Det smutsiga vattnet under våra fötter avslöjar mer än någon skulle tro

Avloppsvatten från våra badrum och toaletter har börjat berätta en förvånande historia om befolkningens hälsa. Till den växande listan över information som forskare kan avläsa härifrån har nu lagts ytterligare en punkt: spår av tjocktarmscancer gömda i städernas kloaksystem.

Kloaknätet som ett gigantiskt hälsobarometer för hela populationer är inget nytt för epidemiologer. Från analyser av avloppsvatten kan experter redan utläsa hur coronavirus eller influensavirus sprider sig i en stad, och vilken utbredning drogmissbruk har. Ett forskarteam från USA har nu visat att samma metod kan fånga upp signaler från cancersjukdomar i mag-tarmkanalen.

Det handlar konkret om tjocktarmscancer, alltså en tumör som omfattar tjocktarmen och ändtarmen. Den hör till de vanligaste och mest dödliga cancerformerna i utvecklade länder. I USA diagnostiseras varje år över etthundrafemtiofyratusen nya fall, och tjocktarmscancer är den näst vanligaste orsaken till cancerdödsfall.

Varför traditionell screening för tjocktarmscancer inte räcker till

Screeningprogram för tjocktarmscancer har funnits i åratal, men fungerar inte så bra som läkarna skulle önska. Testerna är effektiva, men de genomförs alldeles för sällan. Koloskopi väcker rädsla, avföringsprov för ockult blödning är inte lättillgängliga överallt, och många människor skjuter helt enkelt upp ämnet till senare.

Därtill kommer en oroväckande trend: sjukdomen ökar i gruppen under femtio år, alltså bland människor som ofta inte är inkluderade i standardscreeningprogram. Epidemiologer söker därför metoder som inte är beroende av den enskildes motivation, utan som ger överblick över hela samhällsgrupper på en gång.

Det finns flera problem med den klassiska screeningen:

En del människor fruktar endoskopisk undersökning
Yngre vuxna känner sig inte i riskgruppen
Tillgången till förebyggande vård är ojämnt fördelad efter bostadsort och ekonomi
Hälsosystemen hinner inte aktivt bjuda in folk till undersökning
Många patienter underskattar de första symptomen
Informationskampanjer når inte ut till alla befolkningsgrupper

Det är exakt här som konceptet om avloppsvattenepidemiologi spelar in. Istället för att fråga vem som har anmält sig till undersökning, analyserar man det vi alla lämnar efter oss i kloaken.

Experiment i Kentucky avslöjade skillnader mellan stadsdelar

De senaste resultaten kommer från Jefferson County i delstaten Kentucky. Ett forskarteam granskade patientjournaler för tjocktarmscancerpatienter från åren 2021 till 2023 för att identifiera områden med särskilt hög förekomst. De betecknade platser som hotspots om det inom en radie på åttahundra meter förekom minst fyra fall av sjukdomen.

På denna grund valde de tre kloaknät som betjänar regioner med förhöjd risk, och ett kloaknät där inga patienter registrerats i de lokala cancercentren eller i det regionala cancerregistret. Den 26 juli 2023 tog de avloppsvattenprov från vart och ett av dessa fyra system — tre gånger under dagen, med etthundrasjutiofem milliliter per gång.

I proven letade de efter fragment av humant RNA, alltså genetiskt material från celler. De analyserade två markörer: GAPDH som generell indikator för närvaron av mänskliga celler och CDH1, ett protein kopplat till tarmepitelceller, som förekommer i stora mängder i tjocktarmstumörer.

För bestämningen använde de en avancerad laboratorieteknik — digital droplet PCR — som gör det möjligt att räkna RNA-molekyler mycket exakt. Analysen fokuserade på förhållandet mellan CDH1 och GAPDH, vilket ska återspegla en överdriven representation av tumörrelaterat material.

Vad mätningarna av genetiskt material i kloaken visade

RNA av mänskligt ursprung påvisades i alla tolv prover, men förhållandet mellan CDH1 och GAPDH varierade markant mellan de enskilda kloaknäten. Genomsnittsvärdena för CDH1/GAPDH-förhållandet var cirka tjugo i området med den högsta cancerförekomsten, två komma två i den andra regionen med förhöjd risk, fyra i det tredje hotspotet och två komma sex i det nät som valts som jämförelsegrupp.

Det högsta resultatet skilde sig markant från de övriga. Anmärkningsvärt är att den första gruppen också hade mer än dubbelt så många patienter i specialiserad behandling per hundra invånare jämfört med de två övriga högriskregionerna. Forskarna från Kentucky föreslår att om CDH1/GAPDH-förhållandet i avloppsvatten från en viss stadsdel överskrider en fastställd basnivå, kan det området kräva en akut screeninginsats.

Studiens författare antyder att ett högt resultat i framtiden skulle kunna utlösa en konkret handlingsplan:

Massutskick av inbjudningar till koloskopi till invånare i det aktuella området
Distribution av gratis hemtester för ockult blödning eller markörer för tjocktarmscancer
Intensifierad informationskampanj hos praktiserande läkare och i lokala medier
Tillfällig förstärkning av personalen på gastroenterologiska och onkologiska avdelningar
Riktad utbildning av praktiserande läkare i de drabbade områdena

För den genomsnittliga stadsbon låter en sådan form av hälsoövervakning lite som ett scenario från en science fiction-serie. I praktiken är målet inte att kontrollera enskilda personer, utan att fånga upp oroväckande tendenser på nivån med hela bostadsområden eller kommuner.

Hur cancerceller hamnar i kloaken

Sett ur ett biologiskt perspektiv är mekanismen ganska enkel. En tjocktarmstumör börjar med tiden smulas sönder, stötas av och frigöra till tarmens inre hålighet både hela celler och fragment därav, inklusive RNA. Det är exakt denna princip som hemtester för tumörförändringar i avföringen bygger på — de letar efter specifika molekyler som inte borde uppträda i sådana mängder hos en frisk människa.

Forskarna från Kentucky tog ett steg vidare och samlade in istället för att analysera prover från enskilda patienter det som hela regionen avlämnar till kloaken. Deras metod undersöker i praktiken om det i ett givet område växer en bakgrundsmängd av material typiskt för tumörtyngd vävnad. Forskarna från USA understryker att det ännu bara handlar om ett proof of concept, inte ett färdigt system att införa vid varje reningsverk.

Analysen omfattade endast fyra kloaknät i ett county och en dag med provtagning. En så kortvarig och punktvis studie tillåter ännu inte att dra hårda statistiska slutsatser. Det är fortfarande inte exakt fastställt hur nära CDH1/GAPDH-förhållandet motsvarar det verkliga antalet personer med cancer i det aktuella området.

Metodens begränsningar och potential för framtidens medicin

Till osäkerheterna läggs ytterligare tveksamheter: Vissa sjuka kan ha fått behandling på andra sjukhus, en del fall förblir odiagnostiserade, och nivån av markörerna påverkas också av andra faktorer — exempelvis antalet invånare eller lokala vanor i anslutning till användning av toalett hemma eller på arbetet. Dessutom kan vissa personer just ha genomgått en operation eller befinna sig i remission, vilket påverkar mängden frigivet material.

Trots dessa begränsningar ser experter i denna metod ett värdefullt komplement till de klassiska screeningarna. Enligt deras uppfattning skulle ett system för övervakning av cancermarkörer i avloppsvatten kunna bidra till att upptäcka nya sjukdomshärdar tidigare och samtidigt identifiera platser där traditionella tester förekommer alldeles för sällan i förhållande till den verkliga risken.

Det mest realistiska scenariot för de kommande åren är att använda en sådan övervakning som en radar, som viskar beslutsfattarna i örat vart de begränsade resurserna bör dirigeras. Om systemet registrerar en signal om förhöjd risk, kommer invånarna i det aktuella området sannolikt börja få inbjudningar till tjocktarmsundersökning oftare, och de lokala klinikerna kan lägga större vikt vid ämnet i samtal med patienter.

Vad du kan göra för din tarm redan idag

Oberoende av avancerad teknologi på reningsverk har enkla beslut, som vem som helst kan fatta själv, enorm betydelse. Läkare framhäver flera nyckelelement i livsstilen kopplade till risken för tjocktarmscancer. Bland dessa är begränsning av rött och bearbetat kött, ökad konsumtion av kostfiber via grönsaker, frukt och fullkornsprodukter, upprätthållande av en hälsosam kroppsvikt och regelbunden fysisk aktivitet.

Därutöver är det viktigt att undvika överdriven alkohol och rökning. Och så finns det en punkt som många fortfarande glömmer: att reagera på oroväckande symptom. Ihållande magsmärtor, förändrat avföringsmönster, blod i avföringen eller oförklarlig viktminskning bör få dig att uppsöka läkare — även om ingen i ditt område talar om ett hotspot i statistiken.

Analys av avloppsvatten ersätter inte individuellt förebyggande arbete, men kan betyda att en inbjudan till koloskopi just landar i din brevlåda istället för att gå förlorad i en statistik. I ett längre perspektiv kan övervakning av kloaksystem också hitta väg till andra medicinska områden. Samma logik — att söka efter specifika markörer i ett enormt anonymt prov — kan hjälpa till att följa diabetes, leversjukdomar eller konsekvenserna av miljöföroreningar.