Wie die Wissenschaftler die Krankheiten beobachtet und identifiziert haben

Wie die Wissenschaftler die Krankheiten beobachtet und identifiziert haben

Die COVID-19-Pandemie hat wiederum das Interesse für die Überwachung von Infektionen über das Abwasser hervorgerufen

Veröffentlicht: 10.11.2020.

Die COVID-19-Pandemie hat wiederum das Interesse für die Überwachung von Infektionen über das Abwasser hervorgerufen, wo die Kanalisationssysteme auf Viren, Bakterien und andere Pathogene geprüft werden. Nichtinfektive Fragmente des genetischen Materials von Virus wurden in den unbehandelten Abwässern in Italien, Spanien, Frankreich, den Vereinigten Staaten von Amerika und in Kanada gefunden.

Die Bestimmung der Krankheiten beruht zurzeit darauf, dass kranke Personen ärztliche Hilfe aufzusuchen. Aber viele erkrankte Personen suchen keine Hilfe auf, so dass sich die Behördenpersonen der Krankheiten oder des Ausbruchs einer Krankheit tagelang oder wochenlang unbewusst sein können, was zu mehreren Krankheiten und zum Tode führt. Für Erledigung von Epidemien der Infektionskrankheiten wie COVID-19 brauchen wir aktive Überwachungssysteme, die sich nicht nach der Handlung der erkrankten Personen richten.

Überwachung von Krankheiten über das Abwasser zu deren Bestimmung

Die Überwachung von Krankheiten über das Abwasser wirkt, weil viele Infektionsagentien in Körperflüssigkeiten vor oder während der aktiven Infektion ausgeschieden werden. Wenn diese Flüssigkeiten einmal in die Kanalisationssysteme gelangen, dann kommen sie in die zentrale Abwasserreinigungsanlage zur Behandlung, wo man sie feststellen kann.

Die Nützlichkeit der Überwachung von Krankheiten über das Abwasser wurde zum ersten Mal im Laufe der 1960er Jahre erkannt, als die Forscher von der Universität Yale einige Experimenten durchgeführt haben, um die Effizienz der Impfkampagnen gegen Kinderlähmung zu beurteilen. So haben sie das Kanalisationsabwasser in Middletown, Connecticut, auf diverse Virusstämme der Kinderlähmung während des Programms und nach dem Programm der Impfung geprüft.

Fünf und dreißig Jahre später wurde die Sensitivität der Überwachung von Krankheiten über das Abwasser für die Überwachung von Impfprogrammen gegen Kinderlähmung in einer Studie bestätigt, die als ein Experiment aus Helsinki mit dem Virus der Kinderlähmung entstanden ist.

Die Wissenschaftler haben den Impfstoff gegen Kinderlähmung in eine Toilette heruntergespült, die 20 km von der Abwasserreinigungsanlage entfernt ist. Danach haben die Wissenschaftler vier Tage lang die Abwasserproben aus der Abwasserreinigungsanlage entnommen und gezeigt, dass sie noch immer den Impfstoff feststellen können, obwohl 800 Mio. Liter von Abwasser durch das System geflossen sind. Sie sind zur Schlussfolgerung gekommen, dass eine infizierte Person, die das Virus der Kinderlähmung herunterspült, in einer Gemeinschaft von 10.000 Einwohnern festgestellt werden kann.

Andere Forschungen haben ergeben, dass man mit Überwachung von Krankheiten über das Abwasser Krankheitsausbrüche vorsehen kann. Beispielsweise wurde in Israel in den 70-er Jahren das ansteckende Virus der Kinderlähmung in der Kanalisation festgestellt, und zwar neun Tage, bevor die Ärzte den ersten Fall identifiziert haben. Dieser Ansatz wurde später an die Überwachung der Effizienz der Impfkampagnen gegen Kinderlähmung auf der internationalen Ebene angepasst.

Überwachung über die Kanalisation als Frühwarnsystem

Diese Experimente haben die Grundlagen für die Nutzung von Abwasser für die Überwachung anderer Krankheiten gelegt.

Im Jahre 2013 haben die Forscher in Schweden darüber berichtet, dass die Überwachung von Krankheiten über das Abwasser Frühwarnungen über den Ausbruch von Norovirus und Hepatitis-A-Virus, zwei Ursachen für Viruskrankheit, die durch Nahrung übertragen werden, gegeben hat. Tägliche Abwasserproben wurden an jedem zweiten Tag zwischen Januar und Mai 2013 entnommen. Durch Verwendung der Technik, die man Polymerase-Kettenreaktion oder PCR nennt, haben die Forscher das genetische Material von Norovirus zwei bis drei Wochen vor Identifizierung der erkrankten Personen festgestellt.

Mehrfache Virusstämme (Genotypen) von Hepatitis A wurden auch in den Abwasserproben mittels PCR festgestellt, und zusätzliche Analyse hat ergeben, dass zwei Virusstämme in die aktuelle Epidemie in Skandinavien und in Göteborg während des Frühlings 2013 eingeschlossen waren.

Die Forscher in Italien haben einen ähnlichen Ansatz verwendet, damit sie nachweisen könnten, dass die krankenhäuslichen Patienten, die an Durchfall unbekannter Ursache leiden, eigentlich mit Noroviren angesteckt waren.

Überwachung der sozialen Medien

Die einzige Einschränkung der Überwachung von Krankheiten über das Abwasser ist, dass man damit eigentliche Personen nicht bestimmen kann, die infiziert sind. „Die Syndromanalyse der sozialen Medien“, in der die Postings in den sozialen Medien auf der Suche nach der Beschreibung von Symptomen, die einer bestimmten Krankheit entsprechen, durchgestöbert werden, hat sich als ein effizientes Mittel für die Überwachung unterschiedlicher Krankheiten, einschließlich COVID-19, erwiesen.

Mithilfe von Postings über die Überwachung von Krankheiten über das Abwasser und über die Analyse der sozialen Medien könnte gemeinsam den Ausbruch einer Krankheit in einer bestimmten Gemeinschaft feststellen, die ansonsten unentdeckt verlaufen könnte, weil man mit diesem Ansatz infizierte Personen festgestellt werden, die noch keine Symptome zeigen (präsymptomatische) oder, die keine Symptome zeigen (asymptomatische). (Die beiden Gruppen können das Virus verbreiten.) Diese Informationen können von den Beamten des öffentlichen Gesundheitswesens für die Stärkung der physischen Distanzierung und anderen Isolationspraxen verwenden wie gezieltes Testen von Einzelpersonen, damit man die Ausbreitung der Krankheit in der Gemeinschaft beschränken könnte.

Die Zunahme der internationalen Reisen wie auch die Globalisierung haben zu einer schnellen Ausbreitung der Infektionskrankheiten geführt. Damit man dies bekämpfen könnte, muss die globale Überwachung von Infektionskrankheiten in Echtzeit oder fast in Echtzeit durchgeführt und weiter als einfache Überwachung der Anzahl von infizierten Personen verbreitet werden, damit auch die Fähigkeit zur schnellen Erkennung neuer Krankheitsmuster mit einbezogen werden könnte. Niedriger Preis, Geschwindigkeit und Fähigkeit der Überwachung von Krankheiten über das Abwasser, Krankheitserreger bei deren Entstehung zu entdecken, bevor sie endemisch werden, verbessern die Reaktionsfähigkeit auf den Ausbruch der Krankheit und mindern dadurch die Anzahl der globalen Krankheiten und Todesfälle.

VORBEREITET VON: Astrid Werbolle

Quelle: www.theconversation.com

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