三十年前，威斯康星州密尔沃基市供水系统中的一种微小寄生虫引发了美国历史上规模最大的水源性疾病爆发。尽管该市的水现在以其高质量而闻名，但全国各地的公共卫生部门仍在与同一种引起腹泻的生物作斗争。是什么让它如此难以对付？
1993年4月，有关胃肠道疾病的报告开始涌入密尔沃基市卫生部门。一位当地的传染病医生最终确诊了一例隐孢子虫病，这是一种由寄生原生生物隐孢子虫引起的感染。当卫生官员开始检测粪便样本中是否存在这种生物时，他们发现了更多病例。他们意识到，这种寄生虫潜伏在管道中：在过去两周里，密尔沃基自来水厂收到了数十起关于当地自来水出现浑浊的电话投诉。
在那一年4月7日仓促召开的深夜会议上，密尔沃基市市长约翰·诺奎斯特问已故的杰夫·B·戴维斯，威斯康星州公共卫生部门的流行病学家，“你敢喝这水吗？”戴维斯的回答“不，我不敢”，震惊了市长。不到一个小时，诺奎斯特安排了一场新闻发布会，宣布密尔沃基的饮用水除非煮沸，否则不安全饮用。电视台新闻主播争先恐后地报道市长的“煮沸饮用水”命令，报纸编辑们重新设计了头版。
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在接下来的八天里，密尔沃基清理并消毒了其水处理厂，州和联邦官员宣布供水安全饮用，煮沸饮用水的命令被撤销。但到那时，超过40万当地居民——约占密尔沃基供水系统服务的80万人口的一半——报告了隐孢子虫病症状，包括腹泻、呕吐、发烧、发冷和身体疼痛。药店的货架上摆满了非处方胃肠道药物。超过4000人被送往当地医院。到危机消退时，至少有100人死于接触这种寄生虫。
隐孢子虫至今仍是一个严重的健康问题。美国疾病控制与预防中心报告称，2009年至2017年间，美国共爆发了444起隐孢子虫病疫情，且每年平均增加13%。美国疾控中心2019年的一份报告估计，每年有823,000人感染该疾病，而向美国疾控中心报告的病例不到2%。
这些疫情发生在全国各地甚至更远的地方。2023年9月下旬，巴尔的摩公共工程部宣布，在一个大型饮用水水库的样本中检测到隐孢子虫。该市为身体状况可能使他们更容易感染的人发布了饮用水煮沸令。最近，北卡罗来纳州和俄勒冈州也报告了疫情爆发。英国和新西兰在过去几个月也与严重的疫情作斗争。
是什么使隐孢子虫病成为如此有害和顽固的健康问题？这种极具传染性的疾病于1976年首次在人类身上报告，当人们饮用被隐孢子虫污染的水时就会传播。在供水中，寄生虫以卵囊的生命阶段存在，卵囊直径为四到五微米，并被保护性外壳包裹。这有助于该生物抵抗水处理设施传统上使用的病原体杀灭过程。
一旦卵囊被摄入，外壳就会破裂——将隐孢子虫释放到宿主的肠道中，在那里，少至10个寄生虫就可能引起感染。这些寄生虫以惊人的速度繁殖：感染后仅三到四天，一个人一天就可以在腹泻中排出多达10亿个卵囊。这种排出平均持续18天。
美国疾控中心流行病学家米歇尔·赫拉夫萨说：“隐孢子虫有一个很长的潜伏期。“从您接触病原体到出现症状的时间，可能需要一周或更长时间。然后这些人必须病得很重才能去看医生并接受检查。”
隐孢子虫病可引起一到两周的恶心、胃痉挛、呕吐、脱水和发烧，但最常报告的症状是水样腹泻。尽管这种说法可能听起来有些夸张，但赫拉夫萨说，感染者报告每天最多排便40次水样便。
但腹泻是许多疾病的症状，大多数实验室不会常规检测粪便样本中是否存在隐孢子虫。由于隐孢子虫难以检测，且感染者可能具有数周的传染性，流行病学家认为，许多病例可能未被报告，且疫情可能比表面看起来更广泛。一些专家估计，只有1%的已确诊隐孢子虫感染病例被正式记录在案。
科学家们确实知道如何预防隐孢子虫疫情爆发：在公共饮用水到达水龙头之前，杀死或过滤掉水中的寄生虫。美国环境保护署的《临时增强型地表水处理规则》(IESWTR) 要求大型供水系统从饮用水中去除99%的隐孢子虫。1998年，美国环保署估计，实施该规则将“降低隐孢子虫病疫情发生的可能性”。
然而，从公共饮用水中去除这些寄生虫是一个极具挑战性的过程。坚硬外壳的卵囊对许多市政水处理厂使用的氯消毒剂具有抵抗力。幸运的是，还有其他选择。
臭氧氧化等先进技术已被证明可有效去除卵囊。在此过程中，一种名为臭氧发生器的设备将氧气流通过高压电场，这会分解一些氧分子，其原子与其他氧分子结合生成臭氧。产生的氧气-臭氧混合物被泵入储罐，在那里，高腐蚀性的臭氧会破坏水中任何微生物的细胞壁——使隐孢子虫等寄生虫失去活性——然后在自然分解前。然后，水会经过更多的过滤和处理过程，然后到达家庭水龙头。
另一种选择是将水暴露在紫外线 (UV) 下，紫外线可使隐孢子虫卵囊失活，并使寄生虫失去感染性。“紫外线是一个有趣的概念——基本上是在水通过紫外线反应器时对其进行照射——但该过程不一定会破坏生物体。该过程只是使其无法繁殖，”密尔沃基自来水厂的水厂经理丹·韦尔克说。
在密尔沃基隐孢子虫疫情爆发后，该市投资超过5亿美元升级其水处理厂设施；此后，其饮用水质量获得了行业奖项。密尔沃基的处理过程始于臭氧氧化，并经过一系列旨在去除隐孢子虫的步骤。该市对采取更多措施持开放态度。“我们一直在寻找是否还有其他处理技术可以添加到工厂中，以解决新兴的担忧，”韦尔克说。
然而，并非每个美国城市都检测其饮用水中是否存在隐孢子虫，而且它每年都在继续侵袭。根据美国环保署于2023年9月发布的《饮用水基础设施需求调查和评估》(DWINSA)，美国需要在未来20年内投资6250亿美元来升级其饮用水基础设施。
与此同时，公共卫生专家正在努力改进诊断测试和报告工具，这有助于他们跟踪疫情爆发。但美国疾控中心表示，准确的隐孢子虫报告仍需数年时间——这意味着仍然存在像密尔沃基爆发的那种广泛疫情的威胁。“隐孢子虫不仅仅在当地传播。它正在多个辖区传播——我们可能没有发现这些疫情爆发，”赫拉夫萨说。“感染可能从一个地点开始，迅速蔓延到五个不同的州。”