞士范圍內實施污水流感監測，并估算污水中的IAV和IBV傳播動力學。作者從瑞士蘇黎世、日內瓦和巴塞爾（Zurich、 Geneva、Basel）的污水處理設施收集的污水樣品中提取RNA用于IAV和IBV定量。先前的研究表明，污水中可檢測到IAV用于研究社區傳播動力學。但污水中IBV的濃度很低，經常無法檢測到。作者在naica®微滴芯片數字PCR系統上使用了IABV和RESPV4兩種assay，通過逆轉錄數字PCR(RT-dPCR) 進行病毒核酸絕對定量。IABV assay是針對IAV和IBV的雙重檢測。RESPV4是一種四重檢測方法，可以同時定量IAV、IBV 、SARS-CoV-2核蛋白座2(N2)和呼吸合胞病毒基質蛋白(RSV)。IAV分析使用了IABV和RESPV4兩種assay的結果，而IBV在IABV assay中陰陽性微滴分離度不夠，只使用了RESPV4 assay的檢測結果。

實驗結果：

從2021年12月至2022年4月，作者能夠在超過90%的采樣日檢測到污水中的IAV(蘇黎世37/38天，從日內瓦39/42天，從巴塞爾45/50天。在污水中檢測到IBV的頻率較低(蘇黎世7/35天，日內瓦9/33天，巴塞爾1/50天)。污水負荷數據和每周確診病例數據都表明，每個集水區都有一個或多個IAV爆發高峰(圖A)。區域層面的確診病例數據比全國ILI（流感樣疾病）更好地與污水檢測值相對應，后者在2022年1月下旬達到低谷，與2022年3月中旬的值相似(圖B)

▲圖：污水與臨床數據的流感檢測。(A)污水檢測值(藍色)為每個采樣日測量值的平均值，沒有檢測到病毒的天數顯示為交叉點。確診病例(紅色)每周報告病例數連接的折線。(B)同期全國報告的ILI（流感樣疾病）數據(橙色)，以供比較。

結論：

在這項工作中，作者提出了基于污水病毒載量的流感傳播動力學量化的概念證明結果，能夠在瑞士三個最大的污水集水區估計感染發病率的趨勢。作者通過naica^®微滴芯片數字PCR系統定量了IAV的有效繁殖數量，也可檢測到低濃度IBV。綜合起來，這些數據與確診病例數據相比，描繪了不同的流感爆發動態，基于污水的動態變化更好地符合2021/22年冬季SARS-CoV-2變種造成的人口流動限制帶來的流感感染趨勢。

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