Von der Pandemie zur Endemie

Seit mehr als zwei Jahren kursiert das SARS-CoV-2-Virus; seit mehr als einem Jahr existieren mit den Covid-19-Impfstoffen effiziente Waffen dagegen. Impfen ist der Weg aus der Pandemie, betonten Politiker und Gesundheitsbehörden immer wieder. Mit steigenden Impfquoten in Deutschland und geringen Infektionszahlen im Sommer fühlte man sich dem Ende der Pandemie schon recht nahe. Doch dann tauchte die Omikron-Variante von SARS-CoV-2 auf.

Omikron kann die Immunantwort sowohl von Geimpften als auch von Genesenen ersten Daten zufolge sehr effizient unterlaufen. Wieder verbreitet sich weltweit ein Virus, gegen das in der Bevölkerung kaum Immunschutz besteht. Das Auftauchen von Omikron habe daran erinnert, dass »wir näher am Anfang der Pandemie sind als am Ende«, schrieb Professor Dr. Jeremy Farrar, Direktor des Wellcome Trust, in der britischen Zeitung »The Guardian« Anfang Dezember.

Wie wird es mit der Corona-Pandemie weitergehen und wann könnte sie enden? Mit diesen Fragen beschäftigten sich Professor Dr. Rustom Antia von der Emory University in Atlanta und Professor Dr. Elizabeth Halloran von der University of Washington in Seattle in einem Artikel im Fachjournal »Immunity« (DOI: 10.1016/j.immuni.2021.09.019). Wenn ein Virus neu in eine Population eintritt, wie es SARS-CoV-2 vor rund zwei Jahren getan hat, verbreite es sich aufgrund des fehlenden Immunschutzes sprunghaft und in Teilen auch exponenziell. Die exponenzielle Phase könne aber nicht lang anhalten, da mit zunehmender Zahl von genesenen Personen die Zahl der möglichen Wirte für das Virus schwindet.

Dann gibt es den Autoren zufolge prinzipiell zwei Wege, wie die Pandemie endet: Entwickeln Menschen nach Erregerkontakt eine lebenslange Immunität, wie es etwa beim Masernvirus der Fall ist, kann der Erreger verschwinden. Entwickeln sie aber nur eine vorübergehende Immunität, wird die Pandemie in eine Endemie übergehen. Was bedeutet das für die zukünftige durch SARS-CoV-2 bedingte Krankheitslast?

Für das Coronavirus gilt die zweite Möglichkeit als wahrscheinlich, da ­sowohl die Infektion als auch die inzwischen verfügbaren Impfstoffe nur einen vorübergehenden Schutz erzeugen. Mit steigender Zahl an durch Infektion oder Impfung immunisierten Personen weltweit wird die Pandemie langsam in eine Endemie übergehen, schreiben Antia und Halloran. Dies würde mit einem drastischen Abfall der Prävalenz einhergehen.

Wenn eine Erkrankung in einer bestimmten Population fortwährend gehäuft auftritt, spricht man von einer Endemie. Dies ist zum Beispiel bei der Grippe weltweit und bei Malaria in manchen Regionen der Fall. Ein endemisches Virus zirkuliert also dauerhaft in der Bevölkerung und kann Infektionen verursachen. Dabei hängt der endemische Status nicht von der Höhe der Infektionszahlen, sondern von der Kontinuität der Virusverbreitung in der Population ab, die auch Schwankungen unterworfen sein kann.

Wann dieser endemische Zustand erreicht wird, ist den Autoren zufolge noch nicht abzusehen. Dies hängt von verschiedenen Faktoren wie der Durchimpfungsrate weltweit und der Geschwindigkeit ab, mit der die Immun­antwort nachlässt. Es ist auch noch nicht klar, wie hoch die durch SARS-CoV-2 ausgelöste Krankheitslast sein wird, sobald die endemische Phase erreicht ist.

Während in der Pandemie quasi alle Infektionen Erstinfektionen sind und alle Altersgruppen in etwa gleich betreffen, ist der Anteil der Erstinfektionen in der endemischen Phase gering. Ein mögliches Szenario: Bei einer hohen Grundimmunisierung der Bevölkerung treten Erstinfektionen fast ausschließlich bei noch nicht immunisierten Personen, darunter vor allem Säuglinge und Kleinkinder, auf. Dann würde Covid-19 zu einer Kinderkrankheit.

Wenn die Verläufe wie bislang in dieser Altersgruppe mild ausfallen, werden die Erstinfektionen wenig zur Krankheitslast beitragen, schreiben die Autoren. Dann komme es vielmehr darauf an, wie schwer Reinfektionen bei Geimpften und Genesenen verlaufen. Dies hänge von der Geschwindigkeit ab, wie schnell der Schutz vor Infektionen und vor schweren Erkrankungen schwindet und wie stark die Verbreitung des Erregers in der Bevölkerung ist, erklären Antia und Halloran.

In einem optimistischen Szenario hält der Schutz vor schweren Erkrankungen länger an als der vor einer Infektion; dadurch verlaufen Reinfektionen mild und dienen dem Immunsystem quasi regelmäßig als Booster. So verhält es sich zum Beispiel bei den humanen Erkältungscoronaviren. In einem weniger optimistischen Szenario ist die SARS-CoV-2-Transmission so niedrig, dass der Schutz vor schwerer Erkrankung nachlässt, bevor eine Reinfektion das Immunsystem boostern konnte – dann können auch Reinfektionen schwer verlaufen. In diesem Fall müsste der Immunschutz eventuell regelmäßig mit einer Auffrischimpfung gestärkt werden.

Für eine »gutartige Endemie« sei es daher entscheidend, dass Erstinfektionen bei Kindern auch bei zukünftigen Varianten noch mild verlaufen und dass die Transmission des Virus ins­gesamt so hoch ist, dass regelmäßige Reinfektionen stattfinden. Real-World-Daten zur Wirksamkeit der Covid-19-Impfstoffe weisen bislang tatsächlich darauf hin, dass der Schutz vor Infek­tion rascher nachlässt als der vor schwerer Erkrankung.

Untersucht werden müsse auch, inwiefern sich die Immunität durch natürliche Infektion von der durch Impfung erzeugten unterscheidet und welche besser vor zukünftigen Infektionen schützt, schreiben die Autoren.

Klar ist, dass sich das Virus weiterentwickelt und zunehmend die Immunantwort unterläuft. Wie die weitere Evolution ablaufen könnte und ob eventuell regelmäßige Auffrischimpfungen nötig werden, hat ein Team um Dr. Wendy K. Jó von der Berliner Charité untersucht. Hierfür analysierte es die Evolution der humanen Erkältungs­coronaviren 229E und OC43 und verglich diese mit der von Influenzaviren, die sich bekanntlich rasch wandeln und für die die Impfstoffe daher regelmäßig ­angepasst werden müssen. Die Ergebnisse sind im Fachjournal »Virus Evo­lution« veröffentlicht (DOI: 10.1093/ve/veab020).

Die Stammbäume der beiden untersuchten Coronaviren wie auch der Grippeviren zeigten eine Leiterform, die darauf hinweise, dass regelmäßig eine zirkulierende Variante durch eine fittere ersetzt wird. »Das ist ein Hinweis auf eine sogenannte Antigendrift, also eine kontinuierliche Veränderung der Oberflächenstrukturen, durch die Viren sich der menschlichen Immunreaktion entziehen«, schreibt Jó in einer Mitteilung der Universität.

Die heimischen Coronaviren »entfliehen« dem Immunsystem also ebenso wie Grippeviren, allerdings nicht so schnell. Während sich in der Influenza-Sequenz pro Jahr 25 Muta­tionen pro 10.000 Erbgut-Bausteinen ansammelten, waren es bei den Coronaviren nur etwa sechs Mutationen. Für SARS-CoV-2 liege die geschätzte Geschwindigkeit bei zehn Mutationen pro 10.000 Basen pro Jahr, könne aber abnehmen.

Die noch hohe Mutationsrate führen die Charité-Forscher auf das starke Infektionsgeschehen in der Pandemie zurück – bei vielen Infektionen weltweit hat das Virus auch viele Möglichkeiten zu mutieren. Mit Rückgang des Infektionsgeschehens könne die Mutationsrate abnehmen, vermuten die Forscher, sodass die Covid-19-Impfstoffe in der Pandemie eventuell noch an Va­rianten angepasst werden müssen, während sie in der endemischen Phase vermutlich länger verwendet werden können.

In diesem Zusammenhang kritisierte Wellcome-Trust-Chef Farrar im Guar­dian auch die ungleiche globale Impfstoffverteilung: Je länger das Corona­virus durch ungeimpfte Populationen weltweit laufen könne, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass weitere Mutanten entstehen. Der fehlende politische Wille, die gesamte Welt und nicht nur die eigene Bevölkerung mit Impfstoff zu versorgen, »verlängere die Pandemie für alle«, so Farrar.