Die Verfügbarkeit qualitätsgesicherter, spezifischer und sensitiver Tests zum Nachweis des Erregers sowie der schützenden Immunantwort sind essentiell für Diagnose und Management einer Infektion. Validierte Erreger-Nachweise bilden das Rückgrat für eine erfolgreiche Surveillance und ein effizientes Pandemiemanagement. Dies muss ergänzt werden durch Verfahren zur Vorhersage des Immunschutzes vor einer Neuinfektion durch Antikörper. Diese Themen stehen daher im Zentrum des Arbeitspakets Testmethoden.

Das Arbeitspaket 2 wird in Teil-Arbeitspaket 2a: Direkter Erregernachweis und in Teil-Arbeitspaket 2b: Antikörpertests strukturiert. Konkrete Ziele des AP 2a sind die Erprobung, Anpassung und Standardisierung neuer PCR-basierter Verfahren, die ohne Nukleinsäure-Extraktion eingesetzt werden können, eines robusten diagnostischen Protokolls mittleren bis hohen Durchsatzes, eines schnellen diagnostischen Point-of-Care Testverfahrens und einer Pipeline zum Monitoring der der Evolution des Erregers mittels Virussequenzierung. Das AP 2b adressiert die Validierung und Standardisierung bestehender Tests inklusive deren Qualitätssicherung sowie die Validierung von robusten und breit einsetzbaren Tests für die tiefe Charakterisierung der humoralen Immunantwort. Anwendung und Skalierung erfolgt in direkter Zusammenarbeit mit den Anwendungsbereichen in diesem Netzwerk. Alle Ergebnisse und Protokolle werden allen Universitätsklinika und anderen Interessierten zeitnah über die gemeinsame Plattform zur Verfügung gestellt und Konsensusempfehlungen erarbeitet.

Erfolgreiches Surveillance Management erfordert zum einen Kriterien, welche Surveillancestrategien in welchen Situationen effektiv und effizient eingesetzt werden können, zum anderen aber auch umfassende informationstechnologische Unterstützung, um die notwendigen Surveillancedaten strukturiert zu erheben und möglichst in Echtzeit zusammenzuführen und zu analysieren.

Die Aufgaben in diesem Arbeitspaket umfassen deshalb zwei Teilbereiche, die aber eng miteinander verknüpft sind:

Best Practice Surveillance und Surveillance Management

Auf Basis der Erfahrungen der letzten Monate werden Kriterien für eine zielgerichtete Surveillance flankiert von einem effektiven Surveillancemanagement entwickelt. Diese werden in einem Expert*innenboard abgestimmt. Dazu werden die verschiedenen von den Projektpartnern eingesetzten Surveillancemethoden und -aktivitäten analysiert und in dem Wissenssystem CoSurv-Info aufbereitet und zur Verfügung gestellt. Ziel ist es, langfristig ein Entscheidungsunterstützungssystem bereitzustellen, mit dem bei zukünftigen Pandemiesituationen Handlungsempfehlungen und die bestmögliche Surveillancestrategie abgeleitet werden können. Insbesondere untersuchen wir auch, welche Informationsquellen und Daten besonders wichtig für die frühzeitige Erkennung von Neuinfektionen, Hotspots und Ausbrüchen und damit die Wahl der angemessenen Surveillancestrategien zur Bewältigung der Pandemie sind. 

Surveillance Tools

Auf Basis existierender und im Laufe der COVID-19-Pandemie von den Projektpartnern entwickelten Systeme, zur Erfassung der vielfältigen relevanten Daten zum Infektionsgeschehen, wird ein modulares und interoperables Gesamtsystem entwickelt, das diese Daten strukturiert zusammenführt, analysiert und für das Pandemiemanagement zur Verfügung stellt. Dies umfasst insbesondere die Identifikation von Infektionsverläufen in Gesundheitseinrichtungen, sogenannte nosokomiale Infektionen (CoSurv-SmICS) und die Identifikation von Kriterien für Teststrategien (CoSurv-Test). Herausforderungen sind hierbei die möglichst effiziente Erhebung der Daten und rechtskonforme institutionsübergreifende Zusammenführung und Analyse der Daten. Aufgrund der Vielfalt der Informationssysteme in den Universitätskliniken sind hier individuelle Lösungen zur Anbindung der einzelnen Partner notwendig. Neue Erkenntnisse über Einfluss- und Risikofaktoren sollen möglichst zeitnah in das System integriert werden können. Alle Entwicklungen erfolgen in enger Abstimmung mit dem Robert Koch-Institut, um eine optimale Anbindung an und Ergänzung zu den bundesweiten Surveillancesystemen zu garantieren.

Das B-FAST-Arbeitspaket Bevölkerung verfolgt unterschiedliche Konzepte der Surveillance (Querschnitt, Kohorten, Cluster) zum Corona-Pandemiegeschehen auf Bevölkerungsebene und zu unterschiedlichen Rahmenbedingungen. Die Untersuchungen werden in Deutschland an den Standorten Heidelberg, Köln, Lübeck, Magdeburg durchgeführt. Unter Berücksichtigung verschiedener Ausbreitungsszenarien werden dazu zum einen flexible, skalierbare und digital-gestützte Methoden weiterentwickelt und implementiert, zum anderen entstehen zudem völlig neue Ansätze. Heidelberg zum Beispiel etabliert dabei einen neuen, Cluster-assoziierten Ansatz, bei dem Personen nach einer risikobasierten Vorauswahl mittels App nach eigenständiger Probeentnahme und postalischem Versand auf SARS-CoV-2 getestet werden. Während in Köln Ansätze mit eigenständigen Probeentnahmen nach Stichprobenziehung über das Einwohnermelderegister umgesetzt werden, testet Magdeburg auch Blutspenden sowie besonders vulnerable Personen. Am vierten Standort Lübeck wird bereits seit Mai 2020 eine Surveillance im Kohortenansatz mit wiederholten PCR- und Antikörpertestungen in einem Studienzentrum und begleitenden App-Befragungen fortentwickelt. Dafür wurde aus online-registrierten Studieninteressierten eine repräsentative Stichprobe (n=3051) generiert.

Diese Pilotstudien wägen die Machbarkeit neuer innovativer Surveillance-Konzepte mit ausgewählten Stichprobentestungen in regionalen Bevölkerungsclustern ab, mit dem Ziel daraus Best Practice-Modelle zur Surveillance von mit Covid-19 infizierten Personen mit und ohne Symptomen zu entwickeln.

Der Anwendungsbereich Schulen und Kitasin B-FAST untersucht Akzeptanz und Machbarkeit regelmäßiger Testungen auf SARS-CoV-2. Besonderes Augenmerk liegt dabei auch auf der Etablierung kindgerechter Testmethoden. Langfristiges Ziel ist es, Schließungen von Kindertagesstätten und Schulen zu verhindern. Als „rapid-response-tool“ könnte dieses Konzept deutschlandweit einheitlich Anwendung durch Entscheidungsträger finden.

Das Projekt wird koordiniert von der Uniklinik Köln unter Beteiligung der Unikliniken Düsseldorf, Heidelberg, Homburg und München (LMU). Testungen werden an insgesamt 18 Einrichtungen (zwei Kitas und 16 Schulen) durchgeführt und dort ca. 7.500 Kindern und Jugendlichen und ca. 1.000 Mitarbeiter*innen angeboten.

Kinder und Jugendliche, wie auch das Personal der Einrichtungen, werden über einen Zeitraum von drei Wochen mehrfach pro Woche getestet. Sollte ein Fall von SARS-CoV-2 gefunden werden, wird in enger Zusammenarbeit mit dem zuständigen Gesundheitsamt das weitere Vorgehen abgestimmt. Ziel ist es, dass alle nicht-infizierten Personen unter weiterer engmaschiger Testung die Einrichtung weiter besuchen können.

In den beiden letzten Quartalen in 2020 ist die Studie mit einer Testphase gestartet. Eine weitere ist mit Beginn des neuen Jahres geplant.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Uniklinik Köln: https://kinderklinik.uk-koeln.de/forschung/b-fast/

Grundsätzlich hat sich die Corona-Pandemie (COVID-19) in Deutschland in fünf Bereichen sehr rasch ausgebreitet, wobei die Verbreitung in der Vergangenheit bevorzugt durch asymptomatische oder oligosymptomatische Infizierte erfolgte:

• Pflegeheime
• Wohnsituationen
• Kulturereignisse
• Arbeit
• Reisen

Die Pilotierung von Strategien in den oben genannten Risikobereichen ist das primäre Ziel dieser Arbeitsgruppe, um Optimierungen von bisherigen Verfahren an folgenden Endpunkten zu erreichen: Akzeptanz, Wiederholbarkeit, Skalierbarkeit, Kosten, Verarbeitungszeit, Nutzen der Information, Verhältnis Kosten zu Informationsnutzen und Containment, vor allem im Winter, wenn andere Atemwegserkrankungen vermehrt auftreten und eine Unterscheidung zum Frühstadium der COVID-19-Infektion erschweren. 

Außerdem soll die Messung und Modellierung der Ausbreitung von menschlichen Aerosolen und Tröpfchen die Entwicklung von situationsspezifischen Maßnahmenempfehlungen ermöglichen (Z-Projekt).

Während primär die Eindämmung der aktuellen SARS-CoV-2 im Vordergrund steht, soll durch das B-FAST-Netzwerk eine übergreifende Surveillance- und Teststrategie für zukünftige Pandemien langfristig und adaptierbar erstellt werden.

Weitere Informationen finden Sie auf der Website der Universität Heidelberg: https://www.b-fast-umm.de/

Einheitliche Teststrategien und Testmethoden für Patient*innen, medizinisches Personal und Besucher*innen zu etablieren, ist Ziel der Projekte im B-FAST Anwendungsbereich Krankenhäuser.

In diesem Zusammenhang werden „Best Practice“ Beispiele für die Testung von Krankenhauspatienten bei Aufnahme oder prästationär erarbeitet. Verglichen werden diese Ergebnisse mit Daten der parallellaufenden Studien zu ambulanten Patient*innen und Patientengruppen mit intermittierenden Krankenhausaufenthalten im Hinblick auf unterschiedliche Endpunkte (Balance zwischen Genauigkeit, Schnelligkeit und Nebeneffekten). Daraus resultiert die Bewertung der damit verbundenen Konsequenzen. Zusätzlich soll untersucht werden, wie gut die Prävalenz bei Aufnahme in das Krankenhaus die Prävalenz in der Bevölkerung reflektiert.

Zur Verbesserung von Maßnahmen zur Prävention einer SARS-CoV-2-Infektion bei Krankenhausmitarbeiter*innen werden verschiedene Konzepte evaluiert, außerdem die Immunität nach COVID-19-Infektionen untersucht. Ein weiteres Ziel ist es, Risiken für spezielle Gruppen (z.B. bei Mitarbeiter*innen mit Aerosol generierenden Tätigkeiten) abzuwägen und wirkungsvolle Kommunikationsstrategien für die Mitarbeiter*innen zu erarbeiten. Auch Konzepte, die mit Besuchern und anderen externen Gruppen assoziierten Risiken zu managen, sollen berücksichtigt werden.