Coronavirus-Modellierungsstudien über die Entwicklung der aktuellen Pandemie lassen aufhorchen. Was bringen die Maßnahmen und welche Perspektiven ergeben sich?

 

zu Modellierungsstudie zur Eindämmung des Coronavirus
Geschlossene Gewerbe und Schulen, Kontakt und- Ausgangsbeschränkungen. Weltweit werden Maßnahmen ergriffen, um die Ausbreitung des neuen Coronavirus in den Griff zu kriegen. Die Bedrohung durch das neue Coronavirus SARS-CoV-2 ist überall angekommen.

Doch damit ergibt sich eine weitere Gefahr. Schnell kommt schnell das Gefühl der Ratlosigkeit auf – oder noch fataler: des Kontroll- und Moralverlusts. Der Leiter der Virologie an der Charité Berlin, Prof. Christian Drosten ergriff im NDR-Podcast schnell die Chance, an die Vernunft zu appellieren. Klares Handeln ist jetzt gefragt.

Dass Quarantänemaßnahmen und Kontaktverbote nötig sind, ist klar. Es gibt unzählige modellhafte Darstellungen zur exponentiellen Ausbreitung. Ebenso eindeutig ist aber auch: Mit zwei oder drei Wochen sozialer Isolation ist das Problem nicht gelöst.

Denn bei einer exponentiellen Virus-Ausbreitung werden die Menschen zwar schnell immun: Eine „Herdenimmunität“ und Stopp der weiteren Virusausbreitung werden erreicht, wenn voraussichtlich 60-70 % der Bevölkerung immun sind. Gleichzeitig aber werden die Kapazitäten des weltweiten Gesundheitssystems weit überschritten und unzählige Menschen werden sterben.

Um die Tausende Tote aufgrund Infektionen mit SARS-CoV-2 zu verhindern (aktuellen Zahlen: WHO), sind langfristige Maßnahmen notwendig. Aber was bedeutet das genau?

 

Modellierungsstudie zur Eindämmung des Coronavirus SARS CoV-2

Am 24. März publizierten Forscher des Imperial College London eine Modellierungsstudie. Die viel beachtete Studie analysierte die wahrscheinlichen Auswirkungen mehrerer Maßnahmen auf die Eindämmung und Unterdrückung der Ausbreitung des Coronavirus weltweit. Gerade diese Prognosen haben die aktuelle britische politische Strategie maßgeblich beeinflusst. Auch in Deutschland hat sich das Bundesinnenministerium an dieser Studie orientiert.

Die Ergebnisse der Studie wurden im 9. Bericht des WHO-Kollaborationszentrums für die Modellierung von Infektionskrankheiten veröffentlicht. Das Team hat sich dabei sich auf die Auswirkungen von fünf solcher Maßnahmen, allein und in Kombination, fokussiert:

  1. Isolierung folgender Personen zu Hause: diejenigen mit Symptomen der Krankheit (Husten und/oder Fieber) nach dem Auftreten der Symptome
  2. Hausquarantäne: alle Haushaltsmitglieder von Personen mit Krankheitssymptomen bleiben 14 Tage lang nach dem Auftreten der Symptome zu Hause
  3. „Social distancing“, wie es gerade bei uns in Deutschland und in vielen anderen Ländern gehandhabt wird: Kontakte außerhalb des Haushalts (Schule, Arbeitsplatz etc.) werden gemieden
  4. „Social distancing“ der über 70-Jährigen, die am stärksten von schweren Krankheiten bedroht sind (z. B. Kontakt mit Verwandten einschränken)
  5. Schließung von Schulen und Universitäten

Die Durchführung nur von einzelnen der oben genannten Maßnahmen führte in der Studie zu ernüchternden Ergebnissen. Intensivbetten für schwerkranke Patienten würden weiterhin nicht ausreichend zur Verfügung stehen, ebenso wie Beatmungsgeräte.

Die Forscher stellten bei der Modellierung fest, dass Kombinationen von Maßnahmen zu einem von zwei Szenarien führen würden:

Szenario 1 (Verlangsamung der Infektionsausbreitung):

Die Maßnahmen würden die Ausbreitung der Infektion verlangsamen, aber nicht vollständig stoppen. Jedoch würde das Gesundheitssystem etwas entlastet und die am stärksten von schweren Krankheiten bedrohten Personen geschützt. Der Höhepunkt der Infektionswelle würde über einen Zeitraum von drei bis vier Monaten im Sommer erreicht sein.

Szenario 2 (Unterdrückung der Infektionsausbreitung):

Die intensiveren Maßnahmen könnten die Übertragung zunächst unterbrechen und die Fallzahlen senken. Sobald diese Maßnahmen jedoch gelockert werden, würden die Fallzahlen wieder steigen. Dies birgt ein Risiko einer Folge-Epidemie in den Wintermonaten.

 

Und wie sehen die berechneten Ergebnisse der beiden Szenarien aus? Im ersten Szenario wäre die optimale Kombination folgende: häusliche Isolation der Symptom-Fälle (Punkt 1 der Liste oben), häusliche Quarantäne (Punkt 2) und soziale Distanzierung der über 70 Jahre alten Menschen (Punkt 4). Damit ließe sich die Spitzenlast im Gesundheitswesen um zwei Drittel und die Zahl der Todesfälle um die Hälfte reduzieren.

Das zweite Szenario zielt auf eine Unterdrückung des Ausbruchs. Hier wäre die gesamte Maßnahmen-Kombination erforderlich. Also auch eine soziale Distanzierung außerhalb des Haushalts (Punkt 3) und zusätzlich Schul- und Universitätsschließung (Punkt 5). Damit einhergehend müssen immer die aktuellen Krankheitsdaten betrachtet werden. So könnten Maßnahmen im Laufe der Zeit vorübergehend gelockert, aber auch schnell wieder zu verschärft werden, sobald die Fallzahlen steigen. Gerade die fortlaufende Situation in Südkorea und China sollte dazu auch einbezogen werden.

 

Zeitfenster für Medikamente und Impfstoffe

Dieses zweite Szenario erinnert also an On-Off-Beziehungen. Was gesellschaftspolitisch, sozial und wirtschaftlich tragbar ist, wird derzeit überall diskutiert. Die Modellrechnung besagt: Durch Kombination der Maßnahmen würde das Gesundheitssystem etwas entlastet, aber keine Herdenimmunität erreicht.

Es findet demnach eine Verschiebung statt, sobald wir uns alle wieder in der Gesellschaft treffen, türmt sich die Welle erneut auf. Jedoch mit einem Vorteil: Es ist Zeit gewonnen, um das medizinische Personal und die Versorgung aufzustocken. Vor allem aber auch Zeit, um ein Medikament zu entdecken bzw. weiterzuentwickeln.

Welche Ansätze es dazu bereits gibt, ist im Blog Coronavirus – Impfstoffe und Medikamente beschrieben.

Wie ist das mit den Tests auf Coronaviren?

Je mehr getestet wird, desto weniger Infektionen bleiben unerkannt. Es ist außerdem wichtig die Infektionsketten zu kennen um entsprechend zu reagieren. Ein wichtiger Aspekt für Voraussagen über den Epidemie-Verlauf und somit für eine Entscheidungsbasis zu weiteren Maßnahmen sind die Fallzahlen.

Doch wie lassen scih die Daten reaitätsnahl darzustellen? Dazu müsste korrekterweise auch die Dunkelziffer berücksichtigt werden, also die unentdeckten Fälle mit leichten oder unerkannten Symptomen. Bei einer hohen Dunkelziffer von nicht erfassten Fällen wird auch die Zahl der Todesfälle zu hoch dargestellt.

Der aktuell verfügbare PCR- Test ist früh im Infektionsgeschehen anwendbar. Es konnte inzwischen bestätigt werden, dass sich sehr früh im Verlauf einer SARS-CoV-2-Infektion große Mengen des Virus im Rachen befinden.

Selbst wenn in Deutschland vergleichsweise viel getestet wird, ist aktuell eine flächendeckende Testung noch nicht möglich. Bisher wird dazu das PCR-Verfahren angewandt: Bereits im Januar hat Prof. Drosten, Leiter der Charité Berlin mit seinem Team diesen Test entwicklet und weltweit zur Verfügung gestellt. Erfarung hat  der Virologe genug, bereits bei der SARS-Epidemie von 2003 konnte er den Test entwicklen und forscht seitdem noch intensiver an Coronaviren.

Das PCR-Verfahren ist zwar hochsensitiv, kommt jedoch aufgrund der großen Testzahlen an seine Grenzen. Es müssen alle Fälle getestet werden, als flächendeckende Methode kann die bisherige Labor-Methode alleine zunächst nicht dienen. Deshalb wird aktuell das Testpensum erhöht: Im Labor Berlin, Europas größtes Krankenhauslabor, werden in einer großen Hightech-Maschine die Abläufe weitgehend automatisiert, sodass als 3.000 Corona-Tests pro Tag damit möglich sind. Es sind jedoch jetzt schon Engpässe in den Diagnostiklaboren zu verzeichnen. Sowohl Fachpersonal als auch Laborausrüstung wird knapp.

Aussichten

Doch es gibt gute Aussichten: Bald sind auch Antigen-Tests verfügbar. Im Gegensatz zur PCR-Methode, welche die Nukleinsäure des Virus nachweist, werden hier spezifische Virusproteine aufgespürt. Auch wenn Antigen-Tests nicht so sensitiv sind wie die PCR-Tests, sind die Ergebnisse vielverprechend: In Validierungsstudien hat sich der Test gerade in der ersten Infektionswoche als geeignet erwiesen, da dann das Virus im Rachenabstrich in großen Mengen vorliegt. Falsch-negativ könnte der Test allerdings ab der zweiten Woche nach Infektion sein, wenn sich das Virus weniger im Rachen befindet und verstärkt in die Lunge verlagert. Da aber die klassische Testsituation der Beginn der Symptomatik darstellt, sind Antigentests ein wirklicher Lichtblick: Sie sind schnell und günstig herzustellen. So könnten sie bald die PCR-Tests ergänzen und zum Großeinsatz kommen.

Auch Antikörpertests auf den Coronavirus sind in Kürze verfügbar. Hier muss man jedoch differenzieren: Die seit einigen Tagen kommerziell verfügbaren Antikörpertests, meist aus Asien, sind noch nicht ausreichend geprüft. Sie könnten demnach eine gewisse Fehlerrate aufweisen. Es besteht also ein Risiko, dass sie ein falsch negatives Ergebnis liefern, der Test also trotz Virusbefall nicht anschlägt.

Generell gilt bei Antikörpertests: Sie weisen keine Viruspartikel nach, sondern Antikörper gegen das Virus. Das Fatale daran: Die Antikörper werden jedoch die im Laufe unserer Immunreaktion erst in der zweiten Woche, nach rund 10 Tagen, gebildet. In der Anfangsphase der Infektion ist man „blind“, ein negativer Test hat somit keine Aussagekraft.

Im umgekehrten Fall jedoch hat man es schwarz auf weiß: Ist der Test positiv, sind Antikörper gebildet. Somit ist nachgewiesen, dass die getestete Person immun ist. Antikörpertests werden aktuell intensiv geprüft, in Kürze sollen valide Antikörpertests verfügbar sein. Damit könnten großflächig Personen, allem voran aus der Gesundheits- und Pflegebranche, getestet werden, um eine mögliche Immunität festzustellen. Dies würde ein sicherer Einsatz dieser Personengruppen ermöglichen und auch knappe Ressourcen sparen, da z. B. auf spezielle Schutzausrüstung verzichtet werden kann.