הימצאות פסולת אנושית בגלישת ביוב או בנגר מי סערה שבסופו של דבר מוצאות את דרכן לנהרות ואגמים מהווה סכנה גדולה לבריאות הציבור. כתוצאה מכך, הכרחי שגופי מים ודגימות ייבדקו באופן רציף עבור נוכחות של זיהום צואה אנושי. באופן קונבנציונלי, בדיקת זיהום צואה כרוכה באיתור חיידקי אינדיקטור צואה (FIB), כגון E. coliעל ידי הוספת טיפה ממי המדגם לתוך מצע תרבית מיקרוביאלי. בעוד שזיהוי FIB הוא זול ופשוט, לא ניתן להשתמש בשיטה כדי לזהות זיהום ברמה נמוכה. שיטה זו גם אינה מסוגלת לקבוע את מקור הזיהום.
למעקב אחר מקורות מיקרוביאליים (MST) יש פוטנציאל להתגבר על האתגרים הללו על ידי זיהוי סמנים ביולוגיים – בדרך כלל מקטע חלבון, DNA או RNA – שהם ספציפיים למין מארח. זה מאפשר ל-MST לזהות זיהום ברמה נמוכה בשפכים, מי שתייה, אגמים וכו', ולזהות את המארחים, גם כאשר מעורבים צואה ממספר מינים.
פגים דמויי CrAss (CLPs), סוג של וירוסים שמדביקים חיידקים (בקטריופאג'ים), זוכים להערכה כקבוצה מבטיחה של סמני MST. CLPs הם הבקטריופאג'ים הנפוצים ביותר במעיים האנושיים, ו-CLPs רבים נמצאים רק במעיים (ובצואה) אנושיים. בעוד שישנן מספר קבוצות ידועות של CLPs, רק קבוצה אחת, המכונה סוג I, שימשה כסמן MST. זה מעלה שאלות לגבי האם CLPs הקבוצתיים האחרים מתפקדים גם כסמני MST והכדאיות שלהם בהשוואה לסוג I.
כעת, במחקר חדש, ד"ר אוק קיונג קו ודונג וו קים מהאוניברסיטה הלאומית של צ'ונגנאם, דרום קוריאה, בשיתוף עם יאנג ג'ה קאנג ודונג יו וו מהאוניברסיטה הלאומית גיונגסאנג, פיתחו שיטת זיהוי MST חדשנית באמצעות CLPs בעלת יכולת של זיהוי ספציפי של מים מזוהמים בצואה אנושית. השיטה משתמשת בתגובת שרשרת פולימראז (PCR) כדי לזהות CLP DNA, מה שהופך את השיטה לחסכונית, סלקטיבית וקלה לביצוע. המחקר פורסם בכרך 266 של מחקר מים ב-15 בנובמבר 2024 והפך זמין באינטרנט ב-24 באוגוסט 2024.
"המטרה העיקרית של מחקר זה הייתה לשפר את היעילות והדיוק של שיטות זיהוי המשמשות להערכת זיהום צואה ספציפי." אמר דונג וו קים. מוסיף עוד, הוא אומר, "סמן MST חזק יעזור מאוד ביכולת שלנו להפחית סיכונים בריאותיים ממים מזוהמים בצואה."
כדי לבדוק את היעילות של שיטה זו, החוקרים אספו דגימות צואה ממתנדבים אנושיים נבחרים. דגימות צואה מחיות בר, כגון כלבים, צבאים, חתולים, ציפורים ודביבונים, נכללו גם הם בניסוי כדי לבדוק את הספציפיות של שיטת הגילוי. לאחר מכן בוצע מיצוי ורצף DNA כדי לזהות ולסווג גנים ויראליים של CLP. 13 קבוצות CLP נפרדות זוהו בנגיפים במעיים אנושיים. תוך שימוש ב-CLPs אלה כתבנית, המדענים פיתחו סמנים ספציפיים לזיהוי שלהם באמצעות PCR ובדקו אותם לגבי יכולתם לזהות זיהום צואה אנושי.
תוצאות המחקר הזה היו מעודדות. CLPs נמצאו ב-91.52% מדגימות הצואה האנושיות והן נעדרו בכל דגימות החיות, למעט דביבונים. מתוך 13 קבוצות CLP שסווגו שזוהו, סוג VI היה קיים ב-64.4% מהדגימות, כמעט כפול מזה של סוג I (37.28%). יתר על כן, כל 13 קבוצות ה-CLP הראו דמיון מסוים ברצפי הגנים שלהן, הנקרא גן חלבון הראש הראשי. זה מרמז שניתן להשתמש בסמן בודד כדי לזהות קבוצות מרובות של מזהמים.
"השיטה שלנו מראה שסוג VI הוא סמן MST חזק באוכלוסייה הקוריאנית. שימוש ב-PCR כדי לזהות גנים MHP של CLPs מסוג VI, או אפילו מסוג I, יכול להיות גישה מעשית לניטור זיהום צואה אנושי של מים. אני מצפה שהשיטה שלנו יכולה, לאורך זמן, לשפר את תקנות ההיגיינה ולהוזיל את עלויות בריאות הציבור באמצעות סינון אסטרטגי של שפכים, שפכים ודגימות סביבתיות שונות". ד"ר אוק קיונג קו מסכם.
לסיכום, המדענים הגיעו למסקנה ש-CLPs, במיוחד סוג VI, יכולים לשמש כסמני MST קיימא המסוגלים לזהות ספציפית זיהום צואה אנושי. זה היה בולט שכן סמני MST ספציפיים לאדם וממוקדים באופן סלקטיבי יכולים להשפיע באופן משמעותי על תקנות ההיגיינה, להוזיל את עלויות בריאות הציבור באמצעות היישום שלהם בסריקת כבד, ביוב, שפכים ודגימות סביבתיות שונות.
