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Pilotprojekt zur Pandemiebekämpfung: Corona-Viren im Abwasser

Pilotprojekt zur Pandemiebekämpfung: Corona-Viren im Abwasser

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Datum:
Ort:
München
Lesedauer:
2 MIN

Wie kommen Corona-Viren in das Abwasser? Infizierte Menschen scheiden SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 im Stuhl aus und tragen somit zu einer Verbreitung des Erregers in die Umwelt bei. Durch die Analyse des Abwassers kann so ein Frühwarnsystem zum Schutz der Bevölkerung entwickelt werden. Ein Pilotprojekt dazu läuft zurzeit im Berchtesgadener Land.

Mehrere Wasserproben in einem transparenten Beutel mit der Aufschrift Berchtesgaden

Abwasserproben als Frühwarnsystem? Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler forschen in einer Pilotstudie, ob mittels Abwasserproben ein Ausbruchsgeschehen schnell und zuverlässig erkannt werden kann.

Bundeswehr/Kay Erkens

Weltweit wird nach neuen Methoden gesucht, um ein Ausbruchsgeschehen schnell und zuverlässig zu erkennen. Denn viele infizierte Personen haben kaum Symptome und bemerken nicht, dass sie ungewollt Andere infizieren. Um diese Infektionskette schon frühzeitig zu durchbrechen, suchen Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen nach einem geeigneten Frühwarnsystem zum Schutz der Bevölkerung. An einem solchen forscht die Technische Universität München (TUM) in Kooperation mit dem Technologiezentrum Wasser in Karlsruhe und mit Epidemiologen der Bundeswehr. Durch die flächendeckenden Abwasserproben, die in den Zusammenhang mit den positiv bestätigten COVID-19Coronavirus Disease 2019 Fällen gebracht werden, erhofft man sich ein besseres Verständnis über das Infektionsgeschehen.

Zehn Messstellen im Berchtesgadener Land

Die Kommunen im Berchtesgadener Land, das Landratsamt und die Forscher ziehen hier gemeinsam an einem Strang. Finanziell wird das Projekt durch die Berchtesgadener Landesstiftung unterstützt, die 60 Prozent der anfallenden Kosten für die Proben übernimmt sowie durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung -Verbundvorhaben „Biomarker CoV2“. Derzeit werden an insgesamt zehn Messstellen zwei Mal wöchentlich die Proben entnommen, sodass zeitnah mit den ersten Ergebnissen zu rechnen ist. Die Entnahmestellen befinden sich an den Kläranlagen im Landkreis. Wenn die erste Pilotphase erfolgreich verläuft, sollen weitere Messstellen im Landkreis folgen.

Abschätzen der Infektionskette durch Frühwarnsystem

Oberstveterinär Dr. Katalyn Roßmann vom Kommando Sanitätsdienst der Bundeswehr hat das innovative Projekt maßgeblich vorangetrieben. Für die Public Health-Expertin ist die abwasserbasierte Epidemiologie ein Frühwarninstrument für das Vorkommen des Virus in der Bevölkerung. Erfasst werden sowohl die symptomatischen als auch asymptomatischen Ausscheider. Regelmäßige Abwasseruntersuchungen auf SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2 haben dabei das Potential, diagnostische Screening-Verfahren bei bestimmten Personengruppen und Einrichtungen, regional und lokal begrenzt, sinnvoll zu unterstützen. Einen weiteren Vorteil der Abwasseruntersuchung sieht Roßmann aber auch hinsichtlich der Akzeptanz von anti-epidemischen Maßnahmen in der Bevölkerung. Und diese kann nur durch eine handfeste und transparente Datenlage erzeugt werden.

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Für die Bundeswehr war Dr. Roßmann bereits weltweit als Public Health-Expertin im Einsatz. In der Corona-Krise unterstützt die Bundeswehr die Gesundheitsämter bei der Kontaktnachverfolgung. Außerdem ist der Sanitätsdienst der Bundeswehr zusätzlich fachlich und methodisch beratend für die Regierung und die lokalen Akteure bei der Pandemiebekämpfung tätig.

von Larissa  Rodemers

6 Fragen an Dr. Katalyn Roßmann

Welchen Vorteil haben regelmäßige Abwasseruntersuchungen auf SARSSchweres Akutes Respiratorisches Syndrom-CoV-2?

Mit der Abwasseruntersuchung können zwei unterschiedliche Gruppen identifiziert werden: Erstens die Gruppe der asymptomatischen Virusträger, die nicht erkranken und zweitens die Gruppe der noch nicht erkrankten Infizierten. Eine dadurch ausgelöste Massentestung könnte diese Infizierten identifizieren. Noch nicht erkrankte Virusträger werden somit schneller erkannt. Aber viel wichtiger ist die Erfassung der asymptomatischen Virusträger, die keine Erkrankung entwickeln und wesentlich zur Aufrechterhaltung des Pandemiegeschehens beitragen. Damit können wir schneller Infektketten durchbrechen und sogenannte Superspreader schneller erkennen.

Gibt ein infizierter Mensch auch über seine Ausscheidungen Viren-RNA ab?

Ja. Infizierte Menschen einschließlich nicht diagnostizierter Virusträger in unbekannter Anzahl scheiden SARS-CoV-2 im Stuhl aus und tragen somit zu einer Verbreitung des Erregers in die Umwelt bei. Die Bedeutung dieser Ausbreitung für das Pandemiegeschehen in die Umwelt ist noch nicht ausreichend geklärt – bisher wird diese Ausscheidung als nicht relevantes Infektionsrisiko bewertet. Gerade zur Abschätzung der Dunkelziffer ist es dringend notwendig, dass Systeme zur Anwendung kommen, die die SARS-CoV-2-Viren-Verbreitung in Echtzeit erfassen und uns somit ein besseres Bild der Infektionslage verschaffen. Die meisten SARS-CoV-2-Träger haben keine oder milde unspezifische Symptome. Das Abwasserüberwachungssystem, das von Umweltwissenschaftlern in den letzten 20 Jahren entwickelt und verfeinert wurde, hat das Potenzial, ein Schlüsselinstrument in der COVID-19-Überwachung zu sein.

Wenn an einer Entnahmestelle vermehrt Corona-Virus RNA nachgewiesen wird, was bedeutet das konkret für die Region?

Der Nachweis des Virus hat indirekte Auswirkung auf die Bevölkerung. Zum einen kann auch der Anteil der nicht erkrankten Infizierten besser eingeschätzt werden und zum anderen können konkrete Maßnahmen wie beispielsweise Massentestungen initiiert werden, um Ausbruchsgeschehnisse schneller zu erkennen und eindämmen zu können. Je nach Abwasserentnahmestellen könnten sogar spezielle Einrichtungen wie Altenheime gezielt als Risikobereiche identifiziert werden.

Gibt es einen Schwellenwert, ab dem die Viren-RNA nachgewiesen werden kann?

Grundsätzlich ist von Verdünnungseffekten auszugehen. Daher ist eine gewisse Mindestmenge notwendig, um im ableitenden Abwassersystem nachgewiesen werden zu können. Der Schwellenwert im Berchtesgadener Land ist unbekannt, es soll aber versucht werden, ihn durch die aktuellen Untersuchungen zu ermitteln.

Sie führen den Pilotversuch ja in einem eher ländlichen Umfeld durch. Kann das Verfahren analog auch in Großstädten angewandt werden?

Theoretisch ja. Jedoch ist das Abwassersystem in Großstädten ungleich größer und komplizierter miteinander vernetzt. Um auswertbare Ergebnisse zu erhalten, könnte man gezielt an vulnerablen Stellen (z.B. an Krankenhäusern/Altenheimen) Proben entnehmen. Aktuell wird eine entsprechende Pilotstudie in München unter Beteiligung LMU/TUM und der Universität der Bundeswehr (München) durchgeführt.

Welche Bedeutung hat das Projekt für die Bundeswehr?

Analog zum zivilen Bereich kann diese Methode auch bei Liegenschaften der Bundeswehr im In- und grundsätzlich auch im Ausland angewandt werden. Daher schätzen wir die Ergebnisse der Pilotstudien als wichtig ein, um gegebenenfalls ein solches abwasserbasiertes Monitoringsystem auch in der Bundeswehr anwenden zu können.