Osaka-Kansai Expo: Eindämmung von Infektionskrankheiten durch wöchentliche Abwasserüberwachung - Das vollständige Bild des ersten "Water Footprint"-Überwachungssystems bei einem Mega-Event

1. Einführung – Sicherheit der Expo durch "unsichtbare Daten" schützen

• Das Konzept der Abwasser-Epidemiologie (WBE) und ihr Fortschritt während COVID-19

• Drei gesundheitliche Risiken, denen die Expo 2025 gegenübersteht

  1. Hohe Besucherzahlen und multinationale Virusstämme

  2. Tropisierung × Wasseranlagen als Nährboden für Legionellen

  3. Die geschlossene Infrastruktur einer künstlichen Insel
     
     
     
     

2. Überblick über das Überwachungssystem

2-1 Wöchentliche Wasserproben an drei Standorten

• Wasserprobenentnahme mit Flaschen an der Pumpstation Maishima, 3 km nordöstlich von Yumeshima, und PCR-Verarbeitung innerhalb von 24 Stunden

• Probenahmetag ist jeden Mittwoch. Ein Durchflusskorrekturfaktor wird eingeführt, um die Unterschiede in den Bewegungsmustern zwischen ruhigen (Wochentagen) und geschäftigen Zeiten (Wochenenden) auszugleichen. kobe-np.co.jp

2-2 20-Pathogen-Panel

• Masern, MERS, Influenza A/B, Norovirus, enterohämorrhagische E. coli, Affenpockenvirus und andere

• Die Markergene entsprechen dem "Standard-Kit für Abwasserpathogene" des Nationalen Instituts für Infektionskrankheiten

3. Datenintegrationsfluss

1. Labor → Dashboard

   • Ct-Werte werden alle 12 Stunden über das LIMS im OIPH gepusht
     
     

2. Dashboard → Expo-Kontrollraum

   • Maschinelles Lernmodell zeigt bei "drei aufeinanderfolgenden Tagen mit Aufwärtstrend" ein rotes Signal
     
     

3. Expo-Kontrollraum → Gesundheitsamt der Stadt Osaka

   • Das Clustermanagement-Team führt eine Kreuztabellierung mit den Klinikbesuchsdaten durch

   • Automatische Beiträge in den Muttersprachen der Besucher auf sozialen Netzwerken (Englisch, Chinesisch, Koreanisch)

4. Unterschiede zu den Olympischen Spielen 2020 in Tokio

Die WBE im Tokio 2020 Village konnte positive Fälle 1,7 Tage vor klinischen Symptomen erkennen. academic.oup.com. Bei der Expo, aufgrund der erheblich größeren Besucherzahlen, wird ein Algorithmus zur Glättung der Proben verstärkt, um die Rate falscher Positiver unter 1 % zu halten.

5. Die "vier Sicherheiten", die die Abwasserüberwachung bietet

1. Frühwarnung: Signal vor Auftreten von Patienten in Fieberambulanzen.

2. Überwindung von Sprachbarrieren: Risikostufen werden in einer mehrsprachigen App farblich dargestellt.

3. Schnelle Eindämmung: Bei positiven Signalen wird der CO₂-Sensor-Schwellenwert in umliegenden Gebäuden automatisch verschärft.

4. Städtisches Erbe: Nach der Expo wird die permanente Überwachung im Yumeshima-Entwicklungsgebiet fortgesetzt.

6. Technische Details – Von PCR bis zur KI-Analyse

• 24-Well-qPCR-Geräte × 2, Berechnung der Ct-Werte in nur 3 Stunden

• Metagenomik mit Oxford Nanopore GridION zur Echtzeiterkennung von Basenmutationen

• Bayessche Zeitreihenprognose mit AutoML auf Azure

7. Herausforderungen und Perspektiven

• RNA-Adsorption durch Partikel ⇒ Schwankungen in der Rückgewinnungsrate

• Verdünnungsprobleme durch Gezeiten an den Beobachtungsstandorten

• Die nächste Generation wird ein Onsite-Loop (autonome Sensoren + Edge AI) sein

8. Internationale Bewertung und Auswirkungen

Das Mass Gathering Health Network der WHO plant, das "Expo-Modell" als Referenzfall für die Winterspiele 2026 in Mailand-Cortina zu übernehmen. Brisbane2032 in Australien wird das System für seine Hafenanlagen verwenden.

9. Zusammenfassung

Die Abwasser-Epidemiologie der Osaka-Kansai Expo ist die Umsetzung eines "Wasser-Fußabdrucks", der Umweltdaten und Verhaltensdaten kombiniert. Besucher und Veranstalter betreten eine neue Ära des Schutzes vor Infektionskrankheiten, indem sie auf die "unsichtbare Stimme des Wassers" hören.

Liste der Referenzartikel

1. Kobe Shimbun NEXT "Untersuchung von Infektionskrankheiten im Abwasser rund um das Expo-Gelände, Forschung zur Ausbreitung von Masern und anderen" (29. Juni 2025)kobe-np.co.jp

2. Fukui Shimbun ONLINE "Untersuchung von Infektionskrankheiten im Abwasser rund um das Expo-Gelände, Forschung zur Ausbreitung von Masern und anderen" (gleiches Datum)fukuishimbun.co.jp

3. AP News "Japan's Osaka Expo temporarily suspends water shows after high levels of bacteria detected" (9. Juni 2025)apnews.com

4. Kitajima M. et al. "COVID-19 wastewater surveillance implemented in the Tokyo 2020 Olympic and Paralympic Village." Journal of Travel Medicine 29 (3), 2022. academic.oup.com