Pandemiemanagement durch Abwasseranalysen

Wie k?nnen wir nach zwei Jahren Pandemie und dem Wegfall von Corona-Massnahmen die Lage im Griff behalten? Eine massgebliche Indikation zur Situation liefern die Abwasseranalysen. Das Abwasser zeigt unabh?ngig von der Anzahl gemachter Tests ziemlich genau, wie hoch die Virenlast in der Bev?lkerung ist und welche Virusvarianten vorherrschen. ?Diese sind f¨¹r das Einzugsgebiet einer Kl?ranlage wirklich repr?sentativ, da sie ein Abbild der gesamten Bev?lkerung dieser Region geben,? erkl?rt Niko Beerenwinkel, Professor am Departement f¨¹r Biosysteme der ETH Z¨¹rich in Basel.

Nebst der aktuellen Virenlast l?sst sich mit den Abwasserproben auch die Ausbreitung verschiedener Virusvarianten verfolgen. So konnte zum Beispiel die Virusvariante Omikron in der Schweiz schon nachgewiesen werden, als wir glaubten, sie existiere erst in S¨¹dafrika. Weiter liefern die Analysen einen Hinweis auf die Dynamik der einzelnen Varianten, wie sie sich im Verh?ltnis zueinander entwickeln und wie ¨¹bertragbar sie sind. All das unterst¨¹tzt die Beh?rden bei der Einsch?tzung der Situation und wenn es darum geht, allenfalls neue Massnahmen zu ergreifen.

Die Technologie f¨¹r die Identifikation der Virenvarianten wurde in Zusammenarbeit zwischen Forschern der ETH Z¨¹rich, ETH Lausanne und der EAWAG entwickelt. F¨¹r die Bestimmung der Virenvarianten muss die RNA sequenziert werden, was eine Herausforderung ist, denn die Virus RNA im Abwasser zerf?llt mit der Zeit. Die Bioinformatiker des Departements Biosysteme der ETH Z¨¹rich haben deshalb einen speziellen Algorithmus entwickelt, der hilft, aus den Schnipseln der RNA im Abwasser die Virusvarianten zu erkennen. 

Die Faktoren Zeit und Umwelt

So n¨¹tzlich und aussagekr?ftig die Abwasseranalysen sind, gibt es auch Herausforderungen. Umweltfaktoren wie starker Niederschlag und Chemikalien k?nnen die Konzentration von Corona-RNA-Molek¨¹len im Abwasser beeinflussen und die Resultate verf?lschen. Auch das Virus selbst hat sich als t¨¹ckisch erwiesen: Bei Omikron war der Anstieg der Virenlast nicht so steil wie aufgrund der Fallzahlen erwartet. Christoph Ort von der EAWAG vermutet aufgrund weniger vorhandener Studien, dass dies auf die etwas geringere Virenlast der Infizierten und k¨¹rzeren Infektionsdauer von Omikron zur¨¹ckzuf¨¹hren ist. Eine stetige Anpassung der Algorithmen seitens der Forscher und Forscherinnen ist deshalb unabdingbar.

Derzeit ist der Faktor Zeit ebenfalls ein gewisser Nachteil. Es dauert mindestens zwei Wochen von der Entnahme der Probe bis zu den Analyseergebnissen. Ein grosses Wunschziel von Christoph Ort w?re, dereinst die Virenerreger und Krankheiten direkt auf der Kl?ranlage zu messen. Derzeit ist die ETH dabei, den oben erw?hnten Prozess zu automatisieren und ihn dadurch deutlich zu beschleunigen.

Regelm?ssiges Monitoring f¨¹r die Gesundheit

Die mehrheitlich positiven Erfahrungen mit Abwasseranalysen der vergangenen zwei Jahre veranlassten das Bundesamt f¨¹r Gesundheit (BAG), das Abwassermonitoring zum festen Bestandteil der Gesundheits¨¹berwachung zu machen. Zurzeit wird in sechs Kl?ranlagen das Abwasser auf das Coronavirus analysiert. Bis Ende Jahr sollen es deren hundert sein, die dann etwa 70% der Schweizer Bev?lkerung abdecken.

Die Wissenschaftssendung externe Seite NANO des Fernsehsenders 3Sat hat zum Thema ?Varianten-Screening im Abwasser? k¨¹rzlich einen Beitrag ausgestrahlt.