Coronavirus-Appell: Lässt sich die zweite Infektionswelle noch vermeiden?

Eindämmung einer zweiten Corona-Welle

Nachdem die Zahl der Neuinfektionen mit dem neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 in den vergangenen Tagen wieder stark angestiegen ist, machen sich etliche Menschen Sorgen vor einer sogenannten zweiten Welle. Wie diese zu verhindern ist, erklären Wissenschaftler.

Die Zahl der Infektionen mit dem Coronavirus SARS-CoV-2 steigt weltweit weiter an. Auch hierzulande infizieren sich mittlerweile wieder mehr Menschen mit dem neuartigen Erreger als noch vor wenigen Wochen. War der Anstieg zunächst vor allem auf Reiserückkehrende zurückzuführen, ist inzwischen wohl die zunehmende Missachtung der Schutz-Maßnahmen das Problem. Es droht eine zweite Ansteckungswelle. Doch diese könnte laut Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern verhindert werden.

Ausbreitung des Virus einschränken

Wie die Max-Planck-Gesellschaft (MPG) in einer aktuellen Mitteilung schreibt, lässt sich die COVID-19-Epidemie nur mit einem Bündel konzertierter Maßnahmen eindämmen. Das ist ein Ergebnis von Modellrechnungen, die ein Team des Göttinger Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation sowie der Universität Göttingen jetzt auf dem Dokumentenserver für Preprints „arXiv“ veröffentlicht hat.

Demnach können die Gesundheitsämter die Ausbreitung von SARS-CoV-2 durch Testen, Kontaktverfolgung und Isolieren deutlich einschränken. Das alleine reicht aber nicht aus, um eine zweite Welle der Epidemie zu verhindern, wie die Rechnungen der Forschenden zeigen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben Bedingungen abgesteckt, unter denen die Zahl der COVID-19-Erkrankten in Deutschland weiterhin unter Kontrolle bleibt.

Reproduktionszahl R unter 1 drücken

Bei der Eindämmung der COVID-19-Epidemie kommt es auf uns alle an, auf die Gesundheitsämter aber ganz besonders. Die Behörden durchbrechen Infektionsketten, indem sie zunächst die Kontaktpersonen von Menschen mit einem positiven Coronatest aufspüren.

Die Kontaktpersonen werden dann solange wie nötig isoliert. Also entweder bis sich erwiesen hat, dass sie keine Träger beziehungsweise Trägerinnen des Virus sind, oder bis sie nicht mehr infektiös sind, falls sie sich angesteckt haben sollten.

Das TTI (nach dem englischen, test, trace and isolate) genannte Vorgehen funktioniert zwar laut der MPG nicht perfekt, die Gesundheitsämter tragen damit aber wesentlich dazu bei, die Reproduktionszahl R, also die Zahl der Menschen, die Träger oder Trägerin des Virus im Schnitt anstecken, unter 1 zu drücken.

Jenseits dieses Kipppunktes breitet sich SARS-CoV-2 exponentiell, also sehr schnell unkontrollierbar aus und es kommt zu einer zweiten Welle der Epidemie.

Wichtige Rolle der Gesundheitsämter

Wie effektiv die Gesundheitsämter die Reproduktionszahl in der Praxis senken können, hat das Team um Viola Priesemann, Forschungsgruppenleiterin am Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation nun mit Modellen der theoretischen Epidemiologie ermittelt. Die Forschenden berechnen, wie sich SARS-CoV-2 bei verschiedenen Vorgehensweisen im Testen und in der Kontaktverfolgung in der Bevölkerung ausbreitet.

So haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler jetzt nachgewiesen, dass die Belastungsgrenze der Gesundheitsämter einen zweiten wichtigen Kipppunkt darstellt, an dem die Epidemie außer Kontrolle geraten kann.

„Je mehr Kontakte den Gesundheitsämtern entgehen, weil sie überlastet sind, desto mehr stecken diese unentdeckt bleibenden Träger des Virus andere Menschen an, und eine Eindämmung wird immer schwieriger“, erläutert Viola Priesemann.

Bei welcher Zahl täglicher Neuinfektionen diese Grenze genau liegt, ergibt sich aus den Rechnungen allerdings nicht. „Das hängt stark von der Kooperation der Bevölkerung ab, sowie von der Anzahl sozialer Kontakte“, erklärt Sebastian Contreras, Doktorand am Max-Planck-Institut und Erstautor der aktuellen Studie.

„Unsere Studie zeigt aber, dass es ratsam ist, bei den Fallzahlen einen Sicherheitsabstand zur Kapazitätsgrenze der Gesundheitsämter zu halten und auch bei einem langsamen Anstieg der Fallzahlen wachsam zu sein.“

Höchstens zwei Personen anstecken

Neben der Belastungsgrenze hängt der Erfolg der Gesundheitsämter noch von einer weiteren Bedingung ab. Laut den Rechnungen des Göttinger Teams können sie COVID-19 durch Testen und Kontaktverfolgung nämlich nur dann eindämmen, wenn Trägerin beziehungsweise Träger des Virus, solange sie unentdeckt sind, höchstens zwei weitere Personen anstecken.

Den Fachleuten zufolge darf die Reproduktionszahl R im Gros der Bevölkerung, die ihren aktuellen Infektionsstatus nicht kennt, also nicht über 2 steigen. Nur dann können die Gesundheitsämter die gesamte Reproduktionszahl, auf die es am Ende ankommt und die vom Robert Koch-Institut (RKI) berechnet wird, durch die Identifikation und Isolation von Corona-Trägerinnen oder -Trägern unter 1 bringen.

Die meisten Menschen, die wissen, dass sie sich mit dem Coronavirus infiziert haben, isolieren sich. Daher verbreiten vor allem die Trägerinnen und Träger den Erreger, die davon nicht wissen, zum Beispiel weil sie keine Symptome haben oder bei leichten, unspezifischen Symptomen noch nicht getestet wurden.

Ohne jegliche Vorsichtsmaßnahmen würden die unentdeckten Virusträgerinnen und -träger wie Anfang März vermutlich zwischen drei und vier weitere Personen anstecken, wobei es hier auch einen kleinen saisonalen Effekt gibt.

AHA-Regeln gewissenhaft einhalten

Um die Zahl durchschnittlicher Ansteckungen in dieser Gruppe, zu der wir alle gehören könnten, unter zwei zu senken, müssen wir das Risiko einer Infektion um 20 bis 50 Prozent reduzieren, heißt es in der Mitteilung.

Zu diesem Zweck sollten wir zum einen die AHA-Regeln gewissenhaft einhalten: Abstandhalten, Hygiene berücksichtigen und Alltagsmasken tragen und zum anderen können wir die Ansteckungsgefahr auch verringern, indem wir unsere physischen Kontakte einschränken.

In dem Zusammenhang raten die Göttinger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von Großveranstaltung ganz ab: „Großereignisse können Super-Spreading Events begünstigen. Weder deren Ursprung noch deren Dynamik sind bisher ganz verstanden, aber ihre destabilisierende Wirkung konnten wir in unserer Studie schon zeigen“, so Johannes Zierenberg, promovierter Physiker und Mitautor der Studie.

Und ab dem Herbst dürften allgemeine Vorsichtsmaßnahmen noch wichtiger werden, da dann die Witterung das Virus wieder begünstigt.

Infektionsketten effektiver durchbrechen

Die Vorsichtsmaßnahmen für alle abzuschwächen, wäre laut den Forscherinnen und Forschern nur möglich, wenn die Triade aus Testen, Kontaktverfolgung und Isolierung effektiver würde. Beispielsweise könnten Menschen mit einem positiven Testergebnis die Quarantäne noch konsequenter einhalten.

Bei den Gesundheitsämtern gibt es darüber hinaus Stellschrauben für eine effektivere Identifikation von Corona-Infizierten. Sie könnten zum Beispiel versuchen, die Zeitspanne von der Infektion bis zu ihrer Entdeckung auf ein absolutes Minimum zu beschränken.

Wöchentliche Tests für alle ohne Verdacht sind dabei allerdings nicht praktikabel – denn für gut 80 Millionen Menschen reichen die 1,4 Millionen Tests, die wöchentlich zur Verfügung stehen, bei weitem nicht. Zudem könnten die Gesundheitsämter alles daransetzen, möglichst alle Kontaktpersonen von Infizierten ausfindig zu machen, und das in möglichst kurzer Zeit.

„Wir gehen in unserem Modell davon aus, dass die Kontaktnachverfolgung und Isolierung nicht perfekt sind. Zum Beispiel nehmen wir an, dass die Gesundheitsämter derzeit etwa zwei Drittel der Kontakte von Trägern des Virus identifizieren, vor allem solche, bei denen es ein großes Ansteckungsrisiko gibt, also Kontakte in der Familie, am Arbeitsplatz oder mit Freunden“, erläutert Viola Priesemann.

Zusätzlich flüchtige Kontakte etwa im Supermarkt, im Restaurant oder in der U-Bahn aufzuspüren und vorsorglich zu isolieren, kann den Aufwand schnell ins unermessliche treiben. So empfiehlt es sich den Göttinger Forschenden zufolge auch nicht, einen Schritt bei der Unterbrechung von Infektionsketten auf das absolute Optimum zu trimmen.

„Unsere Rechnungen zeigen, dass es effektiver ist, alle oder mehrere dieser Faktoren beim TTI ein bisschen zu verbessern“, so Viola Priesemann.

„Besonders effektiv ist es, wenn wir an möglichst vielen Stellen jeweils ein bisschen besser werden: Wenn Menschen bei Verdacht auf eine Infektion zügig ihre Kontakte reduzieren, wenn sie sich gewissenhaft an die Quarantäne halten und wenn die Kontakte von Trägern schnell identifiziert und vorsorglich ebenfalls in Quarantäne gehen. Dann können wir uns in anderen Bereichen wesentlich mehr Freiheiten erlauben, ohne die Kontrolle über die Ausbreitung zu verlieren.“ (ad)