Pertussis: Abwasseranalysen könnten frühzeitig vor Ausbrüchen warnen

In Japan hat eine Forschungsgruppe festgestellt, dass die Konzentration von Pertussis-assoziierter DNA im Abwasser bereits Wochen vor einer Meldung von Fällen anstieg. Sie sehen daher in Abwasseranalysen einen neuen Ansatz, ein klinisches Monitoring zu ergänzen.

Weltweit kommt es immer wieder zu Pertussis-Ausbrüchen, die besonders für Säuglinge ein Risiko darstellen, die noch nicht vollständig geimpft sind. Die herkömmliche Überwachung hängt jedoch davon ab, dass Betroffene medizinische Hilfe suchen, getestet und diagnostiziert sowie gemeldet werden. Dies kann dazu führen, dass Veränderungen bei der Übertragung in der Bevölkerung mit Verzögerung erkannt werden.

Abwasseruntersuchungen in einem Zeitraum von zwei Jahren

Forschende von der Universität Osaka und vom Osaka Institute of Public Health haben nun gezeigt, dass die Überwachung des Abwassers ein früheres Signal liefern kann. Durch die mehr als zweijährige Untersuchung des Abwassers in der japanischen Präfektur Osaka stellte das Team fest, dass ein Anstieg der Pertussis-assoziierten DNA noch vor dem Anstieg der gemeldeten Fälle auftrat.

Von April 2023 bis Juli 2025 wurde wöchentlich Abwasser aus vier Kläranlagen entnommen und auf DNA-Marker untersucht, die mit Bordetella pertussis und Bordetella parapertussis in Verbindung stehen. Die Konzentration des mit B. pertussis assoziierten Markers IS481 begann 2024 zu steigen und zeigte ein zeitliches Muster, das dem der gemeldeten Pertussis-Fälle ähnelte.

Vorlaufzeiten von bis zu 16 Wochen

In der zentralen Kreuzkorrelationsanalyse ging das Abwassersignal den gemeldeten Fällen um zehn Wochen voraus. Andere Analysen ergaben Vorlaufzeiten von vier bis 16 Wochen, was durchweg darauf hindeutet, dass Veränderungen im Abwasser früher sichtbar wurden.

Die Abwasserüberwachung bietet einen wichtigen Vorteil: Sie ist nicht davon abhängig, ob infizierte Personen medizinische Hilfe in Anspruch nehmen oder sich testen lassen. Dadurch lassen sich möglicherweise auch breitere Trends auf Bevölkerungsebene erfassen, einschließlich milder oder asymptomatischer Infektionen, die in klinischen Berichten nicht vollständig abgebildet werden.

„Durch die Kombination von Abwasserüberwachung und klinischer Überwachung hoffen wir, Veränderungen bei der Übertragung innerhalb der Bevölkerung früher zu erkennen“, erklärt Dr. Daisuke Motooka vom Forschungsinstitut für mikrobielle Krankheiten der Universität Osaka.

Ergänzung klinischer Surveillance

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Abwasserüberwachung die klinische Surveillance ergänzen und eine frühzeitige Vorbereitung im Bereich der öffentlichen Gesundheit unterstützen könnte – etwa durch eine erhöhte klinische Wachsamkeit, ausgeweitete Testkapazitäten und Maßnahmen zur Infektionsprävention. Dies könnte den Übergang von einem reaktiven zu einem proaktiven Ansatz im öffentlichen Gesundheitswesen fördern.

Indem sie ein System entwickeln, das frühe Anzeichen eines Ausbruchs erkennt und darauf reagiert, anstatt erst tätig zu werden, wenn der Ausbruch bereits begonnen hat, wollen die Forschenden dazu beitragen, die Ausbreitung von Infektionen in der Bevölkerung einzudämmen.