基于废水的流行病学（通过污水监测健康指标的过程）已成为追踪导致新冠病毒病的 SARS-CoV-2 病毒传播的常用方法。但在 2020 年之前，科学家们就已在使用这项技术来追踪另一种公共健康威胁：阿片类药物危机。正如污水数据可以弥补 SARS-CoV-2 追踪方面的差距一样，这个公共倾倒场可以提供关于社区中正在使用哪些非法药物以及预防策略是否正在产生影响的最新人口层面信息。
由于过去四年废水检测的扩展，阿片类药物监测工作重新获得了新的关注，最终在去年秋天达到高潮，由废水检测初创公司 Biobot Analytics 运营了一个项目。Biobot 曾与美国国家和地方机构合作进行新冠病毒追踪，最近宣布正在测试来自美国各地 70 个地点的污水样本，以检测阿片类药物和其他几种常用药物，以及阿片类药物过量治疗药物纳洛酮。美国国家药物滥用研究所所长诺拉·沃尔科夫表示，这项试点计划旨在展示研究人员和卫生官员如何利用废水数据为过量用药预防工作提供信息，该研究所资助了 Biobot 的工作。
“我们需要一些灵敏且及时的方法来检测人们接触了哪些药物，”沃尔科夫说。“废水提供了一个绝佳的机会来实现这一点。” 数据几乎是实时报告的，反映了公共下水道流域中的所有人。相比之下，其他药物使用追踪来源通常滞后数月或数年，并且受到人们与医疗保健系统互动方式的限制。对于卫生官员来说，废水数据可能对规划纳洛酮分配、外展活动和减少危害工作非常有价值。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑支持我们屡获殊荣的新闻报道，方式是 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保未来能够继续报道关于发现和塑造我们当今世界的想法的有影响力的故事。
对于科学家来说，阿片类药物监测代表着一个新领域的前沿，自 2020 年以来，该领域受到了极大的关注，并吸引了许多新的研究人员。亚利桑那州立大学的环境工程师艾琳·德赖弗表示，尽管目前的新冠病毒水平仍然很高，根据最近的废水数据，但随着对新冠病毒检测兴趣的减退，科学家们“正在回到 2018 年和 2019 年的状态”。德赖弗在疫情开始之前就开始从事这项检测工作。“但现在人们实际上已经意识到所有这些[研究]，我认为我们将看到更多地推动新事物，”她补充道——例如，检测其他可以作为健康指标的化学物质，如应激激素。
为了从污水中识别模式，科学家们从污水处理厂采集样本，这些处理厂处理来自社区家庭和企业的废物。Biobot 的药物监测计划中，公司科学家与处理厂工作人员合作，使用自动化机器收集样本，这些机器在一天中每小时抽取一次废物，Biobot 分析化学高级组组长凯特·赫斯·希门尼斯说。然后，处理厂将样本邮寄到 Biobot 的实验室。“当我们收到样本时，它们通常非常恶心，”希门尼斯说，因为蔬菜块、虫子和其他人们冲下排水沟的物品可能会与人类排泄物混合在一起。
在实验室中，希门尼斯和她的同事过滤掉固体废物，然后从剩余液体中分离出他们想要测试的特定化学物质。之后，样本就可以进行称为液相色谱-质谱分析的分析化学技术了。德赖弗将这项技术描述为类似于筛选一碗万圣节糖果：液相色谱仪“将糖果分成不同的堆——M&M 豆在这里，Starbursts 糖果在这里。” 然后质谱仪计算堆数——或根据其分子特征量化每种化学物质的存在量。
液相色谱-质谱仪是先进的糖果分拣机，能够寻找“数百种，甚至数千种”不同的化学物质，希门尼斯说。Biobot 的监测计划测试每个样本的五个目标：阿片类药物芬太尼和赛拉嗪（也称为“tranq”），兴奋剂甲基苯丙胺和可卡因，以及药物纳洛酮。科学家们寻找药物本身及其代谢物——人们在服用药物后排泄的化学终产物——以追踪消费模式可能随时间发生的变化。希门尼斯解释说，这些终产物告诉科学家，人们实际上使用了这些药物，而不是将它们冲进马桶。
根据 Biobot 与 NIDA 目前的协议，其项目中的站点将继续每两周收集一次样本，直到 2024 年 8 月底，如果该试点项目进展顺利，则有可能延长该项目。在科学家测试和分析样本后，他们会将结果与当地公共卫生机构分享，这些数据将添加到现有的药物滥用追踪系统中。纽约州伊利县卫生专员盖尔·伯斯坦表示，伊利县是参与该项目的县之一，她期待获得一个包含整个社区的数据集，而不仅仅是通过药物过量死亡或 911 呼叫等卫生系统捕获的统计数据。她说，现有的数据集仅显示药物过量和其他健康影响的“冰山一角”。
伯斯坦和她的同事可能会使用 Biobot 项目的结果来为医疗保健和应急工作人员以及广大公众的外展工作提供信息，她说。例如，如果数据显示该县的废水中芬太尼的含量不断增加，伊利县官员可能会鼓励吸毒人员使用芬太尼试纸来检查阿片类药物的存在，或者“与有纳洛酮的朋友一起”使用药物，伯斯坦说，她指的是非处方剂量的纳洛酮。参与该项目的卫生官员还将能够看到废水中纳洛酮的趋势，这可能有助于他们评估社区中使用该治疗药物的程度，Biobot 该项目项目经理卡梅伦·科尔比说。
由于该项目旨在用于研究，而不是公共卫生监测，Biobot 不会在仪表板上发布结果数据，例如其流行的 COVID 追踪网站上的仪表板，科尔比说，https://biobot.io/data/。这些数据也比 SARS-CoV-2 数据更敏感，因为它们显示了人们对非法物质的使用情况；官员必须仔细考虑如何分享结果。Biobot 和 NIDA 尚未公开分享参与监测的 70 个站点的列表。旧金山公共卫生部门是少数几个公开其参与废水项目的部门之一。尽管如此，保持废水数据的匿名性非常重要，旧金山公共卫生机构人口行为健康主任杰弗里·霍姆说。“我们无法将数据追溯到某个社区，更不用说某个家庭或个人了，”他说。
虽然测试废水中高风险药物的项目早于疫情，但新冠病毒监测帮助公共卫生官员了解了其潜力。霍姆说，疫情让废水“证明了其在人口层面了解疾病负担的价值”。他说，对于监测药物使用、SARS-CoV-2 或其他公共卫生指标的科学家和卫生官员来说，下一步是确定“我们如何才能最好地利用废水检测，解读数据，并最终使其具有可操作性？”
编者注（1 月 26 日）：本文在发布后进行了编辑，以更好地澄清凯特·赫斯·希门尼斯的姓名和在 Biobot Analytics 的职位，并更正了对公司国家药物滥用研究所资助的监测计划中站点将持续收集样本至 2024 年 8 月底的频率的描述。