Mit dem Ende des Covid-Notstands verlagert sich die Überwachung auf die Kanalisation

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Da andere Bemühungen zur Virenverfolgung nachlassen, dürften Abwasserdaten in den kommenden Monaten immer wichtiger werden, sagen Wissenschaftler.

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Von Emily Anthes

Wenn in den Vereinigten Staaten am Donnerstag der Covid-19-Notfall für die öffentliche Gesundheit ausläuft, wird das Coronavirus nicht verschwinden. Aber viele der Datenströme, die den Amerikanern bei der Überwachung des Virus geholfen haben, werden nicht mehr verfügbar sein.

Die Centers for Disease Control and Prevention (Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten) werden die tabellarische Erfassung der Covid-19-Infektionszahlen in der Bevölkerung einstellen und keine bestimmten Fallinformationen von Krankenhäusern oder Testdaten von Labors mehr verlangen. Und da die kostenlosen Tests eingeschränkt werden, könnten die offiziellen Fallzahlen, die mit der Umstellung der Amerikaner auf Tests zu Hause weniger zuverlässig wurden, noch weiter von der Realität abweichen.

Aber Experten, die das Virus im Auge behalten wollen, haben immer noch eine wertvolle Option: Abwasser.

Menschen, die mit dem Coronavirus infiziert sind, scheiden den Erreger mit ihrem Stuhl aus, unabhängig davon, ob sie sich einem Covid-Test unterziehen oder einen Arzt aufsuchen. Dies ermöglicht es den Behörden, die Viruskonzentration in Gemeinden im Laufe der Zeit zu verfolgen und auf das Auftreten neuer Varianten zu achten.

Dieser Ansatz weitete sich während der Pandemie rasch aus. Das National Wastewater Surveillance System, das das CDC Ende 2020 eingerichtet hat, umfasst mittlerweile Daten von mehr als 1.400 Probenahmestellen, verteilt auf 50 Bundesstaaten, drei Territorien und 12 Stammesgemeinschaften, sagte Amy Kirby, die Programmleiterin. Die Daten decken etwa 138 Millionen Menschen ab, mehr als 40 Prozent der US-Bevölkerung, sagte sie.

Und während andere Nachverfolgungsbemühungen nachlassen, bemühen sich einige Gemeinden darum, zum ersten Mal Abwasserüberwachungsprogramme einzurichten, bemerkte Dr. Kirby. „Das steigert tatsächlich das Interesse an Abwasser“, sagte sie.

In den kommenden Monaten werde die Abwasserüberwachung noch wichtiger, sagten Wissenschaftler, und sie dürfte den Beamten dabei helfen, beginnende Ausbrüche zu erkennen.

In vielen Gemeinden mangelt es jedoch immer noch an der Abwasserüberwachung, und es bedarf weiterer Arbeit, um das, was als Ad-hoc-Notfallmaßnahme begann, in ein nachhaltiges nationales System umzuwandeln, sagten Experten. Und die Behörden müssen sorgfältig darüber nachdenken, wie sie die Daten nutzen, während sich die Pandemie weiter weiterentwickelt.

„Abwasser muss besser werden“, sagte David O’Connor, Virologe an der University of Wisconsin-Madison. „Und wir müssen etwas klüger bei der Interpretation dessen werden, was uns die Abwasserdaten sagen.“

Die Abwasserüberwachung hat sich in den letzten drei Jahren immer wieder bewährt. Als Tests allgemein verfügbar waren, spiegelten die Abwassertrends die offiziellen Covid-19-Fallzahlen wider. Als es kaum Tests gab, warnten Spitzen der Viruswerte im Abwasser frühzeitig vor bevorstehenden Anstiegen und ermöglichten es den Beamten, die Ressourcen des öffentlichen Gesundheitswesens und der Krankenhäuser neu zu verteilen, um sich auf einen Zustrom von Fällen vorzubereiten.

Abwasserproben halfen Wissenschaftlern festzustellen, wann neue Varianten in bestimmten Gemeinden auftraten, und halfen Ärzten, fundiertere Entscheidungen darüber zu treffen, wann bestimmte Behandlungen eingesetzt werden sollten, die möglicherweise nicht gegen alle Versionen des Virus wirken.

„Für SARS-CoV-2 ist unser Abwasserüberwachungssystem mittlerweile ziemlich solide“, Marisa Eisenberg, Epidemiologin für Infektionskrankheiten an der University of Michigan, sagte. „Wir haben es sozusagen auf Herz und Nieren geprüft.“

Houston beispielsweise verfügt mittlerweile über eine umfangreiche Infrastruktur zur Abwasserüberwachung und sammelt wöchentlich Proben aus allen 39 Abwasseraufbereitungsanlagen der Stadt sowie aus einzelnen Schulen, Notunterkünften, Pflegeheimen und Gefängnissen. Die Stadt habe keine Pläne, den Rückgang zu reduzieren, sagte Loren Hopkins, der leitende Umweltwissenschaftler des Houston Health Department und Statistiker an der Rice University.

„Wir wissen wirklich nicht, was Covid tun wird“, sagte sie. „Wir werden weiterhin das Abwasser untersuchen, um herauszufinden, wie viel Virus sich dort draußen befindet.“

Die CDC wird weiterhin Todesfälle und Krankenhauseinweisungen erfassen, diese sind jedoch tendenziell nachlaufende Indikatoren. Daher dürfte Abwasser weiterhin ein wichtiges Frühwarnsystem sowohl für Beamte als auch für die Öffentlichkeit bleiben.

„Es kann immungeschwächten Menschen helfen, die vielleicht wirklich vorsichtig sein sollten“, sagte Alexandria Boehm, Umweltingenieurin an der Stanford University und leitende Forscherin von WastewaterSCAN, einer Initiative zur Abwasserüberwachung. „Es kann uns bei der Entscheidung helfen, ob wir uns maskieren oder zu einem wirklich überfüllten Konzert gehen wollen.“

Da die klinischen Tests zurückgehen, wird die Abwasserüberwachung auch eine Schlüsselstrategie sein, um neue Varianten im Auge zu behalten und die von ihnen ausgehende Bedrohung einzuschätzen, sagten Wissenschaftler. Varianten, die beispielsweise schnell einen Abwasserkanal befallen oder deren Ausbreitung zu einem Anstieg der lokalen Krankenhauseinweisungsraten führt, könnten eine verstärkte Überwachung erfordern.

Dennoch werden die Daten nicht überall verfügbar sein. Da das bestehende Abwasserüberwachungssystem eher willkürlich entstand und interessierte Gerichtsbarkeiten sich dafür entschieden, ist die Abdeckung des Landes uneinheitlich. In vielen ländlichen Gebieten und Teilen des Südens und Westens sind Abwasserprobenahmestellen in der Regel spärlich oder gar nicht vorhanden.

Und das Sammeln von Abwasserdaten ist nur der erste Schritt. Es könne schwieriger sein, daraus einen Sinn zu ziehen, warnten Wissenschaftler.

Zu den Herausforderungen, die sie nannten, gehörte, dass viele Amerikaner nun eine gewisse Immunität gegen das Virus entwickelt hätten, dass Abwasserspitzen nicht zwangsläufig zu der gleichen Welle von Krankenhauseinweisungen führen würden, die einige Einrichtungen inzwischen erwartet hätten. Und die Wissenschaftler wissen noch nicht, ob alle Varianten gleichermaßen im Abwasser nachweisbar sein werden.

Darüber hinaus bedeutet das bloße Entdecken einer neuen Variante im Abwasser nicht unbedingt ein Problem. Beispielsweise haben Marc Johnson, Virologe an der University of Missouri, und seine Kollegen seit 2021 Dutzende ungewöhnlicher Varianten in Abwasserproben in den gesamten Vereinigten Staaten gefunden.

Einige dieser Varianten unterscheiden sich radikal von Omicron und könnten theoretisch ein neues Risiko für die öffentliche Gesundheit darstellen. Doch bislang scheinen sich diese Varianten zumindest nicht auszubreiten. Sie stammen wahrscheinlich von einzelnen Supershedding-Patienten mit Langzeitinfektionen mit dem Coronavirus, sagte Dr. Johnson.

„Abwasser ist wirklich gut, weil es einem einen umfassenden Überblick über die Vorgänge geben kann“, sagte Dr. Johnson. Aber es gebe Zeiten, sagte er, „in denen es einen in die Irre führen kann.“

Und obwohl eine Reduzierung der Covid-Fallverfolgung wahrscheinlich unvermeidlich war, ist die Abwasserüberwachung am aussagekräftigsten, wenn sie mit anderen Quellen öffentlicher Gesundheitsdaten kombiniert wird, sagten Wissenschaftler. „Ich stelle es mir eher als einen ergänzenden Datenstrom vor“, sagte Dr. Eisenberg.

Die Abwasserüberwachung werde sich weiterentwickeln, sagte Dr. Kirby. Das CDC spricht mit einigen Staaten darüber, wie sie ihr Netzwerk von Probenahmestellen optimieren können. Dieser Prozess könnte sowohl das Hinzufügen neuer Standorte als auch die Reduzierung in Bereichen umfassen, in denen mehrere Probenahmestellen im Wesentlichen redundante Daten liefern.

„Wir gehen davon aus, dass die Anzahl der Standorte in einigen dieser Bundesstaaten etwas zurückgehen wird“, sagte Dr. Kirby. „Aber wir werden mit ihnen zusammenarbeiten, um diesbezüglich strategisch vorzugehen, damit wir keine Informationen verlieren.“

Beamte prüfen auch andere Möglichkeiten. Im Rahmen des Traveler Genomic Surveillance-Programms der CDC testet beispielsweise Ginkgo Bioworks, ein in Boston ansässiges Biotechnologieunternehmen, jetzt Abwasserproben von Flugzeugen, die am internationalen Terminal des San Francisco International Airport landen.

„Die Einrichtung dieser indirekten Mechanismen, die Ihnen einen Eindruck davon vermitteln können, was in der Welt vor sich geht, ist wirklich wichtig, da andere Formen des Testens langsam nachlassen“, sagte Andrew Franklin, Direktor für Geschäftsentwicklung bei Concentric by Ginkgo, dem Unternehmen Abteilung für Biosicherheit und öffentliche Gesundheit.

Der American Rescue Plan habe genügend Mittel bereitgestellt, um bis 2025 in allen Bundesstaaten und Territorien eine Abwasserüberwachung durchzuführen, sagte Dr. Kirby.

Die Aufrechterhaltung der Abwasserüberwachung erfordert jedoch längerfristig eine kontinuierliche Finanzierung sowie die kontinuierliche Unterstützung lokaler Behörden, von denen einige möglicherweise das Interesse verlieren, wenn die Notfallphase der Pandemie zu Ende geht. „Wir werden einige Studienabbrecher aufgrund von Müdigkeit erleben“, sagte Guy Palmer, Pathologe für Infektionskrankheiten an der Washington State University und Vorsitzender des Abwasserüberwachungsausschusses der National Academies of Sciences, Engineering and Medicine.

Befürworter der Abwasserüberwachung hoffen daher, ihren anhaltenden Nutzen sowohl für Covid-19 als auch für andere Krankheiten zu demonstrieren. Einige Gerichtsbarkeiten nutzen Abwasser bereits zur Verfolgung von Influenza und anderen Krankheitserregern, und die CDC hofft, bis Ende des Jahres erweiterte Testprotokolle einführen zu können, sagte Dr. Kirby.

„Dies ist Teil unseres langfristigen Überwachungsportfolios“, sagte Dr. Kirby. „Ich denke, wir werden wirklich sehen, wie wirkungsvoll es sein kann, wenn wir diese Notfallreaktionsphase hinter uns haben.“

Emily Anthes ist Reporterin für The Times, wo sie sich auf Wissenschaft und Gesundheit konzentriert und Themen wie die Coronavirus-Pandemie, Impfungen, Virustests und Covid bei Kindern behandelt.

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