Odpadní voda jako zdroj zdravotních dat: co se skrývá v kanalizaci?
V zdánlivě klidných nádržích čistíren odpadních vod se může skrývat překvapivý zdravotní signál – stopy naznačující výskyt rakoviny tlustého střeva v celé čtvrti. Výzkumníci ve Spojených státech testují neobvyklý přístup: místo čekání, až si lidé sami zažádají o vyšetření, hledají v odpadní vodě stopy nádorů.
Díky tomu by bylo možné zjistit, kde ve městě riziko kolorektálního karcinomu narůstá – a to dřív, než lékaři většinu pacientů vůbec poznají.
Od kanalizace po mapu rizik: jak odpadní voda prozrazuje zdravotní stav obyvatel
Kanalizace jako zdroj informací není žádná novinka. Během pandemie covidu-19 se tato metoda hojně využívala ke sledování šíření viru. Řada zemí stejným způsobem monitoruje i spotřebu drog ve městech. V americkém státě Kentucky však vědci udělali krok jiným směrem – začali v odpadní vodě hledat časné signály rakoviny tlustého střeva na úrovni jednotlivých čtvrtí.
Výzkumníci se zaměřili na pacienty léčené s kolorektálním karcinomem v nemocnici v okrese Jefferson v letech 2021 až 2023. Pomocí poštovních směrovacích čísel zmapovali čtvrti s nápadně vysokým počtem případů. Za tzv. hotspoty označili oblasti, kde se v okruhu přibližně 800 metrů vyskytly alespoň čtyři evidované případy.
Z analýzy vybrali tři oblasti s výrazně zvýšeným výskytem onemocnění. Pro srovnání zvolili jednu čtvrť, v níž zdravotnické záznamy žádné pacienty s rakovinou tlustého střeva neuváděly. Dne 26. července 2023 odebrali ve třech časových bodech vzorky odpadní vody ze čtyř lokálních kanalizačních sítí.
Jaké stopy kolorektálního karcinomu se v kanalizaci nacházejí?
Střevní nádory neustále uvolňují buňky a genetický materiál, který spolu se stolicí odchází do kanalizace. Individuální domácí testy na rakovinu tlustého střeva tohoto principu již využívají – hledají krev nebo abnormální dědičný materiál ve stolici. Americký výzkumný tým se pokusil o totéž, ale na úrovni celé čtvrti.
V laboratoři pátrali po lidské RNA, tedy malých úsecích genetického kódu. Klíčovou roli hrály dva typy:
- CDH1 – marker spojený s určitými typy rakoviny, včetně nádorů ve střevě;
- GAPDH – tzv. „housekeeping gen", který udává celkové množství přítomného lidského buněčného materiálu.
Výpočtem poměru CDH1 a GAPDH chtěli vědci zjistit, zda daná čtvrť vysílá relativně silné onkologické signály. Vysoká hodnota CDH1 v poměru k GAPDH může naznačovat, že v dané oblasti žije více lidí s nádorem střeva.
Podstata metody spočívá v hledání nikoli jednotlivých pacientů, ale odchylného skupinového signálu v odpadní vodě celé čtvrti.
Co ukázal výzkum v Kentucky?
Ve všech dvanácti vzorcích odpadní vody byla detekována lidská RNA. To není překvapivé – každý, kdo používá toaletu, přispívá do genetické směsi v kanalizaci. Zajímavé jsou však vzájemné rozdíly mezi lokalitami.
Průměrný poměr CDH1 a GAPDH vypadal následovně:
| Oblast | Charakteristika | Průměrný poměr CDH1/GAPDH |
|---|---|---|
| Skupina 1 | Nejvyšší známý počet pacientů s rakovinou střeva | 20 |
| Skupina 2 | Zvýšený výskyt | 2,2 |
| Skupina 3 | Zvýšený výskyt | 4 |
| Srovnávací čtvrť | Žádní evidovaní pacienti | 2,6 |
Ve čtvrti s nejvyšším počtem známých pacientů byl tedy poměr výrazně vyšší než v ostatních oblastech. Výzkumníci zjistili, že tato čtvrť měla také více obyvatel přicházejících do nemocnice kvůli náročné péči, což může silný signál vysvětlovat.
Přesto je třeba zachovat střízlivý pohled. V kontrolní čtvrti klidně může žít někdo léčený v jiné nemocnici, a tedy nezahrnutý v použitých registrech. Navíc jde o měření provedená jediný den – náhodný výkyv tedy nelze vyloučit.
Od signálu k akci: cílené screeningové programy podle čtvrtí
Navzdory těmto omezením naznačuje studie scénář, který zdravotní orgány přijímají s nadšením: cílený screening na základě dat z odpadních vod. Namísto jednotného přístupu ke všem obyvatelům by bylo možné soustředit dodatečné zdroje tam, kde kanalizace vysílá zvýšený signál.
Výzkumníci konkrétně uvažují o těchto opatřeních:
- zasílání dodatečných pozvánek k testům stolice do čtvrtí s vysokým poměrem CDH1/GAPDH;
- rychlejší přístup ke kolonoskopii pro obyvatele rizikových oblastí;
- lokální informační kampaně prostřednictvím praktických lékařů, zdravotních středisek a komunitních týmů;
- kombinování dat z odpadních vod s dalšími ukazateli, jako je věková struktura populace a socioekonomické faktory.
Náhlý nárůst v jedné kanalizační síti může fungovat jako detektor kouře: ne každý dům hoří, ale hasiči musejí do té ulice vyjet.
Takový přístup by mohl pomoci omezit nerovnosti ve zdravotní péči. V mnoha zemích se preventivních vyšetření účastní zejména vzdělanější lidé, zatímco osoby s nižšími příjmy nebo menší důvěrou ve zdravotnictví se screeningu vyhýbají. Odpadní voda nikoho nevynechá – každý, kdo spláchne záchod, se do signálu automaticky započítá.
Jak daleko je tato metoda od využití v České republice?
V České republice probíhá dlouhodobý celostátní program screeningu kolorektálního karcinomu, který zahrnuje testy stolice pro osoby ve věku 50 až 75 let. Přesto se i u nás v ordinacích stále častěji objevují mladší pacienti. Lékaři zaznamenávají nárůst případů u lidí pod 50 let, kteří standardní program většinou nepokrývá.
Monitoring odpadních vod by v budoucnu mohl stávající systém doplnit o další vrstvu. Připadají v úvahu například:
- pilotní projekty ve velkých městech, kde jsou kanalizační sítě po čtvrtích již dobře zmapovány;
- propojení s existujícími analýzami virů a reziduí drog;
- testování toho, zda sezonní vlivy nebo silné deště výsledný signál nezkreslují.
Zda je tento přístup skutečně proveditelný a přínosný, si vyžádá ještě značné množství výzkumu. Studie z Kentucky zahrnovala pouze čtyři kanalizační sítě, tři měřicí body na síť a postrádá pevné statistické základy. Dosud neexistuje jasná korelace mezi výší poměru CDH1/GAPDH a skutečným počtem lidí s nádorem.
Soukromí, etika a nedorozumění: co si o tom myslí veřejnost?
Měření v odpadní vodě zní anonymně, zároveň však vyvolává otázky. Pomocí takových dat mohou úřady označovat čtvrti jako „rizikové oblasti". To může být pro zdravotní péči užitečné, ale také citlivé – zejména pokud se jedná o lokality, které již trpí špatnou pověstí nebo chudobou.
Mezi důležité aspekty patří:
- jasná komunikace o tom, že měření nikdy neidentifikují konkrétní obyvatele;
- dohody o tom, kdo může k surová datům přistupovat a jak dlouho se uchovávají;
- zabránění tomu, aby pojišťovny nebo komerční subjekty data nepřímo využívaly;
- zapojení obyvatel do pilotních projektů, aby se mohli vyjádřit k přínosům i obavám.
Podobné diskuse probíhaly již během pandemie covidu-19. Tehdy mnoho lidí přijalo měření odpadních vod jako přiměřený nástroj k předcházení lockdownům nebo jejich zkrácení. To zvyšuje šanci, že srovnatelný přístup v oblasti onkologie bude přijatelný – za předpokladu transparentního vysvětlení a solidního legislativního zakotvení.
Co to znamená pro vás a vaše vlastní riziko rakoviny střeva?
Kdo tento článek čte, pravděpodobně se ptá především: jak vlastní riziko snížit? Klasická doporučení zůstávají v platnosti – dostatek pohybu, nekouřit, umírněnost v konzumaci alkoholu, strava bohatá na vlákninu a včasná reakce na varovné příznaky, jako je krev ve stolici, nevysvětlitelná únava nebo úbytek hmotnosti.
Pro každého, kdo obdrží pozvánku k preventivní prohlídce na kolorektální karcinom, zůstává test stolice jedním z nejúčinnějších nástrojů k včasnému odhalení nádorů. Případné využití monitoringu odpadních vod na tom nic nemění – tato technika se zaměřuje především na odhalování slepých míst na populační úrovni.
Studie z Kentucky především ukazuje, že naše kanalizace prozrazuje více, než si myslíme. Viry, spotřeba drog, možná i nádory – odpadní voda představuje jakýsi kolektivní zdravotní barometr. Pokud následný výzkum potvrdí, že signály jsou stabilní a předvídatelné, mohl by tento barometr pomoci lékařům i tvůrcům politik pracovat chytřeji a cíleněji v boji proti rakovině tlustého střeva.
