宾州大学公园废水监测于20世纪40年代首次用于监测脊髓灰质炎，事实证明，废水监测是一种强大的疾病监测工具，美国疾病控制和预防中心(CDC)于2020年9月建立了国家废水监测系统，以支持对SARS-CoV-2的监测。现在，来自宾夕法尼亚州立大学和宾夕法尼亚卫生部的一组科学家已经证明，家庭污水监测对食源性病原体也很有用。

在今天(9月19日)发表在《临床微生物学杂志》上的研究结果中，研究人员报告说，在2022年6月，在宾夕法尼亚州中部的两个污水处理厂的样本中检测到肠道沙门氏菌。

宾夕法尼亚卫生部首席流行病学家、宾夕法尼亚州立大学农业科学学院食品科学系附属研究员Nkuchia M 'ikanatha说:“非伤寒沙门氏菌是全世界胃肠炎的常见原因，但目前对该疾病的监测并不理想，因此在这项研究中，我们评估了废水监测的用途，以加强对这种食源性病原体的监测。”“在这项研究中，我们探索了废水监测作为加强对这种食源性病原体监测的工具。废水检测可以检测出社区中传播的传染病痕迹，即使是在无症状的个体中，也可以为潜在的疫情爆发提供早期预警系统。”

虽然卫生保健提供者被要求报告沙门氏菌病病例，但许多病例未被发现。沙门氏菌存在于动物和人类的肠道中，通过粪便排出。美国疾病控制与预防中心估计，沙门氏菌每年在美国导致大约135万人感染，26500人住院，420人死亡，主要是通过受污染的食物。

2022年6月，研究人员测试了每周两次从宾夕法尼亚州中部的两个处理厂收集的未经处理的污水样本，以检测非伤寒沙门氏菌，并使用全基因组测序对分离物进行了表征。他们从废水样本中分离出43株沙门氏菌，通过基因组分析将其分为7个血清型，这些血清型是基于相似性对微生物进行的分组。其中8个分离株，或近20%，来自一种罕见的沙门氏菌，称为“拜登”。

这组科学家评估了从废水中分离出的非伤寒沙门氏菌与沙门氏菌病患者体内的类似细菌之间的遗传相关性和流行病学联系。从废水中分离出的贝尔登沙门氏菌血清型与同一时期在该地区沙门氏菌病暴发相关的一名患者身上发现的类似细菌在遗传上难以区分。来自废水的拜登沙门氏菌与国家疫情检测数据库中的42株与疫情相关的分离株具有相同的基因组成。42个与疫情相关的分离株中，有一株来自居住在废水研究样本收集集水区的一名患者，该集水区为大约17 000人提供服务。

该研究的第一作者M 'ikanatha指出，拜登沙门氏菌是一种罕见的血清型——在五年内，全国报告的病例不到1%。他指出，这项研究证明了监测特定人群的污水的价值，它可以补充传统的监测方法，以寻找沙门氏菌感染的证据，并确定爆发的程度。

他说:“通过全基因组测序，我们发现变种贝尔登沙门氏菌的分离株与发生在类似时间框架内的爆发株聚集在一起。”病例报告主要来自宾夕法尼亚州，其中一人居住在处理厂集水区。这项研究为利用家庭污水监测协助公共卫生机构确定受传染病影响的社区提供了支持。”

食品科学教授、该研究的资深作者Ed Dudley说，这些发现强调了废水监测作为食源性疾病爆发早期预警系统的潜力，甚至可能在医生和实验室报告病例之前。这种积极主动的方法可以使卫生官员迅速追踪受污染食品的来源，最终减少受影响的人数，同时也是宾夕法尼亚州立大学大肠杆菌参考中心主任的达德利建议。

他说:“虽然这可能不会在一夜之间发生，但我预见到，未来许多(如果不是大多数的话)家庭污水处理厂将提供未经处理的污水样本，以监测各种疾病的证据。”“这可能涉及公共卫生机构、学术界和联邦实体之间的合作，就像我们的试点研究一样。我认为这是这次大流行的又一个重要教训。”

参与宾夕法尼亚州立大学研究的有食品科学副教授Jasna Kovac和食品安全职业发展教授Lester Earl和Veronica Casida;杜德利实验室博士后Erin Nawrocki和Yezhi Fu;Zoe Goldblum，食品科学系本科生研究员;以及宾夕法尼亚州卫生部传染病流行病学处的尼古拉斯·切萨里。

美国疾病控制与预防中心、美国食品和药物管理局以及美国农业部国家食品和农业研究所为这项研究提供了资金。