داده‌های کثافت

ناهو امین پژوهشگر پزشکی مرکز بین‌المللی مطالعات اسهال در بنگلادش است. اواخر ماه یکی از همکارانش به سراغ مخزن توالت اردوگاه اقامتی کاکس بازار در بنگلادش می‌رود. جایی که 900 هزار پناهجوی مسلمان روهینگیایی در آن زندگی می‌کنند. از آن محل یک نمونه گرفته، منجمد و سپس در یک سفر 12ساعته با اتوبوس به آزمایشگاهی در داکا پایتخت بنگلادش فرستاده می‌شود. این نمونه پس از تحویل برای وجود عوامل بیماری‌زا از جمله وبا، حصبه و کووید 19 بررسی می‌شود. دکتر امین با کمک بنیاد بشردوستانه راکفلر قصد دارد هر هفته آزمایش را تکرار کند. او امیدوار است این اقدام به آنها کمک کند تا بفهمند چگونه کووید 19 در اردوگاه پخش می‌شود.

بررسی فاضلاب برای یافتن عوامل بیماری‌زا رویداد تازه‌ای نیست. چندین شهر آمریکا از جمله چارلستون، دیترویت و فیلادلفیا در اوایل قرن 20 برای پایش بیماری فلج اطفال از این روش استفاده می‌کردند. اما کووید 19 یک لحظه سرنوشت‌ساز پدید آورد. ارقام حاصل از پروژه «مدفوع و کووید 19» در دانشگاه کالیفرنیا نشان می‌دهند که تعداد مراکز تحقیقاتی از 38 در اکتبر 2020 به بیش از 3500 مرکز در زمان حال رسیده است. این مراکز در 70 کشور جهان مستقر هستند. آنا مهروترا از بنیاد محیط زیست آبی در آمریکا می‌گوید، این تحول یکی از نتایج مثبت کووید 19 بود. ما در اولین سال به اندازه یک دهه پژوهش انجام دادیم. 

اکنون مقامات بهداشت عمومی امیدوارند که این زیرساختار تازه‌تاسیس‌شده بتواند به عنوان یک سامانه جهانی هشدار اولیه برای تمام بیماری‌ها عمل کند. آمریکا و اروپا شاهد شیوع آبله میمون هستند. این بیماری مسری که با آبله ارتباط دارد برای اولین‌بار از آفریقا به دیگر نقاط سرایت کرده است. شهرهای مختلف سامانه فاضلاب را برای پیدا کردن ویروس‌ها بررسی می‌کنند. در هند حصبه، تب دنگ و آنفلوآنزای پرندگان در صدر فهرست قرار دارند. در مالاوی وبا، التهاب روده و اسهال خونی اولویت دارند. 

حتی فلج اطفال هم هنوز در کانون توجه است. در لندن پژوهشگران در ژوئن امسال ویروس فلج اطفال را کشف کردند و به مقامات هشدار دادند برخلاف این تصور که فلج اطفال یک دهه قبل در بریتانیا ریشه‌کن شده است ویروس آن همچنان در پایتخت می‌چرخد. مقامات بهداشت عمومی نیویورک در ماه آگوست به کشف مشابهی رسیدند.

بررسی فاضلاب کاربردهای گسترده‌تری دارد. این کار میزان مقاومت آنتی‌بیوتیک‌ها را اندازه می‌گیرد و به محققان سلامت عمومی کمک می‌کند مصرف هر چیز از کوکائین و الکل گرفته تا میوه و سبزیجات را پایش کنند. پایش چیزی که برند گاولیک مهندس مرکز پژوهش‌های مشترک کمیسیون اروپا آن را «مجموعه روده بزرگ» می‌نامد می‌تواند آگاهی و بینش بی‌سابقه‌ای درباره زندگی مردم محلی در اختیار پزشکان، مقامات و پلیس قرار دهد. 

اولین تیمی که نتایج آزمایش فاضلاب برای کووید 19 را منتشر کرد موسسه پژوهش آب KWR در هلند بود. پژوهشگران در همان دوران اولیه همه‌گیری متوجه شدند که حدود نیمی از بیماران ویروس سارس‌کوو 2 را در مدفوع خود داشتند. تیم هلندی در فوریه 2020 آزمایش فاضلاب در فرودگاه شیپول (Schiphol) را آغاز کرد. آنها ویروس را درست در زمانی پیدا کردند که اولین موارد ابتلا در بیمارستان‌ها تایید شده بود (اگر قرنطینه آزمایشگاه‌های ایتالیا را تعطیل نکرده بود احتمالاً پژوهشگران ایتالیایی زودتر به این نتیجه می‌رسیدند). تا ماه سپتامبر تمام تاسیسات تصفیه فاضلاب هلند که بیش از 99 درصد جمعیت کشور را پوشش می‌دهند پایش شدند.

پژوهشگران می‌گویند یک مورد ابتلا به کووید 19 را می‌توان در میان مدفوع 14 هزار نفر تشخیص داد. آزمایش پساب کل جمعیت بسیار کم‌هزینه‌تر از آزمایش تک‌تک افراد تمام می‌شود و موارد ابتلا را زودتر تشخیص می‌دهد. به گفته دکتر مهروترا، اگر داده‌های فاضلاب در مارس 2020 در دسترس همگان قرار می‌گرفت احتمالاً مسیر همه‌گیری تغییر می‌کرد.

اکثر تلاش‌هایی که در روزهای اولیه صورت گرفت پراکنده و محصول کار دانشگاهیانی بود که داوطلبانه مهارت و تخصص خود را در اختیار مقامات بهداشت و سلامت عمومی قرار داده بودند. همه آنها -از بنگلور تا آنتاریو- گزارش دادند که نمی‌توانند مقامات دستپاچه را قانع کنند که بررسی فاضلاب می‌تواند سودمند باشد. اما این سودمندی به سرعت خود را نشان داد. ثابت شد که بررسی فاضلاب در مقایسه با آزمایش‌های متعارف مخاط بینی می‌توانند موج سرایت را یک تا دو هفته زودتر تشخیص دهند. در کشورهایی مانند مالاوی که نرخ آزمایش‌های متعارف کمتر بود این روش یک ماه زودتر به مقامات هشدار می‌داد.

بسیاری از کشورها علاوه بر جمع‌آوری داده‌ها آنها را به‌طور آنلاین در دسترس گذاشتند. این کار به تمام سازمان‌ها امکان داد تا از آنها بهره‌برداری کنند. به عنوان مثال، دانشگاه‌های آریزونا با استفاده از داده‌های فاضلاب موفق شدند امواج سرایت را زودتر تشخیص دهند. بیمارستان کودکان بوستون پس از تشخیص نشانه‌های شیوع سویه اومیکرون در فاضلاب منطقه تصمیم گرفت برنامه‌های غیراضطراری خود را به تاخیر اندازد. 

ساخت یک شبکه مناسب پایش جهانی مستلزم سازمان‌دهی تکنیک‌هایی است که در دوران کووید 19 شکل گرفتند. لازم است رویکردهای آزمایش و گزارش‌دهی استاندارد شوند تا امکان مقایسه مکان‌های مختلف با یکدیگر فراهم شود. بسیاری از تکنیک‌های موجود فناوری پایینی دارند. به عنوان مثال برای نمونه‌برداری از فاضلاب هنوز از پنبه‌های جاذب استفاده می‌شود. احتمالاً این روش‌ها تغییر می‌کنند. اندرو انگیلی که در شرکت اسرائیلی داده‌های فاضلاب کاندو (Kando) کار می‌کند اعتقاد دارد که فناوری لازم برای نصب یک آزمایشگاه مینیاتوری بر روی ابزارهای نمونه‌گیری ظرف حدود چهار سال توسعه خواهد یافت. این فناوری امکان تحلیل آب در محل را فراهم می‌کند.

اما شاید مهم‌ترین تحول تامین منابع مالی و سازمان‌دهی باشد. اقدامات مرتبط با سلامت عمومی صرفاً با کمک دانشگاهیان داوطلب برای مدت زیاد دوام نمی‌آورند. در آمریکا سازمانی به نام انجمن آزمایشگاه‌های سلامت عمومی به اعضای خود کمک می‌کند تا ظرفیت لازم برای انجام پایش‌های بیشتر را توسعه دهند.

سازمان‌های خصوصی هم تخصص خود را ارائه می‌دهند. بنگاه وریلی (Verily) شاخه علوم زیستی آلفابت شرکت مادر گوگل در هشت ایالت آمریکا امکانات آزمایش را در اختیار تاسیسات تصفیه فاضلاب قرار می‌دهد. بیوبات (Biobot) یک بنگاه آمریکایی دیگر است که با هدف واگیرشناسی (اپیدمیولوژی) فاضلاب تاسیس شده است. این بنگاه بیش از 500 آزمایشگاه در سراسر کشور دارد و امیدوار است بتواند خدمات نمونه‌گیری و پایش را در سرتاسر آمریکا نهایتاً در سراسر جهان به مقامات بهداشت و سلامت عمومی ارائه دهد. کاندو مدیریت سامانه آزمایش فاضلاب اسرائیل را بر عهده دارد. این سامانه 85 درصد جمعیت اسرائیل و همچنین تازه‌واردانی را که از سرویس‌های بهداشتی بزرگ‌ترین فرودگاه کشور استفاده می‌کنند پوشش می‌دهد. 

راه‌اندازی سامانه‌های پایش برای تمام کشورها آسان نیست. کاندو موفقیت خود را مدیون نقشه‌های دقیق از حوضه‌های آبی و شبکه فاضلاب است. طبق گفته دکتر انگیلی، خصوصی‌سازی آب در بریتانیا دسترسی به این‌گونه اطلاعات را تقریباً غیرممکن کرده است. اما بزرگ‌ترین چالش تهیه اطلاعات سودمند در مناطقی است که اصلاً سامانه متمرکز فاضلاب ندارند. و از آنجا که این‌گونه مناطق معمولاً نظام بهداشت و سلامت کارآمدی هم ندارند شیوع بیماری در آنجا با سرعت بیشتری اتفاق می‌افتد. همین امر باعث می‌شود پیگیری و پایش بیماری در آنجا ضرورت بیشتری داشته باشد. 

شبکه‌های پایشگری که آقای امین در بنگلادش راه‌اندازی می‌کند بخشی از چالش‌ها را برجسته‌تر می‌کند. در اردوگاه‌های پناهندگان -از جمله کاکس بازار- 80 درصد از توالت‌ها چاله‌هایی هستند که نمونه‌برداری از آنها باید به سختی و با دست انجام گیرد. حتی در شهرهای بزرگی مانند داکا زیرساختارها قدیمی و بازتوزیع نابرابر هستند.

مالاوی هم حداقل از جنبه نظری به این فناوری علاقه‌مند است- اما تا سال 2017 فقط پنج درصد از شهر لیلونگوی (Lilongwe) پایتخت آن سامانه فاضلاب داشت. فاضلاب عمدتاً جذب زمین و به منابع آبی وارد می‌شود. به گفته گاما بانداوی از دانشگاه علوم و فناوری مالاوی، بررسی فاضلاب به پایش رودخانه‌های نزدیک و دیگر منابع آبی نیاز دارد.

موفقیت پایش فاضلاب در رهگیری بیماری کووید 19 توجهات را به دیگر اهداف نیز جلب کرد. هم‌اکنون در برخی مناطق از پایش فاضلاب برای پیدا کردن مواد مخدر -قانونی یا غیرقانونی- استفاده می‌شود. بنگاه بیوبات سطح دوز 30 داروی مسکن مختلف را با هدف درک بهتر بحران مواد مخدر در آمریکا بررسی کرد. تحلیل مدفوع در ماه می 2021 سطوح بالایی از داروی ویاگرا را نشان داد که چندین برابر میزانی بود که انتظار می‌رفت پزشکان تجویز کرده باشند. شبکه اروپایی اسکور (SCORE) متشکل از تحلیلگران فاضلاب از سال 2011 سطوح کوکائین و حشیش را در شهرهای این قاره پایش می‌کند.

فرح اشتیاق پژوهشگر موسسه ژنتیک و جامعه تاتا (Tata) در بنگلور علاقه‌مند است از نمونه‌گیری فاضلاب برای سنجش پایداری آنتی‌بیوتیک استفاده کند. باکتری‌ها به تدریج در برابر داروهایی که قبلاً برایشان مرگبار بود مقاوم می‌شوند. پایداری آنتی‌بیوتیکی به ویژه برای متخصصان سلامت عمومی در هند نگران‌کننده است. مقاله‌ای که در سال 2020 انتشار یافت برآورد می‌کند که حدود یک‌چهارم از باکتری‌های بیماری سل در هند حداقل در برابر یکی از داروهای رایج آن و 5/3 درصد دیگر در برابر چندین دارو مقاوم هستند.

دیگران می‌خواهند سلامت را به شکل گسترده‌تری پایش کنند. در سال 2019 پژوهشگران دانشگاه ایالتی آریزونا مطالعه‌ای بر روی فاضلاب انجام دادند که در آن سطوح فیتو استروژن تحلیل می‌شد. این ماده شیمیایی در غذاهای با پایه گیاهی یافت می‌شود. آن مطالعه پیشنهاد کرد که می‌توان از پایش فاضلاب برای رهگیری عادات غذا خوردن مردم بهره برد. بنگاه 

کاندو فهرستی از بیش از 500 نشانگر زیستی (biomarker) دارد که در فاضلاب قابل تشخیص هستند. این شرکت امیدوار است که تحلیل سطوح یکی از آنها به نام سروتونین برای گردآوری داده‌های مربوط به افسردگی سودمند باشد. پژوهشگران استرالیا از فاضلاب برای رهگیری مصرف نیکوتین و الکل استفاده می‌کنند.

یک پرسش آن است که این پایش‌ها تا چه اندازه باید دقیق باشند. فاضلاب یک شهر یا حتی یک محله نمونه‌ای بزرگ و بی‌نشان است. اما سنگاپور و هنگ‌کنگ ثابت کردند که حتی می‌توان فاضلاب تک‌تک ساختمان‌های آپارتمانی و بیمارستان‌ها را پایش کرد. این تکنیک به همراه همه‌گیرشناسی میدانی در هر دو کشور به مقامات امکان داد تا مبتلایان به کووید 19 را در میان ساکنان ساختمان‌های آپارتمانی شناسایی کنند. در چین پلیس به این فناوری علاقه‌مند شده است و حداقل در یک مورد موفق شد با استفاده از پایش فاضلاب یک باند مواد مخدر را متلاشی کند. 

برخی پژوهشگران که نگران عاقبت این فناوری هستند به توازن بین پایشگری و حفظ حریم خصوصی می‌اندیشند. استیون هرودی سم‌شناس دانشگاه آلبرتا رهنمودهای سازمان بهداشت جهانی درباره پایش همه‌گیری را به موضوع فاضلاب تعمیم می‌دهد. به گفته او داده‌ها فقط باید زمانی گردآوری شوند که کاربرد مشروعی در سلامت عمومی داشته باشند و نباید داده‌های شخصی را در اختیار سازمان‌هایی قرار داد که ارتباطی با بهداشت و سلامت عمومی ندارند.

در حال حاضر این نگرانی موضوعی درجه دوم است. همه‌گیری کووید 19 توجه مقامات را به آن نوع از سامانه‌های پایش بیماری جلب کرد که همه‌گیری‌شناسان سال‌ها در پی آن بوده‌اند. نمونه‌گیری از فاضلاب کم‌هزینه و غیرتهاجمی است و می‌توان آن را با اتکا به زیرساختارهای موجود انجام داد. این ایده‌ای صدساله است که شاید اکنون زمانش فرارسیده باشد.