Abwassersurveillance zuSARS-CoV-2 (Neuigkeiten)

Im Rahmen von AMELAG (Abwassermonitoring für die epidemiologische Lagebewertung) wird unter anderem die Viruslast von SARS-CoV-2 im Abwasser überwacht. Aktuell fließen Daten aus 135 Standorten, d.h. Kläranlagen, in die Analysen ein. Für die Kalenderwoche 51 liegen Daten aus 79 Standorten vor. Daten weiterer Standorte werden nachgeliefert.

Eine Bewertung der COVID-19-Lage erfolgt in Zusammenschau mit anderen Indikatoren im Wochenbericht zu akuten respiratorischen Erkrankungen (ARE-Wochenbericht).

Der Verlauf der Viruslast im Abwasser wird für die einzelnen Standorte in Abbildung 1 dargestellt. Gezeigt werden die an einem Standort gemessenen, mittels Zehnerlogarithmus transformierten, normalisierten Viruslasten (graue Punkte), die dazugehörige Ausgleichskurve (schwarze Linie, mittels LOESS-Methode geschätzt) sowie der Unsichertheitsbereich in der geschätzten Ausgleichskurve, berechnet als punktweise 95%-Konfidenzintervalle (hellblauer Bereich).

Standort:Aachen

Abbildung 1: SARS-CoV-2-Viruslast im Abwasser über die Zeit samt Ausgleichskurve und zugehörigen punktweisen 95%-Konfidenzintervallen.
Datenstand ist Dienstag, der 02.01.2024, 10 Uhr. Als Datum der Probenahme wurde jeweils der Tag des Beginns der 24-Stunden-Mischprobe gewählt.
Der Standort lässt sich über den Filter auswählen. Der Darstellungszeitraum der Kurve kann durch die Buttons oben links angepasst werden. Der Button rechts erlaubt die Darstellung der Datenpunkte, Ausgleichskurve und Konfidenzintervalle auf der logarithmischen Skala oder zurücktransformiert auf der Originalskala. Mit der Bewegung des Mauszeigers über die einzelnen Punkte wird die Kalenderwoche, das Datum der Probenahme und die Viruslast angezeigt.
Dargestellt sind Standorte, für die aus den letzten fünf Kalenderwochen Daten vorliegen. Für Standorte mit weniger als 10 Datenpunkten sind nur die einzelnen Datenpunkte abgebildet. Die dazugehörige Ausgleichskurven und Konfidenzintervalle werden berechnet, sobald mindestens 10 Datenpunkte vorliegen.
Daten weiterer Standorte werden nachgeliefert.

Zusätzlich wird der Verlauf der Viruslasten über alle Standorte aggregiert dargestellt, um ein Gesamtbild der mittleren Viruslast und ihrer Entwicklung zu erhalten. Hierzu werden wöchentliche Mittelwerte der mittels Zehnerlogarithmus transformierten Viruslasten (die in Genkopien / Liter angegeben sind) gebildet, zunächst für jeden Standort und dann über alle Standorte für die jeweilige Woche. Die Mittelwerte sind nach der Anzahl der an den jeweiligen Standort angeschlossenen Einwohner gewichtet. Die Schätzung der Ausgleichskurve erfolgt ebenfalls gewichtet, sodass wöchentliche Mittelwerte mit höherer Unsicherheit in ihrer Schätzung ein geringeres Gewicht erhalten und umgekehrt. Abbildung 2 zeigt den Verlauf dieser wöchentlichen Werte (graue Punkte) und die Ausgleichskurve (schwarze Linie, mittels LOESS-Methode geschätzt) sowie den Unsicherheitsbereich in der Schätzung der Ausgleichskurve, berechnet als punktweise 95%-Konfidenzintervalle (hellblauer Bereich). Seit Ende Juni 2023 (26. KW) ist ein durchgehender Anstieg der aggregierten Viruslast zu beobachten. Der Anstieg der letzten Woche kann sich aufgrund von Nachmeldungen noch verändern.

Abbildung 2: Aggregierte SARS-CoV-2-Viruslast im Abwasser über die Zeit samt Ausgleichskurve und zugehörigen punktweisen 95%-Konfidenzintervallen.
Datenstand ist Dienstag, der 02.01.2024, 10 Uhr. Die neuesten Daten, die in die Berechnung einfließen, sind von der Probenahme des vorherigen Mittwochs (27.12.2023, KW 52). Gezeigt werden 7-Tage-Mittelwerte, die sich auf den Zeitraum Donnerstag bis Mittwoch beziehen; der aktuellste Wert berechnet sich aus den Daten vom 21.12.2023 (KW 51), bis zum 27.12.2023 (KW 52). Als Datum der Probenahme wurde jeweils der Tag des Beginns der 24-Stunden-Mischprobe gewählt.
Mit der Bewegung des Mauszeigers über die einzelnen Punkte werden die Kalenderwoche, das Datum des zugehörigen Mittwochs, die Viruslast, die Anzahl der Standorte sowie der Anteil der Gesamtbevölkerung, der zu diesem Zeitpunkt in die Berechnung eingeflossen ist, angezeigt. Betrachtet werden nur Kalenderwochen, in denen Daten aus mindestens 10 Standorten vorliegen. Der Darstellungszeitraum der Kurve kann durch die Buttons oben links angepasst werden. Rechts befindet sich ein Button, der die Darstellung der Datenpunkte, Ausgleichskurve und Konfidenzintervalle auf der logarithmischen Skala oder zurücktranfsformiert auf der Originalskala erlaubt.
Die Anzahl der zu jedem Zeitpunkt einfließenden Standorte kann sich zwischen den Abbildungen unterscheiden, da die Standorte mit weniger als 10 Datenpunkten nicht in alle Abbildungen mit einfließen.
Daten weiterer Standorte werden nachgeliefert.

Aus den Ausgleichskurven in Abbildung 1 lassen sich für jeden Standort Trends für die Viruslast im Abwasser berechnen. Diese Trends werden in Abbildung 3 angezeigt. Auf der X-Achse, also in den Spalten, wird der Zeitraum ab Kalenderwoche 34/2023 dargestellt. Auf der Y-Achse, also in den Zeilen, werden die einzelnen Standorte dargestellt. Die Farbe gibt die Trendkategorie an. Für die Kalenderwoche 51 konnte für 70 Standorte ein Trend berechnet werden. Bei 27 Standorten zeigt der Trend eine steigende Viruslast an.

• BB
• BE
• BW
• BY
• HB
• HE
• HH
• MV
• NI
• NW
• RP
• SH
• SL
• SN
• ST
• TH
• Alle

Abbildung 3: Veränderung der SARS-CoV-2-Viruslast im Abwasser je Standort.
Trendkategorien: „ansteigend” (definiert als Anstieg um mehr als 15 % zur Vorwoche), „unverändert” (Veränderung zwischen -15 % und 15 % zur Vorwoche) und „fallend” (Rückgang um mehr als 15 % zur Vorwoche).
Datenstand ist Dienstag, der 02.01.2024, 10 Uhr. Die neuesten Daten, die in die hier berechneten Trends einfließen, sind von der Probenahme des vorherigen Mittwochs (27.12.2023, KW 52). Als Datum der Probenahme wurde jeweils der Tag des Beginns der 24-Stunden-Mischprobe angegeben. Da die Trends als Veränderung der (geglätteten) Viruslast zum Vorwochenwert berechnet werden, beschreibt die KW 52 den Zeitraum von Mittwoch, den 20.12.2023 (KW 51), zu Mittwoch, den 27.12.2023 (KW 52). Dargestellt sind Standorte, für die aus den letzten fünf Kalenderwochen Daten und mindestens 10 Datenpunkte vorliegen. Da Standorte mit weniger als 10 Datenpunkte nicht in diese Abbildung einfließen, aber in die Berechnungen für Abbildung 2 eingehen, kann sich die Anzahl der an einem Zeitpunkt einfließenden Standorte zwischen den Abbildungen unterscheiden.
Daten weiterer Standorte werden nachgeliefert.

Die örtliche Lage der Kläranlagen, die bereits Daten geliefert haben, wird in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 4: Karte der Standorte mit Angabe des Trends der Viruslast.

Folgende Kläranlagen liefern bereits Daten und werden in alle Berechnungen einfließen, sobald mindestens 10 Datenpunkte vorliegen: Aalen, Frankfurt-Niederrad, Frankfurt-Sindlingen, Fulda, Göppingen, Hanau, Kassel, Leonberg, Pforzheim, Ratzeburg, Schleswig, Schwäbisch Hall, Tübingen, Weil am Rhein, Wiesbaden-Biebrich, Wiesbaden-Stadt und Zusmarshausen.

Im Rahmen von AMELAG werden zusätzlich von der Technischen Universität Darmstadt als Kooperationspartner Abwasserproben von 8 Kläranlagen / Probenahmestandorten sequenziert und analysiert. Dadurch lässt sich der relative Anstieg oder Abfall von bereits bekannten Varianten feststellen (Abbildung 4). Seit etwa KW 40 sind die relativen Anteile von BA.2.86 und der Sublinie JN.1 angestiegen und nehmen in allen 8 Standorten nun mehr als 50% ein. Innerhalb von BA.2.86 wird vor allem die Sublinie JN.1 nachgewiesen. Auch international setzt sich JN.1 zunehmend durch. Seit dem 13.12.2023 wird JN.1 von der WHO als VOI eingestuft.

Abbildung 4: Prozentuale Anteile aktueller SARS-CoV-2-Varianten von Interesse (VOI) und SARS-CoV-2-Varianten unter Beobachtung (VUM). Die Anteile umfassen auch alle jeweiligen Sublinien einer Variante, mit Ausnahme der hier konkret aufgelisteten Sublinien. So beinhaltet XBB beispielsweise nicht die relativen Anteile von XBB.1.5, XBB.1.9.1, XBB.1.9.2, XBB.1.16 und XBB.2.3 und BA.2.86 beinhaltet nicht die relativen Anteile von JN.1 und dessen Sublinien. Es werden die Ergebnisse der Beprobung von 8 Kläranlagen / Probenahmestandorten seit der Woche 35 dargestellt, soweit die Daten vorliegen, was von der Verfügbarkeit der Abwasserproben abhängig ist. Seit KW 49 werden wöchentlich Proben des Standortes Magdeburg sequenziert. Die Auswahl der dargestellten Sublinien erfolgt auf Grundlage der WHO-Klassifizierung. Weitere Erläuterungen zur Einteilung sind auf der Seite der integrierten genomischen Surveillance zu finden. FFM = Frankfurt am Main. Prävalenz = relativer Anteil der Varianten. Die Analyse basiert auf dem Freyja-Bioinformatik-Tool und ist daher von der Freyja-Referenz abhängig, die zur Identifizierung der SARS-CoV-2-Varianten verwendet wird.

Hintergrund

Bei manchen Infektionskrankheiten scheiden die infizierten Personen die Krankheitserreger über den Stuhl aus. Labore können das Abwasser untersuchen und dort die Krankheitserreger nachweisen. Damit kann die Verbreitung dieser Krankheitserreger überwacht werden.

Im Vorhaben AMELAG (Abwassermonitoring für die epidemiologische Lagebewertung) wird SARS-CoV-2 im Abwasser überwacht. Es ist geplant, dass bundesweit bis zu 175 Kläranlagen teilnehmen. Neben SARS-CoV-2 sollen auch weitere Erreger untersucht werden. In AMELAG arbeiten das Umweltbundesamt und das Robert Koch-Institut gemeinsam mit dem Sanitätsdienst der Bundeswehr, Gesundheits- und Umweltbehörden der Länder, Laboren, Universitäten und den Betreibern der Kläranlagen. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Gesundheit finanziert.

Die hier gezeigten Daten stammen aus den Projekten AMELAG, ESI-CorA, COVIDready, Sars-GenASeq, Abwasser Biomarker CoV-2 und aus landesgeförderten Projekten. ESI-CorA wurde von der Europäischen Kommission im Rahmen des Soforthilfeinstruments (Emergency Support Instrument – ESI) gefördert (No 060701/2021/864650/SUB/ENV.C2). COVIDready, Sars-GenASeq und Abwasser Biomarker CoV-2 wurden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.

Die Methoden sind in den Technischen Leitfäden 1-4 auf http://www.rki.de/abwassersurveillance beschrieben.

Limitationen

Abwasserdaten erlauben keinen Rückschluss auf die Krankheitsschwere oder die Belastung des Gesundheitssystems. Aus Abwasserdaten kann nach aktuellem Stand nicht präzise auf Inzidenz/Prävalenz oder die Untererfassung (die sog. „Dunkelziffer”) geschlossen werden. Für die epidemiologische Lagebewertung sollten die Daten immer in Zusammenschau mit anderen Indikatoren, z.B. aus der syndromischen Surveillance, betrachtet werden.

Absolute Viruslasten können insbesondere über längere Zeiträume nicht direkt im Hinblick auf die Anzahl an Infizierten verglichen werden, da sich die ausgeschiedene Virusmenge pro infizierter Person beispielsweise zwischen verschiedenen Virusvarianten unterscheiden kann.

Die ermittelten Werte werden durch eine Vielzahl von Faktoren (z.B. Veränderungen der Abwasserzuleitung, Starkregenereignisse oder touristische Ereignisse) beeinflusst, was durch die Normalisierung nur teilweise ausgeglichen werden kann.

Quelle: rki.de