贻贝中肠道病毒的环境监测揭示疫情防控限制期间污染降低

《Environmental Pollution》：Environmental surveillance of enteric viruses in mussels reveals reduced contamination during the pandemic restriction period

　　

本研究调查了贻贝中肠道病毒的发生情况，并评估了COVID-19期间与后COVID-19期间病毒污染水平的差异。研究人员于2020年11月至2024年10月期间在斯洛文尼亚生产海区采集贻贝样本（n=434），其中2022年5月至2023年5月存在1年采样中断，并采用逆转录实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR）检测病毒RNA。

两段研究时期之间观察到显著的病毒检出差异。COVID-19期间采集样本中有22.4%检出肠道病毒RNA，而后COVID-19期间这一比例为62.2%。含有多种病毒RNA的样本在后疫情时期也更为常见。诺如病毒GII基因群（NoV GII）是两个时期的优势病毒，其检出率由COVID-19期间的15.4%升至后COVID-19期间的35.1%，而诺如病毒GI基因群（NoV GI）则由0.4%升至22.9%。人星状病毒（HAstV）为检出频率第二高的病毒，其检出率在两个时期之间由8.5%升至25.0%。轮状病毒A（RVA）和Aichi病毒（AiV）仅偶发检出，而甲型肝炎病毒（HAV）和戊型肝炎病毒（HEV）未被检出。显著的季节性效应仅见于后COVID-19时期，寒冷月份的检出频率更高。

COVID-19期间肠道病毒检出率显著较低，提示疫情期间实施的非药物干预措施（NPIs）与病毒传播减少及沿海水体环境污染降低相关。研究结果进一步表明，当地环境条件与季节性变化会影响贝类中的病毒污染，并凸显贻贝作为监测海洋环境中肠道病毒有效哨兵基质（sentinel matrices）的价值。

该文发表于《Environmental Pollution》，围绕海洋贝类中人源性肠道病毒污染的环境监测展开，重点比较COVID-19防控时期与后COVID-19时期斯洛文尼亚沿海贻贝生产区病毒污染负荷的差异。研究背景在于，人类粪污排放可将多类肠道病毒持续输入河口与近岸海域，而贻贝等双壳类软体动物属于滤食性生物，能够从周围海水中富集病毒颗粒，因此既可能成为食源性暴露媒介，也可作为反映海洋环境粪源污染状况的生物指示体。现有监管体系主要依赖大肠埃希菌等微生物指标评价采收区卫生状况，但这类指标并不能充分反映诺如病毒、星状病毒等人肠道病毒在环境中的存在与循环，因而在食品安全和环境公共卫生监测上存在明显缺口。与此同时，COVID-19大流行期间实施的非药物干预措施（NPIs，指封锁、社交限制、口罩佩戴和边境管控等公共卫生措施）不仅改变了SARS-CoV-2传播，也可能改变其他常见人类病毒的群体传播及其向环境排放的强度。基于此，研究人员开展本研究，以明确疫情限制措施是否与贝类中肠道病毒污染下降有关，并评估这一变化在疫情后是否反弹。

研究人员采集了斯洛文尼亚亚得里亚海沿岸3个法定贻贝生产区的地中海贻贝（Mytilus galloprovincialis）样本，对多种肠道病毒进行系统筛查，并比较COVID-19时期与后COVID-19时期的总检出率、不同生产区差异、不同病毒谱构成及季节性分布。结果显示，疫情限制期内贻贝中的肠道病毒污染显著较低，而在防控解除后明显升高，且多重病毒共检更为常见。核心驱动病毒主要是诺如病毒GII基因群（NoV GII）、诺如病毒GI基因群（NoV GI）和人星状病毒（HAstV）。该研究的重要意义在于，它从海洋生态与食品安全交叉视角提供了证据，表明人群行为和公共卫生措施的变化能够投射到沿海环境污染水平之上，也提示贝类监测可作为临床监测与污水监测之外的重要补充，用于追踪人源性肠道病毒的环境循环与暴露风险。

在方法上，研究人员于2020年11月至2022年4月以及2023年5月至2024年10月两个阶段采集共434份贻贝样本，样本来源为Se?a、Strunjan与Debeli rti?三个斯洛文尼亚官方贝类生产区。每份样本取10–15只贻贝肝胰腺混合作为检测材料，按照ISO 15216-1:2019进行病毒回收与核酸提取，采用逆转录实时定量聚合酶链反应（RT-qPCR，reverse transcription quantitative polymerase chain reaction）定性检测NoV GI、NoV GII、轮状病毒A（RVA）、人星状病毒（HAstV）、Aichi病毒（AiV）、甲型肝炎病毒（HAV）和戊型肝炎病毒（HEV）RNA，并以卡方检验或Fisher确切检验比较不同时期、不同海区及冬夏季之间的检出率差异。

在研究结果部分，文章首先报告了所有生产区总体病毒检出情况。

3.1. Detection of enteric viruses in mussels during the COVID-19 period and post-COVID-19 period for all production areas
研究人员发现，COVID-19时期246份样本中有55份检出病毒RNA，总检出率为22.4%；其中50份为单一病毒阳性，5份为两种病毒共检，未见三种病毒共检。后COVID-19时期188份样本中有117份检出病毒RNA，总检出率升至62.2%；其中79份为单一病毒阳性，31份为两种病毒共检，7份为三种病毒共检。统计分析显示，两时期总体病毒检出差异具有显著性（χ²=80.954，p=9.9 × 10^-5）。这一结果表明，疫情限制期贝类所反映的环境病毒污染水平远低于防控解除后阶段。

3.2. Detection of enteric viruses in mussels during the COVID-19 period and post-COVID-19 period for each mussel production area
在分海区分析中，Debeli rti?、Se?a和Strunjan在COVID-19时期的病毒总检出率分别为27.8%、17.0%和24.2%，而在后COVID-19时期分别增至60.0%、56.4%和71.6%。三处生产区的时期差异均具有统计学显著性，说明病毒污染升高并非局限于单一采样点，而是出现在整个斯洛文尼亚沿海生产体系中。该结果支持疫情后人源性排放恢复与区域性环境污染上升之间存在一致关系。

3.3. Detection of different enteric viruses during the COVID-19-19 and post-COVID-19-19 period for all production areas
在病毒谱构成方面，COVID-19时期最常检出的病毒为NoV GII，246份样本中检出38份，占15.4%；其次为HAstV，检出率为8.5%；NoV GI仅检出1份，占0.4%；RVA和AiV均未检出。后COVID-19时期，NoV GII检出率升至35.1%，HAstV升至25.0%，NoV GI则显著增至22.9%；AiV和RVA分别仅占2.1%与1.1%。其中，NoV GII和HAstV在两个时期之间的差异均具有统计学显著性，提示这两类病毒是总体污染差异的重要贡献者；NoV GI虽未进行推断统计，但其由几乎未检出增至较高检出率，本身已显示出明显变化趋势。HAV与HEV在整个研究期间均未检出，说明在本研究时空范围内这两类病毒不是贻贝污染的主要组成部分。

3.4. Detection of different enteric viruses during the COVID-19-19 and post-COVID-19-19 period for each mussel production area
分海区病毒类型分析进一步显示，NoV GII在三个海区中均为主导病毒，并且在后COVID-19时期均明显增加。HAstV在Se?a和Strunjan的升高达到统计学显著，而在Debeli rti?虽有增加但未达显著。NoV GI在COVID-19时期几乎缺如，仅在Strunjan检出1份，而在后COVID-19时期三个海区均可检出。AiV仅在后COVID-19时期的Debeli rti?和Strunjan零星出现，RVA仅在Se?a后期样本中偶见。这表明，不同海区虽存在一定局地差异，但总体上均呈现疫情后病毒污染增强的共同特征，其中NoV GII是最稳定、最广泛的上升信号，HAstV则呈现更明显的区域差异性。

3.5. Seasonal distribution of enteric viruses in mussels
季节分布结果显示，COVID-19时期各月病毒检出并不稳定，一些月份完全未检出，另一些月份则为中等水平，整体未观察到显著季节差异。相较之下，后COVID-19时期自2023年中期起病毒检出频率和强度均明显升高，2023年11月至2024年3月多个时点达到80%–100%的高检出水平。NoV GI与NoV GII在2023年12月至2024年3月间频繁处于高位，HAstV则在2023年8月至11月达到较高水平。统计分析显示，COVID-19时期冬夏季差异不显著，而后COVID-19时期冬夏季差异显著（χ²=87.63，p=9.999 × 10^-5），说明当疫情防控带来的整体抑制效应减弱后，肠道病毒在寒冷季节更易表现出典型的季节性增强。

讨论部分围绕研究发现的公共卫生与环境意义展开。研究人员认为，疫情限制措施实施期间，群体中肠道病毒传播下降，从而减少了病毒经粪污进入近岸海域的压力，最终使贻贝中可检出的病毒RNA显著减少。后COVID-19时期总检出率及多重共检增加，则反映出随着社会活动、人员流动与公共接触恢复，环境病毒污染也同步回升。论文进一步指出，贻贝作为滤食性生物，可以整合较长时间尺度和较大空间范围内海水中的病毒负荷，因此相较于主要反映排污点即时状况的污水监测，贝类监测更适合揭示海洋生态系统中病毒的持续存在、迁移与累积。研究还讨论了病毒类型差异：NoV GII持续占优势，与其在人群中较高流行水平及较高粪便排毒量相一致；HAstV在2023年晚夏至秋季增多，文中指出其时间上与斯洛文尼亚暴雨和洪涝事件相近，提示强降雨可能通过地表径流和污水外溢增强病毒向海域输送；RVA长期低检出则可能与既往疫苗接种背景有关。总体而言，讨论部分强调，本研究结果与临床和污水监测关于疫情期间肠道病毒下降、限制解除后反弹的观察方向一致，但本研究提供的是贝类这一海洋环境哨兵介质中的直接证据。

研究结论部分可译为：
与斯洛文尼亚既往主要聚焦诺如病毒的研究相比，本研究通过纳入多种额外肠道病毒，并评估与疫情相关公共卫生措施对贝类生产区污染的潜在影响，拓展了研究范围。研究结果支持将贝类监测作为临床监测和污水监测的补充，以追踪病毒传播与环境污染。COVID-19时期贻贝中的肠道病毒污染显著低于后COVID-19时期，而后期污染上升主要由NoV GII、NoV GI和HAstV驱动。仅在后COVID-19时期，当总体检出频率较高时，病毒季节性模式才清晰显现。这些发现强调了将贝类监测纳入常规环境监测体系的重要性。