Nuhu amin adalah seorang peneliti medis di International Centre for Diarrheal Disease Research di Bangladesh. Akhir bulan ini salah satu rekannya akan menggali jamban di Cox’s Bazar, sebuah pemukiman pengungsi di Bangladesh di mana 900.000 Muslim Rohingya tinggal. Sampel akan diambil, didinginkan, dan dikirim dalam perjalanan bus selama 12 jam ke laboratorium di Dhaka, ibu kota Bangladesh. Sesampai di sana, itu akan diuji keberadaan banyak bug yang berbeda, termasuk kolera, tifus dan sars–CHaiay-2, virus penyebab covid-19. Dengan bantuan dari Rockefeller Foundation, sebuah organisasi filantropi besar, Dr Amin merencanakan timnya untuk mengulangi proses tersebut setiap minggu. Itu, dia berharap, akan memberinya wawasan tentang bagaimana covid-19 menyebar melalui kamp.
Browser Anda tidak mendukung elemen
Survei limbah untuk patogen bukanlah ide baru. Beberapa kota di Amerika, termasuk Charleston, Detroit dan Philadelphia, melacak polio dengan cara itu pada awal abad ke-20. Tapi pandemi covid-19 terbukti, seperti lelucon yang tak terhindarkan, sebuah “momen yang menentukan”. Angka-angka dari proyek bernama CovidPoops19, yang diselenggarakan di University of California, Merced, menunjukkan bahwa jumlah situs survei telah meningkat dari hanya 38 pada Oktober 2020 menjadi lebih dari 3.500 sekarang, tersebar di 70 negara (lihat bagan). “Itu adalah hikmah dari pandemi ini,” kata Anna Mehrotra dari Water Environment Federation, sebuah organisasi Amerika. “Kami telah melakukan penelitian sains selama satu dekade di tahun pertama,” kata Doug Manuel, ahli epidemiologi di Universitas Ottawa.
Sekarang pejabat kesehatan masyarakat berharap semua infrastruktur yang baru dibangun ini dapat diubah menjadi sistem peringatan dini di seluruh dunia untuk semua jenis penyakit. Amerika dan Eropa menghadapi wabah cacar monyet, penyakit menular yang berhubungan dengan cacar yang, untuk pertama kalinya, menyebar ke luar Afrika. Kota-kota sudah menjelajahi air limbah untuk mencari strain virus. Di India, tifus, demam berdarah, dan flu burung menempati urutan teratas. Di Malawi, kolera, rotavirus, dan shigella menjadi prioritas.
Bahkan polio masih diminati. Para peneliti di London menemukan virus polio di saluran pembuangan pada bulan Juni tahun ini, memperingatkan pihak berwenang bahwa virus tersebut, yang diperkirakan telah diberantas di Inggris beberapa dekade yang lalu, ternyata beredar di ibu kota. Pada bulan Agustus pejabat kesehatan masyarakat di New York membuat penemuan serupa.
Dan mungkin ada aplikasi yang lebih luas juga. Pengawasan limbah dapat mengukur resistensi antibiotik, dan membantu peneliti kesehatan masyarakat melacak konsumsi segala sesuatu mulai dari kokain dan alkohol hingga buah dan sayuran. Memantau apa yang disebut Bernd Gawlik, seorang insinyur di Pusat Penelitian Gabungan Komisi Eropa, sebagai “usus kolektif” dapat memberi dokter, pejabat, dan polisi wawasan yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang kehidupan penduduk lokal.
Disambut dengan sukses
Tim pertama yang mempublikasikan hasil pengujian air limbah untuk covid-19 berbasis di kwr, sebuah lembaga penelitian air di Belanda. Para peneliti menemukan di awal pandemi bahwa sekitar setengah dari orang yang terinfeksi mengalami keputihan sars–CHaiay-2 di kotoran mereka. Tim Belanda mulai menguji air dari bandara Schiphol pada Februari 2020. Mereka melihat virus tersebut tepat saat kasus pertama di negara itu dikonfirmasi di rumah sakit. (Peneliti Italia mungkin telah mengalahkan mereka, seandainya penguncian Italia tidak membuat mereka keluar dari laboratorium mereka). Pada bulan September setiap pabrik pengolahan limbah Belanda, yang mencakup lebih dari 99% populasi, sedang dipantau.
Para peneliti memperkirakan satu kasus infeksi covid-19 dapat dideteksi di antara sampah hingga 14.000 orang. Menguji limbah dari seluruh populasi jauh lebih murah daripada menyaring setiap penduduk secara individual, dan seringkali dapat menemukan kasus lebih awal. Seandainya data air limbah tersedia secara luas pada Maret 2020, kata Dr Mehrotra, hal itu mungkin telah mengubah jalannya pandemi.
Seperti sebelumnya, sebagian besar upaya di masa-masa awal dilakukan sedikit demi sedikit, dipimpin oleh para akademisi yang menyumbangkan keahlian mereka secara sukarela kepada pimpinan kesehatan masyarakat setempat. Dari Bangalore hingga Ontario, semua melaporkan bahwa sulit untuk meyakinkan pejabat yang terburu-buru bahwa mengotak-atik saluran pembuangan dapat menghasilkan sesuatu yang berguna. Tetapi manfaatnya menjadi cepat terlihat. Analisis air limbah terbukti mampu mendeteksi gelombang infeksi satu hingga dua minggu sebelum pengujian usap hidung konvensional. Negara-negara dengan tingkat pengujian konvensional yang lebih rendah, seperti Malawi, mendapat pemberitahuan hingga satu bulan.
Selain sekadar mengumpulkan data, banyak negara membuatnya dapat diakses secara online. Itu memungkinkan semua jenis organisasi untuk memanfaatkannya. Kampus universitas di Arizona menggunakan data air limbah untuk menangkap gelombang infeksi lebih awal, misalnya. Rumah Sakit Anak Boston memutuskan untuk menunda prosedur yang tidak mendesak sebagai tanggapan atas tanda-tanda bahwa varian Omicron dari covid-19 melonjak di air limbah lokal.
Membangun jaringan pengawasan global yang tepat akan membutuhkan teknik yang diimprovisasi selama krisis covid-19 untuk dirapikan. Prosedur pengumpulan, pengujian dan pelaporan harus dibakukan, untuk memungkinkan perbandingan antara tempat yang berbeda. Banyak prosedur yang ada sangat berteknologi rendah. Tampon sering digunakan sebagai alat rendam air untuk pengetesan, misalnya. Itu mungkin akan berubah. Andrew Engeli, yang bekerja di Kando, sebuah perusahaan data air limbah Israel, percaya bahwa teknologi yang diperlukan untuk menjejalkan laboratorium mini ke perangkat pengambilan sampel dapat dikembangkan dalam waktu sekitar empat tahun. Itu akan memungkinkan air untuk dianalisis di lapangan.
Namun, mungkin perubahan yang paling penting melibatkan pendanaan dan organisasi. Langkah-langkah kesehatan masyarakat tidak bisa lama dipertahankan oleh akademisi sukarela. Di Amerika, sebuah organisasi bernama Asosiasi Laboratorium Kesehatan Masyarakat bekerja untuk membantu anggotanya mengembangkan kapasitas untuk melakukan lebih banyak pekerjaan pengawasan rutin sendiri.
Organisasi swasta juga menawarkan keahlian mereka. Sesungguhnya, anak perusahaan Alphabet, perusahaan induk Google, dalam ilmu kehidupan, menawarkan fasilitas pengujian ke pabrik pengolahan limbah di delapan negara bagian Amerika. Biobot adalah perusahaan Amerika lainnya, didirikan secara eksplisit untuk mengejar epidemiologi air limbah. Ini memiliki lebih dari 500 situs pengujian di seluruh negeri. Ia berharap dapat menawarkan pengambilan sampel dan penyaringan kepada otoritas kesehatan masyarakat di seluruh Amerika dan akhirnya di seluruh dunia. Kando sudah menjalankan sistem pengujian limbah Israel. Itu mencakup sekitar 85% populasi Israel, serta pendatang baru yang menggunakan toilet di bandara terbesar di negara itu.
Tidak semua negara akan merasa mudah untuk menyiapkan sistem pemantauan. Kando mengandalkan keberhasilannya pada peta daerah aliran sungai yang akurat serta jaringan pembuangan limbah itu sendiri. Privatisasi air di Inggris telah membuat informasi semacam itu “hampir tidak dapat diperoleh”, kata Dr Engeli. Namun tantangan terbesar adalah menyediakan data yang berguna di tempat-tempat yang sama sekali tidak memiliki sistem pembuangan limbah terpusat. Dan karena tempat-tempat seperti ini juga cenderung memiliki perawatan kesehatan yang terbatas, wabah penyakit cenderung menyebar dengan cepat, yang membuat pelacakannya menjadi lebih mendesak.
Kemajuan mudlark
Jaringan pengawasan yang Dr Amin dirikan di Bangladesh menyoroti beberapa tantangan. Di kamp-kamp pengungsi seperti Cox’s Bazar, 80% toiletnya adalah jamban lubang yang membutuhkan pengujian manual yang melelahkan. Bahkan kota-kota besar seperti Dhaka memiliki infrastruktur antik dan terdistribusi tidak merata untuk bersaing.
Malawi juga tertarik pada teknologi, setidaknya secara teori. Tetapi pada tahun 2017 hanya 5% dari Lilongwe, ibu kotanya, yang dilayani oleh sistem pembuangan limbah. Air limbah sering merembes melalui tanah dan masuk ke tabel air. Artinya, pengawasan air limbah melibatkan pemantauan sungai terdekat dan badan air lainnya, kata Gama Bandawe dari Universitas Sains dan Teknologi Malawi.
Keberhasilan pemantauan limbah dalam melacak covid-19 telah meningkatkan minat pada target lain juga. Limbah sudah dipantau di beberapa tempat untuk narkoba, baik legal maupun lainnya. Biobot dimulai dengan tujuan memantau tingkat dosis dari 30 obat penghilang rasa sakit yang berbeda untuk membantu lebih memahami krisis opioid Amerika. Pada Mei 2021, analisis limbah cair di Seoul menemukan kadar Viagra, obat yang mengobati disfungsi ereksi, beberapa kali lebih tinggi dari yang diharapkan mengingat jumlah resep yang ditulis dokter. Jaringan analis limbah di seluruh Eropa menelepon skor telah memantau tingkat kokain dan ganja di kota-kota di seluruh benua sejak 2011.
Farah Ishtiaq, seorang peneliti di Tata Institute for Genetics and Society di Bangalore, tertarik menggunakan sampel limbah untuk melacak resistensi antibiotik, di mana bakteri mengembangkan pertahanan terhadap obat yang sebelumnya berakibat fatal bagi mereka. Resistensi antibiotik mengkhawatirkan pakar kesehatan masyarakat India khususnya. Satu makalah, yang diterbitkan pada tahun 2020, memperkirakan bahwa sekitar seperempat kasus tuberkulosis baru di negara tersebut kebal terhadap setidaknya satu obat yang biasa digunakan untuk mengobati penyakit tersebut; 3,5% resisten terhadap beberapa.
Yang lain ingin memantau kesehatan dalam arti yang lebih luas. Pada tahun 2019 para peneliti di Arizona State University menerbitkan studi air limbah yang menganalisis kadar fitoestrogen, bahan kimia yang ditemukan dalam makanan nabati. Ini menunjukkan bahwa pemantauan limbah dapat digunakan untuk melacak kebiasaan makan suatu bangsa. Kando memiliki daftar lebih dari 500 biomarker yang berpotensi terdeteksi dalam air limbah. Perusahaan berharap tingkat salah satunya, serotonin, dapat menghasilkan data menarik tentang depresi. Di Australia, peneliti menggunakan limbah untuk melacak konsumsi nikotin dan alkohol.
Satu pertanyaan adalah seberapa tepat pemantauan semacam itu. Limbah dari seluruh kota, atau bahkan lingkungan tertentu, adalah barang yang cukup anonim. Namun di Singapura dan Hong Kong, pemantauan limbah dari bangunan apartemen dan rumah sakit terbukti dapat dilakukan. Di kedua tempat, teknik ini — ditambah dengan epidemiologi kulit sepatu — memungkinkan pihak berwenang untuk mengidentifikasi pasien covid-19 individu dari dalam blok flat individu. Di China, polisi telah tertarik dengan teknologi tersebut, dengan setidaknya satu penggerebekan narkoba di Zhongshan, sebuah kota di provinsi Guangdong, dibantu oleh pemantauan air limbah.
Mengingat ke mana arah teknologi suatu hari nanti, beberapa peneliti telah mulai merenungkan keseimbangan antara pengawasan dan privasi. Steven Hrudey, ahli toksikologi di University of Alberta, telah mengadaptasi pedoman Organisasi Kesehatan Dunia yang ada tentang pengawasan epidemiologis untuk digunakan dengan air limbah. Dia berargumen bahwa data hanya boleh dikumpulkan jika tujuan penggunaan kesehatan masyarakat yang sah dan spesifik dimaksudkan, dan bahwa data yang dapat diidentifikasi secara pribadi tidak boleh dibagikan dengan badan yang tidak berafiliasi dengan kesehatan masyarakat.
Namun, untuk saat ini, kekhawatiran semacam itu bersifat sekunder. Pandemi covid-19 telah membuat pejabat lebih tertarik pada jenis sistem pengawasan penyakit yang diinginkan oleh ahli epidemiologi selama bertahun-tahun. Pengambilan sampel limbah murah, non-invasif, dan mendukung infrastruktur yang ada. Itu adalah ide berusia seratus tahun yang waktunya mungkin telah tiba. ■
Semua kisah kami yang berkaitan dengan pandemi dapat ditemukan di pusat virus corona kami.