Wie Abwasseranalyse zu Coronavirus-Monitoring werden kann

23.März 2021

Auf die Analyse der 1.000. Kläranlagen-Probe an seinem Institut an der Universität Innsbruck konnte der Mikrobiologe Heribert Insam kürzlich zurückblicken. Seit April des Vorjahres untersucht ein weitreichender Forschungsverbund Rückstände des SARS-CoV-2-Erbguts im Abwasser.

Um ein möglichst flächendeckendes und zeitnahes Abschätzen der landesweiten Covid-19-Verbreitung und -Dunkelziffer zu ermöglichen, bräuchte es einen weiteren Ausbau des „Coron-A“-Projektes und einer genauerer Abwasseranalyse.

Bis zu zwei bis drei Mal wöchentlich bzw. in den Landeshauptstädten mittlerweile täglich werden an den 30 größten Kläranalagen-Standorten im ganzen Land Abwasserproben entnommen und dann auf Rückstände der RNA des SARS-CoV-2-Virus untersucht, erklärte Insam. Zusätzlich zum „Coron-A“-Forschungsprojekt wertet seit dem Jahreswechsel auch das Team um Andreas Bergthaler am Forschungszentrum für Molekulare Medizin (CeMM) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) Kläranlagenproben dahin gehend aus, wie hoch der Anteil an Virus-Ergbut ist, das von den neuen SARS-CoV-2-Varianten stammt.

Mittlerweile sind dies pro Woche bis zu 100 Proben. Dass das überhaupt so möglich ist, hat die Forscher überrascht. „Dann ist das Interesse beiderseits gestiegen“, so Insam, der am Institut für Mikrobiologie der Uni Innsbruck tätig ist. Beim Viren-Screening mittels Abwasserproben sei Österreich international ein Vorreiter. Insgesamt lässt sich so schon ein ziemlich vollständiges Bild des Infektionslage in Österreich zeichnen.

Bei Start im Frühling 2020 standen für die Wissenschafter und Wissenschafterinnen zuerst aber vor allem methodische Fragen im Vordergrund – nämlich inwieweit sich die nicht sehr stabile und nicht mehr infektiöse Viren-RNA in der Abwasseranalyse überhaupt nachweisen lässt. Gelernt hat man seither auch einiges im Bereich der Logistik, so der Forscher, der das Projekt mit seinen Kollegen Rudolf Markt und Norbert Kreuzinger vom Institut für Wassergüte und Ressourcenmanagement der Technischen Universität (TU) Wien initiiert hat. Beteiligt sind inzwischen auch die Medizinische Uni Innsbruck und die Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit (AGES). Koordiniert wird das Forschungsprojekt vom Umweltbundesamt. Unterstützung kommt vom Landwirtschafts- und Bildungsministerium sowie von acht Bundesländern und dem Städtebund

Abwasseranalyse nach 30 Stunden fertig

Wie viele Genkopien des Coronavirus sich in einem Milliliter Abwasser befinden, ist vielfach bereits rund 30 Stunden nach Entnahme klar. Damit habe man eine relativ zeitnahe Schätzung des Infektionsgeschehens. Manches sei aber mit Vorsicht zu genießen, denn etwa starke Regenereignisse oder Landwirtschafts- und Industriebetriebe, die ebenfalls in die Anlagen einleiten, bzw. starke Pendlerbewegungen können Ergebnisse verfälschen. Man müsse die Anlagen und deren Umfeld daher gut kennen, erklärte Insam.

Gibt es aber etwa eine Zunahme in einem Gebiet, sehe man das bereits mehrere Tage bevor sich im Melderegister (EMS) etwas abzeichnet. In der Rückschau sei man mit den Inzidenz-Schätzungen meistens erstaunlich richtig gelegen. „Das ist eine ganz coole Geschichte“, betonte Insam.

Ein ständiges Fragezeichen ist, wie viele Viren eine infizierte Person ausscheidet. Das hänge vom Schweregrad und Verlauf der Krankheit ab, dazu kommt, dass es Hinweise gibt, dass nicht alle Infizierten überhaupt das Virus über Fäkalien ausscheiden. Eine neu aufgetretene Forschungsfrage ist überdies, ob sich der Ausscheidungsverlauf und die Virenlast durch die neuen Varianten verändert. So könnte die britische Variante vielleicht auch deshalb ansteckender sein, weil mehr Viren ausgeschieden werden. „Uns ist aufgefallen, dass das Abwassersignal im Vergleich zu den Inzidenzen in aktuellen Proben stärker ansteigt als früher“, so der Mikrobiologe. So könnte möglicherweise die Virus- und Varianten-Ausbreitung auch international mitverfolgt werden.

Letztendlich möchte man mit dem Forschungsprojekt auch für die Zeit vorbauen, wenn die Pandemie etwas abgeflacht ist und auch nicht mehr derart breit getestet wird. Um in einem zukünftigen vorausschauenden Monitoring, das auch eine zeitnahe Dunkelzifferschätzung erlaubt, dann „mit der Nase vorne zu sein“, wie es Insam ausdrückte, sei eine Beprobung von in etwa 300 bis 400 Anlagen nötig: „Das hängt aber von der Finanzierung ab.“ Um nahezu eine Million Bewohner abzudecken, brauche es in etwa vier Personen im Labor und in der Datenaufbereitung sowie die entsprechende Infrastruktur. (APA/red)

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