Eine perfekte Synergie: Die kirgisische Labordiagnostik erreicht in Zusammenarbeit mit SEEG und WHO ein neues Niveau

Laboratory worker in Bishkek

Die SARS-CoV-2-Pandemie hat die Labore in Kirgisistan an ihre Grenzen gebracht. Seit 2020 arbeitet die kirgisische Regierung daher mit Deutschland und anderen Partnern daran, die Testkapazitäten des Landes auszubauen und Genom-Sequenzierung für die Erkennung von Virusvarianten einzuführen.

Schnelle und sichere Labordiagnostik ist heute wichtiger denn je

Seit Beginn der COVID-19-Pandemie bemühen sich Gesundheitsbehörden weltweit darum, ihre Labortest-Kapazitäten soweit auszubauen, dass sie mit den immer neuen Mutationen des Virus Schritt halten können.

Der flächendeckende Zugang zu Tests ist unerlässlich, um die Ausbreitung der Pandemie einzudämmen. In vielen Ländern sind jedoch nur wenige Labore in der Lage, die dafür nötige Molekulardiagnostik durchzuführen, was zu erheblichen Verzögerungen bei der Auswertung der Tests führt. Mit dem Auftreten neuer Virusvarianten hat sich die Situation weiter verschärft. Entscheidungsträger im Gesundheitssystemen und in der öffentlichen Verwaltung müssen regelmäßig über die im Umlauf befindlichen Varianten informiert werden, um gegebenenfalls geeignete Gegenmaßnahmen ergreifen zu können. Oft sind die Labore vor Ort aber nicht in der Lage, die Genom-Sequenzierung durchzuführen, die für die Identifikation von SARS-CoV-2-Varianten gebraucht wird.

Angesichts globaler Gesundheitskrisen sind die Anforderungen an Laborsysteme in den letzten Jahren stark gestiegen, so dass regionale und internationale Laborpartnerschaften, Sequenzierungsnetzwerke und andere Formen der technischen Zusammenarbeit immer wichtiger werden. Dieser Artikel stellt eine solche Zusammenarbeit vor: In einer Zeit, in der die Pandemie das kirgisische Laborsystem an seine Grenzen brachte, gelang es durch die bemerkenswerte Zusammenarbeit mehrerer Entwicklungspartner, die Labordiagnostik-Kapazitäten Kirgisistans auszubauen und nachhaltig zu stärken.

Eine bemerkenswerte Zusammenarbeit

Die deutsche ‚Schnell Einsetzbaren Expertengruppe Gesundheit‘ (SEEG), das kirgisisch-deutsche Vorhaben zur Förderung primärer Gesundheitsversorgung und die Weltgesundheitsorganisation (World Health Organisation, WHO) taten sich zusammen, um mit aufeinander abgestimmten Maßnahmen im Zentrallabor in Bischkek die Genom-Sequenzierung einzuführen und um das Personal des subregionalen Labors in Osch in molekularer Diagnostik zu schulen.

Training on sequencing
Sequenzierungstraining

„Die kirgisisch-deutsche Zusammenarbeit zielt darauf ab, das kirgisische Gesundheitssystem als Ganzes zu stärken. Labore spielen dabei eine wichtige Rolle“, sagt Valerie Broch Alvarez, die Leiterin des kirgisisch-deutschen Vorhabens, das von der Deutschen Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) GmbH im Auftrag des Bundesministeriums für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) durchgeführt wird. „Die Pandemie hat gezeigt, dass wir dabei auf mehreren Ebenen gleichzeitig ansetzen müssen: Von der Sicherstellung grundlegender Kapazitäten in kleineren Laboren bis hin zur Einführung modernster Sequenzierungstechniken auf zentraler Ebene.“

Im Rahmen der deutschen Soforthilfe für die Pandemie-Bekämpfung in Kirgisistan schloss die GIZ im Auftrag des BMZ im Jahr 2020 eine Finanzierungsvereinbarung mit der WHO, um das kirgisische Laborsystem zu stärken. „Seit Beginn der COVID-19-Pandemie unterstützen wir das kirgisische Gesundheitssystem durch Schulungen von Laborpersonal in Biosicherheit und in Testdiagnostik, von der sicheren Entnahme über den Transport bis zur Bearbeitung und Aufbereitung der Proben“, sagt Dr. Nazira Artykova, die WHO-Vertreterin in Kirgisistan. „Dieses Wissen ist nicht nur zur Bewältigung der aktuellen Pandemie relevant, sondern stellt sicher, dass kirgisische Labore zukünftig schneller auf verschiedene gesundheitliche Notlagen reagieren können.“

Die vom Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) und dem Bundesministerium für Gesundheit (BMG) Ende 2015 gegründete „Schnell Einsetzbare Expertengruppe Gesundheit“ (SEEG) arbeitet mit führenden deutschen Gesundheits- und Forschungseinrichtungen zusammen: dem Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM), der Charité ‒ Universitätsmedizin Berlin und dem Robert Koch-Institut (RKI). Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) beteiligt sich seit 2021 an der Kooperation und das Friedrich-Loeffler-Institut bringt sich im Bereich Tiergesundheit ein und unterstützt so die Umsetzung der One Health-Strategie. Auf die jeweilige Anfrage von Partnern abgestimmt stellt die SEEG multidisziplinäre Teams zusammen – darunter Experten und Expertinnen der Mikrobiologie, Virologie und Epidemiologie – die direkt mit ihren Kollegen und Kolleginnen in den Partnerländern zusammenarbeiten, um die Systeme zur Erkennung und Eindämmung von Krankheitsausbrüchen gemeinsam zu stärken.

Aus einer Anfrage wird eine Schulung in hochspezialisierter Labordiagnostik

Während des ersten Besuchs der SEEG-Experten und Expertinnen in Kirgisistan im November 2020 fragte das Gesundheitsministerium an, ob es möglich wäre, kirgisisches Laborpersonal in die Genom-Sequenzierung einzuführen. Auf der ganzen Welt verbreiteten sich zu diesem Zeitpunkt Varianten von SARS-CoV-2, doch kirgisische Labore waren nicht in der Lage, festzustellen, ob eine oder mehrere von ihnen bereits im Land zirkulierten. Proben wurden zur Sequenzierung außer Landes an internationale WHO-Referenzlabore geschickt, so dass nur mit Verzögerung auf Veränderungen in der epidemiologischen Situation reagiert werden konnte.

Seit Beginn der Pandemie hat die SEEG Labore in 20 Ländern unterstützt, doch nie zuvor hatte sie bisher Laborpersonal in Sequenzierungstechniken geschult. Die Verfügbarkeit eines für eine solche Schulung geeigneten Labors war hierbei für die SEEG-Experten und Expertinnen von entscheidender Bedeutung. „Die Sequenzierung ist technisch viel anspruchsvoller als andere Arten der Labordiagnostik“, erklärt Dr. Norman Nausch, technischer Berater der GIZ, der die zweite SEEG-Mission in Kirgisistan leitete. „Sie setzt ein etabliertes Molekularlabor, das nach bestimmten Standards arbeitet, sowie hochqualifiziertes Personal mit spezifischem Fachwissen voraus. Das Verfahren kann daher nicht in jedem Labor eingeführt werden.“ 

Nach Besichtigung mehrerer Labore entschied die SEEG, dass das von der deutschen KfW Entwicklungsbank unterstützte nationale TB-Referenzlabor die nötigen Bedingungen erfüllte. 

National TB Reference Laboratory, Bishkek
National TB Reference Laboratory, Bishkek

„Da Kosten und Aufwand für die Sequenzierung hoch sind, braucht es für sie eine langfristige Perspektive“, erklärt Dr. Nausch. Dazu gehören zuverlässige Beschaffungssysteme für Reagenzien ebenso wie ein Partner, der im Anschluss an das Training durch SEEG die Labore kontinuierlich technisch beraten kann. Für das Nationale TB-Referenzlabor ist dieser Partner das Forschungszentrum Borstel, ein führendes Lungenforschungszentrum in Deutschland. Es unterstützt und begleitet das kirgisische Labor seit Jahren in der Tuberkulose-Diagnostik.

GIZ und WHO bündeln ihre Kräfte

Auch die Laborexperten und -expertinnen des WHO Euro-Regionalbüros hatten seit einiger Zeit überlegt, wie Sequenzierungskapazitäten in Kirgisistan aufgebaut werden könnten. Sie hatten ebenfalls das nationale TB-Referenzlabor als geeignetes Institut hierfür ausgemacht. Das Forschungszentrum Borstel hatte im Auftrag der WHO eine Online-Schulung zu SARS-CoV-2-Sequenzierungstechniken entwickelt, auf die ein Präsenz-Training und Mentoring folgen sollten.

Die GIZ-Teamleiterin Valerie Broch Alvarez sah das Synergie-Potential und stellte den Kontakt zwischen SEEG- und WHO-Teams her. Mustafa Aboualy, der die WHO-Programme zur Stärkung der Labore in Zentralasien leitet, unterstützte ihre Initiative: „Es gab viele Überschneidungen zwischen den geplanten Aktivitäten der GIZ und der WHO. Dank guter Koordinierung und Abstimmung ist es uns gelungen, alle Maßnahmen in einem Ansatz bündeln“.

Auf Online-Module folgt ein intensives 5-tägiges Training im Labor

Im Februar und März 2021 nahm das Personal des Nationalen TB-Referenzlabors also zunächst an drei vom Forschungszentrum Borstel und der WHO entwickelten Online-Schulungsmodulen zur Genom-Sequenzierung von SARS-CoV-2 teil. Mitte Mai traf dann eine siebenköpfige SEEG-Delegation in Bischkek ein, um darauf aufzubauen. „Die Synergie war perfekt“, erinnert sich Aboualy von der WHO. „Die SEEG konnte auf der Grundlage der Theorie, die das Personal bereits gelernt hatte, direkt mit dem praktischen Teil der Ausbildung fortfahren.“

SEEG team members and participants in Bishkek
Das SEEG-Team und Trainingsteilnehmende in Bischkek

Das SEEG-Team umfasste Experten und Expertinnen der GIZ, des Instituts für Virologie der Charité-Universitätsmedizin in Berlin sowie des Martsinovsky-Instituts für Medizinische Parasitologie und Tropenmedizin der Sechenov-Universität in Moskau. Die Einbeziehung russischsprachiger Fachleute ermöglichten es, Sprachbarrieren zu überwinden und so mehr technische Inhalte in kürzerer Zeit zu vermitteln werden konnten.

Im Laufe von fünf Tagen schulte das SEEG-Team elf kirgisische Laborexperten und -expertinnen in Sequenzierungstechniken und in den Bioinformatik-Methoden, mit deren Hilfe die Ergebnisse analysiert und interpretiert werden können.

Am Ende der Woche hatten die Teilnehmenden insgesamt 96 Virus-Proben erfolgreich sequenziert und analysiert – eine Premiere und ein großer Erfolg für Kirgisistan.

Gulmira Kalmambetova, die Leiterin des Nationalen TB-Referenzlabors, ist stolz auf dieses Ergebnis: „Wir sind sehr froh, dass diese Spitzentechnologie nun auch in unserem Teil der Welt angekommen ist“, sagt sie. „Sie ermöglicht uns, zu verstehen, wie die Pandemie sich in Kirgisistan entwickelt. Damit können wir uns besser auf mögliche Ausbrüche neuer Varianten vorbereiten.“

Stärkung der Molekulardiagnostik und des Qualitätsmanagements in Osh

Auf Wunsch des Gesundheitsministerium unterstützte die SEEG außerdem das zentrale Labor in Osch, der zweitgrößten Stadt Kirgisistans.

SEEG training team with participants in Osh
SEEG Training Team mit Teilnehmenden in Osh

Obwohl dieses mittelgroße Labor über die Ausstattung für die PCR-Diagnostik von SARS-CoV-2 verfügt, war ein Großteil seines Personals nicht darin ausgebildet, sie zu nutzen. Erneut koordinierten SEEG, GIZ-Vorhaben und WHO ihre Aktivitäten zu einem umfassenden Schulungsprogramm. Zuerst führte das Team der SEEG eine viertägige Schulung in Biosicherheit und Grundlagen der PCR-Testung für elf Mitarbeitende des Labors durch. Im Anschluss schulte das Expertenteam der WHO sie im Einsatz von SNP-Tests (Single-Nucleotide Polymorphism), mit deren Hilfe Proben mit spezifischen Mutationen identifiziert werden können, um sie zur Sequenzierung weiterzuleiten.

Die Teams der SEEG und der WHO nutzten ihren Aufenthalt in Osch auch dafür, Infrastruktur, Arbeitsabläufe und Verfahren des Labors zu analysieren und einfach umsetzbare Maßnahmen zur Qualitätsverbesserung vorzuschlagen. Das Team des GIZ-Vorhabens unterstützte diesen Prozess. Aktuell laufen Gespräche darüber, wie GIZ und WHO das Labor in Osch weiter unterstützen und schrittweise zu einer Anlaufstelle für andere Labore in der Region ausbauen könnten.

Neue Technologien brauchen zukunftsweisende Strategien

Allen an dieser erfolgreichen Zusammenarbeit beteiligten Partnern ist bewusst, dass sich ihr Einsatz nur gelohnt hat, wenn es gelingt, die neuen Kapazitäten zu erhalten, so dass sie mittel- und längerfristig zur Verbesserung der Labordienstleistungen im ganzen Land beitragen können.

Das Gesundheitsministerium trägt jetzt Verantwortung dafür, die Genom-Sequenzierung in den nationalen Plan zur Bekämpfung der COVID-19-Pandemie aufzunehmen und eine Strategie für die Auswahl der zu sequenzierenden Proben und die Kommunikation ihrer Ergebnisse zu entwickeln. Für dezentrale Labore, wie das in Osch, ist ihre weitere Stärkung in Biosicherheit und Qualitätsmanagement entscheidend: „Die Qualität der Proben, die in den PCR-Laboren ankommen, hängt von der Kompetenz des Personals in den kleineren Laboren ab“, sagt Gulmira Kalmambetova. „Wir müssen weiter daran arbeiten, die Kapazitäten des Laborpersonals landesweit zu stärken, und wir hoffen, dass unsere Partner uns dabei unterstützen werden.“

Die guten Arbeitsbeziehungen, die zwischen SEEG, WHO und dem Team des GIZ-Vorhabens im vergangenen Jahr entstanden sind, sind eine gute Grundlage für ihre weitere Zusammenarbeit – in Kirgisistan und darüber hinaus. Für 2022 ist bereits ein Treffen mit Partnern aus der gesamten Region geplant, um sich zu Erfahrungen im Bereich der COVID-Diagnostik und Genom-Sequenzierung auszutauschen.

Karen Birdsall
Oktober 2021

© GIZ/Askat Chynaly
© GIZ/Askat Chynaly
© GIZ/Askat Chynaly
© GIZ

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