Studie bringt ein höheres Risiko für Darmerkrankungen mit E. coli in Wasserversorgungen mit hohem Risiko in Zusammenhang

Eine landesweite neuseeländische Studie legt nahe, dass die meisten aufbereiteten öffentlichen Wassersysteme zwar nicht mit einem höheren allgemeinen Krankheitsrisiko verbunden sind, E. coli in gefährdeten Versorgungsgebieten und bei starken Regenfällen jedoch mit einem höheren Risiko für bakterielle Darmerkrankungen verbunden ist.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in der Zeitschrift für Expositionswissenschaft und Umweltepidemiologieuntersuchte eine Forschergruppe, wie mikrobiologische Indikatoren der Trinkwasserqualität das Risiko von Darmerkrankungen in Neuseeland beeinflussen.

Globale Belastung durch durch Wasser übertragene Krankheiten

Was wäre, wenn das Wasser, das Sie jeden Tag trinken, stillschweigend Ihr Krankheitsrisiko erhöht? Verunreinigtes Trinkwasser ist weltweit für schätzungsweise 505.000 Todesfälle pro Jahr verantwortlich und stellt nach wie vor eine erhebliche Bedrohung für die öffentliche Gesundheit dar. In Industrieländern, darunter Neuseeland, hat der Ausbruch in Havelock North im Jahr 2016 gezeigt, wie leicht öffentliche Wassersysteme ausfallen können.

Mikrobiologische Indikatoren wie z Escherichia coli (E. coli) und Gesamtkolibakterien sind die am häufigsten verwendeten Indikatoren zur Beurteilung, ob Wasser trinkbar ist. Ihr Zusammenhang mit dem individuellen Krankheitsrisiko ist jedoch kaum bekannt, da sie von Umweltfaktoren abhängen. Es ist von entscheidender Bedeutung, diese Zusammenhänge zu verstehen, um Präventionsstrategien zu verbessern, und weitere Forschung ist erforderlich, um sie zu klären.

Fall-Crossover-Studiendesign und Datenquellen

Diese landesweite Studie verwendete ein Fall-Crossover-Design, um kurzfristige Zusammenhänge zwischen Trinkwasserqualität und Darmerkrankungen zu bewerten. Der Datensatz für diese Analyse umfasste alle 46.020 gemeldeten Fälle von Darmerkrankungen zwischen 2015 und 2019 im Zusammenhang mit einer öffentlichen Wasserversorgung aus einer Wasserverteilungszone (WDZ). Personen, die auf private oder häusliche Selbstversorgung angewiesen sind, wurden aufgrund fehlender Daten zur Wasserqualität ausgeschlossen.

Die Compliance-Überwachung führte zur Bereitstellung täglicher Daten zu mikrobiologischen Indikatoren wie z E. coliGesamtcoliforme Keime, Trübung und frei verfügbares Chlor. Tägliche Umweltvariablen wie Niederschlag und Temperatur wurden aus nationalen Klimadatensätzen in die Analyse integriert. Fehlende Daten zum Auftreten der Symptome wurden anhand krankheitsspezifischer mittlerer Intervalle zwischen Meldung und Auftreten geschätzt.

Expositionsbewertung und statistischer Modellierungsansatz

Als Exposition wurde der Zeitraum vor dem Ausbruch der Krankheit definiert, insbesondere die zwei Wochen davor. Während des restlichen zweiwöchigen Zeitraums vor und nach Ausbruch der Krankheit standen Kontrollen zur Verwendung zur Verfügung.

Die Forscher verwendeten bedingte logistische Regressionsmodelle, um den Zusammenhang zwischen den Wasserqualitätsindikatoren und dem Risiko der Entwicklung einer Darmerkrankung zu untersuchen. Die Analysen wurden auf der Grundlage demografischer Variablen, der Wasserquelle (Boden vs. Oberfläche) und Merkmalen der Behandlungsmöglichkeiten, einschließlich der Fähigkeit zur Reduzierung von Protozoen, durchgeführt.

Die Forscher untersuchten auch Wechselwirkungen zwischen E. coli und Niederschlag zur Bewertung kombinierter Umweltrisiken.

Allgemeine Zusammenhänge zwischen Wasserindikatoren und Krankheiten

Die Analyse umfasste 30.858 Fälle mit Daten für mindestens einen direkten Indikator sowohl im Fall- als auch im Kontrollzeitraum und lieferte so eine umfassende nationale Bewertung von Trinkwasser und Darmerkrankungen in Neuseeland. Insgesamt war das Risiko einer Darmerkrankung statistisch nicht mit den meisten Wasserqualitätsindikatoren verbunden, einschließlich der Gesamtzahl der Kolibakterien, der Trübung oder des frei verfügbaren Chlors. Ebenfalls, E. coli zeigte keinen signifikanten Gesamtzusammenhang mit Darmerkrankungen, wenn alle Fälle kombiniert wurden.

Erhöhtes Risiko in Oberflächenwassersystemen

Unter bestimmten Umwelt- und Infrastrukturbedingungen ist das Vorhandensein von E. coli mit einem höheren Risiko verbunden. Beispielsweise ist in Oberflächenwasserversorgungen die Erkennung von E. coli war mit einem um 23 % erhöhten Risiko einer enterischen bakteriellen Erkrankung verbunden. Dies stand im Gegensatz zu Grundwassersystemen, bei denen kein solcher Zusammenhang beobachtet wurde, was wahrscheinlich auf den größeren Schutz zurückzuführen ist, den das Grundwasser vor mikrobieller Kontamination bieten kann, obwohl dies von Faktoren wie der Bohrtiefe, der Bodendurchlässigkeit und der Wartung des Bohrkopfes abhängt.

Auswirkungen der Wasseraufbereitung und Kontaminationsrisiko

Wassersysteme mit bekannten Quellenkontaminationsrisiken, insbesondere solche, die eine Reduzierung der Protozoen um 4 Logarithmen (99,99 %) erfordern, zeigten noch stärkere Zusammenhänge. In diesen Systemen E. coli Das Vorhandensein dieser Bakterien führte zu einem um 28 % erhöhten Risiko einer bakteriellen Infektion.

Interessanterweise zeigten Systeme mit Protozoenbarrieren auch ein erhöhtes Risiko, was möglicherweise eher auf ihre Platzierung in Umgebungen mit höherem Risiko als auf das Versagen der Behandlung zurückzuführen ist.

Niederschlagsinteraktion und Auswirkungen der Umweltexposition

Es wurde ein unabhängiger Zusammenhang zwischen höheren Niederschlagsmengen und dem Risiko einer Darmerkrankung festgestellt, wobei das höchste Niederschlags-Tertil mit einem um 7 % höheren Risiko verbunden war, was darauf hindeutet, dass Umweltfaktoren eine wichtige Rolle spielen.

Noch wichtiger ist, wann E. coli in Verbindung mit starkem Regen festgestellt wurde, erhöhte sich das Risiko um 27 %, was darauf hindeutet, dass Regen die Kontamination durch Abfluss, insbesondere aus landwirtschaftlichen Quellen, begünstigen könnte, obwohl in der Studie festgestellt wurde, dass Regen auch alternative Übertragungswege über das Trinkwasser selbst hinaus widerspiegeln könnte.

Demografische Unterschiede im Risiko für Darmerkrankungen

Personen im Alter von 0 bis 22 Jahren zeigten bei Exposition ein um 44 % höheres Risiko E. coli in Wassersystemen mit hohem Risiko. Menschen in weniger benachteiligten Gebieten und mit europäischer Abstammung hatten ebenfalls ein höheres Risiko. Dies könnte eher auf den besseren Zugang zu Gesundheitsversorgung und Tests als auf die biologische Anfälligkeit zurückzuführen sein.

Als weitere Erklärung wurden saisonale Schwankungen genannt, was darauf hindeutet, dass in den Wintermonaten aufgrund der Möglichkeit einer längeren Persistenz der Krankheitserreger bei niedrigeren Temperaturen ein größeres Risiko bestanden haben könnte.

Studienbeschränkungen und Datenbeschränkungen

Die Autoren stellten außerdem mehrere wichtige Einschränkungen fest. Daten zu meldepflichtigen Krankheiten erfassen wahrscheinlich nur einen Teil aller Darminfektionen, insbesondere schwerere Fälle, die ärztlich behandelt werden. Die Studie konnte auch nicht über das Wasser übertragene Übertragungswege wie die Übertragung über Lebensmittel oder die Übertragung von Mensch zu Mensch nicht ausschließen.

Darüber hinaus basierten die Wasserversorgungsmerkmale auf Systemdaten aus dem Jahr 2024, sodass bei der Analyse davon ausgegangen wurde, dass diese Merkmale im Untersuchungszeitraum 2015–2019 weitgehend ähnlich waren.

Die Autoren machten außerdem darauf aufmerksam, dass die in die Studie einbezogenen registrierten öffentlichen Versorgungseinrichtungen etwa 85 % der neuseeländischen Bevölkerung ausmachten, so dass die Ergebnisse die Risiken bei kleineren, nicht registrierten oder inländischen ländlichen Versorgungseinrichtungen möglicherweise nicht vollständig widerspiegeln.

Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit und die Wassersicherheit

Diese Studie zeigt, dass die Verunreinigung des Trinkwassers nicht nur für große Ausbrüche verantwortlich ist, sondern auch zu einigen sporadischen Fällen von Darmerkrankungen beitragen kann. Starke Regenfälle können das Risiko erhöhen E. coli Kontamination des Wassers, insbesondere in risikoreicheren Versorgungsgebieten wie Oberflächenwassersystemen oder solchen mit bekannten Quellwasserrisiken.

Diese Informationen machen deutlich, dass Gebiete, die durch starke Regenfälle auf die Umwelt anfällig sind, eine wirksamere Überwachung und Aufbereitung der Wasserversorgung benötigen. Den Gemeinden muss bewusst gemacht werden, dass aufbereitetes Wasser möglicherweise nicht immer sicher für die Verwendung ist. Allerdings deuten die Ergebnisse nicht darauf hin, dass das gesamte aufbereitete öffentliche Wasser im Großen und Ganzen unsicher ist.

Sie weisen vielmehr darauf hin, dass gezielte Verbesserungen bei der Überwachung und Behandlung dazu beitragen können, das Risiko in anfälligeren Systemen zu verringern. Eine verbesserte Überwachung und Beseitigung von Umweltgefahren wird zum Schutz der öffentlichen Gesundheit beitragen.

Quellen: