Coronavirus im Abwasser Das Klärwerk als Messwerkzeug

Mit Abwasserproben wollen Forscher die Verbreitung des Coronavirus nachweisen. In den Niederlanden und anderswo hat das bereits geklappt. Diese Woche soll ein solcher Versuch auch in Deutschland starten.
Klärwerk im hessischen Büttelborn (Archivbild): In Abwasser lassen sich nicht nur Rückstände von Medikamenten und illegalen Drogen finden, sondern auch das Erbgut von Viren

Klärwerk im hessischen Büttelborn (Archivbild): In Abwasser lassen sich nicht nur Rückstände von Medikamenten und illegalen Drogen finden, sondern auch das Erbgut von Viren

Foto: Frank Rumpenhorst / DPA

Die Ahnungslosen sind besonders gefährlich: Nicht jeder Mensch, der mit dem Coronavirus infiziert ist, weiß das auch. Denn viele Infizierte zeigen keine Symptome, wissen also nicht, dass sie das Virus in sich tragen - und können so viele andere Menschen unabsichtlich anstecken. Mediziner können deswegen bis heute nicht sagen, wie verbreitet der Erreger in der Gesellschaft tatsächlich ist (Lesen Sie hier  mehr zum Rätsel um das Ausmaß der Durchseuchung). Genau diese Information ist aber entscheidend, um einzuschätzen, wie tödlich das Virus wirklich ist.

Mehr Sicherheit bei der Beantwortung dieser Schlüsselfrage sollen großflächige Antikörpertests in der Bevölkerung bringen. (Lesen Sie hier mehr zu Zuverlässigkeit und Grenzen solcher Tests.) An einem alternativen Ansatz zum Nachweis des Erregers arbeiten Forscherinnen und Forscher nun unter anderem in den Niederlanden: Sie haben Spuren von Sars-CoV-2 im Abwasser gefunden und wollen daraus Rückschlüsse auf die Verbreitung des Virus ziehen. Auch in Deutschland sollen entsprechende Analysen schon bald starten.

Klar ist: Der Erreger lässt sich zwar in Stuhlproben und später dem Abwasser nachweisen - doch entgegen erster Befürchtungen  muss niemand Angst haben, sich auf diesem Wege anzustecken. Das hat ein Team um den Virologen Christian Drosten von der Charité Berlin gerade in einem Artikel im Fachmagazin "Nature"  klargestellt. Zwar findet sich in menschlichen Ausscheidungen eine vergleichsweise große Menge an Viruserbgut. Infektiös ist das Material in diesem Zustand aber nicht mehr. Auch für Mitarbeiter in abwassertechnischen Anlagen bestehe nach jetzigem Stand kein erhöhtes Risiko, so  die Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall.

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Nachweis an der Kläranlage, bevor es einen bestätigten Fall gab

Als Indikator, wie viele Menschen vom neuartigen Coronavirus befallen sind, können die Spuren des Erregers im Abwasser trotzdem dienen. In der Vergangenheit wurde diese Methode unter anderem dazu genutzt, um den Erfolg vom Impfkampagnen gegen Krankheiten wie Polio zu messen. Auch der Drogenkonsum in der Bevölkerung lässt sich mithilfe von Abwasseranalysen abschätzen.

Britische Forscherinnen und Forscher arbeiten derzeit an einem einfachen Schnelltest auf Papierbasis für Sars-CoV-2 im Abwasser. Erste Ideen dafür haben sie im Fachmagazin "Environmental Science and Technology"  vorgestellt. Niederländische Kollegen sind mit einem anderen, aufwendigeren Testverfahren bereits deutlich weiter. In einem noch nicht von anderen Experten begutachteten Manuskript  berichtet ein Team um den Mikrobiologen Gertjan Medema vom Wasserforschungsinstitut KWR in Nieuwegein von Messungen an acht Kläranlagen der Niederlande. Dabei konnten die Wissenschaftler nach eigenen Angaben Anfang und Mitte März den Erreger an sechs verschiedenen Orten im unbehandelten Abwasser nachweisen.

Besonders interessant: In der Stadt Amersfoort gelang der Fund demnach sogar, bevor es dort einen bestätigten Fall von Covid-19 gab. In diesem Fall hätte - wenn die Analysen zeitnah ausgewertet worden wären - der Test als Frühwarnsystem dienen können. "Im behandelten Abwasser fand sich der Erreger übrigens nicht, aber das ist ein vielversprechendes System für zukünftige Pandemien", sagt der Virologe Hans-Christoph Selinka vom Umweltbundesamt.

Schweizer klagen über knappe Materialien

Die Wissenschaftler hatten mit Genanalysen nach insgesamt vier Erbgutabschnitten gesucht, die den Code für charakteristische Proteine des Coronavirus beinhalten. Nicht alle konnten in jedem Fall festgestellt werden. Und vor allem fehlt noch die Information, wie groß die Menge an Infizierten ist, die für die Belastung des Abwassers mit der Viren-RNA gesorgt hat. Trotzdem sind die Forscher von ihren Ergebnissen ermutigt: "Die Abwasserüberwachung könnte ein sensibles Instrument sein, um die Zirkulation des Virus in die Bevölkerung zu überwachen", heißt es in dem Artikel.

Laut einem Bericht von "Nature News"  haben auch Gruppen in Schweden und den USA bereits Sars-CoV-2 in Kläranlagen aufgespürt. Das US-Unternehmen Biobot, eine Ausgründung des Massachusetts Institute of Technology, sammelt  derzeit Proben aus dem ganzen Land.

Und auch Forscher in der Schweiz wollen im Abwasser nach dem Virus suchen. Ein Team um Christoph Ort vom Schweizer Wasserforschungsinstitut Eawag verfügt bereits über mehr als 300 Abwasserproben. Sie stammen unter anderem aus dem zunächst besonders stark von der Corona-Welle betroffenen Kanton Tessin, aber auch aus den Städten Zürich und Lausanne, wo mit der Eidgenössischen Technischen Hochschule EPFL einer der Projektpartner sitzt.

Insgesamt stehen für die Analysen der Schweizer die Abwässer von rund 700.000 Menschen zur Verfügung. Das Problem: Einige der Wissenschaftler kommen zwar trotz der Ausgangsbeschränkungen mittlerweile mit Sonderbewilligungen in ihre Labors. Allerdings gebe es unerwartete Lieferengpässe für die benötigten Chemikalien, so Christoph Ort im Gespräch mit dem SPIEGEL.

Wenn die Materialien wieder zur Verfügung stehen, werden die Schweizer versuchen, wie ihre niederländischen Kollegen den Erreger zu detektieren. Aus den Messungen wollen sie dann in einem zweiten Schritt die Durchseuchung der Bevölkerung ablesen - und neue Corona-Hotspots schnell identifizieren: "Wir hoffen, auch die Anzahl der Erkrankten abschätzen zu können", sagt Ort. "Und dies hoffentlich ein bis zwei Wochen bevor man das mit klinischen Einzeltests bei Leuten nachweisen kann, die mit starken Symptomen ins Krankenhaus kommen."

Forscher in Deutschland starten gerade

Um aus einem Erregernachweis tatsächlich Abschätzungen zur Verbreitung des Virus treffen zu können, müssen die Wasserforscher in Zukunft auch noch Virologen und Epidemiologen an ihren Arbeiten beteiligen. Sie brauchen unter anderem Antworten auf die Frage, wann ein Erkrankter welche Menge an Virenmaterial ausscheidet. Bereits jetzt ist klar, dass diese Menge teils stark schwankt, nicht nur im Verlauf der Erkrankung, sondern auch von Patient zu Patient.

"Wenn man die Messungen über eine große Population mittelt, sollten Aussagen zur Gesamtbelastung mit dem Virus möglich sein", sagt der Wasserwirtschaftler Björn Helm von der TU Dresden im Gespräch mit dem SPIEGEL. Er arbeitet in einem Verbund mit, der in dieser Woche die Arbeit aufnehmen will. Ziel ist, auch in deutschen Abwasserproben nach dem Erreger zu fahnden. Gerade, sagt Helm, spreche man die Kläranlagen an. Außerdem stelle man die Logistik für den Probentransport und die Laboranalysen auf die Beine. Bis zu ersten Ergebnissen werde es aber noch eine Weile dauern.

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