Die Nase als wichtigste Virusquelle

Wie SARS-CoV-2 von Infizierten gestreut wird, war bisher noch nie genau untersucht worden. Eine derartige Untersuchung wurde Anfang März 2021 mit der ersten »Human-Challenge-Studie« initiiert. Nun wurden die Ergebnisse von Forschenden um Dr. Jie Zhou vom Imperial College London im Journal »The Lancet Microbe« publiziert.

Für diese außergewöhnliche Studie, bei der Freiwillige mit einer definierten Dosis SARS-CoV-2 (Asp614Gly; Pre-Alpha-Wildtyp) intranasal infiziert wurden, hatten die Forschenden zwischen dem 6. März und dem 8. Juli 2021 zunächst 36 Teilnehmer (zehn weibliche und 26 männliche Teilnehmer; Durchschnittsalter 21,8 Jahre) rekrutiert. Zwei der 36 Probanden wurden nachträglich von der Studie ausgeschlossen, nachdem sich gezeigt hatte, dass sie zu Studienbeginn nicht seronegativ waren.

Von den verbliebenen 34 Probanden waren 18 Teilnehmer (53 Prozent) gezielt infiziert worden. Diese Probanden blieben danach für mindestens 14 Tage in individuellen Unterdruckräumen isoliert, um die Virusausscheidungen exakt verfolgen zu können. Nach einer kurzen Inkubationszeit führte die Infektion bei allen Teilnehmern zu einer lang anhaltenden hohen Viruslast in Nase und Rachen mit leichten bis mittelschweren Symptomen.

Alle 18 infizierten Teilnehmer gaben virushaltige Partikel in die Luft ab und kontaminierten Oberflächen in ihrer Umgebung. In 252 Raumluftproben, die von 16 infizierten Teilnehmern zwischen drei und 14 Tage nach der Infektion stammten, wurde virale RNA in 25 Prozent nachgewiesen. Die Positivrate lag bei den Proben von Masken, die von 17 Teilnehmern zwischen zwei und 14 Tage nach der Infektion genommen wurden, mit 43 Prozent etwas höher als die in den Raumluftproben.

Zudem wurde virale RNA in 26,6 Prozent der 252 Handabstriche von 16 infizierten Teilnehmern nachgewiesen, die zwischen drei und 13 Tagen nach der Infektion genommen wurden.

In den Zimmern aller 18 infizierten Teilnehmer wurde virale RNA in 29 Prozent der Oberflächenabstriche zwischen zwei und 14 Tage nach der Infektion detektiert, die jeweils von Betttischen, Bettrahmen, Nachttischen, Fernbedienungen des Fernsehers und Badezimmergriffen stammten. Das Ausmaß der Viruskontamination war bei den fünf verschiedenen Oberflächenabstrichen nicht signifikant unterschiedlich.

 Lebensfähige Viren wurden von 16 Masken und 13 Oberflächenabstrichen (zwei von über dem Bett, einer vom Bettrahmen, sechs von Nachttischen, zwei von Fernbedienungen und zwei von Metallgriffen im Badezimmer), aber nicht aus den Luftproben oder Händen gewonnen. Allerdings war der hier verwendete Luftprobensammler nicht dafür ausgelegt, dass die Infektiosität von SARS-CoV-2 erhalten blieb.

In einer Korrelationsanalyse, die alle Proben aller Teilnehmer umfasste, untersuchten die Forschenden den Zusammenhang zwischen der Viruslast in Nasen-, Rachen- und Hand-Abstrichen und den emittierten Viren sowie den Krankheitssymptomen. Danach korrelierten die Messungen der Viruslast aus der Luft mit denen auf den Oberflächen. Zudem korrelierte die Viruslast an den Händen und an den Masken mit der Viruslast in der Nase.

Badezimmergriffe und Fernbedienungen entsprachen mehr der Viruslast an den Händen. Und die Viruslast an den Masken, in der Luft, an den Händen und Oberflächen korrelierte stärker mit der Viruslast in der Nase als mit der Viruslast im Rachen.

Es gab hingegen nur eine geringe Korrelation zwischen den Symptomen und der Virusausscheidung. Teilnehmer, die über die meisten Symptome klagten, emittierten nicht mehr Viren als Teilnehmer, die über weniger Symptome berichteten.

Bei dem Vergleich der Gesamtvirusmenge in den Luftproben der einzelnen Probanden zeigte sich, dass 11 Prozent der infizierten Probanden 86 Prozent der gesamten nachgewiesenen viralen RNA in der Luft an nur drei Tagen emittiert hatten. Diese Ausbrüche hoher viraler Emissionen in der Luft fielen meist (aber nicht ausschließlich) mit Zeiten hoher nasaler Viruslast zusammen.

Ferner berechneten die Forschenden den Anteil der Emissionen, die auftraten, bevor die symptombasierte Definition eines Verdachtsfalls laut Weltgesundheitsorganisation (WHO) erfüllt wurde oder bevor Fieber auftrat. Danach zeigte sich, dass Virusemissionen in die Luft und Oberflächenkontaminationen bereits auftraten, bevor die Teilnehmer die WHO-Fallkriterien erfüllten beziehungsweise bevor Fieber auftrat.

Zusammenfassend zeigt diese gut kontrollierte Human-Challenge-Studie, dass nach einer kontrollierten experimentellen Inokulation Zeitpunkt, Ausmaß und Wege der Virusemissionen heterogen verlaufen. Eine Minderheit der Teilnehmer emittierte hohe Viruskonzentrationen über die Luft, was das Konzept eines sogenannten Superspreadings stützt. Zudem deuten die Daten darauf hin, dass die Nase die wichtigste Quelle für Virusstreuung ist.