Kiểm tra nước thải quan trọng như thế nào để phát hiện dịch bệnh?

Chỉ dấu quan trọng

“Bệnh bại liệt đang hiện hữu ở New York”, tuyên bố này xuất hiện khắp các mặt báo trong trận dịch bại liệt ở New York năm 1916, khiến 6.000 người - chủ yếu là trẻ em - thiệt mạng và 27.000 người bị liệt chỉ trong vòng bốn tháng. Các đợt bùng phát bại liệt gây ra sự hoảng loạn thường xuyên cho đến khi một loại vắc-xin được phát triển và căn bệnh này đã được loại trừ gần như hoàn toàn. Thế nhưng vào ngày 12/8/2022, cơ quan y tế TP.New York đột ngột thông báo rằng họ tìm thấy vi-rút bại liệt trong các mẫu nước thải, cho thấy bệnh có thể đang lưu hành trở lại. Hầu hết người nhiễm bại liệt không biểu hiện triệu chứng. Một số ít có biểu hiện như cảm cúm, và chỉ khoảng 1/100 phát triển các biến chứng nghiêm trọng như tê liệt.

Các quan chức y tế công cộng nhận thức được nguy cơ lây lan nhờ hệ thống giám sát nước thải, điều mà một số người ví như “chiếc kính lúp” giúp xác định các bệnh dịch và đại dịch sắp xảy ra. Công nghệ này đã nổi lên trong thời gian đầu của đại dịch COVID-19 và các quan chức y tế Mỹ hiện đang sử dụng nó để đánh giá sự lây lan thực sự của bệnh đậu mùa khỉ. Tiến sĩ Mark Siedner - bác sĩ về bệnh truyền nhiễm tại Bệnh viện Đa khoa Massachusetts và là phó giáo sư tại Trường Y Harvard - cho biết: “Về mặt nào đó, nước thải là một bức tranh tổng thể về sức khỏe cộng đồng. Mọi người đều phải đi vệ sinh hằng ngày. Vì thế, nó cung cấp dữ liệu thời gian thực về tỷ lệ lây nhiễm và đặc biệt tốt trong việc phát hiện các dấu hiệu cảnh báo sớm, trước khi mọi người nhiễm bệnh”.

Các trường hợp khẩn cấp về sức khỏe toàn cầu như COVID-19 và bệnh đậu mùa khỉ có vẻ như là một hiện tượng mới, nhưng thực ra không hẳn vậy. Các chuyên gia cho biết những vụ bùng phát thường xảy ra ít nhất 25 năm hoặc nửa thế kỷ mỗi lần. Chúng ngày càng trở nên thường xuyên hơn khi biến đổi khí hậu buộc động vật hoang dã và con người sống gần nhau hơn. Việc giám sát mầm bệnh trong nước thải có lịch sử gần 100 năm, được sử dụng để theo dõi bệnh bại liệt trong những năm 1940 và viêm gan A trong những năm 1980. Phương pháp này bắt đầu nổi lên từ những năm 2000 khi dùng để theo dõi việc sử dụng thuốc điều trị theo toa và thuốc bất hợp pháp, bệnh cúm, cũng như ngăn chặn các đợt bùng phát bệnh bại liệt. Thế nhưng, COVID-19 mới là thời điểm để phương pháp giám sát nước thải chứng tỏ hiệu quả. Thời kỳ đầu của đại dịch, các nhà khoa học đã phát hiện vi-rút SARS-CoV-2 trong nước thải. Hiện tại, do tỷ lệ xét nghiệm PCR và xét nghiệm nhanh giảm mạnh, nước thải trở thành chỉ dấu quan trọng của các nhà khoa học trong việc theo dõi dịch COVID-19.

Nhà sinh học phân tử Emanuel Wyler từ Trung tâm Y học phân tử Max Delbrück ở Berlin, Đức kiểm tra các mẫu nước thải để tìm mầm bệnh trong thành phố - ẢNH: GETTY IMAGES

Châu Á áp dụng hệ thống giám sát nước thải

Đối với các quốc gia phương Tây, việc giám sát hệ thống nước thải đã được thực hiện từ lâu. Tại châu Á, quy trình này còn gặp nhiều khó khăn do rào cản cơ sở hạ tầng và công nghệ. Dù vậy, phương pháp ngày càng được quan tâm nhiều hơn. Vào năm 2021, Nhật Bản triển khai phương pháp dịch tễ học dựa trên nước thải (WBE) tại làng Olympic và Paralympic Tokyo 2020 để hiểu rõ hơn về tỷ lệ lây nhiễm COVID-19. 

Theo một báo cáo từ các nhà nghiên cứu Nhật Bản và Công ty dược phẩm Shinogi, kết quả thu được tại làng Olympic cho thấy một phần đáng kể những người mang mầm bệnh không có triệu chứng đã lọt qua hàng rào kiểm tra kháng nguyên nhanh tại sân bay. Đáng lưu ý, việc áp dụng WBE đối với bồn chứa chất thải trên các chuyến bay quốc tế đã được chứng minh là một công cụ hiệu quả để xác định sự hiện diện của các ca nhiễm không triệu chứng, cũng như sàng lọc nguồn gốc lây nhiễm dựa trên điểm khởi hành. Do đó, việc triển khai thành công WBE tại làng Olympic thể hiện tính hữu ích của công cụ này trong việc kiểm soát bệnh truyền nhiễm tại các cuộc tụ tập đông người khác, hoặc nơi đông dân cư. 

Tương tự, gần đây, các nhà nghiên cứu ở Thái Lan đã kiểm tra nước thải để tìm các dấu hiệu của bệnh đậu mùa khỉ. Các chuyên gia từ Đại học Naresuan, ở tỉnh Phitsanulok, bắt đầu thử nghiệm nước thải tại sân bay Suvarnabhumi của Bangkok vào tháng Năm. Nhìn chung, giám sát nước thải được cho là một cách nhanh hơn, hiệu quả hơn về chi phí trong việc tìm hiểu con đường lây lan của bệnh đậu mùa khỉ, so với xét nghiệm từng cá nhân. 

Theo giới truyền thông Thái Lan, các quan chức y tế cho biết bệnh đậu mùa khỉ có thể được phát hiện trong chất thải của người bệnh, ngay cả trong giai đoạn ủ bệnh, khi họ không biểu hiện triệu chứng. Trước đây, việc giám sát nước thải cũng giúp các nhà nghiên cứu phát hiện sự xuất hiện của các chủng COVID-19 mới trước khi bùng phát rộng rãi, cho phép các địa phương chuẩn bị dịch vụ y tế cần thiết. 

Tấn Vĩ (theo Guardian, New York Times, Fortune, Path)