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Superspreader

Wenn wenige viele anstecken

Vieles deutet darauf hin, dass es bei SARS-CoV-2 einzelne sogenannte Superspreader gibt, die für sehr viele Ansteckungen verantwortlich sind. Das hat Konsequenzen für die Eindämmung der Pandemie.
Annette Mende
02.04.2020  16:50 Uhr

Eine wichtige Kenngröße zur Charakterisierung eines Krankheitserregers ist die sogenannte Basisreproduktionszahl R0. Sie gibt an, wie viele Menschen eine mit dem Erreger infizierte Person im Durchschnitt ansteckt. Das Ziel der Eindämmungsmaßnahmen bei einem Ausbruch ist es, R0 unter 1 zu drücken, denn dann kommt die Ausbreitung zum Stillstand. Ist R0 größer 1 wie derzeit bei SARS-CoV-2, wo von einer R0 von etwa 3 ausgegangen wird, breitet sich die Infektion aus.

Die R0 ist ein intuitives epidemiologisches Konzept, hat aber eine Schwachstelle: Eine mögliche Heterogenität der Übertragung von verschiedenen Infizierten bildet der Wert nicht ab. Zwei Erreger mit derselben R0 können völlig verschiedene Übertragungsmuster haben, denn es handelt sich ja um einen Durchschnittswert. Für den Umgang mit einer Epidemie und die zu treffenden Gegenmaßnahmen bedeutet es aber einen großen Unterschied, ob alle Infizierten in etwa gleich viele Menschen anstecken oder die meisten nur wenige, einzelne dafür aber sehr viele.

Patienten, von denen überdurchschnittlich viele weitere Infektionen ausgehen, bezeichnet man auf Englisch als Superspreader, zu Deutsch Superverteiler. Neben bestimmten Charakteristika des Patienten selbst sind aber auch äußere Bedingungen ausschlaggebend für die Ansteckungsrate. Besser ist es daher, statt von Superspreadern von superspreading Events (SSE), also Superverteilungs-Ereignissen zu sprechen. Wie sich SSE auf die Verbreitung von Krankheiten im Allgemeinen und SARS-CoV-2 im Speziellen auswirken und was dagegen unternommen werden sollte, führen der Arzt und ehemalige Direktor der US-amerikanischen Seuchenschutzbehörde CDC Dr. Thomas Frieden und der Epidemiologe Dr. Christopher Lee aktuell in einem online vorab veröffentlichten Artikel im Fachjournal »Emerging Infectious Diseases« aus.

Ein Blick zurück…

Obwohl zur Epidemiologie der neuen Erkrankung noch vieles unbekannt sei, gebe es in der wissenschaftlichen Fachliteratur bereits mehrere Berichte über Covid-19-SSE, so die Autoren. SSE scheinen also zur Verbreitung des Erregers nennenswert beizutragen. Das ist auch plausibel, denn sowohl bei SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome) als auch bei MERS (Middle East Respiratory Syndrome), deren Erreger mit SARS-CoV-2 eng verwandt sind, waren SSE entscheidend für die Verbreitung.

Unklar ist, ob das für die Bemühungen zur Eindämmung der aktuellen Pandemie eine gute Nachricht ist. Einerseits war es laut dem Virologen Dr. Viktor Corman vom Konsiliarlaboratorium für Coronaviren der Berliner Charité bei SARS-CoV-1 vor allem diese Eigenschaft des Erregers, die in den Jahren 2002 und 2003 eine schnelle Beendigung des Ausbruchs ermöglichte. »Seitdem zirkuliert der SARS-Erreger nicht mehr in der Bevölkerung«, sagte Corman Anfang März bei einer Fortbildungsveranstaltung des Centrums für Reisemedizin (CRM) in Berlin.

Andererseits betonen Frieden und Lee in ihrem Artikel, dass für die Eindämmung von Erregern, die sich (auch) per SSE verbreiten, Zeit der entscheidende Faktor ist. »Zu Beginn einer Epidemie führen SSE zu einem explosionsartigen Anstieg der Fallzahlen, in späteren Phasen zu einer anhaltenden Übertragung«, schreiben sie. SARS-CoV-2 hat sich von Wuhan aus bereits auf der ganzen Welt ausgebreitet – der Zeitpunkt, bis zu dem man die »explosionsartige« Ausbreitung der Pandemie hätte stoppen können, wurde offensichtlich verpasst.

Dennoch ließen sich aus vergangenen SSE auch für die aktuelle Situation Lehren ziehen, so die Autoren. Wichtig sei, dass einzelne Superspreader stets nur in der Rückschau identifiziert werden könnten. SSE seien daher schwierig vorherzusagen und zu verhindern. Bestimmte Eigenschaften des Pathogens und des Wirts sowie Umwelt- und Verhaltensfaktoren begünstigten sie aber. Aus der Kenntnis dieser Faktoren ließen sich Maßnahmen ableiten, die die Wahrscheinlichkeit für SSE reduzierten.

…und in die Zukunft

Erreger-spezifische Faktoren sind unter anderem die genutzten Rezeptoren zum Eintritt in die Wirtszelle, die Persistenz in der Umwelt, die Virulenz und die minimale Infektionsdosis, also die Mindestzahl an Viren, die für eine Infektion notwendig ist. Einzelne Stämme eines Pathogens könnten leichter übertragbar sein als andere und Mutationen könnten die Infektiosität verändern, so Frieden und Lee. Es werde vermutet, dass sich SARS-CoV-2 bereits in zwei genetische Subtypen aufgespalten habe. Ob sich dies auf die Übertragbarkeit auswirke, müsse weiter beobachtet werden.

In die Kategorie Wirt-spezifische Faktoren fallen etwa die Dauer und die Lokalisation der Infektion, die Infektionslast sowie die Ausprägung der Symptome. »Alle SARS-Superspreader waren symptomatisch«, schreiben die Autoren. Ob beziehungsweise in welchem Ausmaß SARS-CoV-2 von asymptomatischen Infizierten übertragen werden könne, sei momentan noch nicht geklärt. Dass Patienten mit nur leichten Symptomen zu Beginn der Erkrankung eine hohe Viruslast in den oberen Atemwegen haben können und damit potenziell ansteckend sind, hat gerade erst eine Untersuchung mit den ersten deutschen Covid-19-Patienten bestätigt (»Nature«, DOI: 10.1038/s41586-020-2196-x). Frieden und Lee betonen, dass unter anderem das Ausmaß der SARS-CoV-2-Übertragung vor Symptombeginn und die Rolle von Kindern als Überträger dringend zu klärende Fragen sind.

Umweltfaktoren beinhalten unter anderem die Bevölkerungsdichte sowie die Verfügbarkeit und Nutzung von Maßnahmen zur Infektionsprävention in Einrichtungen des Gesundheitswesens. Bei SARS und MERS habe es nur wenige Mensch-zu-Mensch-Übertragungen, aber explosionsartige Ausbrüche in Gesundheitseinrichtungen gegeben, merken die Autoren an. In einer Untersuchung von 110 Covid-19-Patienten aus elf Clustern in Japan hätten alle Cluster mit geschlossenen Umgebungen in Verbindung gestanden, darunter Fitnessclubs, gemeinsam genutzte Essensräume und Krankenhäuser (»MedRxiv« online vorab, DOI: 10.1101/2020.02.28.20029272). Die Wahrscheinlichkeit, dass ein SARS-CoV-2-Infizierter den Erreger weitergibt, sei unter diesen Bedingungen 18,7-mal höher gewesen als an der frischen Luft. Da das neue Coronavirus nachweislich sowohl in Tröpfchen mit der Atemluft als auch mit dem Stuhl ausgeschieden werde, könnten eine effektive Reinigung von potenziell kontaminierten Oberflächen und eine gute Toilettenhygiene SSE verhindern, folgern die Autoren.

Verhalten wichtigster Faktor

Von allen äußeren Bedingungen, die SSE begünstigen können, lässt sich das Verhalten am besten beeinflussen. Verhaltensfaktoren sind beispielsweise Husten- und Niesetikette, das Aufsuchen von Gesundheitseinrichtungen und das Befolgen von Anordnungen der Behörden. Ob die Menschen solchen Anordnungen Folge leisteten, hänge stark vom kulturellen Kontext und von der persönlichen Risikoeinschätzung des Einzelnen ab, schreiben Frieden und Lee. So habe etwa in Sierra Leone eine einzige traditionelle Begräbnisfeier während der Ebola-Epidemie 28 laborbestätigte weitere Fälle nach sich gezogen. Bezogen auf Covid-19 sei es wichtig, dass die Allgemeinbevölkerung sich häufig die Hände wasche, Husten mit der Armbeuge oder einem Taschentuch abschirme und den Kontakt zu anderen minimiere. Für Beschäftigte im Gesundheitswesen sei zusätzlich eine rigorose Infektionskontrolle vonnöten.

Gesundheitseinrichtungen spielten bei der Verhinderung von SSE eine kritische Rolle, betonen die Autoren. Dort müssten Maßnahmen zur Erkennung und sofortigen Isolation von Erkrankten so schnell wie möglich implementiert und in allen Bereichen strikt eingehalten werden. Eine retrospektive Analyse habe ergeben, dass während der SARS-Epidemie bis zu dreimal mehr Menschen erkrankt wären, wenn die Eindämmungsmaßnahmen auch nur eine Woche später ergriffen worden seien (»American Journal of Epidemiology« 2004, DOI: 10.1093/aje/kwh255). Besondere Vorsicht sei bei Prozeduren wie Bronchoskopie, Intubation oder Sputumgewinnung von potenziellen Covid-19-Patienten geboten. Sie sollten möglichst in Isolationszimmern erfolgen, um eine Verteilung von Erreger-haltigem Aerosol in der Klinik zu vermeiden.

Doch auch wenn Kliniken, Arztpraxen, Pflegeheime und anderen Einrichtungen des Gesundheitswesen bei der Verhinderung von SSE eine Schlüsselrolle spielen, ist auch das Verhalten der Allgemeinbevölkerung entscheidend dafür, ob beziehungsweise wie schnell es gelingen wird, die Pandemie einzudämmen. Bei der SARS-Epidemie habe erst die Kombination aus Maßnahmen in Einrichtungen und in der breiten Öffentlichkeit die Übertragung gestoppt, so Frieden und Lee. Und auch bei SARS-CoV-2 zeigten Daten aus Wuhan, dass zwar die schnelle Identifizierung und Isolation von Patienten die Infektionsrate etwas verringerte, dass aber erst infolge der flächendeckenden Beschränkungen des öffentlichen Lebens die Reproduktionszahl schnell und substanziell gesunken sei (»MedRxiv« online vorab, DOI: 10.1101/2020.03.03.20030593).

In der Phase der Mitigation, in der sich derzeit auch Deutschland befindet, ist eine komplette Eindämmung des Erregers nicht mehr möglich und es geht neben den weiter laufenden Bemühungen zur Eindämmung auch darum, größere Schäden möglichst zu verhindern. In dieser Phase sollten Tests und Maßnahmen zur Eindämmung vor allem in Umgebungen mit einem hohen Risiko für SSE erfolgen, zum Beispiel Gesundheitseinrichtungen, Heime, Gefängnisse und Obdachlosenunterkünfte, empfehlen die Autoren. Darüber hinaus müsse aber auch die Bevölkerung die nicht pharmazeutischen Interventionen befolgen.

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