Krankheitserreger sind in vier Risikogruppen eingeteilt. Jeder Risikogruppe ist eine biologische Schutzstufe (auch: Sicherheitsstufe) zugeordnet. Die Schutzstufe bestimmt die Anforderungen an Räumlichkeiten, Ausrüstung und Arbeitsabläufe, die es beim Umgang mit diesen Erregern zu befolgen gilt. Mit Erregern der höchsten Risikogruppe 4 (zum Beispiel Krim-Kongo-Hämorrhagisches-Fieber-Viren, Lassa- oder Ebolaviren) darf nur in einem Labor der Schutzstufe 4 umgegangen werden. Ein S4-Labor wird häufig auch als Hochsicherheitslabor bezeichnet (in Fachkreisen gelten auch Labore der zweithöchsten Sicherheitsstufe S3 als Hochsicherheitslabor, da diese bereits hohen Sicherheits­anforderungen genügen müssen).

Ein S4-Labor ermöglicht den sicheren Umgang, die Erforschung und Diagnostik von lebensgefährlichen Krankheitserregern, ohne die Bevölkerung und das Laborpersonal zu gefährden. Dazu ist es notwendig, das Hoch­sicherheits­labor räumlich und organisatorisch von umgebenden Gebäuden zu trennen. Das Labor ist unabhängig hinsichtlich seiner Stromversorgung und der Lüftungsanlagen und ist besonders gesichert gegen technische Ausfälle. Das Betreten und Verlassen des Hochsicherheitslabors erfolgt über mehrere Schleusen. Alle verwendeten Materialien, insbesondere Abwässer und Laborabfälle, werden inaktiviert, das bedeutet, dass möglicherweise anhaftende oder enthaltene Viren abgetötet werden. Zu- und Abluft des Sicherheitslabors werden über ein mehrstufiges Filtersystem keimfrei gemacht (HEPA-Filter). Der Zugang zum Labor ist nur ausgewählten, besonders qualifizierten Mitarbeitern in Vollschutz­anzügen mit externer Luftversorgung möglich und wird ständig überwacht. Vor dem Verlassen des Labors werden die Anzüge in einer speziellen Dusche desinfiziert. Diese Maßnahmen haben sich in vergleichbaren Hochsicherheits­laboren über Jahrzehnte als wirksam bewährt.

Stand: 15.08.2017

Das RKI ist die zentrale Einrichtung in Deutschland für den Infektionsschutz und seit 2016 WHO-Kooperationszentrum für neu auftretende Infektionen und biologische Gefahren. Zu seinen Tätigkeiten gehört ein breites Spektrum experimenteller und diagnostischer Methoden. Für den Umgang mit bestimmten Krankheitserregern und entsprechenden Patientenproben ist die höchste Sicherheitsstufe S4 für Laboratorien nötig. Das RKI ist bislang das einzige Bundesinstitut im humanmedizinischen Bereich mit einem S4-Labor.

In den letzten Jahren sind eine Reihe neuer Viren wie z.B. das SARS-Virus, das MERS-Coronavirus oder auch neue Typen von Grippeviren aufgetreten. Sie könnten nach Ansicht der Weltgesundheitsorganisation (WHO) zu einer weltweiten Bedrohung für die Gesundheit werden. Auch Viren der höchsten Risikogruppe 4 waren darunter, wie das Lujo-Virus 2009 oder das Hendra- und das Nipahvirus in den 1990er Jahren. Daher braucht man Laboratorien, die diese Erreger möglichst rasch und sicher identifizieren, charakterisieren und Verfahren für Diagnostik, Therapie und Impfstoffherstellung entwickeln. In den vergangenen Jahrzehnten ist nahezu jedes Jahr ein neuer Erreger entdeckt worden, der klinisch relevante Erkrankungen des Menschen hervorrufen kann.

Insbesondere für bereits bekannte und hoch ansteckende, aus dem Ausland importierte Krankheiten ist eine schnelle Diagnostik dringlich, um über Infektionsschutzmaßnahmen (z.B. Quarantäne) und lebensrettende Therapieschritte entscheiden zu können. Ein Teil der Diagnostik kann nur in einem S4-Labor erfolgen: für eine Bestätigung müssen Viren angezüchtet werden.

Auch in Deutschland sind solche Krankheiten in den vergangenen Jahren aufgetreten: unter anderem bestand 1999 bei einem Patienten in Berlin Verdacht auf Lassafieber (tatsächlich war er an Gelbfieber erkrankt), 2006 gab es einen Lassa-Fall in Frankfurt, 2016 je einen Lassa-Fall in Köln und Frankfurt sowie zwei Verdachtsfälle. Außerdem ist es möglich, dass im Rahmen von Epidemien, wie dem Ebola­fieber-Aus­bruch in Westafrika 2014/15, einzelne Fälle nach Deutschland importiert werden.

Auch in Europa kommt ein Erreger vor, der die Schutzstufe 4 erfordert: das hämorrhagische Fieber verursachende Krim-Kongo-Virus, das zum Beispiel in Griechenland nachgewiesen wurde. Klimaerwärmung, weiter steigende Reisetätigkeit, enge Kontakte mit Wildtieren und Globalisierung könnten die Risiken in Zukunft verstärken.

Das Robert Koch-Institut liegt in direkter Nachbarschaft zur Charité Universitätsmedizin Berlin, Campus Virchow-Klinikum, mit seiner Sonderisolierstation für Patienten mit schweren Infektionen und dem einzigen Lehrstuhl für Infektiologie in Deutschland. Außerdem gibt es enge Kooperationen des Instituts mit allen Berliner Universitäten und Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet der Infektiologie. Dies sind wichtige Vorrausetzungen für Spitzenforschung im Dienste des Schutzes der Bevölkerung vor gefährlichen Infektionen. Sie dienen auch der Weiterentwicklung des Forschungsstandortes Berlin sowie der Sicherung und der Schaffung von Arbeitsplätzen.

Hinzu kommen internationale Überlegungen der Genehmigungsbehörden, Erreger in höhere Schutzstufen als bisher einzugruppieren. Dies betrifft insbesondere solche Erreger, deren weltweite Ausrottung angestrebt wird und in Reichweite ist - zum Beispiel Polio- oder Masern-Viren - bei denen ein besonders strenger Schutz gegen eine Wiederausbreitung vorgeschrieben ist. Für diese Erreger muss aber weiterhin Diagnostik vorgehalten werden, um Verdachtsfälle untersuchen zu können. Das Robert Koch-Institut ist Regionales Referenzlabor der Weltgesundheitsorganisation für Polio, Masern und Mumps.

Auch bei Verdacht auf einen bioterroristischen Anschlag, etwa mit hämorrhagischen Fieber- oder Pockenviren, ist eine schnelle und sichere Diagnostik unter Hochsicherheitsbedingungen unerlässlich. Das Robert Koch-Institut ist für Verdachtsfälle bei Einrichtungen der Bundesregierung oder bei ausländischen Botschaften und Konsulaten in Berlin zuständig. Bundesweit muss das Robert Koch-Institut sogenannte Bestätigungsuntersuchungen durchführen.

Stand: 16.07.2018

Das Hochsicherheitslabor hat im Juli 2018 den Betrieb aufgenommen. Es ist Teil einer großen Bau-maßnahme, bei der Labor- und Büroflächen des Robert Koch-Instituts am Standort Seestraße moder-nisiert bzw. neu errichtet wurden.

Das Landesamt für Gesundheit und Soziales (LAGeSo) hat im November 2007 die Genehmigung für die Errichtung eines Laborneubaus erteilt, den Bauantrag hat die Senatsbehörde für Stadtentwicklung im Dezember 2008 bewilligt. Baubeginn für das Laborgebäude war im Herbst 2010, die Einweihung fand im Februar 2015 und die Übergabe das Gebäudes im April 2015 statt. Anschließend mussten alle Sicherheitsmaßnahmen, Funktionen und Abläufe in einer längeren Testphase auf ihre Wirksamkeit und Zuverlässigkeit überprüft werden.

Die Baukosten für die große Baumaßnahme in der Seestraße betrugen rund 170 Millionen Euro, 166 Millionen kamen aus dem Haushalt des Bundesministeriums für Gesundheit, rund 4 Millionen Euro für Energieeinsparungsmaßnahmen aus dem Haushalt des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit.

Stand: 31.07.2018

Im S4-Labor können einerseits Proben von Patienten untersucht werden, die im Verdacht stehen, sich mit Erregern der höchsten Risikogruppe 4 (z.B. Ebola- oder Lassaviren) infiziert zu haben. Dafür ist das Labor angesichts der benachbarten Sonderisolierstation des Virchow-Klinikums der Charité-Universitätsmedizin optimal gelegen.

Zum anderen werden solche Infektionserreger im S4-Labor gezielt erforscht– etwa um herauszufinden, wie Krankheiten wie Ebolafieber entstehen, wie man Infektionen verhindern und krankheitsauslösende Abläufe im Körper unterbrechen kann. Zudem stehen Laborkapazitäten auch für die Arbeiten externer Wissenschaftler und für Fortbildungen zur Verfügung.

Stand: 31.07.2018

Die meisten Hochsicherheitslaboratorien weltweit werden innerhalb von Städten betrieben, etwa bei den Centers for Disease Control and Prevention in Atlanta, USA, oder hier in Deutschland − seit Jahrzehnten − beim Bernhard-Nocht-Institut in Hamburg. Letzteres ist das älteste Labor mit einer biologischen Schutzstufe 4 in Europa. Es befindet sich nicht weit von der Innenstadt im Stadtteil St. Pauli.

Diese Wahl der Lage begründet sich damit, dass eine enge Kooperationen der Wissenschaftler eines Hoch­sicherheits­bereichs mit anderen Forschern vor Ort für die Leistungsfähigkeit einer solchen Einrichtung unverzichtbar sind. Das S4-Labor kann aus logistischen Gründen nicht isoliert vom übrigen Institut betrieben werden, da die Wissenschaftler auf unterstützende Laboratorien angewiesen sind. Dazu kommt in Berlin die gute Verkehrsanbindung, die die Wege flexibel und schnell macht.

Vom S4-Labor im Robert Koch-Institut profitieren auch die Patienten der benachbarten Sonderisolierstation des Virchow-Klinikums (und damit die Bevölkerung), da die vollständige Untersuchung der Patientenproben − etwa bei einem Ebolafieber-Verdachtsfall − direkt in der Nachbarschaft, ohne Zeitverlust durch einen aufwändig gesicherten Transport, erfolgen kann (siehe auch: Wie wird sichergestellt, dass keine Erreger nach draußen gelangen?).

Stand: 31.07.2018

Nach entsprechender Genehmigung werden nur solche Erreger aufbewahrt, die für die Forschungsarbeiten benötigt werden, und das nur in sehr geringen Mengen.

Aber auch beim Verdacht auf einen neuartigen Erreger mit hoher Ansteckungsfähigkeit (Virulenz) und unbekannten Eigenschaften könnte man gegebenenfalls Untersuchungen nur in der höchsten Schutzstufe durchführen, wie es etwa mit den Blut-, Gewebe- oder Auswurfproben des ersten SARS-Patienten in Deutschland im März 2003 der Fall war, als die Art des Erregers und seine Eigenschaften noch nicht bekannt waren.

Aus Gründen eines verstärkten Arbeitsschutzes können im Bedarfsfall auch ausgewählte Arbeiten, etwa mit SARS- oder Influenzaviren, für die an sich Schutzstufe 3 nach derzeit geltenden Vorschriften ausreichen, unter S4-Bedingungen durchgeführt werden. Außerdem ist zu erwarten, dass bestimmte Erreger wie Polio- oder Masern-Viren wegen der vorgesehenen weltweiten Ausrottung mittelfristig hoch gestuft werden. Dann sind zur Fortsetzung der medizinischen Forschungsarbeiten am Robert Koch-Institut als zentraler Institution Bedingungen der Schutzstufe 4 erforderlich.

Auch bei einem Verdacht auf Freisetzung von Pockenerregern würde man die Untersuchungen entsprechender Proben vorsorglich unter S4-Bedingungen durchführen.

Stand: 31.07.2018

Das S4-Labor ist eine von der Umgebung völlig getrennte aerosol- und luftdichte Einheit mit eigener Luft-, Strom- und Wasserversorgung. In dem Labor herrscht ein ständiger Unterdruck der verhindert, dass bei eventuell auftretenden Undichtigkeiten Luft aus dem Labor strömt. Der Unterdruck sowie die Dichtigkeit des Labors werden regelmäßig überprüft. Die Abluft aus dem Labor wird über ein mehrstufiges Filtersystem mit hocheffizienten Filtern (HEPA-Filter) geführt. Damit ist sichergestellt, dass keine Erreger nach außen gelangen können. Der Zugang zu den Laborräumen ist nur über ein Schleusensystem möglich, welches aus vier Räumen besteht, deren Luftdruck bis zu dem eigentlichen Labor stufenweise abnimmt. Das heißt, es ist sichergestellt, dass die Luft beim Öffnen und Schließen der Schleusentüren immer in Richtung Labor strömt. Der letzte Schleusenraum vor dem Labor – die Dekontaminationsdusche - wird nach jedem Betreten und Verlassen des Labors automatisch desinfiziert.

Der Zugang zum Labor ist auf weniger Mitarbeiter begrenzt und wird ständig überwacht. Alle Personen arbeiten in geschlossenen Schutzanzügen mit externer Luftzufuhr und sind damit von der Raumluft unabhängig. Die Schutzanzüge werden regelmäßig auf Dichtigkeit geprüft. Sollte während der Arbeit im Labor ein Loch im Anzug entstehen, sind die Mitarbeiter in der Regel jedoch nicht gefährdet: Im Anzug selbst herrscht Überdruck, im umgebenden Labor Unterdruck, sodass die Raumluft und sich darin möglicherweise befindende Erreger nicht in den Anzug gelangen. Nach der Arbeit im Labor passieren die Mitarbeiter im Anzug eine Dekontaminationsdusche, in der alle eventuell auf dem Anzug haftende Erreger durch Desinfektionsmittel abgetötet werden. Die Abwässer werden durch eine thermische Behandlung zusätzlich inaktiviert, sodass auch auf diesem Wege kein Erreger in die Umwelt gelangen kann.

Alle Gegenstände oder Materialien, die aus dem Labor heraustransportiert werden sollen, werden vorher in speziellen Geräten Wasserdampf von hoher Temperatur und entsprechendem Druck ausgesetzt (autoklaviert), eine Behandlung, die die bearbeiteten Erreger sicher abtötet. Zusätzlich werden auch alle Abwässer gesammelt und durch erprobte chemische Mittel und durch Erhitzen inaktiviert.

Dies ist eine Auswahl einer ganzen Reihe von Maßnahmen, die, entsprechend gesetzlicher Vorgaben und internationaler Erfahrungen beim Betrieb von Hochsicherheitslaboratorien ergriffen werden und den sicheren Betrieb des S4-Labors gewährleisten. Diese Maßnahmen haben sich in vergleichbaren Hochsicherheitslaboren über Jahrzehnte als wirksam bewährt.

Stand: 16.07.2018

Die zuständigen Genehmigungs­behörden sind das Landesamt für Gesundheit und Soziales (LAGeSo) in Berlin, die Unfall­versicherung Bund und Bahn und das Bezirksamt Mitte von Berlin. Die Genehmigungs­behörden kontrollieren regelmäßig die umgesetzten Sicherheits­maßnahmen, die in zahl­reichen Gesetzen und Vorschriften fest­geschrieben sind. Vorfälle im S4-Labor müssen an die Behörden gemeldet werden.

Stand: 31.07.2018

Im S4-Labor arbeiten nur trainierte und erfahrene Mitarbeiter. Für sämtliche Arbeiten müssen festgelegte Abläufe eingehalten werden, die vom Biosicherheitsbeauftragten des S4-Labors regelmäßig überprüft werden. Bei kritischen Arbeiten wird nach dem Vier-Augen-Prinzip vorgegangen. Wenn ein Mitarbeiter zum Beispiel spitze Gegenstände wie Spritzen oder Skalpelle benutzt, bei denen ein Ver-letzungs- und auch Infektionsrisiko besteht, wird dies von einem zweiten Kollegen überwacht.

Stand: 16.07.2018

Im Labor sind immer nur geringe Mengen der Erreger vorhanden. Die Wahrscheinlichkeit einer Freisetzung ist durch die vielfachen (redundanten) Sicherheitsmaßnahmen extrem gering (siehe Wie wird sichergestellt, dass keine Erreger nach draußen gelangen?). Falls trotz aller mehrstufigen Sicherheitsmaßnahmen Erreger freigesetzt werden sollten, könnten dies daher nur verschwindend kleine Mengen sein. Diese Konzentrationen würden zusätzlich durch die Umgebungsluft stark verdünnt, dazu kommt, dass die Erreger in der Umgebung sehr instabil sind. Selbstverständlich würden in einem solchen Fall trotzdem Schutzmaßnahmen ergriffen, die in inner- und außerbetrieblichen Notfallplänen festgelegt sind. Bei Brandunfällen würden die Erreger durch die große Hitzeeinwirkung schnell abgetötet. Eine Evakuierung der Bewohner in der Umgebung des Labors wäre somit nicht erforderlich.

Gravierende Ereignisse im Hochsicherheitslabor sind extrem selten, können jedoch in Einzelfällen auftreten - zum Beispiel, wenn sich ein Wissenschaftler mit der Kanüle einer Spritze sticht, in der sich Erreger befinden, oder von einem infizierten Versuchstier gebissen wird. Solche Unfälle stellen aber keine Gefahr für Anwohner dar.

Als generelle Vorsichtsmaßnahme gilt: Sobald ein Mitarbeiter des S4-Labors Fieber bekommt – etwa durch einen grippalen Infekt im Winter – muss er das sofort dem Laborleiter sowie einem soge­nannten Durchgangsarzt melden. Gemeinsam wird dann überprüft, ob eine Infektion im S4-Labor zu irgend­einem Zeit­punkt möglich gewesen sein könnte und ob weitere Maßnahmen erforderlich sind.

Bei Ausfällen der technischen Systeme und Überwachungs­technik als auch der Unterbrechung der öffentlichen Stromversorgung sind Backup-Systeme vorhanden, die den sicheren Betrieb garantieren. Durch die Komplexität der technischen Systeme kann es hier jedoch auch hin und wieder zu einem Fehlalarm kommen, durch den in manchen Fällen auch die Feuerwehr alarmiert wird.

Stand: 02.08.2018

Infektionserreger, insbesondere die in die höchste Schutzstufe eingruppierten Viren, sind sehr hitzeempfindlich. Sie würden bei einem solchen Ereignis durch die entstehende Hitze vollständig inaktiviert. Der S4-Bereich ist innerhalb des Laborgebäudes so platziert, dass Unbefugte nicht in seine Nähe gelangen können. Hinzu kommen aufwändige Zugangskontrollsysteme, Videoüberwachung und andere Sicherheitsmaßnahmen, die einen Zugang Unbefugter verhindern.

Stand: 15.08.2017

Die Erreger, mit denen in einem S4-Labor geforscht wird, kommen alle in bestimmten Regionen der Welt in der Natur vor und könnten leichter auf anderen Wegen beschafft werden. Zudem ist der Zugang zum S4-Labor nur wenigen qualifizierten Mitarbeitern gestattet. Das Labor ist mehrfach gesichert und wird rund um die Uhr überwacht.

Stand: 15.08.2017

Damit besondere Erreger im S4-Labor erforscht und Diagnostik­proben untersucht werden können, ist es notwendig, Proben ins Labor zu transportieren. Weltweit sind keine Fälle bekannt, in denen solche Viren auf dem Transportweg entwichen sind.

Es gibt internationale Vorschriften über die Anforderungen an Sicherheits-verpackungen, die durch praktische Versuche überprüft wurden. Die Anforderungen bei einem solchen Transport sind sehr streng und der Weg solcher Sendungen wird detailliert überwacht. Sollte trotzdem ein Paket zerstört werden, wäre für die Bevölkerung keine Gefahr zu befürchten, weil Erreger in einer Blut- oder Gewebeprobe eines Patienten nicht flüchtig sind, sich also nicht über die Luft ausbreiten würden. Es wäre nur eine relativ kleine Menge, die durch entsprechende Desinfektions­maßnahmen inaktiviert werden könnte.

Es gibt nur sehr wenige spezialisierte Kuriere, die die Erlaubnis zum Transport solcher Proben haben und die dabei strengen Kontrollen unterliegen.

Stand: 15.08.2017

Gentechnische Verfahren sind heute unverzichtbar, um Forschung für den Infektionsschutz zu betreiben. Sie reduzieren auch Infektionsgefahren, weil man für viele Experimente gar nicht mehr den Erreger selbst verwenden muss – etwa, indem man durch gentechnische Verfahren Erbgutabschnitte von infektiösen Erregern in nicht krankmachende (nicht pathogene) Mikroorganismen einbringt.

Im S4-Labor im Robert Koch-Institut können auch gentechnisch veränderte Viren untersucht werden, die ihre Infektiosität erhalten haben. Die Herstellung und die Untersuchung solcher Viren sind notwendig, um zu verstehen, warum zum Beispiel Ebola- oder Lassaviren für den Menschen so gefährlich sind. Solche Versuche sollen helfen, Medikamente oder Impfstoffe zu entwickeln, die momentan nicht verfügbar sind.

Das Institut für Virologie der Universität Marburg hat 2007 die erste Anlage für gentechnische Arbeiten der Sicherheitsstufe 4 in Deutschland in Betrieb genommen. Im Hamburger Bernhard-Nocht-Institut wurde 2014 eine vergleichbare neue Einrichtung eröffnet. Für gentechnische Arbeiten ist eine Genehmigung nach dem Gentechnikgesetz notwendig (die Genehmigung erteilt die zuständige Behörde, in Berlin das Landesamt für Gesundheit und Soziales, LAGeSo – siehe auch: Wer prüft die Sicherheitsmaßnahmen? Wer genehmigt und überwacht das S4-Labor im RKI?). In diesem Zusammenhang hat die Zentrale Kommission für Biologische Sicherheit – das Expertengremium der Bundes­regierung für diesen Bereich – Empfehlungen zum Betrieb einer solchen Anlage formuliert.

Stand: 16.07.2018

Das Infektionsschutzgesetz schreibt vor, dass man für die Tätigkeit mit Krankheitserregern grundsätzlich eine Erlaubnis braucht. Die Tätigkeit mit biologischen Arbeitsstoffen, zu denen auch Krankheitserreger und infektiöses Material (zum Beispiel Blutproben) gehören, ist im Detail in der Biostoffverordnung geregelt: Vor Beginn der Arbeiten muss eine umfassende Gefährdungsbeurteilung erfolgen. Auf dieser Grundlage sind Schutzmaßnahmen zur Sicherheit und zum Gesundheitsschutz von Beschäftigten und gegen Ausbreitung, also zum Schutz Dritter, zu treffen. Zu berücksichtigen sind dabei Regeln und Erkenntnisse des Ausschusses für biologische Arbeitsstoffe – das Expertengremium der Bundesregierung für den Arbeitsschutz auf diesem Gebiet.

Alle gentechnischen Arbeiten werden durch das Gentechnikgesetz geregelt, Sicherheitsmaßnahmen sind durch die Gentechnik-Sicherheitsverordnung vorgeschrieben. Der Umgang mit gentechnisch veränderten Organismen unterliegt der Genehmigung durch die zuständige Landesbehörde, für das RKI ist dies das Landesamt für Gesundheit und Soziales (LAGeSo) in Berlin.

Stand: 08.04.2011

Informationen zum S4-Labor sind auf den Internetseiten des RKI zu finden (www.rki.de/s4-labor), ein Flyer über das Labor kann per E-Mail bestellt werden (Kontaktformular). Ein Faltblatt zu der großen Baumaßnahme am Institut ist unter www.rki.de > Das Institut > Ausbau und Zukunft > Große Baumaßnahme: Erster Bauabschnitt abrufbar oder kann ebenfalls per E-Mail bestellt werden. Neue Informationen werden im Internet bereitgestellt. Fragen zum Labor können auch direkt an das Robert Koch-Institut gerichtet werden (Kontaktformular).

Stand: 28.06.2018