Es stinkt etwas beim Abwasser

Einem sehr mehrwürdigen Phänomen ist Epidemiologe Robert Zangerle in dieser Folge auf der Spur. Er geht der Frage nach: „ Wieso fehlt Tirol auf einer Webseite, die für die Öffentlichkeit von wesentlichem Interesse ist? Im Auftrag des Bundesministerium Bildung, Wissenschaft und Forschung?“ Eine spannende Frage. Am Schluss bekennt er sich auch als „Corona-Zentrist“ und gibt die Parole aus, wie mit Omikron umzugehen ist. Zum Thema Zentrist sagte übrigens Bruno Kreisky, einer unserer berühmtesten Zentristen, gern: „Lieber mit den Massen irren, als gegen die Massen recht behalten“. Ich glaube, Zangerle ist nicht nur Corona-Zentrist, sondern vor allem Corona-Ironiker. Was bleibt einem übrig, wenn man sich auskennt?  A.T.

»Experten, die uns ständig mahnten, nicht auf die Fallzahlen zu starren, starren jetzt auf Fallzahlen. Die Seuchenkolumne versuchte seit Anbeginn alle möglichen Indikatoren zu berücksichtigen, nicht um die Fallzahlen zu „adjustieren“, wie das unnötigerweise die Ampelkommission macht, sondern um deren Stichhaltigkeit zu überprüfen. Zuletzt intensiver vor 2 Wochen, um die Zusammenhänge mit der Belegung von Krankenhausbetten besser zu verstehen. Vor allem war die Festlegung des Peaks der Belegung der Intensivbetten und deren Abfall durch das Prognosekonsortium nicht nachvollziehbar. Aus diesem Grund suchte ich das Gespräch mit Experten des SARS-CoV-2 Abwasser Monitorings. Vor allem interessierten mich der Zeitpunkt des Peaks von SARS-CoV-2 in den Abwässern und die Steilheit des Abfalls der Viruslast in diesen Abwässern. Das floss in die Kolumne vom 4. Dezember ein.

Eine kleine Wiederholung macht das klarer:

1. Beurteilung der Fallzahlen: Man muss sinkende Zahlen (Peak 22.November) ohne verlässliche Positivitätsrate der Testungen und bei einem zusammengebrochenen Contact Tracing sehr vorsichtig interpretieren. Folge des dysfunktionalen Contact Tracings ist, dass weniger positive Fälle unter Kontaktpersonen (v.a. Kontaktpersonen der Kategorie I) entdeckt werden. Das erklärt auch die sehr tief gelegene Rate an asymptomatischen Fällen. Andererseits untermauern aber die Abwasserdaten klar die sinkenden Fallzahlen, das sind sehr solide Daten. Der österreichweite virtuelle Peak im Abwasser (16. November) ging dem Peak der Fallzahlen um 6 Tage voraus, passte also perfekt. Mit dem Stand von heute kommt jedoch eine zusätzliche Unsicherheit dazu: was bedeutet der Rückgang der Testungen? Die täglichen Testungen gingen von 500 000 pro Tag kurz vor dem „Lockdown“ auf 350 000 in den letzten Tagen zurück. Das ohne solide Positivitätsrate zu beurteilen ist ziemlich spekulativ. Aber seit Anfang des Jahres schmeißt man einfach alle Indikationen zum Test zusammen, die öffentlichen Screenings und die Tests zur Abklärung von Kontakten und symptomatischen Personen landen im gleichen Topf. Eine verhunzte Positivitätsrate, die in Österreich seit je ein vernachlässigter Indikator für das Infektionsgeschehen war.

2. Fallstricke von Prognosen, wann Intensivstationen am Kapazitätslimit arbeiten: Bei der „systemkritischen“ Belegung der Intensivbetten muss man beachten, dass die Zahl der belegten Betten des öfteren höher zu liegen käme, wenn sich Betten mit zugehörigem Personal leichter finden ließen. Das Prognosekonsortium beschreibt das im Jargon von Krankenhausmanagern: „Bei Näherung an Kapazitätsgrenzen bilden die gemeldeten belegten Betten jedoch eher das Kapazitätslimit, als den tatsächlichen Bedarf ab…Die Anzahl der Neuaufnahmen auf ICU ist in diesen Fällen durch die verfügbaren Kapazitäten und nicht durch die Anzahl der intensivpflichtigen COVID Patienten limitiert…. Aufgrund der Annäherung von Auslastungsgrenzen sind jedoch Änderungen des Aufnahme- und Entlassungsregimes zu erwarten.“ Arbeiten am Kapazitätslimit führt zu erhöhter Sterblichkeit von hospitalisierten Corona-Patientinnen, wie eine rezente Studie aus der Schweiz mit 23 000 Corona-Fällen zeigen konnte. Man wird nach ersten Rückgängen der Belegung jedoch versuchen, die Behandlungsstandards optimal zu erfüllen, was zu zusätzlichen Transferierungen auf die Intensivstation führen könnte und so die Belagszahlen langsamer als prognostiziert sinken lassen würde. Wenn die Intensivstationen am Kapazitätslimit anlangen, sind unmittelbar um den Peak herum kurzfristige Anstiege und Reduktionen der Belegung kaum prognostizierbar. Genau das ist eingetroffen.3

3. Prognose des Peaks der Belegung der Intensivbetten: In der 3. Welle lagen zwischen dem Peak der Fallzahlen und dem Peak der Belegung der Intensivstationen 14 Tage. Deshalb mutet es ungewöhnlich an, jetzt dafür im Schnitt weniger als 10 Tage anzunehmen. Und es erstaunt, dass innerhalb von 14 Tagen die Zahl der belegten Betten um 200 hätte abfallen sollen. Vor allem wurden regionale Gegebenheiten zu wenig berücksichtigt, für Salzburg wurden die Zahl der belegten Intensivbetten durch Patienten mit Covid zum 15. Dezember auf 27 geschätzt, für Tirol auf 50 und für Vorarlberg auf 19. Drei Tage vorher, am 12. Dezember sind in Salzburg 25, in Tirol 67 und in Vorarlberg 28 Intensivbetten mit Patienten mit Covid belegt. Ein Blick auf die Abwasserdaten hätte geholfen, das differenzierter zu sehen. Während am 30. November die Abwasserdaten für Salzburg eine deutliche Abnahme zeigten, war dies für Tirol nicht der Fall, weshalb hier am 4. Dezember stand: „In Tirol und Kärnten ist sogar ein Anstieg über die prognostizierten Peaks der Belegung der Intensivstationen bis zum 10. Dezember möglich“.

Das SARS-CoV-2 epidemiologische Monitoring in den Abwässern ist also Teil der Surveillance, ganz nach einer Empfehlung vom 17. März 2021 der EU Kommission. Die EU Kommission empfiehlt den Mitgliedsländern, eine Abwassersurveillance für COVID zu installieren und dafür zu sorgen, dass ein solches System zeitnahe relevante Daten den Gesundheitsbehörden zur Verfügung stellt. Die EU kann in Gesundheitsfragen nur Empfehlungen abgeben, weil Gesundheit nationale Angelegenheit geblieben ist. Im Jahr 2003 empfahl die Weltgesundheitsorganisation WHO eine solche Surveillance für Polio. Israel hatte ein solches System bereits seit 1989 und entdeckte 2013-2014 tatsächlich einen „stillen“ Ausbruch (= „caseless“), bei dem vor allem die vorhandene Immunität half, dass es keine klinischen Fälle gab, aber auch eine ergänzende, aber relativ spät einsetzende Impfkampagne trug zum Stillstand des Ausbruchs bei. Als die AGES das vor etwa 5 Jahren anregte, pfiff das Gesundheitsministerium das Projekt zurück.

Als Folge der Empfehlung der EU Kommission hat die Bundesbeschaffung GmbH (BBG) am 22. Oktober 2021 PCR-Analyse für Abwasserproben für das Gesundheitsministerium ausgeschrieben, Schlusstermin war der 30. November, und ab 1.1. 2022 sollte die Ausschreibung umgesetzt werden. Angeblich ist die Entscheidung noch nicht gefallen, obwohl die Pioniere dieser Arbeit offenbar „arschknapp“ nicht zum Zug kommen sollen. Pioniere deshalb, weil ein Bund-Länder-Forschungsprojekt “Coron-A“ seit dem Frühjahr 2020 unter Koordination des Umweltbundesamts die Fachkompetenz österreichischer Forschungseinrichtungen mit dem Ziel der Schaffung von Grundlagen für ein Covid-19 Abwasser-Monitoring bündelte. Dazu gehört auch das Institut für Mikrobiologie der Universität Innsbruck, das aber ein Jahr später in einem Bieterverfahren des Landes Tirol für Kläranlagen Tirols dem Institut für Gerichtliche Medizin der Medizinischen Universität Innsbruck unterlag. Ob die Rektoren der beiden Innsbrucker Universitäten wissen, dass wohl selten so diametral den Versprechen dieser ungeliebten Folge der Schüssel/Haider Regierung (Abspaltung Medizinische Universitäten) gehandelt wurde. „Wir werden so viel und so eng wie möglich weiterhin zusammenarbeiten“, tönte es doch damals.

Im Laufe der Zeit wandelte sich das Coron-A Projekt zum SARS-CoV-2 Abwasserepidemiologisches Monitoring an wichtigen Schulstandorten in Österreich. Auftraggeber ist das Bundesministerium Bildung, Wissenschaft und Forschung. Zuletzt wurden die Proben an der TU Wien (Proben aus Wien, Burgenland, Niederösterreich und Oberösterreich), dem Institut für Mikrobiologie der Universität Innsbruck (Vorarlberg, Salzburg und Kärnten) und dem Institut für Gerichtsmedizin der Medizinischen Universität Innsbruck (Steiermark und Tirol) verarbeitet. Die aktuell gemessenen Virus-Konzentrationen werden (mit Ausnahme der Tiroler Kläranlagen) in einer gemeinsamen Datenbank abgelegt und für weitere Analysen herangezogen, aufbereitet und visualisiert.

Was passiert bei den Abwasseranalysen? Covid-19 Infizierte scheiden SARS-CoV-2 Viruspartikel oder deren Fragmente auch mit dem Stuhl aus. Dadurch gelangen Virusfragmente in die Kanalisation, wo sie mit weiteren häuslichen und anderen Abwässern vermischt und dadurch verdünnt werden. Abbau- und Zerfallsprozesse vermindern die Anzahl an messbaren Virusfragmenten weiter. Zur Dokumentation ihrer Reinigungsleistung entnehmen Kläranlagen routinemäßig eine Tagesmischprobe, bei der nach jeweils einer bestimmten Menge an zugeflossenem Abwasser eine kleine Teilmenge entnommen und über 24 Stunden zu einer Tagesmischprobe vereint wird. Diese wird von den Kläranlagen zur Dokumentation der Abwasserbeschaffenheit und in weiterer Folge für den Nachweis der Reinigungsleistung chemisch analysiert. Für den Nachweis von SARS-CoV-2 aus Abwasserproben wird ein Teil derselben Probe herangezogen, sodass für den Kläranlagenbetreiber kein Mehraufwand für die Probenahme entsteht. Aus einer 24h Tagesmischprobe im Zulauf einer Kläranlage wird das Genom des SARS-CoV-2 Virus isoliert und bestimmt. Für den Nachweis von SARS-CoV-2 wird der weithin bekannte PCR-Test herangezogen, wie er auch bei der Testung von Humanproben zum Einsatz kommt. Dabei wird das Erbgut des Virus, also sein genetisches Material (RNA) nachgewiesen. Dazu muss es zuerst aus den Proben aufkonzentriert werden. Nach dem quantitativen Nachweis werden die Daten auf die Einwohnerzahlen hochgerechnet, und mit Hilfe von Geoinformationssystemen (GIS) kann ein Bild des Infektionsstatus von Regionen erstellt werden.

GIS sind Informationssysteme zur Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse und Präsentation räumlicher Daten. 1854 entwarf der Arzt John Snow eine Karte der Cholerafälle in London. Dabei stellte er jeden Fall als Punkt an der entsprechenden Position dar. Diese Anwendung war damit möglicherweise die erste dieser Art. Snows Studien der Verteilung der Cholerafälle führten zur Quelle der Krankheit, einer kontaminierten Wasserpumpe im Zentrum der Cholera-Karte.

Die Webseite der SARS-CoV-2 Abwassermonitoring Österreich ist von besonderem öffentlichen Interesse. Betrieben wird sie von hydro-IT GmbH, einem Spin-Off Unternehmen der Universität Innsbruck mit Softwarelösungen in der Umwelttechnik, insbesondere in der Siedlungswasserwirtschaft. Als häufiger Gast dieser Webseite entnehme ich dort immer wieder Grafiken, so auch am 10. Dezember (oberer Teil der untenstehenden Graphik). In dieser Grafik ist die Anzahl der Kläranlagen je Risikostufe und Bundesland dargestellt. Die Stufe Null ist in keiner der 116 Kläranlagen (108 Kläranlagen laut Schulstandortmonitoring + 8 zusätzlich beprobte Kläranlagen) erreicht. Null bedeutet, dass entweder keine Virenpartikel im Abwasser nachgewiesen oder ein sehr niedriger Wert pro normiertem Einwohner gemessen wurde (diese Situation könnte als entspannt interpretiert werden). In Wien, wo die Proben zentral aus einer Kläranlage entnommen werden, ist die Risikostufe 1 erreicht, während in einigen Bundesländer die Risikostufe 3 herrscht.

Zwei Tage später (unterer Teil der Graphik) schaut das Bild schon ganz anders aus, die roten Balken sind viel kleiner geworden, vor allem dort, wo der Balken besonders lang war, wie Oberösterreich. Aber halt, wo ist denn da Tirol? Fehlt, obwohl besonders interessant, weil langer roter Balken und volle Intensivstationen. Ach, diese Bugs! In der Steiermark ist die Zahl der Kläranlagen in Risikostufe 1 von 2 auf 7 geklettert.

Findet sich der Bug auch auf der Grafik wo „Personengewichtete Verläufe der Bundesländer (und gesamt Ö)“ dargestellt werden? Am 10. Dezember jedenfalls noch nicht. Dort sieht man den starken Abfall Salzburgs (grün) und den verschwindend kleinen Abfall von Tirol (blau). Ist es vielleicht doch kein Bug, dass die Daten von Tirol am 12. Dezember fehlen?

Bei einem Vergleich der personengewichteten Verläufe nach Bundesländern, ebenfalls zwischen 10. und 12. Dezember, war ich zuerst völlig verwirrt. Ist die blaue Tiroler Linie doch stark abgefallen. Bis ich merkte, dass Tirol neuerlich fehlt und alle Farben in der Reihenfolge nach Vorarlberg sich geändert haben. Das ist bei vielen Softwareprodukten der Fall, aber es ist eindeutig kein Bug. Wieso fehlt Tirol auf einer Webseite, die für die Öffentlichkeit von wesentlichem Interesse ist? Im Auftrag des Bundesministerium Bildung, Wissenschaft und Forschung? Wollten die Mitarbeiter dem neuen Minister zeigen, wo der Bartl den Most holt?

Oder haben wieder einmal der Wirtschaftsbund Obmann von Tirol und „Seilbahnchef“ Franz Hörl ihre Talente offenbart? Oder haben das in deren Sinne Handelnde vom Land Tirol gemacht, die sich auch nicht für die Daten aus einem Tiroler Tourismusort mit kürzlich erfolgtem Skiopening interessierten.

Wenn es doch ein Zufall, also ein Bug ist, dann ist man schon verwundert, dass das ausrechnet bei dem Bundesland passiert, wo schon Daten zu Proben aus der Kläranlage Strass im Zillertal zum Nachweise der Virusvariante Beta vom European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) veröffentlicht wurden, 6 Tage bevor das in Tirol bekannt wurde. Oder ausgerechnet in jenem Bundesland mit der derzeit pro Kopf höchsten Belegung der Intensivstationen. Leider bin ich mathematisch zu untalentiert, um diese Wahrscheinlichkeiten zu berechnen und behelfe mir mit einer Arbeitshypothese: „Da wurde aber kräftig interveniert.“ Das wurde inzwischen quasi offiziell bestätigt. Der oberste Krisenmanager Tirols, Elmar Rizzoli, sagt in der heutigen Tiroler Tageszeitung: „Es war von vornherein vertragswidrig, die Tirol-Zahlen auf diesem Dashboard zu veröffentlichen. Diese Zahlen sind nur Teilaspekte. Wir haben ein besseres Abwasser Monitoring…“ Wieso um alles in der Welt werden diese Zahlen, gerade jetzt(!), vor der Öffentlichkeit geheim gehalten? Das Land Vorarlberg veröffentlicht übrigens die Abwasserdaten sowohl auf dem Covid-Dashboard, als auch auf der Webseite der Vorarlberger Landesregierung.

Eines steht aber bezüglich Abwässer in Tirol auch fest: Tirol hat hier nicht nur alles richtig gemacht, sondern offenbar auch viel besser als der Rest der Welt. „Schon jetzt haben die Gerichtsmedizin Innsbruck und das Land Tirol mit diesem Projekt die Vorreiterrolle inne: jedenfalls in Österreich, aber auch im europäischen Umfeld verfolgen internationale Expertinnen und Experten das Tiroler Modell mit großem Interesse“. Irgendwie scheinen  das Land Tirol und das Bundesministerium Bildung, Wissenschaft und Forschung eine eigene Vorstellung über offene Daten und die Weiterverwendung von Informationen des öffentlichen Sektors zu haben.

In der folgenden Grafik findet man die Belegung von Intensivbetten pro 100 000 Einwohner. Das gibt die Häufigkeit der sehr schwer Erkrankten besser wieder, obwohl es den internen Auslastungsgrad in den jeweiligen Ländern nicht wiedergibt. Die Zahl 2,5 auf der Achse „Betten pro 100 000“ würde österreichweit 222 Betten der Intensivpflege bedeuten; 4,0 wären 356 Betten, ein Wert, ab dem die Einschränkung der operativen Tätigkeiten schwerwiegend wird; und 6,0 oder 6,5 wären 534 oder 578 belegte Betten, also wo der „systemkritische“ Bereich anfängt. Tirol, Kärnten und Vorarlberg liegen am 12. Dezember eindeutig im systemkritischen Bereich.

Dass ein hoher Belag von Krankenhausbetten zur Vorbereitung auf die Virusvariante Omikron ungünstig ist, braucht hier eigentlich nicht wiederholt zu werden, aber ein Zitat aus dem internen Protokoll der Ampelkommission vom 9. Dezember soll das noch einmal bekräftigen: „Es ist gemäß dieser Berechnungen möglich, dass zu diesem Zeitpunkt die Auslastung auf den Intensivstationen noch zu hoch ist, um eine neuerliche Infektionswelle bewältigen zu können. Dies sei ein ,ernstzunehmendes Bedrohungsszenario‘“. Für mich als Corona-Zentrist ist es wohl angebracht, bei den nach wie vor praktisch stündlich eintreffenden neuen Meldungen zu Omikron weder in Panik zu verfallen, noch Omikron als „eine neue Variante halt“ zu verharmlosen. Eine Hoffnung scheint immer sicherer zu werden: mit der 3. Impfung ist der Schutz vor schwerer Erkrankung hoch.

Immungeschwächte aller Altersgruppen müssen jetzt aber besonders auf der Hut sein bzw. behütet werden. Bei einigen von Ihnen ist bereits der Zeitpunkt (4-6 Monate nach der 3. Impfung) für den 4. Stich gekommen. Bleiben Sie aufmerksam.« R. Z.

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Distance, hands, masks, be considerate!

Ihr Armin Thurnher