Epidemie

Coronavirus könnte wegen des Superspreadings auch aussterben

Lars Fischer

Von Lars Fischer

Mo, 15. Juni 2020 um 17:52 Uhr

Gesundheit & Ernährung

Oft steckt ein Corona-Infizierter niemand anderen an, manchmal aber auch ganz viele Menschen. Dieses Phänomen nennt man Superspreading. Es könnte sogar dazu führen, dass das Virus ausstirbt.

Die Corona-Fallzahlen in Deutschland erscheinen derzeit widersprüchlich. Auf der einen Seite gibt es Massenansteckungen in Restaurants, Betrieben oder Gottesdiensten. Gleichzeitig gibt es bundesweit auch bei gelockerten Maßnahmen nur wenige Neuinfizierte. Tatsächlich zeigen diese gegenläufigen Trends die Doppelnatur des Superspreadings – also der massiven Weitergabe des Virus durch einzelne Personen.

Die explosiven Ausbrüche wie im chinesischen Wuhan, in Norditalien oder in New York sind die eine Seite der Medaille. Die andere Seite ist: Das Coronavirus neigt zum Aussterben. In Neuseeland wurde gerade die letzte bekannte Covid-19-Patientin des Landes als geheilt entlassen.

Was ist das Phänomen Superspreading?
Ein beträchtlicher Teil der Infizierten gibt das Virus überhaupt nicht weiter. Einige geben das Virus dafür gleich an 20, 30 oder gar 50 andere Menschen weiter. Eine Arbeitsgruppe um Danielle Miller von der Tel Aviv University kam bei einer Analyse in Israel zu dem Schluss, dass dort 90 bis 99 Prozent der Infizierten an lediglich 20 Prozent der Neuinfektionen beteiligt waren. Auf eine ähnliche Größenordnung kam im April eine chinesische Arbeitsgruppe. Sars-CoV-2 ist nicht der einzige Krankheitserreger mit Superspreading, man kennt dieses Verhalten als 20/80-Regel bei sexuell übertragbaren Krankheiten wie HIV oder Gonorrhoe: 20 Prozent der Infizierten verursachen 80 Prozent der Neuansteckungen. Neben den Coronaviren von Sars und Mers gehört auch Ebola in diese Gruppe. Laut einer Analyse an 152 Ebola-Infizierten in Guinea steckten 72 Prozent der Betroffenen keine weitere Person an.
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Wie kommt es zum Superspreading?
Beim Coronavirus deutet viel darauf hin, dass Superspreading mehr mit den Umständen als mit bestimmten Personen zu tun hat. Viele Personen in geschlossenen Räumen, Nähe, Sprechen und Singen scheinen eine Rolle bei Massenansteckungen zu spielen. Daneben verbreitet sich das Virus anscheinend an bestimmten Orten besonders gut. Zu Beginn der Epidemie waren es Krankenhäuser, später dann Kreuzfahrtschiffe, Restaurants und Fleisch verarbeitende Betriebe.

Allerdings lässt sich nicht ausschließen, dass auch individuelle Unterschiede manche Personen eher zu Superspreadern machen als andere. So zum Beispiel schwankt die Menge an aktiven Viren von Mensch zu Mensch, andere produzieren beim Sprechen vermutlich deutlich mehr Aerosole. Die Gründe für diese Unterschiede sind unbekannt. Derzeit ist nicht absehbar, welcher Anteil des Superspreadings auf ihr Konto geht und in eigentlich unverfänglichen Alltagssituationen stattfindet.
Superspreading

Das englische Wort Superspreading kann man auf Deutsch mit Superverteilung übersetzen. Es geht darum, dass manchmal sehr viele Corona-Viren verteilt werden und sich viele Menschen anstecken, wenn sie in Kontakt mit einem Infizierten kommen. So hat in den USA bei einer Chorprobe einmal ein Teilnehmer 53 andere angesteckt, von denen zwei später gestorben sind. Warum es passiert, weiß man noch nicht sicher. Es kann sein, dass der Teilnehmer besonders viele Viren in sich hatte. Auf jeden Fall aber werden beim Singen viele winzig kleine Teile aus der Lunge ausgestoßen, sogenannte Aerosole. Auf ihnen können die Coronaviren sitzen. Schweben besonders viele Aerosole mit besonders vielen Viren herum, kann man sich leichter anstecken als wenn man dem selben infizierten Menschen an der frischen Luft begegnet. tst

Was bedeutet Superspreading für den Verlauf einer Pandemie?
Die Erkenntnis, dass die Covid-19-Epidemie sehr stark von recht wenigen dominiert wird, erklärt zuerst einmal eine Besonderheit der Pandemie, nämlich dass sie so unvorhersagbar und ungleichmäßig weltweit auftauchte. Denn bei einem solchen Erreger ist es sehr stark vom Zufall abhängig, wann und wo ein eingereister Infizierter überhaupt einmal jemanden ansteckt. An einem Ort löst womöglich erst der zehnte Infizierte einen Ausbruch aus, anderswo mag es schon der erste sein. Dafür aber sind diese Ausbrüche dann oft groß und explosiv. Das ist ein großes Problem: Jeder neue Fall kann potenziell Ursprung eines explosiven Ausbruches werden und dutzende neue Ansteckungsketten erzeugen.

Helfen Kontaktbeschränkungen gegen die Pandemie?
Das Superspreading macht den Erreger zugleich sehr anfällig. Wie ein Team um Benjamin Althouse von der University of Washington in Seattle in einer Veröffentlichung Ende Mai schrieb, ist es vergleichsweise leicht, die Reproduktionszahl des Virus drastisch abzusenken. Wer seine Kontakte auf fünf oder sechs Menschen beschränkt, kann nicht mehr 20 andere anstecken. Gegen ein Virus, bei dem die Mehrzahl zwei oder drei andere ansteckt, bringt das nicht viel – doch wenn die Mehrzahl der Neuansteckungen durch Superspreading geschieht, verhindert man so einen großen Teil von ihnen.

Wie effektiv diese Strategie beim Coronavirus ist, zeigen die Erfahrungen in Deutschland ebenso wie die israelische Studie. Sobald die Menschen begannen, ihre Kontakte zu reduzieren, sank die Reproduktionszahl R sehr schnell auf nahe eins. Das ist eine prekäre Zahl, sowohl für uns, aber auch für das Virus. Zum einen bedeutet es: Sars-CoV-2 breitet sich aus und kann immer wieder sehr viele Menschen befallen, sobald sich eine Gelegenheit bietet: ein Gottesdienst, ein Restaurant, eine Schnitzelfabrik. Gleichzeitig steigt aber auch die Chance, dass der Erreger in manchen Regionen auf scheinbar unerklärliche Weise verschwindet. Dafür muss die Reproduktionszahl nicht einmal dauerhaft unter eins sinken. Es reicht, wenn die Zahl der Infizierten gering ist.

Wie kann es zum Aussterben von Viren kommen?
Verantwortlich dafür ist ein statistischer Effekt, den man als stochastisches Aussterben bezeichnet. Die Wahrscheinlichkeit dafür ergibt sich aus allgemeinen Ausbreitungsmodellen, die zum Beispiel auch die Häufigkeit von Nachnamen in der Bevölkerung beschreiben. Unter der Annahme, dass der Anteil der Immunisierten an der Bevölkerung vernachlässigbar ist, beträgt sie etwa (1/R)n, mit n als Anzahl der Infizierten. Das heißt: Ist die Reproduktionszahl 1,1 und man hat in einer Region 20 Infizierte, ist die Wahrscheinlichkeit etwa 15 Prozent, dass das Virus dort von selbst verschwindet, wenn es nicht von woanders wieder eingeschleppt wird. Der Haken an der Sache ist allerdings, dass der Ausbruch bei einer Reproduktionszahl größer als eins mit einer viel höheren Wahrscheinlichkeit exponentiell wächst. Zumindest, wenn man das Virus nicht daran hindert.

Wie hoch sind die Chancen, dass das neue Virus ausstirbt?
Die Wahrscheinlichkeit, durch rein statistische Schwankungen auszusterben, ist bei solchen Viren besonders hoch. Wenn zum Beispiel 70 Prozent der Infizierten niemanden anstecken, ist die Chance, überhaupt jemanden anzustecken, auch in der nächsten Generation nur 30 Prozent. Das heißt, auch bei jenen, die eine oder zwei weitere Personen anstecken, ist die Chance groß, dass diese weiteren Infizierten ihrerseits Sackgassen für das Virus sind. Das gilt allerdings nur, wenn es kein Superspreader-Ereignis gibt. Verhindert man die, sinkt die Reproduktionszahl drastisch, und das Virus verschwindet womöglich nach und nach.

Wie sieht die Situation in Deutschland aus?
Dass es in Deutschland trotz regelmäßiger Ausbrüche insgesamt immer weniger Infizierte hat, deutet auf die Möglichkeit, dass das Virus hier flächendeckend aussterben könnte. Dass das geht, hat Neuseeland vorgemacht. Realistisch wird das aber erst durch die sehr ungleiche Verteilung der Neuinfektionen. Das macht die Bekämpfung des Erregers tendenziell einfacher. Bei einem Virus mit relativ gleichmäßig auf die Infizierten verteilten Neuansteckungen muss man sehr viele Ansteckungsketten unterbinden, um die Reproduktionszahl unter eins zu drücken. Mit vielen Superspreadern dagegen ist die Chance einer infizierte Person, das Virus weiterzugeben, sehr viel geringer. Bei womöglich weit mehr als der Hälfte der Infizierten ist es schlicht egal, ob man sie entdeckt oder nicht, denn sie stecken sonst niemanden an.

Wie kann die Verbreitung weiterhin eingedämmt werden?
Social Distancing ist auch bei wenigen Infizierten immer noch wichtig, wie die regelmäßig auftretenden Superspreader-Ereignisse in Deutschland zeigen. Funktioniert diese Unterdrückung nicht mehr, kommt das Virus zurück – und zwar nicht etwa langsam, sondern dank des Superspreading mit Schwung. An bestimmte Orte und Umstände gebundene Übertragungsereignisse bieten daher nahe liegende Angriffspunkte für Kontrollstrategien, die den Superspreader-"Schwanz" der Virusausbreitung kappen. Zum Beispiel, indem man die Menschen an solchen Orten regelmäßig testet oder insgesamt auf bestimmte gefährliche Veranstaltungen verzichtet.
Dieser hier überarbeitete Text ist zuerst erschienen im Magazin Spektrum der Wissenschaft: http://www.spektrum.de.