Sejak wabah flu burung pertama melanda AS pada awal tahun ini, para ahli kesehatan dan pertanian telah berjuang untuk melacak jalur virus yang tidak merata ketika virus tersebut menyebar melalui peternakan sapi perah dan sejumlah manusia yang tidak diketahui jumlahnya. Risiko penularan tampaknya masih rendah bagi kebanyakan orang, namun pekerja susu dan orang lain yang terpapar langsung dengan ternak telah jatuh sakit. Kasus manusia pertama di Kanada baru saja dilaporkan, pada seorang remaja yang berada dalam kondisi kritis. Untuk mengatasi situasi mengkhawatirkan ini dengan lebih baik, para ilmuwan menggunakan alat pemburu patogen yang canggih di masa lalu: pengawasan air limbah.
Dalam beberapa minggu terakhir, sampel air limbah di beberapa lokasi yang sebagian besar tersebar di California—termasuk kota Los Angeles, San Francisco, Sacramento, dan San Jose—ternyata positif mengandung materi genetik dari virus flu burung, H5N1. Sistem Pengawasan Air Limbah Nasional Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit melaporkan deteksi di 14 lokasi di California selama periode pengumpulan yang berakhir pada 2 November. Pada 13 November, di seluruh AS, 15 lokasi yang dipantau oleh WastewaterSCAN, sebuah proyek yang dijalankan oleh peneliti Universitas Stanford dan Universitas Emory, melaporkan sampel positif pada bulan ini. Namun temuan bahan H5N1 dalam air limbah tidak selalu berarti ada risiko terhadap kesehatan manusia, kata salah satu direktur WastewaterSCAN Alexandria Boehm, seorang insinyur sipil dan lingkungan di Universitas Stanford.
Menganalisis sejumlah kecil materi genetik virus, yang sering kali dikeluarkan melalui tinja di saluran pembuangan, dapat mengingatkan para ilmuwan dan pakar kesehatan masyarakat akan kemungkinan peningkatan infeksi di masyarakat. Misalnya, pengambilan sampel air limbah menjadi penting dalam memprediksi kasus COVID di seluruh Amerika. Namun cara H5N1 mempengaruhi populasi hewan dan manusia membuat sulit untuk mengidentifikasi sumber dan memahami risiko penyakit. H5N1 bisa berakibat fatal pada ayam. Sapi biasanya pulih dari gejala-gejalanya—seperti demam, dehidrasi, dan berkurangnya produksi susu—tetapi dokter hewan dan peternak melaporkan bahwa tingkat kematian sapi di California lebih tinggi dibandingkan di negara bagian lain yang terkena dampak. Kucing yang meminum susu mentah dari sapi yang terinfeksi dapat mengalami gejala neurologis yang fatal. Kasus yang terjadi pada manusia saat ini belum diketahui menyebabkan kematian (kebanyakan orang mengalami gejala mirip flu, meskipun ada pula yang mengalami infeksi mata), namun wabah besar yang terjadi di luar AS di masa lalu telah mengakibatkan kematian.
Tentang mendukung jurnalisme sains
Jika Anda menyukai artikel ini, pertimbangkan untuk mendukung jurnalisme pemenang penghargaan kami dengan berlangganan. Dengan membeli langganan, Anda membantu memastikan masa depan cerita yang berdampak tentang penemuan dan ide yang membentuk dunia kita saat ini.
Amerika Ilmiah berbicara dengan Boehm tentang deteksi terbaru flu burung di air limbah dan bagaimana para ilmuwan menggunakan data ini untuk melacak dan memahami prevalensi dan paparan penyakit dengan lebih baik—di antara hewan dan manusia.

[An edited transcript of the interview follows.]
Kapan WastewaterSCAN mulai melacak H5N1?
Kami melihat sesuatu yang sangat tidak biasa di Amarillo, Tex. [In the spring of 2024,] setelah musim flu, kita melihat tingkat influenza A yang sangat tinggi [one of the four flu virus types that infect humans] Asam nukleat RNA dalam air limbah. Hal ini mengejutkan karena kita mengetahui adanya influenza A dalam air limbah dengan kasus yang terjadi di masyarakat—tetapi tidak banyak kasus di masyarakat dan hal ini terjadi setelah musim flu. Kami juga kemudian mendengar berita bahwa mereka menemukan ternak yang terinfeksi flu burung di wilayah yang sama di Texas. Oleh karena itu, kami bekerja sama dengan instalasi pengolahan air limbah setempat dan pejabat kesehatan masyarakat untuk menguji air limbah tersebut. Dan kami menemukan bahwa memang itu adalah H5 [a subtype of avian influenza A virus] dalam aliran limbah mereka. Kami menyimpulkan bahwa sebagian besar H5 berasal dari pembuangan resmi ke saluran pembuangan sanitasi dari pabrik pengolahan susu.
Kemudian ketika kami mengukur pengujian H5 di seluruh negeri, kami menemukannya di lokasi di mana, tak lama setelah itu, ternak teridentifikasi terinfeksi. [with the virus]. Pada bulan Juni, CDC sebenarnya mengirimkan memo ke negara-negara bagian yang meminta mereka untuk mencoba mengukur H5 dalam air limbah, karena menyadari bahwa pengukuran tersebut dapat membantu untuk memahami tingkat dan durasi wabah di AS.
Dapatkah analisis air limbah melacak kasus ke sumber mana pun?
Kita tidak selalu bisa mengesampingkan bahwa penyebabnya adalah burung liar, ayam, atau manusia, namun secara keseluruhan banyak bukti yang menunjukkan bahwa sebagian besar masukan kemungkinan besar berasal dari susu sapi. Susu sapi masuk ke rumah konsumen, lalu masyarakat membuangnya ke saluran pembuangan. Saya yakin Anda telah menuangkan susu ke wastafel Anda—saya tahu saya pernah melakukannya. Hal ini juga berasal dari operasi berlisensi di mana orang membuat keju atau yogurt atau es krim, dan mereka mungkin memulai dengan produk susu yang mengandung asam nukleat flu burung.
Saya ingin menekankan bahwa susu di rumah orang yang mungkin memiliki RNA flu burung adalah bukan menular atau mengancam kesehatan manusia. Itu hanya penanda bahwa sebagian susu telah masuk ke dalam rantai makanan yang awalnya terdapat virus di dalamnya. Penyakit ini dibunuh karena produk susu dipasteurisasi—dan itulah sebabnya minum susu mentah atau makan keju mentah tidak dianjurkan saat ini. RNA yang menyusun genom virus ini sangat stabil di air limbah. Itu juga stabil setelah pasteurisasi. Jadi Anda mempasteurisasi susu mentah, dan RNA tetap ada pada konsentrasi yang sama.
Mendeteksinya di air limbah tidak berarti ada risiko bagi kesehatan manusia. Artinya, masih terdapat sapi-sapi yang terinfeksi di sekitar wilayah tersebut, dan upaya masih perlu dilakukan untuk mengidentifikasi sapi-sapi tersebut dan mengeluarkan produk-produknya dari rantai makanan, yang merupakan tujuan dari para pejabat yang bertanggung jawab. aspek epidemi.
Bagaimana kita dapat menentukan dengan lebih baik dari mana materi genetik virus berasal dan menilai tingkat infeksi pada manusia?
Ini sangat sulit karena secara genetik virus tidak berbeda [between sources]. Bukan berarti kita bisa berkata, “Oh, apa yang dimiliki manusia akan seperti ini, jadi mari kita cari tahu.” Kami bekerja sangat erat dengan departemen kesehatan masyarakat yang sangat proaktif dalam mengurutkan kasus positif influenza. Jika kita mulai melihatnya [more] orang-orang, kita mungkin akan mengetahuinya karena kita akan melihat perbedaan pada air limbahnya.
Saya tidak mau khawatir karena saat ini risiko tertular H5N1 sangat kecil dan gejalanya sangat ringan. Namun menurut saya salah satu kekhawatirannya adalah virus tersebut dapat bermutasi selama musim influenza mendatang. Seseorang yang telah terinfeksi [seasonal influenza] juga dapat tertular H5N1, dan kemudian dapat menimbulkan strain baru yang lebih buruk. Kami berharap data air limbah, serta semua data lain yang dikumpulkan oleh masyarakat dan lembaga, akan membantu untuk lebih memahami apa yang terjadi dan melindungi kesehatan masyarakat.
Tren apa yang Anda lihat dalam pengawasan Anda saat ini?
Baru-baru ini, California baru saja bersinar. Banyak sampel air limbah di California yang hasilnya positif, bahkan di lokasi yang sangat perkotaan—seperti Bay Area dan Los Angeles. Pertanyaannya adalah: Mengapa? Di beberapa lokasi tersebut, sebenarnya terdapat operasi kecil di mana masyarakat membuat produk susu dengan susu. Namun penjelasan lainnya, seperti yang saya sebutkan sebelumnya, hanyalah pemborosan produk susu.
Bagaimana hubungan tingkat H5N1 dalam air limbah dengan infeksi pada hewan?
Kami melihatnya sebagai indikator awal, atau indikator simultan, bahwa ternak di sekitar lokasi tertular flu burung. Deteksi pertama terjadi di Texas, dan kami melihat banyak deteksi di Michigan selama beberapa waktu, dan sekarang titik panasnya adalah California. Sebagai ilmuwan, kami akan menganalisis semua ini di masa depan. Namun secara anekdot, deteksi H5 dalam air limbah terjadi setelah kelompok tersebut teridentifikasi, dan ketika sudah terkendali, kami tidak lagi melihatnya.
Pejabat kesehatan masyarakat menggunakan data tersebut untuk mengatakan, “Oke, kami mendapat hasil positif di lokasi ini. Apa saja sumber berbeda yang dapat menjelaskannya? Sudahkah kita menguji semua sapi yang menyumbangkan produk susunya ke industri di kandang saluran pembuangan ini? Sudahkah kita menyingkirkan semua ternak yang terinfeksi di negara kita, karena sekarang kita tidak mendapatkan hal positif apa pun dari air limbah?”
Bagaimana lagi para ilmuwan dan pejabat memantau kasus dan penyebarannya?
Itu [U.S. Department of Agriculture] dan berbagai entitas di seluruh negeri berupaya melakukan hal ini dari sudut pandang kesehatan hewan dan sudut pandang keamanan pangan. Oleh karena itu, dilakukan pengujian terhadap kelompok sapi dan produk susu. Ada juga tes pada unggas, lalu ada tes pada pekerja yang melakukan kontak dengan ternak yang terinfeksi dan ayam yang terinfeksi. Secara klinis, ada dorongan untuk memilah sampel positif influenza untuk memahami jenis influenza, sebagai semacam jaring pengaman untuk melihat apakah ada flu burung yang beredar pada manusia. Sejauh ini, kasus-kasus tersebut terjadi pada orang-orang yang benar-benar terpapar pada hewan yang terinfeksi, yang bekerja di peternakan, dan mungkin pada beberapa anggota keluarga mereka.
Apa perbedaan deteksi H5N1 dengan atau serupa dengan COVID atau patogen lainnya?
Semua patogen lain yang kami lacak secara konseptual mirip dengan COVID, dimana manusia adalah sumbernya [of pathogenic material in wastewater]. Kita tahu bahwa keberadaan zat virus atau jamur dalam air limbah berhubungan dengan kasus. Flu burung adalah contoh pertama di mana kita menggunakan air limbah untuk melacak sesuatu yang, setidaknya saat ini, bukan berasal dari manusia, namun memiliki potensi implikasi kesehatan manusia karena berbagai alasan. Ini adalah studi kasus yang sangat keren tentang bagaimana air limbah dapat digunakan tidak hanya untuk melacak penyakit manusia tetapi juga patogen zoonosis—patogen yang menyerang hewan. Jadi sekarang kami memikirkan untuk apa lagi air limbah itu bisa dimanfaatkan. Jenis produk sampingan hewan apa lagi yang berakhir di aliran limbah yang mungkin mengandung biomarker penyakit menular? H5 adalah contoh pertama kami, dan saya yakin akan ada lebih banyak lagi.