Corona-Pandemie Ansteckungsfähigkeit von Covid-19-Erkrankten

Autor / Redakteur: Manuela Zingl* / Christian Lüttmann

Was sagt die Viruslast über das Infektionspotenzial eines Covid-19-Erkrankten aus? Vermehrt sich SARS-CoV-2 bei Kleinkindern schlechter als bei Erwachsenen? Und wie ansteckend ist die britische Variante? Diese Fragen hat ein Team um Prof. Christian Drosten von der Charité Berlin in einer aktuellen Studie geklärt.

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Die Viruslast bei Covid-19 und das damit verbundene Ansteckungspotenzial haben Forscher in einer aktuellen Studie untersucht.
Die Viruslast bei Covid-19 und das damit verbundene Ansteckungspotenzial haben Forscher in einer aktuellen Studie untersucht.
(Bild: www.ingo-bartussek.de, Stock Adobe)

Um besser abschätzen zu können, ob bestimmte Personengruppen potenziell mehr oder weniger ansteckend sind, hat ein internationales Team unter Leitung von Prof. Dr. Christian Drosten, Direktor des Instituts für Virologie der Charité und Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung (DZIF), für mehr als 25.000 Covid-19-Fälle die so genannte Viruslast ermittelt – also die Anzahl der Erbgutkopien von SARS-CoV-2 in der PCR-Probe.

Die Erbgutkopien repräsentieren näherungsweise die Virusmenge im Rachen der Patienten und lassen daher Voraussagen über deren potenzielle Infektiosität zu. Um diese Abschätzung weiter zu verbessern, verglichen die Forscher die Viruslast mit Erkenntnissen darüber, ab welcher Viruslast typischerweise eine Anzucht von SARS-CoV-2 im Labor gelingt, also vermehrungsfähiges Virus in der Probe nachweisbar ist.

Für mehr als 4.300 Corona-Fälle lagen mehrere Proben aus verschiedenen Krankheitsstadien des Patienten vor. Dies ermöglichte es den Virologen erstmals in großem Umfang, die Entwicklung der Viruslast im Rachen nachzuzeichnen und so einen typischen Verlauf statistisch zu beschreiben. Die Forschungsgruppe analysierte, ob sich die Daten für verschiedene Altersgruppen, Patientinnen und Patienten mit unterschiedlich starken Symptomen oder zwischen verschiedenen Virusvarianten statistisch signifikant unterschieden.

Warum bei Kleinkindern geringere Viruslasten gefunden werden

Die Analyse nach Altersgruppen zeigte dabei keine nennenswerten Unterschiede in der Viruslast: Im Schnitt enthielten Rachen-Abstriche von SARS-CoV-2-Infizierten zwischen 20 und 65 Jahren rund 2,5 Millionen Kopien des Virenerbguts. In den Proben der jüngsten Kinder zwischen null und fünf Jahren fand das Team mit etwa 800.000 Erbgutkopien die niedrigsten Viruslasten, bei älteren Kindern und Jugendlichen glichen sich die Werte mit steigendem Alter denen der Erwachsenen an.

Die Unterschiede in der Viruslast von Kindern und Erwachsenen seien allerdings auch auf die unterschiedliche Probennahme zurückzuführen, wie Drosten betont: „Bei Kindern werden deutlich kleinere Abstrichtupfer eingesetzt, die weniger als halb so viel Probenmaterial in die PCR-Testung einbringen. Außerdem werden bei ihnen statt der schmerzhaften tiefen Nasenrachen-Abstriche oft einfache Rachenabstriche gemacht, in denen sich noch mal weniger Virus findet. Deshalb erwarten wir bei Kindern mit gleicher Virusvermehrung von vorn herein geringere Viruslast-Messwerte in der PCR.“ Diese Unterschiede gilt es, bei Modellen zur Infektiosität miteinzubeziehen.

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Dem Reproduktionswert (R-Wert) zufolge, steckt eine mit SARS-CoV-2 infizierte Person im Schnitt etwa drei bis fünf andere Menschen an, sofern keine Maßnahmen wie Abstandsregeln und Maskenpflicht aktiv sind. Aus dieser epidemiologischen Beobachtung lässt sich allerdings kaum ableiten, wie hoch die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung im individuellen Fall oder in bestimmten Gruppen der Bevölkerung ist: Abseits von räumlichen und sozialen Gegebenheiten können verschiedene Menschen nämlich unterschiedlich stark ansteckend sein oder Viruspartikel über einen kurzen oder langen Zeitraum ausscheiden. Eine einfache Korrelation zwischen der Viruslast und dem Infektionspotential einer Person ist daher nicht gegeben.

Bei der Infektiosität sind alle Altersgruppen gleich

Die Abschätzung der Infektiositätsrate in Laborproben ergab für die jüngsten Kinder (null bis fünf Jahre) etwa 80 Prozent des Wertes von Erwachsenen, jeweils bezogen auf den Spitzenwert im Viruslastverlauf. Auch hier lagen die Werte bei Schülern und Heranwachsenden näher an den Werten von Erwachsenen. „Dies verdeutlicht, dass man Viruslasten nicht einfach proportional in Infektiosität umrechnen kann“, sagt Drosten. „Und auch diese datenbasierten Schätzungen der Infektiosität muss man noch mal nach oben korrigieren wegen der unterschiedlichen Probennahme bei Kindern. All dies fließt in eine klinisch-virologische Bewertung ein. Mein anfänglicher Eindruck einer ungefähr gleich großen Infektiosität aller Altersgruppen hat sich bestätigt, nicht nur hier, sondern auch in anderen Studien.“

Die Analyse der Covid-19-Fälle im Hinblick auf eine unterschiedliche Symptomatik bestätigte frühere Beobachtungen: Betroffene können auch ohne Krankheitszeichen sehr hohe Viruslasten aufweisen. Und bei Personen, die ins Krankenhaus aufgenommen werden mussten, war die Viruslast über den gesamten Verlauf höher als bei anderen Getesteten. Anhand ihrer neuen Verlaufsmodelle schätzen die Forscher, dass alle SARS-CoV-2-Infizierten schon ein bis drei Tage vor Symptombeginn die höchste Viruslast im Rachen haben.

„Superspreader“: trotz höchster Viruslast oft nahezu symptomfrei

Etwa neun Prozent der untersuchten Covid-19-Fälle fielen durch eine außergewöhnlich hohe Viruslast von einer Milliarde Erbgutkopien oder mehr auf. Mehr als ein Drittel dieser potenziell hochinfektiösen Personen hatte keine oder nur milde Symptome. Dies erhöht die Gefahr, dass diese Erkrankten das Virus weitertragen, ohne es selbst zu bemerken. „Diese Daten liefern eine virologische Grundlage für die Beobachtung, dass nur eine Minderheit der Infizierten den größten Teil aller Übertragungen verursacht“, erklärt Drosten. „Dass sich hierunter so viele Menschen ohne relevante Krankheitssymptome finden, macht klar, warum Maßnahmen wie Abstandsregeln und die Maskenpflicht für die Kontrolle der Pandemie so wichtig sind.“

Variante B.1.1.7 mit 2,6-facher Infektiosität

In den Proben von Personen, die mit der britischen Virusvariante B.1.1.7 infiziert waren, wies das Team eine im Schnitt zehnfach höhere Viruslast nach und schätzte die Infektiosität im Labor auf das 2,6-fach höher ein als bei der ursprünglichen Virusform. Hierzu untersuchten die Wissenschaftler Viruslasten von fast 1.500 Fällen mit B.1.1.7-Infektion, denen sie knapp 1.000 Personen mit anderen Viren gegenüberstellten, die zur selben Zeit in denselben Abstrichstellen, Ambulanzen oder Stationen untersucht wurden. „Auch wenn Laborversuche es bisher noch nicht abschließend erklären können: Das B.1.1.7-Virus ist infektiöser als andere Varianten“, ist sich Drosten sicher.

Das Forschungsteam plant, die Auswertungen der Viruslast im Verlauf der Pandemie kontinuierlich fortzusetzen. Es erhofft sich so Erkenntnisse über die Veränderungen, die auftreten, wenn das Virus durch die Bildung von Varianten auf die zunehmende Immunisierung der Bevölkerung reagiert.

Originalpublikation: Jones TC et al.: Estimating infectiousness throughout SARS-CoV-2 infection course. Science (2021); doi: 10.1126/science.abi5273

An der Studie beteiligt waren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Charité – Universitätsmedizin Berlin, des Deutschen Zentrums für Infektionsforschung, der University of Cambridge, des Norwegian Institute of Public Health, der University of Oslo, des Labors Berlin – Charité Vivantes, der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel sowie des Labors Dr. Krause und Kollegen MVZ.

Dieser Beitrag stammt von unserem Partnerportal Laborpraxis.

* M. Zingl, Charité – Universitätsmedizin Berlin, 10117 Berlin

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