Air limbah memegang kunci deteksi penyakit dini
Analisis air limbah, atau yang lebih dikenal dengan istilah “pengawasan air limbah”, pertama kali digunakan pada tahun 1940-an sebagai alat untuk memantau polio. Dalam beberapa tahun terakhir, pengawasan air limbah telah menjadi alat pemantauan penyakit yang komprehensif.
Faktanya, Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit AS (CDC) melihat potensinya dan mendirikan Sistem Pengawasan Air Limbah Nasional pada September 2020, terutama untuk mendukung upaya pemantauan terkait SARS-CoV-2.
Mendeteksi patogen bawaan makanan
Kini, para peneliti dari Universitas Negeri Pennsylvania dan Departemen Kesehatan Pennsylvania telah menunjukkan aplikasi lain yang menjanjikan untuk alat pengawasan ini.
Penelitian yang diterbitkan dalam Jurnal Mikrobiologi Klinis menunjukkan bahwa pemantauan air limbah dapat mendeteksi patogen bawaan makanan seperti Salmonella enterica .
Penemuan ini berasal dari sampel yang dikumpulkan di dua pabrik pengolahan air limbah di Pennsylvania Tengah pada bulan Juni 2022.
Dari polio hingga salmonella
“ Salmonella non-tifoid merupakan penyebab umum gastroenteritis di seluruh dunia, tetapi pengawasan saat ini terhadap penyakit tersebut masih kurang optimal,” jelas Nkuchia M’ikanatha, kepala epidemiologi di Departemen Kesehatan Pennsylvania.
“Dalam penelitian ini, kami mengevaluasi manfaat pemantauan air limbah untuk meningkatkan pengawasan terhadap patogen bawaan makanan ini .”
Pengujian air limbah dapat mendeteksi jejak penyakit menular yang beredar di masyarakat, bahkan pada individu tanpa gejala, sehingga menawarkan sistem peringatan dini untuk potensi wabah.
Deteksi wabah Salmonella yang tidak efektif
Meskipun penyedia layanan kesehatan diharuskan melaporkan kasus salmonellosis, banyak yang tidak dilaporkan.
“Di Amerika Serikat, pelaporan sangat bergantung pada tenaga kesehatan dan laboratorium, namun kurangnya pelaporan, data yang tidak lengkap, dan keterbatasan sumber daya menghambat deteksi wabah secara efektif,” catat para peneliti.
Secara statistik, CDC memperkirakan bahwa Salmonella menyebabkan sekitar 1,35 juta infeksi, 26.500 rawat inap, dan 420 kematian setiap tahun di AS – terutama melalui makanan yang terkontaminasi.
Kekuatan pengawasan air limbah
Penelitian ini melibatkan pengujian sampel limbah yang dikumpulkan dua kali seminggu dari dua pabrik pengolahan untuk Salmonella non-tifoid . Dengan menggunakan sekuensing genom lengkap, para peneliti menemukan 43 isolat Salmonella , yang dikelompokkan ke dalam tujuh serovar.
Khususnya, 20% dari isolat ini termasuk jenis Salmonella langka yang disebut Baildon, yang telah dikaitkan dengan wabah lokal pada periode yang sama.
“Dengan menggunakan pengurutan genom secara keseluruhan, kami menunjukkan bahwa isolat varian Salmonella Baildon mengelompok dengan isolat dari wabah yang terjadi dalam rentang waktu yang sama,” catat M’ikanatha.
Penelitian ini mengungkap kecocokan genetik antara Salmonella yang ditemukan dalam air limbah dan isolat dari pasien yang terlibat dalam wabah tersebut, yang menyoroti potensi pemantauan air limbah untuk melengkapi metode pengawasan tradisional.
Potensi pemantauan air limbah
Ed Dudley, penulis senior studi tersebut dan profesor ilmu pangan di Penn State University, menekankan pentingnya penelitian tersebut.
“Hasil ini menunjukkan potensi pemantauan air limbah sebagai sistem peringatan dini untuk wabah penyakit bawaan makanan , bahkan sebelum dokter atau laboratorium melaporkan kasusnya.”
Dudley, yang juga mengarahkan Pusat Referensi E. coli Penn State, membayangkan masa depan di mana sebagian besar pabrik pengolahan air limbah secara teratur menyumbangkan sampel untuk memantau berbagai penyakit.
“Meskipun hal ini mungkin tidak terjadi dalam semalam, saya memperkirakan adanya kolaborasi antara badan kesehatan masyarakat, akademisi, dan badan federal, seperti dalam studi percontohan kami. Ini adalah salah satu dari banyak pelajaran penting yang telah kita pelajari dari pandemi ini,” kata Dudley.
Melampaui deteksi salmonella
Sementara studi saat ini menyoroti deteksi Salmonella , pengawasan air limbah menjanjikan untuk mengidentifikasi berbagai patogen di luar penyakit bawaan makanan.
Teknologi ini dapat diterapkan untuk melacak penyakit menular lainnya, bakteri yang resistan terhadap antibiotik, dan bahkan virus yang baru muncul .
Pemantauan air limbah telah terbukti efektif selama pandemi COVID-19, memberikan sinyal awal lonjakan virus dalam masyarakat.
Seiring dengan terus berkembangnya pendekatan ini, penerapannya kemungkinan akan meluas ke berbagai masalah kesehatan, termasuk resistensi antibiotik dan influenza musiman .
Aplikasi tambahan pengawasan air limbah
Infrastruktur yang digunakan untuk pemantauan air limbah juga dapat disesuaikan untuk aplikasi lingkungan.
Misalnya, metode ini berpotensi digunakan untuk mendeteksi polutan industri, residu farmasi, atau kontaminan lingkungan seperti PFAS (zat perfluoroalkil dan polifluoroalkil).
Seiring meluasnya cakupan pengawasan air limbah, kolaborasi antara lembaga kesehatan masyarakat, lembaga penelitian, dan industri menjadi semakin penting.
Dengan memanfaatkan data dari sampel limbah, para ilmuwan dapat membantu menginformasikan tanggapan kesehatan masyarakat, protokol keamanan pangan, dan upaya perlindungan lingkungan.
Studi ini dipublikasikan dalam Jurnal Mikrobiologi Klinis .
