Methodische Weiterentwicklung der Abwasserbasierten Epidemiologie: Von der Pandemieüberwachung hin zu One Health

Seit der SARS-CoV-2-Pandemie hat sich die abwasserbasierte Epidemiologie (WBE) als effektives Instrument zur Überwachung von Infektionsgeschehen bewährt, indem humane Biomarker im Abwasser quantifiziert werden. Ein harmonisierter Workflow, der alle Schritte von der Probenahme bis zur Datendarstellung abdeckt, ist dabei entscheidend, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen.
Zu diesem Zweck entwickelten wir ein GIS-basiertes Datenmodell, das den gesamten WBE-Prozess von der Probenahme bis zur Datenvisualisierung umfasst. Dieses System wurde in Zusammenarbeit mit Gesundheitsämtern entwickelt und hat sich in der Praxis zur Pandemiebekämpfung bewährt. Da Abwasserdaten aufgrund des komplexen Kanalsystems natürlichen Schwankungen unterliegen, integrierten wir einen automatisierten Qualitätsalgorithmus, der potenzielle Ausreißer anhand definierter Kriterien herausfiltert.
Ein weiterer Forschungsschwerpunkt liegt in der Untersuchung des Einflusses des Kanalsystems und der Probenahmestrategien auf die Biomarkerkonzentration. Hierfür wurden verschiedene Probenahmestrategien getestet. Wir gehen davon aus, dass Gemeindegröße und Kanalnetzlänge maßgeblich zur tageszeitlichen Variabilität der Biomarkerkonzentrationen beitragen. In sieben süddeutschen Gemeinden wurden über 48 Stunden Proben entnommen und sowohl die SARS-CoV-2-Biomarkerkonzentration als auch zusätzliche Surrogatparameter, wie Indikatorviren und chemische Spurenstoffe, gemessen, um Normalisierungsansätze zu prüfen. Die Ergebnisse zeigen, dass kleinere Gemeinden eine höhere tageszeitliche Variabilität der Biomarkerkonzentrationen aufweisen, aufgrund kürzerer Verweilzeiten im Kanalsystem. Parallel dazu wird die Methodik auf neue Biomarker, einschließlich Antibiotikaresistenzgene, ausgeweitet. Dies soll die Anwendbarkeit der WBE im Rahmen eines One Health-Ansatzes stärken und neue Einsatzmöglichkeiten für die Gesundheitsüberwachung eröffnen.