Coronavirus: Wissenschaftler aus Sachsen wollen Infektionsgrad im Abwasser messen

Wie weit das neuartige Coronavirus tatsächlich in der Bevölkerung verbreitet ist, kann momentan keiner genau sagen. Viele Sars-CoV-2-Infizierte fallen statistisch durchs Raster, weil sie keine typischen Symptome aufweisen und deshalb nicht getestet und gemeldet werden. 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 Technischen Universität Dresden will das schnellstmöglich ändern. Seit Wochen arbeiten sie mit Kläranlagenbetreibern der Städte Leipzig, Dresden, Köln und weiteren 20 Städten daran, aus repräsentativen Abwasserproben unterschiedlich stark betroffener Bevölkerungsgruppen den Infektionsgrad im Einzugsgebiet von Kläranlagen zu erfassen. Schnellere Aussagen zur Infektionsrate: „Wir werden in der zweiten Maihälfte zusammen mit zirka 20 Kläranlagen eine Testphase durchführen, die die gesamte Analysekette von der Entnahme und Aufbereitung der Proben über die Analyse der Polymerase-Kettenreaktion bis zur Modellhochrechnung umfasst“, kündigt Georg Teutsch, der Wissenschaftliche Geschäftsführer des UFZ und Initiator des Projekts an. „Die Modellrechnung muss mit kleinen Fallzahlen und einer großen Dynamik des Gesamtsystems zurechtkommen und auch Aussagen zur Unsicherheit der Prognosen erlauben“, so der Professor. Die Idee des Abwassermonitorings ist nicht neu. Ähnliche Untersuchungen seien bereits bei Drogenscreenings und im Zusammenhang mit Polio-Impfmaßnahmen erfolgreich durchgeführt worden. Im Februar dieses Jahres berichteten niederländische Forscher, dass sie wenige Corona-Infizierte pro 100 000 Personen anhand des Erbguts von Sars-CoV-2 in Abwässern aus sechs Kläranlagen mit hoher Empfindlichkeit gemessen haben. Das tägliche DNN Corona-Update als Newsletter Alle News zum Coronavirus in Dresden täglich gegen 7 Uhr im E-Mail-Postfach „Wir haben in den vergangenen sechs Wochen deutliche Signale aus Proben in Köln, Heinsberg und gelegentlich schwache Signale aus Leipziger Proben bekommen“, sagt der Mikrobiologe Prof. Hauke Harms vom UFZ gegenüber der LVZ. Mit der seit dieser Woche vorgegebenen Messlatte von 50 Infizierten pro Woche und 100 000 Einwohnern habe man eine klare Marke. „Unser Ziel ist es, anhand der Ausscheidungsrate des Virus schneller zu Aussagen über den Infektionsgrad der Bevölkerung zu kommen, als dies durch Untersuchung bereits hustender oder asymptomatischer Patienten möglich wäre“, erklärt der Forscher. Allerdings seien dazu noch viele Proben und Modellierungen nötig, bis der Politik verlässliche Instrumente an die Hand gegeben werden könnten. „Ich bin aber vorsichtig optimistisch, dass wir bis zum Herbst, wenn möglicherweise eine zweite Infektionswelle kommt, schon ein ganzes Stück weiter sind“, blickt Harms voraus. Auf jeden Fall nützten diese Forschungen, um eine Art Frühwarnsystem für künftige Pandemien entfalten zu können. Infektionsherde flächendeckend erfassen: Mit Probenahmen an rund 900 Kläranlagen könnten etwa 80 Prozent des gesamten Abwasserstroms und damit ein Großteil der Bevölkerung in Deutschland täglich erfasst werden. Infektionsherde könnten bundesweit früh zahlenmäßig, örtlich differenziert und in ihrem zeitlichen Verlauf erfasst werden – mit überschaubaren Kosten Die Schwierigkeit bestehe darin, geringste Konzentrationen an Viren und Ribonukleinsäure, die zudem starken Schwankungen unterworfen sind, zuverlässig in den Abwasserproben zu erfassen. Deshalb arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler zurzeit an der Optimierung der Probenaufbereitung, um die Virenlast zuverlässig erfassen zu können. „Die aktuelle Verunsicherung über die Möglichkeiten von Lockerungsmaßnahmen liegt auch in der weiterhin unklaren Datenlage über die Dunkelziffer an Infizierten. Wir freuen uns daher, das DWA-Netzwerk in dieses sehr erfolgversprechende Projekt einbringen zu können“, betont DWA-Präsident Prof. Uli Paetzel. Gemkow lobt Forschungsmethode: „Entscheidend wird die Fähigkeit sein, eine Detektionsempfindlichkeit für Sars-CoV-2 zu erreichen, die nicht erst bei hohen Zahlen von Infizierten verwertbare Ergebnisse liefert. Erste Ergebnisse stimmen uns vorsichtig optimistisch“, sagt UFZ-Virologe René Kallies, der im Projekt für die Probenaufbereitung verantwortlich ist. Eine Gruppe des UFZ und der TU Dresden arbeitet derzeit daran, ein empfindliches Analyseverfahren zu entwickeln. Parallel dazu werden auch die Modellsysteme für einen geplanten kontinuierlichen Datenfluss aufgebaut. „Bis zur Operationalisierung eines integralen Abwassermonitorings ist aber noch ein ganzes Stück Weg zu gehen, auf dem wir auch so schnell wie möglich die Ergebnisse der wissenschaftlichen Öffentlichkeit vorstellen und diskutieren wollen“, ergänzt Kallies. Unterstützt werden die Forscher auch von der Politik. „Die von den sächsischen Forschern und ihren Kooperationspartnern angewandte Methode, die tatsächliche Infektionsrate der Bevölkerung festzustellen, klingt sehr vielversprechend“, sagt Sachsens Wissenschaftsminister Sebastian Gemkow (CDU). „Wenn das Abwassermonitoring funktioniert und landesweit umsetzbar ist, steckt darin ein riesiges Potenzial für den Umgang mit der aktuellen SARS-CoV-2-Pandemie – und perspektivisch auch für vergleichbare zukünftige Pandemien, weil damit valide Daten zur sogenannten Durchseuchung der Bevölkerung gesammelt und aufbereitet werden können.“ LVZ.de berichtet über die Auswirkungen der Corona-Pandemie in Leipzig und Sachsen. 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