抗疫深度 | 城市水循环中大流行病毒的来源和归宿

近来，新型冠状病毒肺炎疫情牵动着每个国人的心，疫情防控战役正酣，对于病毒会对水环境的影响也引来业界普遍关注和重视。

2015年7月，三位国内外学者联合发布了“Emerging Investigators Series: The source and fate of pandemic viruses in the urban water cycle”为题目的英文学术论文，用以研究城市水循环中大流行病毒的来源和归宿。近日，北控水务技术委员会委员、北控水务中部区总工孙晓航和带领的技术团队将此论文翻译，以期对新型冠状病毒肺炎疫情期间、研究城市水循环中大流行病毒的来源和归宿有所借鉴。    

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翻译成文如下：

新兴研究者系列：城市水循环中大流行病毒的来源和归宿

最近发生的几起重大疫情，例如SARS，MERS（中东呼吸综合症），埃博拉病毒和禽流感，引起了人们对持续致命的病毒性大流行风险的关注。通常，由于这些包膜病毒在市政污水中的浓度较低，并且在水环境中极易降解，因此对污水和水行业的威胁不大。然而，许多临床报告表明，某些包膜病毒在感染过程中会从人粪便中排出。此外，生存能力研究表明，许多包膜病毒在水环境中能够存活数天至数月。本文中主要研究城市水循环中包膜病毒的潜在存在及其归宿，重点是冠状病毒（例如，SARS和MERS）和禽流感病毒。并且确定了一些不容忽视的问题，只有当供水和污水企业回答了这些问题，并向公众展示相关的事实，才能让公众确信灌溉水源、娱乐水源以及饮用水源是完全安全的。

引言

近年来，病毒爆发引发了人们对致死病毒大流行的高度关注。其中包括2003年的非典型性肺炎冠状病毒（SARS-CoV）、2012年中东呼吸综合征冠状病毒（MERS-CoV）、分别在2003和2013年爆发的高致病性H5N1和H7N9禽流感病毒，以及2014年爆发的埃博拉病毒（见表1）。由于病毒大爆发是毁灭性的，所以其引发公众的恐慌在所难免。如1918年流感大流行时，两年导致5000万人丧生，全世界三分之一的人感染。尽管SARS，MERS，H5N1和H7N9禽流感以及埃博拉病毒的造成的感染和死亡人数的数量级低于人类大流行性流感的数量级（表1）。但科学家和公共卫生部门仍十分小心的监视着这些病毒是否有再次出现或是在人与人之间更易传播的迹象。

病毒引发的传染病每年都会出现或重新出现，尽管大多数不会像麻疹或人类季节性流感等常见病毒一样严重威胁公共卫生安全。在1980-2005这二十五年间，人类报告发现了约87种新的病原体，其中三分之二属于病毒。而RNA病毒(如SARS和H5N1流感病毒)在这些新发现的病毒中占比达到85%，其主要原因是单链的RNA病毒突变率很高。新发现或者重复出现的人类病毒通常具有动物宿主（称为人畜共患病），并且因为全球旅游、森林砍伐、工业化养殖、动物市场交易以及野生动物狩猎等活动的增加而加剧。未来几年，气候变化等因素也会使某些病毒传播范围更广。如果发生病毒大规模爆发，污水处理和饮用水处理作为一条潜在的传播途径，对其的监管也应有所加强（图1）。公用事业部门需要作出迅速反应，并且根据已经积累的现有证据做出决策来最大程度地降低职业和公共健康危害的风险。经过处理的污水作为休闲娱乐、灌溉用水以及饮用水的共同来源，尽管在处理过程已经大幅降低了病毒水平，但在污水处理厂的污水中，仍能检测到感染人体的病毒的存在。如果新型人类病毒通过被感染人群的粪便、尿液或者呕吐物扩散，则会进入市政污水处理系统并最终进入市政污水处理厂。2014年美国的埃博拉病毒病例就突显出缺乏关于人体废物和污水中新型病毒的存在和去向的数据。在这种情况下，政府部门表示，埃博拉病毒在人类宿主之外迅速失活，因此市政污水和已经处理过的污水中没有显著的职业和公共卫生风险。但当时对埃博拉病毒在人类宿主以外的存活能力的研究很少，也没有任何市政污水中埃博拉病毒存活率的研究。自那以后，对于环境中埃博拉病毒及其相关替代物的研究才开始出现，并发表与相关文献中。目前，关于埃博拉病毒在人宿主之外快速灭活的假设尚未得到验证。

对于城市水循环系统中病毒的研究，大多数都集中在肠道病毒这些较小的样本中。（即，这些病毒在胃肠道中复制并易于通过粪-口途径传播；表2）。肠道病毒颗粒由受蛋白质外壳（即，衣壳）保护的RNA或DNA基因组组成。并且肠道病毒具有抗热、抗酸、抗氧化等能力，因此可以在环境中存活较长时间。而包膜病毒（如流感病毒，冠状病毒和埃博拉病毒），还有一层由脂质和蛋白质组成的外壳。通常包膜病毒不会通过人类粪便等途径传播，并且在水环境中更易失活。然而最新污水病毒宏基因组的研究表明，污水中含有多种人类病毒，其中也包括一些包膜病毒。尽管污水中检测到病毒基因并不等于有活的病毒存在，但污水宏基因组学研究促使人们更审慎的对待水行业应对病毒爆发的应对策略，以及政府部门对并流行病爆发的应急机制。

本文通过对污水中新型病毒文献进行梳理，为污水处理和饮用水处理行业提供相关信息，并为将来病毒爆发时做好准备。根据世界卫生组织指引中对流感大流行的定义，即一种新病毒的出现，对导致人类严重的疾病，且很容易发生持续的人传人现象。相对而言，爆发事件是指特定区域的疾病水平升高到正常水平以上。冠状病毒和禽流感病毒这两类包膜病毒对于社区污水和饮用水安全尤为重要，因为已经确认这两类病毒存在于人的粪便中并且具备在水环境中存活的特征。冠状病毒包括导致SARS和MERS全球爆发的病毒，禽流感病毒通常会引发禽类病症，但偶尔也会传染给人导致严重的疾病。这些通常都是呼吸道病毒，但某些冠状病毒（例如SARS）和禽流感病毒可以通过粪便在水中传播，并且在近期爆发的疫情中呈现较高的致死率（表1）。如上所述，这些包膜病毒在结构上与肠道病毒不同，后者一直是水生病毒研究中的重点，因而被认为在水环境中有不同的特性。

编辑：徐冰冰