O czym mówią ścieki

Wyniki badań ścieków są przez Japończyków śledzone równie pilnie, jak alarmy smogowe, gdy rośnie poziom np. norawirusów, służby wydają alert. Przed zagrożeniem „jelitówką” ostrzegani są też Szwedzi. W Polsce mieszkańcy stolicy mogą na stronach wodociągów sprawdzić aktualną sytuację covidową. A ostrzeżenie wydano, gdy w ściekach pojawiło się polio.

Przyjęta pod koniec 2024 roku tzw. dyrektywa ściekowa UE zobowiązuje kraje członkowskie do wdrożenia w ciągu kilku lat powszechnego badania ścieków. Ten, zdawałoby się niewinny zapis wywołał ogromne kontrowersje. Jego przeciwnicy twierdzili, że przy obecnym postępie metod badawczych, rozwiązanie to może naruszać prawo do prywatności, gdyż przy odpowiednio pobranej próbce można ustalić z niepokojącą dokładnością, jakie leki łykają mieszkańcy budynku, z jakich używek korzystają i – oczywiście – na co chorują.  Zwolennicy zapisu wskazują na korzyści dla zdrowia publicznego, anonimowość badania i podkreślają, że „prawdy ze ścieków” boją się ci, którzy mają coś do ukrycia, np. koncerny farmaceutyczne lekceważące dane o wciąż rosnącej konsumpcji choćby środków przeciwbólowych.  

Badania ścieków miałyby być prowadzone pod kątem chemicznym i mikrobiologicznym, czyli obecność szkodliwych dla zdrowia substancji i patogenów. Zarówno w Europie, jak i na świecie, coraz częściej jednak poszukuje się chemicznych, jak i biologicznych markerów, które mogą świadczyć nie tylko o zagrożeniach, ale też o kondycji zdrowotnej populacji zamieszkującej dany teren. Tego typu badania przeprowadza się już Skandynawii czy Japonii.  

Odpowiednio wczesne wykrycie obecności np. patogennych wirusów daje możliwość szybkiego przygotowania na pojawienie się większej liczby zakażeń wśród ludzi. Monitorowanie obecności w ściekach farmaceutyków, takich jak antybiotyki, środki przeciwbólowe czy narkotyki, a także ich metabolitów, może dostarczyć informacji na temat kondycji zdrowotnej mieszkańców, a w pewnych przypadkach może ujawnić nieprawidłowe i nadmierne stosowanie niektórych leków. Dotychczasowe badania ujawniły m.in. rosnącą konsumpcję ibuprofenu, diklofenaku czy hormonów, zwłaszcza estrogenów i progestagenów, spożywanych przez kobiety w preparatach antykoncepcyjnych i wydalanych następnie z organizmu.

Zaczęło się od narkotyków

Próby badania ścieków, zwłaszcza podczas epidemii różnych chorób, podejmowano już wcześniej, ale dopiero w XXI wieku nauka zyskała odpowiednie narzędzia. Co ciekawe, na początku w ściekach szukano przede wszystkim narkotyków. Włosi, którzy poziom ich spożycia w populacji mierzyli szukając mikrośladów na banknotach, zauważyli, że w dobie płatności cyfrowych, ta metoda nie jest wiarygodna. Postanowili więc wykorzystać fakt, że każdy taki konsument musi korzystać z toalety, następnie ten kał i mocz trafia do kanalizacji, a ostatecznie do oczyszczalni ścieków. Dzięki badaniu ścieków można oszacować spożycie narkotyków plus minus, bo jeśli w okolicy jest stadion lub lotnisko dane są zawyżone.  

- Potrzebny był do tego był spektrometr masowy i chromatograf cieczowy dość dokładny, czym nie dysponowaliśmy, ale jakoś z pomocą kolegów z Niemiec udało się te próbki przebadać – opowiada prof. Zenon Kokot, przez lata wykładowca Wydziału Farmaceutycznego Akademii Medycznej im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu i pionier badania ścieków w Polsce. - Nie był to wielki program, ale publikacja wyszła ciekawa. Pamiętam, że na początku wakacji organizowana była konferencja o narkomanii w Poznaniu i tam postanowiliśmy się nią pochwalić. Niespodziewanie dla mnie, wywołaliśmy spory raban. Okazało się, że wykryliśmy w ściekach metamfetaminę, a w Polsce – zdaniem obecnych na sali ekspertów - metamfetaminy jeszcze nie było. By to rozsądzić, ówczesny szef Krajowego Biura Przeciwdziałania Narkomanii zadzwonił do Warszawy i okazało się, że w ostatnich dwóch tygodniach służby przejęły dwie przesyłki, po kilka kilogramów każda, co dowodziło, że przemyt na dużą skalę ruszył.  

Słabe narkotyki? Dowiedz się, dlaczego takich nie ma

Doświadczenia z narkotykami ma za sobą już 25 proc. uczniów szkół ponadpodstawowych, a pod względem używania leków uspokajających i nasennych bez recepty polskie nastolatki plasują się w czołówce Europy. Substancje psychoaktywne są łatwo dostępne, a wiedza na ich temat jest szczątkowa, a jednocześnie trwa swoista kampania promująca jedną z nich, co oswaja z tematem zażywania narkotyków. Sprawdź, co na ten temat sądzą eksperci od uzależnień.

Zespół prof. Kokota przeprowadził takie badanie również w Grodzisku Wielkopolskim słynnym z jego pierwszoligowego klubu piłkarskiego, gdzie okazało się, że spożycie kokainy jest niepokojąco wysokie jak na populacje niewielkiego miasta.  

- Nasze prace zaczęły chyba kogoś mocno niepokoić. Odbierałem wtedy dziwne telefony i dostawałem ostrzeżenia, bym uważał na moich młodych współpracowników. Pozytywem było to, że pod wrażeniem wyników badań Urząd Marszałkowski ze środków z akcyzy wygospodarował 1,5 mln na bardzo nowoczesny sprzęt – opowiada naukowiec.

Choć obecnie emocje nieco opadły badania rozpoczęte przez prof. Kokota na początku wieku są w Wielkopolsce kontynuowane do dziś. Od kilkunastu lat ścieki w europejskich miastach na obecność substancji psychoaktywnych bada Europejskie Centrum Monitorowania Narkotyków i Narkomanii (EMCDDA). W ostatnim opublikowanym badaniu, wśród 75 miast europejskich znalazł się też Kraków. Zbadano ścieki z oczyszczalni w Płaszowie. Okazało się, że spożycie marihuany jest tam takie jak w Porto i Mediolanie, czyli poniżej przeciętnych wartości dla Europy. Jeśli chodzi o ilość amfetaminy Kraków znalazł się na pozycji 15. Pod względem obecności MDMA, czyli ecstasy, krakowskie ścieki są siódme w całej Europie.  

Źródło informacji o wirusach

Choć informacja o możliwości badania ścieków niepokoiła handlujące narkotykami grupy, to nie przebiła się do szerszej świadomości społecznej aż do czasu epidemii SARS-COViD. Powstały wtedy programy monitorowania ścieków w kilku dużych miastach. Naukowcy, którzy je tworzyli, nie ukrywali, że epidemia pomaga im „przebić się” z tymi projektami.

- Monitoring ścieków jest cennym źródłem informacji o koronawirusie. Widać powolny wzrost stężenia RNA wirusa w ściekach, co oznacza, że epidemia w dalszym ciągu trwa, a nawet się rozwija – tłumaczyła prof. Agnieszka Szuster-Ciesielska z Katedry Wirusologii i Immunologii UMCS w Lublinie, która starała się o stworzenie laboratorium środowiskowego, w którym uczelnia we współpracy z wydziałem komunalnym będzie prowadzić monitoring ścieków pod kątem różnych zagrożeń mikrobiologicznych, w tym koronawirusa.  

Jej zdaniem w każdym mieście wojewódzkim czy w większym regionie powinna być jednostka, która takim monitorowaniem ścieków będzie się zajmowała. Chodzi nie tylko o bakterie, lecz także o wirusy, jak SARS-CoV-2, czy szczepionkowy wirus polio, które uległy rewersji. Stałe monitorowanie ścieków komunalnych niesie za sobą nieocenione informacje epidemiologiczne.  

Jak podkreśla wirusolog takie działania w obecnych czasach są koniecznością. Kraje Europy Zachodniej aktywnie badają ścieki, a dzięki stałemu ich monitorowaniu wiadomo, co może zagrażać ludności na danym terenie. Takie informacje wyprzedzają sytuacje, które mogą się rozwinąć.  

Wykrywanie koronawirusa w ściekach było możliwe, dzięki używanej także w innych testach metodzie PCR. Reakcja łańcuchowa polimerazy (ang. polymerase chain reaction, PCR) jest jedną z technik powielania materiału genetycznego, jakim jest DNA. Po przeprowadzeniu reakcji można uzyskać miliony kopii w DNA. W ten sposób można szukać bakterii, wirusów, pasożytów – zasadniczo wszystkiego, co posiada DNA, o ile badający wie, jak to „coś” wygląda. Do wykrywania w ściekach leków, hormonów czy narkotyków służą inne metody, często oparte na badaniu metabolitów i wspomnianej już chromatografii cieczowej sprzężonej ze spektrometrią masową. Ale dzięki PCR można np. wykryć obecność genów odpowiedzialnych za odporność mikroorganizmów na konkretne antybiotyki.

W listopadzie 2024 r. w próbce ścieków komunalnych pobranej w Warszawie ujawniono obecność wirusa polio typu 2. Od 2002 r. Europa jest wolna od zakażeń wywołanych dzikim wirusem poliomyelitis (choroba Heinego-Medina), ostatnie dwa zachorowania w Polsce odnotowano w 1982 r. i 1984 r. Jednak ze względu na występowanie przypadków tej choroby w Azji i Afryce, prowadzony jest ciągły nadzór nad przypadkami porażeń wiotkich oraz badania ścieków komunalnych pod kątem występowania wirusów poliomyelitis. Jak poinformował sanepid, sporadycznie w toku tych badań wykrywane są zmutowane formy wirusa, które nie stanowią zagrożenia dla osób zaszczepionych, ale mogą być niebezpieczne dla osób nieposiadających odporności poszczepiennej. Sytuacja taka nie świadczy o zachorowaniach wśród ludzi, ale zgodnie z wytycznymi WHO wskazuje na konieczność podjęcia działań zapobiegawczych. Podobne zdarzenia miały miejsce w ostatnim czasie w Hiszpanii oraz Wielkiej Brytanii.

Polio: to ta choroba okaleczyła Fridę Kahlo… Czy może wrócić?

Wizerunek znanej malarki kojarzy się z długimi spódnicami. Pod nimi skrywała defekt ciała, który pojawił się po przebyciu w dzieciństwie zakaźnej choroby – poliomyelitis. Wywołuje ją podstępny wirus. W Europie praktycznie już nie występuje; jednak w listopadzie w próbce ścieków komunalnych pobranej w Warszawie wykryto zmutowanego wirusa. Główny Inspektor Sanitarny określił, że to "sytuacja alertowa", choć niegroźna dla osób zaszczepionych.

Przy okazji zapewniono też, że służby na bieżąco monitorują sytuację. Powszechne badanie ścieków pod kątem wirusów odpowiedzialnych za „jelitówki”, jak to robią Szwedzi od lat regularnie szukający w ściekach wirusa Norwalk oraz wirusa Sapporo, czy Japończyńcy monitorujący swoje norawirusy w polskich realiach na razie wydaje się fanaberią. Ale w kontekście planowanych regulacji unijnych dot. badania ścieków – z czasem stanie się realne.