Viele SARS-CoV-2-Infizierte werden in der Statistik nicht erfasst, weil sie entweder gar keine oder keine typischen Symptome aufweisen und deshalb nicht getestet und gemeldet werden. Wie hoch diese Dunkelziffer und damit der tatsächlich infizierte Anteil der Bevölkerung ist, ist aber ein wichtiger Schlüsselparameter für die epidemiologische Bewertung einer Pandemie sowie die Prognose dafür, wie sie sich weiterentwickeln wird.
Ein Team von mehr als 20 Abwasserfachleuten, Mikrobiologen, Virologen und Modellierern des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ), der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA) und der TU Dresden arbeiten seit mehreren Wochen gemeinsam mit den Kläranlagenbetreibern der Städte Hamburg, Leipzig, Dresden, dem Wasserverband Eifel-Rur und weiteren 20 Städten daran, aus repräsentativen Abwasserproben unterschiedlich stark betroffener Bevölkerungsgruppen den Gesamtinfektionsgrad im Einzugsgebiet von Kläranlagen direkt zu erfassen. In der zweiten Maihälfte soll mit cirka 20 Kläranlagen ein Probebetrieb mit täglicher Probenahme beginnen. Für die Untersuchungen bereitet zum Beispiel Hamburg Wasser Abwasserproben des Klärwerks Hamburg auf.
Erste Modellrechnungen
„Wir werden in der zweiten Maihälfte zusammen mit cirka 20 Kläranlagen eine Testphase durchführen, die die gesamte Analysekette von der Entnahme und Aufbereitung der Proben über die PCR-Analyse bis zur Modellhochrechnung umfasst. Letztere muss mit kleinen Fallzahlen und einer großen Dynamik des Gesamtsystems zurechtkommen und auch Aussagen zur Unsicherheit der Prognosen erlauben“, sagt Prof. Georg Teutsch, der Wissenschaftliche Geschäftsführer des UFZ und Initiator des Projektes.
Die Idee des Abwassermonitorings ist nicht neu, ähnliche Untersuchungen wurden bereits im Rahmen des Drogenscreenings und im Zusammenhang mit Polio-Impfmaßnahmen erfolgreich durchgeführt. In Bezug auf das SARS-Coronavirus-2 berichteten bereits im Februar dieses Jahres niederländische Wissenschaftler, dass sie wenige Infizierte pro 100.000 Personen anhand des Erbguts von SARS-CoV-2 in Abwässern aus sechs Kläranlagen – darunter die des Flughafens Schiphol – mit hoher Empfindlichkeit detektiert haben.
Potenzial für ein großes Frühwarnsystem
In solchen Messungen steckt großes Potenzial für die Etablierung eines räumlich differenzierten, kontinuierlichen Frühwarnsystems, etwa um die Folgen von Lockerungsmaßnahmen zu beobachten und wenn nötig nachzusteuern. Mit Probenahmen an ca. 900 Kläranlagen könnten etwa 80 Prozent des gesamten Abwasserstroms und damit ein Großteil der Bevölkerung in Deutschland täglich erfasst werden. Das wäre zwar eine aufwendige, jedoch keinesfalls unmögliche Aufgabe, die – gemessen an der Aussicht, Infektionsherde bundesweit früh quantitativ, örtlich differenziert und in ihrem zeitlichen Verlauf erfassen zu können – überschaubare Kosten erzeugen würde. Doch bis zu einem schnellen, kontinuierlichen, robusten und flächendeckenden Monitoring- und Frühwarnsystem sind noch einige Herausforderungen zu bewältigen. (hp)
