Flere sygdomme skal findes i spildevandet

Over os flakser mågerne. Her lugter lidt af kloak. Det er ikke helt tilfældigt. Vi er på renseanlægget i Avedøre, og under os bruser en strøm af urenset spildevand fra ti nærliggende kommuner.

Igennem en rist over vandstrømmen går en gennemsigtig vandslange. Hvert tyvende minut hen over et døgn opsamler slangen automatisk 100 ml plumret spildevand.

En ansat fra laboratorie- og analysevirksomheden Eurofins har sin blå køletaske under armen og går målrettet over mod prøveoptageren. Hun tager den store plastikbeholder, ryster de 7,2 liter, »så alt skidt og møg er godt blandet sammen«, og hælder 400 ml op i en prøvebeholder. Låget skrues på, og beholderen skannes og får dato på. Det gør hun to gange om ugen.

Samme procedure sker på i alt 29 renseanlæg fordelt rundt i landet, hvor spildevandet bliver opsamlet og senere afhentet af Statens Serum Institut (SSI). Samlet dækker de anlæg 49% af befolkningen.

På et laboratorie på SSI bliver det brungrumsede vand med pipette fordelt i plader og placeret i en af de store Hamilton analyserobotter, som arbejdede i døgndrift under coronapandemien. I robotten bliver spildevandet oprenset, og pladerne bliver derefter sat over i en PCR-maskine.

En lille del af spildevandet tappes dog af først og fryses ned. Det skal forskere på Aarhus Universitet bruge til at undersøge mængden af stoffer, som danskerne indtager.

Tre Tabascoflasker

Lidt længere nede ad gaden inden for SSI’s mure kan biokemiker og ph.d. i molekylærbiologi Nicolai Balle Larsen nu se rådata på sin computer. Han finder spildevandsprøven fra Avedøre frem og viser kurverne.

»Det, vi kan se her, er, hvor mange molekyler svarende til antallet af viruspartikler, vi har i hver af de her reaktioner. Jeg kigger på, om det ser teknisk rigtigt ud. Og det gør det. Men én ting er, hvor mange molekyler, der var i en given mængde vand, men hvor fortyndet var vandet? Det skal vi også vide, så flowet i kloakken og nedbørsmængden er også vigtige parametre, vi skal kende«.

Nicolai Balle Larsen forsker bl.a. i, hvordan man kan lave proxymarkører for, hvor meget fæcesindhold der er i vandet. Det varierer meget afhængig af sæson, ferie og weekender for det enkelte renseanlæg.

Derfor har han også tre Tabascoflasker stående på sin reol.

»Vi har brug for PCR på naturligt forekomne virus i afføringen for at kunne måle afføringsniveauet. Den fækale indikator pepper mild mottle virus (PMMoV) er en af de proxyer, vi bruger til at måle antallet af mennesker. Det er en naturligt forekommende og uskadelig plantevirus, som findes i peberfrugter og i meget store mængder i tabasco. Når vi kender koncentrationen af PMMoV og andre proxymarkører, kan vi tage endnu mere præcist højde for fortynding af spildevandet og for det reelle antal af brugere af kloaksystemet«, siger han.

»Spildevandsovervågning er stadig så nyt, at der ikke er overordnede standarder for, hvordan det hele skal gøres. Det arbejder vi på, og om nogle år har vi sikkert helt styr på alt det her, men lige nu er der en masse udvikling i gang. Der er mange kvalitetstjek og mange trin fra det rå output, og det er vigtigt at slå sammen fra mange målinger. Der skal oparbejdes et betragteligt datamateriale, før man kan lave den slags modeller, som vi bruger for SARS-CoV-2«.

Spildevandsovervågning blev etableret under COVID-19-pandemien. I begyndelsen af 2021 startede man op med testforsøg, og siden sensommeren 2021 er spildevand ugentligt blevet monitoreret for SARS-CoV-2.

Selv om spildevandsovervågning er relativt nyt i Danmark, begyndte man allerede i 1960’erne i Finland at måle poliosmitte via spildevandet. Også i lande som Holland og USA har monitorering af poliovirus i spildevand været i brug i en længere årrække.

Næste sæson er influenza med

Når Nicolai Balle Larsen er færdig med datasættet, ryger det over til Steen Ethelberg og hans epidemiologiske team, som tager sig af den videre analyse.

Steen Ethelberg er leder af Sektion for Fødevarebårne og Zoonotiske Infektioner i Afdeling for Infektionsepidemiologi på SSI. Han kan ifølge egne ord »tale i timevis om spildevandsovervågning«.

Han fortæller, at man regner med at kunne tilføje influenzaovervågning til programmet allerede fra efteråret og også arbejder med at klargøre andre sygdomme til overvågningen. Ligesom man hen over nogle måneder i 2024 overvågede for mpox. Her kunne man også analysere tilbage i tiden ved at undersøge de nedfrosne, oprensende prøver.

»Jeg er virkelig begejstret for det her. Tænk, at der udskilles så meget virus fra nogle få smittede mennesker, at man kan finde det i en ekstremt fortyndet, forurenet vandprøve. Med spildevandet kan man sige noget om hele samfundet, og ikke bare om dem, som møder sundhedssystemet. Når man arbejder med forebyggelse af smitsomme sygdomme, så er det første man har brug for at vide: Hvor meget smitte er der? Og hvad er det for et patogen? Det kan spildevandet relativt hurtigt sige noget om. F.eks. kunne vi under pandemien sekventere på de positive spildevandsprøver og derved få et billede af SARS-CoV-2-variantfordelingen i samfundet. Etisk er det en rigtig god metode, fordi den er anonym – vi er ikke inde og arbejde med individbaseret overvågning«, fortæller Steen Ethelberg.

Tekniske udfordringer

At man ikke allerede har medtaget mange flere sygdomme i spildevandsovervågningen skyldes, at spildevandsovervågning stadig er i udviklingsfasen, og at der er mange fejlkilder, man skal kende til og tage højde for.

Som da omikronvarianten under COVID-19-pandemien kom til Danmark, og deltavarianten på få uger forsvandt fra humansekventeringerne. Men i spildevandet blev deltavarianten ved med at dukke op i nogle kommuner.

»Det kunne vi ikke forstå, og vi brugte meget tid på at undersøge det, vi troede var fejlmålinger. Indtil det gik op for os, at det skyldtes gamle afføringsrester fra septiktanke i sommerhusområder, som blev tømt ud i kloakkerne for så at dukke op i vores prøver. Det var et eksempel på en af de mange faktorer, der påvirker spildevandsovervågningen – og som vi først skulle lære at forstå«, forklarer Steen Ethelberg og tilføjer:

»Vi stoler nu relativt meget på vores resultater, men har netop også tilstræbt at bevæge os fremad på en grundig og videnskabelig måde. Det betyder så også, at det tager tid at få en ny sygdom med i overvågningen. Hvis alt går glat, tager det 6-8 måneder. Vi skal finde de rette målepunkter, standardisere prøverne og sikre, at vi tolker data korrekt«.

Stort globalt potentiale

Det seneste års tid har SSI med Steen Ethelberg i spidsen ledet et europæisk spildevandsprojekt kaldet EU-WISH, som skal udvikle spildevandsovervågning i EU. Projektets vision er, at man på sigt kan få sammenlignelige overvågningsdata for en række infektionssygdomme på tværs af EU-landene.

Netop globalt ser Steen Ethelberg store potentialer i spildevandsovervågning.

»For lavindkomstlande har spildevandsovervågning et endnu større potentiale. For her har man ofte svage sundhedsvæsener og sparsom overvågning, så spildevandsovervågning kunne være en hurtig, effektiv og billig måde at få sygdomsovervågning på. For højindkomstlande ville det også være vigtigt, hvis drømmen om et globalt, pålideligt og samkørt overvågningssystem blev realiseret. Det ville i teorien kunne tilbyde aktuelle og sammenlignelige målinger fra alle dele af kloden over f.eks. influenzasmitten eller nye virussygdomme. Det ville være helt utroligt. Men det er stadig ,early days’, og der er ting, der bliver virkelig vanskeligt at få til at fungere. Ensartetheden er svær, der er lande uden kloakering og renseanlæg. Og hvor er så det gode sted at tage en prøve? Pålideligheden af analyserne er også en udfordring. Det vil kræve mange års udvikling og en del vilje at nå dertil, men perspektiverne er virkelig lidt fantastiske«.

Når Steen Ethelbergs gruppe er færdig med analysen af spildevandet, kommer data med på det ugentlige beredskabsmøde på SSI og offentliggøres på SSI’s hjemmeside. Tallene indgår i risikovurderingen af, hvordan luftvejssygdomme bevæger sig fremad.

»Spildevandsovervågning kan helt sikkert ikke stå alene, det skal ses i sammenhæng med de mange andre metoder, vi bruger til at overvåge sygdomme. Men for COVID-19 indgår det som et centralt element, og det samme tror vi vil kunne blive tilfældet for flere andre sygdomme«.

Hver uge bliver incidenskurven for SARS-CoV-2 i spildevandet opdateret på SSI’s hjemmeside. Målingen fra renseanlægget i Avedøre beskrevet i starten af artiklen viste lav koncentration af virus. Ligesom i resten af landet.

Spildevand hjælper sygehusene

Tyra Grove Krause, læge og faglig direktør for Epidemiologisk Infektionsberedskab på SSI, ser et »kæmpe potentiale« i spildevandsovervågning som supplement til den eksisterende monitorering. Får vi en ny pandemisk virusinfektion, er vi også bedre rustet med en velfungerende spildevandsovervågning, siger hun.

De fleste bliver hjemme under dynen og kommer heldigvis aldrig i kontakt med sundhedsvæsenet, når de er syge. Derfor bidrager spildevandet med et tidligt varsel om sygdomme i samfundet og om smittetrykket. Det er værdifuld viden for planlægningen i sundhedsvæsenet, hvor det tidlige varsel kan hjælpe med at forudsige perioder med øget pres på sundhedspersonalet, fortæller læge og faglig direktør for Epidemiologisk Infektionsberedskab på Statens Serum Institut (SSI), Tyra Grove Krause.

I februar lancerede SSI en ny statistisk model, der kan estimere antallet af patienter indlagt på grund af SARS-CoV-2 op til to uger frem ved at kombinere spildevandsdata med andre overvågningsdata.

Hun kalder spildevandsovervågning for »et afgørende værktøj« til fremover at kunne håndtere fremtidige pandemier men muligvis også sæsoninfluenza. I dag undersøges det danske spildevand kun for SARS-CoV-2, men SSI regner med, at influenza kommer med på spildevandsovervågningen til næste sæson, ligesom man arbejder med at udvikle modeller, der kan sikre, at flere sygdomme kan medtages.

»Hvis vi kan se, at der er stigende forekomst af f.eks. influenzavirus i spildevandet, kan sygehusene tilpasse bemandingen og være bedre rustet til at håndtere patientstrømmen og den forventede øgede sygdom blandt personalet. Det er også vigtigt, når vi skal finde ud af, hvor alvorlig en virus er. Dér er det ikke nok bare at kigge på dem, der bliver indlagt, vi har også brug for at kende smittetrykket i samfundet. Her vil vi kunne bruge spildevandsovervågningen som en reference til at vurdere, hvor farlig en infektion er«, siger Tyra Grove Krause.

Vigtigt værktøj i pandemibekæmpelse

Under COVID-19-pandemien blev spildevandsovervågning et centralt redskab i flere lande til at vurdere smittespredningen. I Danmark tog man for alvor metoden i brug i sensommeren 2021 og har siden monitoreret ugentligt for SARS-CoV-2. Tyra Grove Krause fortæller, at overvågningen ville have været endnu mere nyttig i pandemiens tidlige fase:

»Da pandemien brød ud, vidste vi ikke, hvor meget smitte der var i Danmark, fordi vi ikke havde nok testudstyr, og nogle havde heller ikke symptomer. Hvis vi dengang havde haft en velfungerende spildevandsovervågning, kunne vi have fået et langt bedre billede af samfundssmitten allerede i pandemiens begyndelse, og så havde vi haft en bedre forudsætning for at vide, hvilke tiltag der skulle sættes i gang i samfundet, og hvor meget man skulle lukke ned«.

Også fremadrettet kan metoden spille en væsentlig rolle i sygdomsbekæmpelsen.

»Hvis en ny pandemisk influenza opstår i udlandet, kan vi bruge spildevandsovervågning til at overvåge, hvornår smitten når Danmark. Det kan give myndighederne mulighed for at iværksætte forebyggende tiltag tidligere«, siger Tyra Grove Krause og tilføjer, at metoden også kan bidrage til genetisk kortlægning af vira, som kan være afgørende for vaccineudviklingen.

Færre syge i julen, eller …

Tyra Grove Krause understreger dog også, at spildevandsovervågning ikke kan erstatte den eksisterende overvågning i Danmark, men skal ses som et supplement.

»Jeg ser et kæmpe potentiale i spildevandsovervågning, men det kan ikke stå alene. Spildevandet er et vigtigt redskab, der kan forbedre både nationale og internationale sygdomsovervågningssystemer. Ved at kombinere denne metode med eksisterende systemer kan sundhedsmyndighederne skabe et mere finmasket net til at opfange smitteudbrud og forbedre beredskabet mod fremtidige sundhedskriser«.

En af de store fordele ved spildevandsovervågning er, at det giver et mere stabilt billede af smitteudbredelsen, uafhængigt af ferieperioder eller manglende lægebesøg.

»Hen over jul og nytår ser vi ofte et fald i antallet af influenzatilfælde i de officielle tal. Det betyder jo ikke, at færre er syge, men snarere, at færre søger lægehjælp i juletiden. Spildevandsovervågning kan give os en mere nøjagtig forståelse af, hvor meget sygdom der reelt er i samfundet«, forklarer Tyra Grove Krause.