Vraaggestuurde rioolwatersurveillance schiet GGD’s te hulp

Tijdens de coronapandemie heeft de nationale rioolwatersurveillance zijn kracht als monitoringtool bewezen. Deze monitoring werkt op het niveau van rwzi’s, waar het rioolwater van bijvoorbeeld een hele stad samenkomt. Voor GGD’s is het vooral ook belangrijk om snel en op kleinere schaal de uitbraak van een infectieziekte te volgen, zoals in de wijk of op een school. Een recent TKI-project stelde de mogelijkheid van zo’n vraaggestuurde aanpak op de proef. “On-demand rioolwatersurveillance zou goed kunnen helpen om ondergronds aanwijzingen te krijgen voor wat je bovengronds moet doen”, denkt Ewout Fanoy van GGD Amsterdam.

Het gebruik van afvalwater om trends te signaleren in de verspreiding van besmettelijke ziekten, nam tijdens de uitbraak van het coronavirus een vlucht. KWR-onderzoeker Gertjan Medema memoreert hoe destijds vanuit de nationale rioolwatersurveillance de behoefte ontstond om lokaal de opkomst van een nieuwe variant van dit virus op te merken. “In een voorgaand TKI-project werkten we met GGD Rotterdam-Rijnmond op wijkniveau aan de rioolwatersurveillance. De bedoeling was om hiermee dieper in de stad te kunnen kijken, voor een beter handelingsperspectief. Toen daar de eerste Omikron-variant van het coronavirus werd gerapporteerd, wilde de GGD weten of het al breder onder de bevolking was verspreid. Met passive samplers bleken we in staat om Omikron eruit te pikken. We zagen dat het al verder rondwaarde. Het ging dus niet om een lokale besmetting en de GGD wist dat isoleren van de bronbesmetting niet zinvol was.”

Stille transmissie

Het voorbeeld van Medema laat zien dat ook op fijnmazige schaal het riool inzetbaar is als ‘spiegel van de samenleving’. Volgens de onderzoeker opent de huidige postpandemische periode de weg voor een hele nieuwe set aan toepassingen voor snelle en flexibele rioolwatersurveillance. “Daarmee krijgen GGD’s de tools om te zien of er sprake is van ‘stille transmissie’. Dat is de overdracht van een infectieziekte die je niet ziet met de traditionele surveillance, maar wel in het riool. Zoiets was eerder niet mogelijk.” In het onlangs afgeronde TKI-project ‘Rioolwatermetingen op aanvraag voor trendmetingen bij lokale uitbraken van infectieziektes’, is met pilots in Amsterdam en Rotterdam ingespeeld op de ontwikkeling die Medema schetst. Op grond van on-demand vragen vanuit de GGD’s – bijvoorbeeld een uitbraak van hepatitis A, het apenpokkenvirus (Monkeypox), of de bof – ging men lokaal speuren in het riool. “Dit vraaggestuurde werk betekent dat je heel snel je monitoringsnetwerk moet inrichten”, weet Jeroen Langeveld van Partners4UrbanWater. “Anders is de uitbraak alweer weg. Met onze kennis over de ondergrondse infrastructuur van het riool in verhouding tot die van de bovengrond, wisten we precies waar en wanneer we moesten meten. Je moet een sprintje trekken totdat je het antwoord hebt en elk geval is anders. Dat maakt het enorm interessant en uitdagend.”

Wattenstaafjes

De passive sampler die op een specifieke plek in het rioolstelsel wordt geplaatst, is een soort kleine torpedo met gaatjes erin, legt Medema uit. “Daarbinnen zit het monstermateriaal, dat bestaat uit wattenstaafjes en membraanfilters die het langsstromende materiaal uit het riool absorberen. Eventuele virusdeeltjes plakken hieraan vast. We laten de passive sampler 24 tot 48 uur in de stroming hangen. Dan hebben we een mooi representatief mengmonster. In het lab voeren we meerdere processtappen uit, waarna met een PCR-test wordt gekeken met welk virus we te maken hebben. Dankzij samenwerking met Erasmus Universiteit konden we vanuit de wereld van de klinische virologie de benodigde protocollen in huis halen voor de virussen waar we naar op zoek waren in het rioolwater. We hebben gemerkt dat het on-demand werk heel dynamisch is. Je moet kunnen anticiperen op iets nieuws, waarbij je tijdens het onderzoek een proof-of-concept moet inbakken. Worden we ergens op afgestuurd waar een hoge virusuitscheiding wordt verwacht, en onze passive sampler pikt dit op, dan weten we dat het werkt. Na de eerdere primeur van Omikron-variant van het SARS-CoV-2 virus hebben we in dit project ook Monkeypoxvirus en het bofvirus kunnen aantonen.”

Alert blijven

Behalve de successen die Medema noemt, ontsnapt ook hepatitis A niet aan de passive sampler. Dit bleek bij een uitbraak hiervan op een school in Amsterdam, vertelt Fanoy. “We hadden daar een melding van hepatitis A gehad, maar in welke mate het virus was verspreid, wisten we niet. Bij kinderen kan het hepatitis A-virus rondsluimeren zonder dat je het merkt. Maar vooral de ouders kunnen er flink ziek van worden. Toen besloten we de passive sampler in het rioolputje van de school en omliggende wijk te hangen. We konden het verloop daarna heel mooi volgen. Nadat bovengronds geen meldingen meer kwamen, bleven we toch ondergronds meten. We zagen eerst nog een lichte uitscheiding die daarna uitdoofde. Dat gaf de GGD bevestiging dat de uitbraak over was.”

Wasmachine

Voor Fanoy was een belangrijke reden om bij het project aan te haken dat het laat zien hoe GGD’s hun surveillancemethodieken kunnen moderniseren. “Sinds corona is dit een enorm hot topic”, licht hij toe. “Natuurlijk is de nationale rioolwatersurveillance van het RIVM voor ons ook interessant. Maar je wilt ook zelf kunnen sturen. Zo hebben we geëxperimenteerd met schurft, dat niet via de ontlasting wordt uitgescheiden maar veroorzaakt wordt door een mijt die in de huid leeft. Bij een studentenhuis hebben we een passive sampler in de wasmachine gedaan. En ja hoor, dat bleek te werken! Een interessant resultaat, dat bijvoorbeeld ook de deur opent naar het monitoren van een uitbraak in verpleeghuizen via wasmachines.”

Ethisch debat

Toch zijn er ook kritische kanttekeningen bij deze gerichte inzet van rioolwatersurveillance te plaatsen, haast Fanoy zich te zeggen. En dat is op ethisch gebied. “Als je bijvoorbeeld in een straat naar een SOA wilt gaan zoeken, hoe zit het dan met de privacy? Tijdens de coronapandemie was de urgentie voor iedereen duidelijk. Maar nu moeten we kijken naar de vraag: wat is nou echt nodig voor uitbraakbestrijding?” Bij het presenteren van de projectresultaten aan andere GGD’s, merkt Fanoy dat sommigen vanwege deze kwestie afwachtend zijn. Dat is heel logisch vindt hij. “Daarom willen we een ethisch debat voeren, samen met het RIVM, ethici, juristen en andere stakeholders. Het is belangrijk om niet over grenzen heen te gaan en hier dus het gesprek goed over te voeren. Persoonlijk denk ik dat het een middel is dat ons bij uitbraken van infectieziekten heel effectief kan helpen. Als je ziet dat het verdwijnt uit het riool, geeft dat rust omdat je zekerder weet dat het ook echt weg is.”

Spin-off

Voor praktijkman Langeveld heeft het project aangetoond dat on-demand rioolwatersurveillance werkt. Hij beschouwt het als een extra tool voor de GGD’s. “We zijn nu bezig om ervoor te zorgen dat zij het zien als een echt instrument om te kunnen gebruiken. Ik verwacht zeker een spin-off, waarbij Partners4UrbanWater een aanbieder kan zijn.” Als uitvoerende partij voor analyses in het lab, ziet Medema niet direct een rol weggelegd voor KWR. “Uiteraard willen we helpen als een GGD met een specifieke vraag voor een nieuw virus naar ons toekomt. Maar we zijn geen surveillance instituut, andere laboratoria kunnen deze service prima verlenen. Het is goed als de resultaten vanuit het TKI-project nu naar de praktijk toegaan.” Eindgebruiker Fanoy ziet dit wel gebeuren, nadat het ethische debat is gevoerd. Wel geeft hij aan behoefte te hebben aan een vertaling van de projectresultaten in een soort handboek voor de GGD’s. “Het is geen complexe techniek, maar wel nieuw voor ons. Naast de gebruikelijke menselijke diagnostiek, vraagt het om ook naar het rioolwater te kijken. Dat maakt het enorm interessant.”