Die abwasserbasierte Surveillance ist unabhängig von der Teststrategie und dem Testverhalten der Bevölkerung. Durch unterschiedliche Probenahmestrategien und Analyseverfahren können zudem verschiedene Fragestellungen beantwortet werden. Während bei einer Einzelfalltestung konkrete Maßnahmen für die Person ableitbar sind, ist dies beim Abwasser nicht möglich. Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass durch die abwasserbasierte Surveillance der Trend der Infektionsdynamik von SARS-CoV-2 beschrieben werden kann. Die Ergebnisse der abwasserbasierten Surveillance müssen im Kontext anderer Surveillancesysteme betrachtet werden, um einen Mehrwert für das Lagemanagement generieren zu können.

Stand:  13.07.2023

Da mit Hilfe von Abwassertestungen nicht zu allen Aspekten der öffentlichen Gesundheit Aussagen getroffen werden können, stellt dieses Instrument eine Ergänzung zu anderen Surveillancesystemen dar. Zu folgenden Aspekten ist keine Aussage möglich: Virulenz und klinischen Relevanz der nachgewiesenen Erreger bzw. deren Varianten, Schwere der Erkrankung, Belastung des Gesundheitswesens, betroffene Bevölkerungsgruppen (Geschlechts- oder Altersverteilung), Risikofaktoren und protektive Faktoren, Impfeffektivität. Ableitungen personenbezogener Infektionsschutzmaßnahmen sind ebenfalls nicht möglich.

Stand:  13.07.2023

Es werden regelmäßig Abwasserproben aus den Zuläufen der jeweiligen Kläranlagen entnommen. In geeigneten Laboren werden die Proben zunächst aufbereitet, indem die enthaltenen Krankheitserreger aufkonzentriert und deren Nukleinsäuren isoliert werden. Anschließend lassen sich die meisten Erreger mittels PCR-Verfahren nachweisen, wenn sie in ausreichend hohen Konzentrationen in den Proben vorhanden sind. Für die weitere semiquantitative Bewertung muss eine Korrektur, z.B. über vorhandene virale Fäkalindikatoren oder Niederschlagsmengen zum Zeitpunkt der Probenahme erfolgen.

Stand:  13.07.2023

Eine frühere Erkennung der ansteigenden oder abfallenden Infektionsdynamik von SARS-CoV-2 im Vergleich zu anderen Surveillancesystemen ist u.a. abhängig von der vorherrschenden Virusvariante, der Teststrategie und dem Meldeverzug. Zur tatsächlichen Vorlaufzeit gibt es in der aktuellen Literatur unterschiedliche Angaben. Während in manchen Studien ein Vorlauf von bis zu drei Wochen beobachtet wurde, konnte in anderen Studien kein Vorlauf festgestellt werden.

Stand:  13.07.2023

Die Proben können nach angepasster Anreicherung und Extraktion mit entsprechenden Verfahren relativ einfach für die PCR-Analytik aufbereitet werden. Kritisch ist jedoch, dass solche Abwasserproben für die Analyse nur ca. 4 – 7 Tage gekühlt bei 4°C gelagert werden können. Längere Lagerungsdauern, Lagerung bei Temperaturen über 4°C oder einfrieren des Rohabwassers führt zu einer signifikanten Reduktion des Analysenergebnisses.

Stand:  13.07.2023

Möglich sind grundsätzlich Trendanalysen der Infektionsdynamik. Die genaue Bestimmung von Inzidenzen (neu auftretenden Fällen) bzw. Prävalenzen (Häufigkeit in der Bevölkerung) und einer möglichen Untererfassung ist nach aktuellem Stand bei einer Gemeinde oder Stadt mit dynamischer Population nicht möglich, da zu viele Parameter unbekannt sind (z.B. wie viele Viren werden wie lange pro infizierter Person ausgeschieden; Ausscheideraten sind außerdem abhängig von Virusvarianten und Immunstatus). Durch unterschiedliche Standortbedingungen und Virusmutationen wird immer wieder eine Anpassung der Analyseverfahren und Modellierungen erforderlich sein.

Stand:  13.07.2023

Abwasser ist über den Tages- aber auch Wochenverlauf sehr heterogen zusammengesetzt. Unter der Woche fällt ein Großteil der humanen Abwasserfracht in den Morgenstunden an, am Wochenende verteilt sich dies eher über den gesamten Tag. Um möglichst eine repräsentative Abwasserprobe über den Tag zu erhalten, ist es deshalb notwendig, sogenannte Mischproben zu entnehmen. Das heißt, z.B. über den Verlauf von 24 Stunden werden kontinuierlich und automatisiert Proben von 0,5 Liter pro Stunde genommen, diese werden dann zu einer Gesamtprobe vereint, homogenisiert und anschließend als eine Analysenprobe von 1 Liter für das Labor vorbereitet. Damit erhält das Labor eine Probe, die repräsentativ die Abwasserzusammensetzung über einen Tag abbildet.

Die Probenentnahme für die Abwassersurveillance erfolgt aktuell im Rohabwasser, das heißt unmittelbar nach der Grobreinigung des Abwassers.

Stand:  13.07.2023

Um im Abwasser eindeutig Krankheitserreger nachzuweisen, wird das Verfahren der Polymerase-Kettenreaktion (englisch polymerase chain reaction, PCR) angewendet. Bei der PCR wird der genetische Fingerabdruck d.h. die Desoxyribonukleinsäure (englisch deoxyribonucleic acid, DNA) oder auch die Ribonukleinsäure (englisch ribonucleic acid, RNA) eines jeweiligen Erregers nachgewiesen. Dazu werden die Erregergene oder -genfragmente angereichert, vervielfältigt und im Anschluss detektiert. Die PCR zählt zu den wichtigsten Methoden der Molekularbiologie und wird heute als ein Routineverfahren eingesetzt.

Stand:  13.07.2023

Einige Krankheitserreger werden in einer ausreichend hohen Menge von infizierten Personen über den Stuhl oder andere Materialien (Urin, Speichel) ausgeschieden und können somit auch im Abwasser nachgewiesen werden. Dies ermöglicht eine teststrategie-unabhängige Überwachung der Zirkulation von Krankheitserregern, da hiermit auch die Ausscheidungen von Personen untersucht werden, die z.B. aufgrund einer milden Symptomatik nicht einer Erregerdiagnostik unterzogen werden. Abwasseruntersuchung bieten die Möglichkeit, den Trend der Erregerlast im Abwasser und zirkulierende Varianten bezogen auf eine bestimmte geografische Region und deren Bevölkerung zu ermitteln. Abwassersurveillance hat Limitationen (s.u.) und die Ergebnisse sollten nur in der Zusammenschau mit anderen Daten bewertet werden können.

Stand:  13.07.2023

Zur Bekämpfung des weltweiten Mpox-Ausbruchs wurde in vielen Ländern der Impfstoff MVA-BN Imvanex (Modified Vaccinia Ankara-Bavarian Nordic; (in den USA unter dem Namen Jynneos verfügbar)) zugelassen und eingesetzt. Im Rahmen des Mpox-Ausbruchs wurden Studien zur Impfstoffeffektivität von MVA-BN unter Real-World-Bedingungen durchgeführt. Auf Grundlage einer systematischen Übersichtsarbeit¹, die 32 solcher Studien zu diesem Impfstoff berücksichtigt, wird die Effektivität einer 1-maligen MVA-BN-Impfstoffdosis auf 76% (95% KI 64–88%) und für die 2-malige Impfung auf 82% (95% KI 72–92%) geschätzt. Trotz der insgesamt guten Impfstoffeffektivität des MVA-BN-Impfstoffs, können sowohl nach der 1- bzw. 2-maligen Impfung Durchbruchsinfektionen auftreten.

Für weitere Informationen zu Durchbruchsinfektionen siehe: Kann man trotz Mpox-Impfung an Mpox erkranken?

Referenz: ¹Pischel, L., et al. (2024). "Vaccine effectiveness of 3rd generation mpox vaccines against mpox and disease severity: A systematic review and meta-analysis." Vaccine. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0264410X24006947

Stand:  29.06.2023