Laut einer neuen Studie könnten Spitzen von Influenza-A-Viren, die in diesem Frühjahr in Abwasserproben aus 59 Abwassersystemen in 18 verschiedenen Bundesstaaten beobachtet wurden, auf die Ausbreitung des Vogelgrippevirus H5N1 hinweisen, das derzeit Milchvieh infiziert.

Bisher hat das US-Landwirtschaftsministerium mehr als 30 mit der H5N1-Grippe infizierte Milchkuhherden in neun Bundesstaaten gemeldet. Es stellen sich jedoch Fragen zum Ausmaß des Ausbruchs und zur Frage, ob die Vereinigten Staaten ihn angemessen verfolgen können.

Auf einer Pressekonferenz letzte Woche gaben USDA-Beamte zu, dass es schwierig sei, Milchproduzenten dazu zu bringen, sie auf Infektionen testen zu lassen. Kürzlich durchgeführte Tests von in Lebensmittelgeschäften gekaufter Milch ergaben in einer von fünf Proben genetisches Material des H5N1-Virus. Umfangreichere Tests ergaben jedoch, dass die in der Milch nachgewiesenen Virusfragmente nicht infektiös waren.

Letzte Woche sagte Dr. Nirav Shah, stellvertretender Direktor der US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten, während einer behördenübergreifenden Pressekonferenz zur Reaktion der Regierung auf die Ausbreitung des Virus, dass die Behörde prüfe, ob dies möglich sei Abwasser zu nutzen, um Gebiete zu identifizieren, in denen sich das Virus ausbreitet. Erstens, sagte er, sollten Wissenschaftler einen Test entwickeln, der H5-Influenza von der größeren Gruppe zirkulierender Influenzaviren des A-Stammes unterscheiden kann.

Jetzt sagen Wissenschaftler von Emory, Stanford und Verily Life Sciences, einer Forschungsorganisation, die dem WastewaterSCAN-Netzwerk angeschlossen ist, das ein riesiges Netzwerk von Kläranlagen in den Vereinigten Staaten überwacht, dass ihnen dies gelungen ist.

Abwassertests sind eine passive Möglichkeit, die Ausbreitung von Infektionen zu verfolgen. Dabei kommt es nicht darauf an, ob Menschen oder Tiere zur Untersuchung auf Krankheitserreger beprobt werden. Stattdessen gelangen jedes Mal Spuren ins Abwasser, wenn eine Toilettenspülung betätigt wird oder jemand Materialien in den Abfluss spült.

Von 190 Kläranlagen, die derzeit Schlammproben auf Influenza A überwachen, verzeichneten 59 in diesem Frühjahr einen Anstieg des Stamm-A-Virus, während die Fälle menschlicher Influenza stagnierten oder zurückgingen. Abwasserexperten haben sich gefragt, ob es sich um H5N1 handeln könnte, eine hochpathogene Vogelgrippeinfektion bei Milchkühen oder anderen Tieren.

Das WastewaterSCAN-Team entwickelte einen Test zur Überprüfung auf das H5-Gen des Influenzavirus und verwendete ihn an gelagerten Proben aus Abwassersystemen in der Nähe von Gebieten in Texas, in denen Milchvieh positiv getestet wurde, jedoch nicht an Abwasser, das direkt von landwirtschaftlichen Betrieben stammte.

Das Team maß sowohl einen genetischen Marker für Influenza-A-Viren als auch spezifische genetische Marker für H5-Viren.

Als Anfang März die Markerwerte für Influenza-A-Viren zu steigen begannen, begannen parallel dazu auch die Markerwerte für H5-Viren zu steigen. Die Konzentration des H5-Gens in den Proben war fast so hoch wie die Gesamtkonzentration der Influenza-A-Viren, was darauf hindeutet, dass es sich bei einem großen Teil der Viren in den Proben um H5N1 handelte.

Darüber hinaus gehörten die in diesen Klärschlammproben aus der Gegend von Amarillo, Texas, gemessenen Konzentrationen des Influenza-A-Virus „zu den höchsten, die jemals im Abwasser gemessen wurden“, heißt es in der Studie.

Die für die Studie getesteten gelagerten Schlammproben wurden zwischen dem 4. Februar und dem 16. April an zwei Kläranlagenstandorten im Wassereinzugsgebiet der Stadt Amarillo und in einer dritten Kläranlage im Dallas County gesammelt. Die Forscher bestätigten, dass in der Region Amarillo beprobte Abwasseraufbereitungsanlagen es einigen Produzenten ermöglichten, tierische Nebenprodukte, darunter Milch aus Molkereien, zu entsorgen, was die hohen Konzentrationen an Influenza-A-Viren und H5-Viren in ihren Proben erklären könnte.

So wie sich Abwassertests in der Vergangenheit als Warnsignal für erhöhte Covid-19-Infektionen erwiesen haben, legen die Forscher in ihrer Studie nahe, dass dies auch ein Warnsignal für Ausbrüche der Vogelgrippe bei Nutztieren sein könnte.

„Wir haben den H5-Marker kurz vor der Bestätigung der hochpathogenen Vogelgrippe in diesen Landkreisen entdeckt“, sagte Dr. Alexandria Boehm, Professorin für Bau- und Umweltingenieurwesen an der Stanford University.

„Ich finde es super interessant. „Das bedeutet, dass das Abwasser in diesem speziellen Fall, das diesen bestimmten Krankheitserreger enthält, möglicherweise Informationen darüber preisgibt, was in diesen Rindern zirkulierte, bevor diese Informationen der Öffentlichkeit zugänglich waren“, sagte Boehm.

Das Papier wurde als Vorabdruck auf dem BioRxiv-Server veröffentlicht, bevor es einer strengen Prüfung durch externe Experten unterzogen wurde. Die Forscher geben an, dass sie an einer Veröffentlichung in einer wissenschaftlichen Zeitschrift arbeiten.

Die Studienautoren weisen darauf hin, dass in keinem der von ihnen untersuchten Abwasserteiche Ausbrüche von H5N1 bei Kühen gemeldet wurden. Stattdessen gehen sie davon aus, dass erlaubtes Milchdumping wahrscheinlich für den starken Anstieg von H5 Anfang März verantwortlich ist.

Die Forscher weisen darauf hin, dass sie nicht ausschließen können, dass das H5-Genmaterial, das sie aus dem Abwasser gewinnen, vollständig von Milchkühen stammt. Es könnte auch von Vögeln oder sogar Menschen stammen.

Forscher sagen, dass sie auch nicht über genügend Informationen verfügen, um zu wissen, woher die Zunahme des Influenza-A-Virus in mehreren Bundesstaaten kommt.

„Wir kennen die Antwort auf diese Frage nicht. Das ist etwas, das meiner Meinung nach weiterverfolgt werden muss“, sagte Boehm.

Aber wenn die Virusspitze durch verschüttete Milch oder andere tierische Abfälle in den von ihnen überwachten Abwasserkanälen verursacht wird – und das ist immer noch ein großes „Wenn“ –, bedeutet das, dass der Ausbruch wahrscheinlich viel weiter verbreitet ist, als bisher angenommen wurde.

„Wenn die Aktivitäten der Milchindustrie in diesen Abwasserteichen die Hauptquelle für H5 im Abwasser darstellen, deutet dies darauf hin, dass es möglicherweise zu weiteren nicht identifizierten Ausbrüchen bei Rindern kommt, deren Milch an diese Einrichtungen geschickt wird, da Milch von infizierten Tieren aus der Nahrungsversorgung umgeleitet werden muss.“ “ stellen die Studienautoren fest.

Die Forscher sagen jedoch auch, dass ihre Ergebnisse mit Vorsicht interpretiert werden sollten. Ohne die Erforschung möglicher Quellen in den von ihnen überwachten Abwasserteichen kann die Quelle des Virus nicht nachgewiesen werden.

„Mehrere Beweise deuten jedoch auf tierische Quellen hin“, heißt es in der Zeitung.

Die Forscher sagen, dass ihre Testmethode sehr empfindlich sei. Es kann bereits geringe Mengen genetischen Materials von H5-Viren nachweisen, kann jedoch nicht sagen, ob die Viren in der Lage wären, Menschen zu infizieren und krank zu machen. Boehm sagt, sie hätten nicht versucht, das Virus zu züchten, um zu sehen, ob es Zellen infizieren könnte.

Die US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde gab letzte Woche bekannt, dass sie Proben pasteurisierter Milch getestet habe, in denen Spuren des H5N1-Virus nachgewiesen worden seien, und bisher festgestellt habe, dass die Milch nicht infektiös sei und Menschen nicht krank machen könne.

Abwasserforscher räumen ein, dass es mit ihren Tests auch möglich ist, andere Arten von H5-Viren, einschließlich niedrig pathogener H5-Influenzaviren, zu erkennen, sie sagen jedoch, dass diese vorerst nicht in diesen Gebieten zirkulieren sollten.

„Dies ist eine Situation, in der wir uns wirklich ethisch verpflichtet fühlten, diese Informationen durch einen Vorabdruck mit Kollegen zu teilen und das Gespräch zu beginnen, weil es einige unbeantwortete Fragen gibt, deren Beantwortung wirklich wichtig ist“, sagte Boehm.

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