Die wichtigsten Forschungsresultate nach einem Jahr Corona

Seit einem Jahr wütet nun die Corona-Pandemie. Zeit, eine erste Bilanz über die wissenschaftlichen Befunde zu ziehen.

Wie viele Tote hat Covid-19 bisher gefordert?

Covid-19 hat global bereits über zwei Millionen Todesopfer gefordert. Selbst von Ländern, welche die Kapazitätsgrenzen ihres Gesundheitswesens nie überschritten haben, wurde Tribut gefordert. Eine im Oktober 2020 veröffentlichte Studie schätzt die Anzahl der durch die Pandemie während der ersten Welle (Februar-Mai) verursachten Todesfälle in 19 europäischen Ländern sowie Neuseeland und Australien auf insgesamt 206 000 Personen. Die Todesraten waren in den meisten Ländern erheblich höher, als unter Normalzuständen zu erwarten. Die Schweiz belegte einen Mittelplatz, dennoch hatten wir eine geschätzte prozentuale Zunahme an Todesfällen von rund 22 Prozent relativ zum Vorjahr. Die direkt dem Krankheitsverlauf von Covid-19 zugeschriebenen Todesfälle («direkter Effekt») erklären jedoch nicht die gesamtheitlich errechnete Übersterblichkeit. Diese Diskrepanz kann durch «indirekte Effekte» der Pandemie erklärt werden, wie zum Beispiel unentdeckte Covid-19-Fälle oder verspätete medizinische Behandlungen anderer Krankheiten als Folge der Überlastung von Krankenhäusern. Ungeachtet dessen ist die Gefahr, die von der Pandemie ausgeht aus diesen Zahlen klar ersichtlich. Während den höchsten Fallzahlen hat Covid-19 in Europa etwa 515-mal mehr Todesfälle pro Tag gefordert als die saisonale Grippe. Dies entspricht gleichzeitig mehr Todesfällen als sie von Krebs, Herzerkrankungen, Nervenkrankheiten und Unfällen zusammen verursacht werden.

Wie tödlich ist das Virus denn nun?

Eine grobe Überlastung der Spitäler wie in Italien, Spanien oder Teilen der USA blieb in der Schweiz aufgrund der Kontrollmassnahmen bislang glücklicherweise aus. Gerade aufgrund dieses Präventionsparadoxes ist die Skepsis gegenüber den sich dauernd wandelnden Schutzvorkehrungen jedoch wohl grösser denn je. Aber wie gefährlich ist das Coronavirus denn wirklich?

Die infection fatality ratio (IFR; Infizierten-Verstorbenen-Anteil) gibt an, wie wahrscheinlich es ist, an einer Infektionskrankheit nach erfolgter Ansteckung zu sterben. Daneben gibt die case fatality ratio (CFR; Fall-Verstorbenen-Anteil) Auskunft darüber, wie viele Personen nach Ausbruch einer Krankheit versterben. Die CFR rechnet also nur mit Patienten, die einen Krankheitsverlauf zeigen, während die IFR asymptomatische sowie symptomatische Krankheitsverläufe miteinbezieht. Die IFR ist somit schwieriger zu ermitteln, gibt jedoch eine realere Angabe über die Gefahr einer Infektionskrankheit an und ist daher eine der wichtigsten epidemiologischen Kennzahlen. Eine kürzlich veröffentliche Metastudie, nennt einen Wert der IFR von 0,68 Prozent über verschiedene Populationen hinweg. Die IFR wird im Folgetext als Mortalitätsrate oder Sterblichkeit angegeben.

Eine Mortalitätsrate von 0,68 Prozent bedeutet, dass von 10 000 infizierten Personen im Durchschnitt 68 versterben. Das erscheint erst mal ziemlich ungefährlich – aber Achtung: Die Sterblichkeitsrate stellt keine intrinsische Eigenschaft des Virus dar, sondern hängt stark von unserer Fähigkeit ab, mit Covid-19 umzugehen. So würde die Mortalitätsrate beispielsweise drastisch abnehmen, sobald ein wirksames Medikament vorhanden wäre, obwohl die Eigenschaften des Virus unverändert bleiben. Das bedeutet aber leider auch, dass die Mortalitätsrate wieder steigen kann. Zum Beispiel wenn die zertifizierten Intensivbetten komplett ausgelastet sind und Infizierte deswegen keine adäquate Behandlung mehr erhalten.

Als weiteren Punkt zur Abschätzung der Gefahr, die von Covid-19 ausgeht, werden oft Todesraten zum Beispiel mit der Grippe verglichen. Unabhängig von den konkreten Zahlen sollte man sich bei Vergleichen wie diesen immer vor Augen halten, dass kumulative epidemiologische Kennwerte wie die Gesamtanzahl der Todesfälle bei Covid-19 stark von den strengen Kontrollmassnahmen beeinflusst werden. Ohne die Kontrollmassnahmen wären viel mehr Leute infiziert worden und an Covid-19 verstorben. Bei der jährlichen Grippe sind solche Kontrollmassnahmen glücklicherweise nicht nötig, daher sind die Kennzahlen auch nicht direkt mit denjenigen von Covid-19 vergleichbar, obwohl sie alle trotzdem tiefer sind.

Wie gross ist die Gefahr, wegen einer Ansteckung hospitalisiert zu werden?

Zertifizierte Intensivpflegebetten (IPS-Betten) sind aufwändig ausgerüstete Plätze mit dazugehörigen Mess- und Beatmungsgeräten sowie hochspezialisiertem Fachpersonal. Um die Pflegequalität zu gewährleisten, vergibt die Schweizerische Gesellschaft für Intensivmedizin (SGI) diese Zertifikate. Sind diese zertifizierten Betten belegt, bedeutet das, dass das Spital an seiner Auslastungsgrenze angelangt ist. Denn auch wenn ein Krankenhaus zum Teil weitere Betten aus anderen Bereichen zur Verfügung stellen kann (sogenannte «Ad Hoc»-Betten), fehlen diese für andere Behandlungen und sind eventuell nicht von genügend qualifiziertem Personal betreut oder nicht mit der nötigen Technik ausgerüstet, die für Covid-19-Behandlungen notwendig sind. Ausserdem muss damit gerechnet werden, dass das Fachpflegepersonal bereits an seiner Belastungsgrenze arbeitet, falls die IPS-Betten vollkommen belegt sind. Dies war in der Schweiz fatalerweise im Zeitraum Ende November – Anfang Dezember fast im ganzen Land der Fall und die Situation besteht in vielen Kantonen weiterhin.

Eine weitere wichtige epidemiologische Kennzahl ist das Risiko einer Hospitalisierung nach erfolgter Infektion. Neue Datensätze dazu sind kaum zu finden. Es wurde jedoch zu Beginn der Pandemie von der WHO geschätzt, dass 20 Prozent aller Personen, die Symptome entwickeln, auch ernsthaft krank werden und Sauerstoffverabreichungen im Spital brauchen.

Mittlerweile ist diese Zahl auf 15 Prozent gefallen. Das heisst: Von 100 Personen, die Symptome zeigen, werden im Mittel aller Länder etwa 15 ins Spital eingeliefert. Da in dieser Angabe die asymptomatischen Verläufe nicht mitgerechnet werden, fällt das Risiko, aufgrund einer Infektion hospitalisiert zu werden, kleiner aus. Zu allen symptomatischen Verläufen kommen im Mittel von verschiedenen Ländern rund 20 Prozent asymptomatische hinzu. Die grobe, angepasste Schätzung des Risikos einer Hospitalisierung nach erfolgter Infektion wäre also 12,5 Prozent. Zu den Komplikationen, die dann zum Tod führen können, gehören Atemstillstand, akutes Atemnotsyndrom (ARDS), Sepsis und septischer Schock, Thromboembolien sowie Multiorganversagen, einschliesslich Verletzungen von Herz, Leber oder Nieren. Zu diesen direkten Folgen kommen Langzeitrisiken hinzu (sogenannte «Long-Covid»-Symptome). Eine kürzlich veröffentlichte Studie fand, dass 76 Prozent von zuvor hospitalisierten Covid-19-Patienten nach sechs Monaten mindestens noch ein Long-Covid-Symptom haben. Zu diesen Symptomen gehören unter anderen Erschöpfung, Muskelschwäche, Depression und Schlafstörungen.

Die zur Hospitalisierungsrate Ende Januar publizierten Schweizer Daten zeichneten rund 21 200 Personen auf, die bisher wegen einer Covid-19-Erkrankung im Spital behandelt werden mussten. Teilt man diese Anzahl durch die rund 509 300 laborbestätigten Fälle der Ansteckungen, kommt man auf eine Hospitalisierungswahrscheinlichkeit mit positivem Testbefund von etwa vier Prozent. Auch wenn diese Zahl die wirkliche Wahrscheinlichkeit einer Hospitalisierung nach erfolgter Infektion überschätzt, weil sie unter anderem nicht auf mehrfach getestete Personen korrigiert und die angewandten Tests lediglich zurzeit infizierte Personen entdecken, ist sie um ein Vielfaches höher als die aktuelle Sterblichkeitsrate von 0.68 Prozent. Dazu kommt, dass es sich hierbei um das Mittelmass aller demografischen Gruppen handelt und die Wahrscheinlichkeit einer Hospitalisierung für Risikogruppen (mit positivem Testbefund) daher deutlich höher ausfällt. Kombiniert man dieses grosse Risiko mit der hohen Ansteckungsgefahr und dem hohen Bedarf an Spitalbetten, erkennt man, dass die Mortalitätsrate allein keine adäquate Aussage über die Gefahr von Covid-19 zulässt.

Gibt es mittlerweile Medikamente gegen Covid-19?

Es gibt in der Zwischenzeit nur ein in der Schweiz temporär zugelassenes Medikament gegen Covid-19, nämlich Remdesivir. Es wurde gezeigt, dass Remdesivir die Krankheitsdauer verkürzen kann, falls es frühzeitig verabreicht wird. Eine später veröffentlichte Studie hat die Wirksamkeit von Remdesivir, Hydroxychloroquin sowie zwei anderer bereits zugelassenen antiviralen Medikamenten an über 10 000 stationären Patienten getestet. Leider hat die Neuausrichtung all dieser antiviralen Medikamente nicht zum gewünschten Ziel geführt. Bei Studienteilnehmenden, welche eines der drei Medikamente verabreicht erhielten, blieb die Überlebenswahrscheinlichkeit gleich gross, wie diejenigen, die nur ein Placebo einnahmen.

Theoretisch könnten effektive antivirale Medikamente die akute Pandemie beenden. Da Medikamente jedoch meist erst bei Symptomen eingesetzt werden, würde die Notwendigkeit der Intensivbehandlung wohl nicht wegfallen. Die Gefahr weiterer Ansteckungen und dementsprechende Hospitalisierungen bliebe also bestehen. Im Gegensatz dazu stehen Impfstoffe, die einen prophylaktischen Schutz vor der Ansteckung und den ersten Symptomen bieten.

Wie können wir eine Herdenimmunität erreichen?

Die Pandemie wäre ohne medizinische Lösung wohl erst zu Ende, wenn eine Herdenimmunität erreicht wird, also eine überwiegende Mehrheit der Bevölkerung immun gegen das Virus ist. Auch wenn nicht angenommen wird, dass Sars-CoV-2 dadurch komplett ausgerottet werden kann, würde es danach nur noch endemisch vorkommen. Endemisch bedeutet, dass das Virus zwar fortwährend, aber mit geringerer Häufigkeit und Gefahr auftritt, wie unsere anderen Erkältungsviren. Nach Erreichung dieses Zustands ist die Verbreitung sowie die Wahrscheinlichkeit eines schlimmen Krankheitsverlaufs minimiert. Es wird zudem angenommen, dass bei Sars-CoV-2 keine jährlich wiederkehrenden Impfprogramme nötig sein werden.

Der prozentuale Anteil, der für die Herdenimmunität benötigt wird, hängt davon ab, wie ansteckend das Virus ist – also von der Basis Reproduktionszahl R0. Beim Coronavirus und einer geschätzten R0 von 2,5 – 3,5 müssten 60 bis 72 Prozent der Bevölkerung immunisiert werden, um sie zu erreichen. Auf natürliche Weise ist das praktisch nicht erreichbar, da entweder die Kapazität des Gesundheitssystem überlastet würde oder die Erreichung der Herdenimmunität mit Kontrollmassnahmen so lange dauern würde, dass es gesellschaftlich nicht mehr tragbar wäre. Viele Experten und Expertinnen sind sich daher einig: Nur ein effizienter Impfstoff ist eine schonende Lösung zur Beendigung der Pandemie.

Wie lange dauert die Entwicklung eines Impfstoffs normalerweise?

Kurz vor Weihnachten wurde der erste Impfstoff in der Schweiz zugelassen. Ganz schön schnell, oder? Im Normalfall dauert die Entwicklung eines Impfstoffes im Durchschnitt schliesslich etwa 15 Jahre. Wie Medikamente werden Impfstoffe zuerst viele Jahre an Tieren getestet, um ihre Effektivität, Wirksamkeit und Sicherheit beim Menschen so gut wie möglich abschätzen zu können. Zusätzlich muss das Unternehmen bereits während dieser Phase beweisen, dass es qualitätseinheitliche Chargen des Impfstoffes produzieren kann, sowie adäquate klinische Testprotokolle für die Versuche an Menschen bereit hält. Sobald die nationale Aufsichtsbehörde für Arzneimittel (Swissmedic in der Schweiz) hinsichtlich dieser Punkte grünes Licht gibt, beginnen die Tests am Menschen.

Diese sogenannten klinischen Versuche dauern im Normalfall fünf bis sieben Jahre und bestehen aus drei Phasen (I-III). In der ersten Phase wird der Impfstoff an einer kleinen Zahl von gesunden Menschen bezüglich Sicherheit, Wirkung und Dosierung getestet. In Phase II wird der Impfstoff mehreren Hundert Kandidaten verschiedener demographischer Gruppen verabreicht, um zu sehen, ob der potenzielle Impfstoff je nach Gruppe unterschiedlich wirkt. In Phase III wird der Impfstoffkandidat tausenden bis zehntausenden Personen verabreicht und die Wirkung mit Placebos vergleichen.

Danach werden die Resultate der klinischen Versuche erneut der Aufsichtsbehörde vorgelegt und bei positivem Befund – der im Normalfall über ein Jahr braucht – lizenziert. Normalerweise wird erst dann begonnen, die Produktion sowie Verteilung zu planen. Auch nach der Zulassung wird im Normalfall weitergeforscht. Langzeiteffekte und extrem seltene Nebenwirkungen (Vorkommen bei <0,01 Prozent) können auch in normalen Zeiten bei Medikamenten und Impfstoffen erst nach der Zulassung während der sogenannten klinischen Phase IV («Pharmacovigilance») untersucht werden, nachdem die generelle Sicherheit jedoch bereits rigoros geprüft wurde. In puncto Langzeitfolgen ist es jedoch gerade bei Impfungen generell sehr unwahrscheinlich, dass nach mehr als sechs Wochen eine schwere Nebenreaktion auftritt.

Warum ging es denn beim Impfstoff gegen Covid-19 so schnell?

1. Durch die Vorkenntnisse mit Sars-CoV und Mers-CoV konnte die Entdeckungsphase des biologischen Wirkungsmechanismus in Tieren quasi ausgelassen werden.
2. Die Entwicklungsphase der Toxikologiestudien in Tieren konnte zu grossen Teilen von der Entwicklung für Impfstoffkandidaten von Sars-CoV und Mers-CoV übernommen werden.
3. Die klinischen Versuche im Menschen wurden so entworfen, dass die Phasen teilweise zeitlich überlappen. Zudem wurde mit der Produktion sowie der Verteilungsplanung bereits während den Versuchen begonnen, auch wenn das Risiko bestand, dass die Impfstoffe gar nie lizenziert werden.
4. Wegen der akuten Pandemie wurden die behördlichen Zulassungen durch beschleunigte Notfallverfahren (temporär) erteilt. Durch die Priorisierung dieses Impfstoffes sind die Arzneimittelaufsichtsbehörden in der Lage, mit der Auswertung bereits während den laufenden (prä-)klinischen Studien in Echtzeit zu beginnen. Trotzdem müssen alle abgeschlossenen Daten geprüft werden, bevor eine Entscheidung getroffen wird.
5. Neuste Impfstofftechnologien sind schneller in der Entwicklung.Die mRNA-Impfstoffe enthalten die genetische Bauanleitung, um ein virales Protein zu bilden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Impfstoffen, die unter anderem mit Proteinen oder inaktivierten Virenpartikeln immunisieren, können Erbmaterialien viel schneller modifiziert werden.

Der Hauptfaktor, warum die Impfstoffe so schnell entwickelt wurden, ist jedoch folgender: Jeder der genannten Schritte wird im Normalfall durch eine wirtschaftliche Risikobewertung verlangsamt. Da eine Impfstoffentwicklung sehr teuer ist, werden die nächsten Phasen jeweils erst gestartet, wenn das Risiko eines Fehlschlags relativ gering ist und es einen Markt für den Impfstoff gibt. Die fünf oben genannten Gründe zusammen mit dem Voranschreiten trotz finanziellem Risiko erklären die beschleunigte Entwicklung, die unter Normalzuständen aus wirtschaftlicher Sicht undenkbar wäre. Der wissenschaftliche Standard wurde beibehalten und es wurden keine Abstriche bei der Sicherheitsbewertung gemacht. Eine gewisse Skepsis ist nie falsch, wir dürfen jedoch darauf vertrauen, dass die Daten auch für die neuartigen Impfstoffe sorgfältig von medizinischen Experten und Expertinnen geprüft wurden und dass die positive Nutzen/Risiko-Abwägung zur Zulassung in der Schweiz führte.

Sind mRNA-Impfstoffe sicher?

Auch wenn zuvor noch nie ein mRNA-Impfstoff lizenziert wurde, wird seit Jahrzehnten mit mRNA-Impfstoffen gearbeitet und daran geforscht. Im nativen Kontext ist eine mRNA jeweils die Übersetzung eines DNA-Stücks und somit die Bauanleitung für einzelne Proteine, die von Zellen damit hergestellt werden können. Dieser Vorgang passiert im Körper andauernd und es befinden sich in einer einzigen menschlichen Zelle bis zu 300 000 mRNA-Moleküle. Nach der Herstellung des Proteins werden die mRNAs in kurzer Zeit wieder abgebaut. Bei Sars-CoV-2-mRNA-Impfstoffen wird die Anleitung für ein spezifisches Oberflächenprotein des Coronavirus in den Körper gebracht und durch unsere eigenen Zellen hergestellt. Die Impfstoffe enthalten also nur die Information eines Teils der Virushülle und nicht das Virus selbst, was eine Ansteckung und Vervielfältigung des Virus verunmöglicht. Die Struktur des Proteins der Virushülle kann dann vom Immunsystem erkannt und memorisiert werden und somit wird ein Schutz gegen das spätere Eindringen des Virus gewährleistet. Die ersten Studien zu mRNA-Impfstoffen wurden bereits im Jahr 1990 gemacht und es gibt zahlreiche neuere Studien, die die Fähigkeit von mRNA, eine Immunantwort hervorzurufen bestätigten. Ausserdem ist mRNA – wie oben beschrieben – ein transientes, also kurzlebiges, Molekül, was für seine Sicherheit und Verträglichkeit spricht. Darüber hinaus gelangt mRNA nicht in den Zellkern und kann sich auch nicht in die DNA integrieren. Die kursierenden Gerüchte, dass die mRNA-Impfstoffe den genetischen Code verändern können, sind daher nicht wahr.

Wie effektiv sind die Impfungen?

Natürlich stehen noch einige Fragen aus, zum Beispiel wie lange die Impfstoff-Immunität bestehen bleiben wird. Gegenwärtig ist nicht bekannt, ob eine Immunität durch Impfstoffe länger oder kürzer dauert als eine, die durch eine natürliche Infektion hervorgerufen wird. Darüber hinaus werden alle Impfstoffkandidaten, welche momentan in den klinischen Versuchen sind, intramuskulär verabreicht. Bei einer natürlichen Infektion von Sars-CoV-2 gelangen Viren in die oberen sowie die unteren Atemwege und lösen somit eine mukosale, also zur Schleimhaut gehörende, Antikörperreaktion wie eine systemische Antikörperreaktion aus. Impfstoffe, die intramuskulär verabreicht werden, induzieren aber hauptsächlich IgG und kein sekretorisches IgA. Es ist daher möglich, dass all diese Impfstoffe eine krankheitsverhütende oder krankheitsmildernde Immunität induzieren, aber nicht unbedingt eine sterilisierende, keimfreie Immunität. Mit anderen Worten: die geimpfte Person ist selbst vor schlimmen Krankheitsverläufen geschützt, könnte aber weiterhin ansteckend sein.

Trotz dieser offenen Fragen immunisieren die Impfstoffe zumindest temporär effektiv und können daher eine Herdenimmunität kontrolliert einleiten, ohne dass dabei Individuen schwer krank werden. Um das Ende der Pandemie auf diese Weise zu erreichen, muss jedoch ein Grossteil der Bevölkerung geimpft werden. Ungeimpfte Personen stellen somit nicht nur ein Risiko für sich, sondern auch für die öffentliche Gesundheit dar. Sie können zum Beispiel weitere und potenziell gefährdete Personen mit dem Virus infizieren wie Kleinkinder, Schwerkranke oder Allergiker, die sich teilweise nicht impfen können. Diese sind darauf angewiesen, dass Nicht-Gefährdete sich impfen.

_____________

_____________

Es ist klar, dass körperliche Integrität und die Freiheit, über seinen Körper zu entscheiden, Grundpfeiler sowie Grundrechte unserer Gesellschaft sind. Es ist daher definitiv eine schwierige Diskussion, ob man sich verpflichtet fühlen sollte, sich zu impfen. Jedoch sollten alle Entscheidungen jeweils differenziert und abhängig von verlässlichen Quellen und Daten gemacht werden. Gerade beim Beispiel Impfungen ist das heutzutage leider oftmals schwer möglich. Es kursieren Behauptungen und Verschwörungstheorien, die zum Teil schon vor vielen Jahren widerlegt und sogar als betrügerisch deklariert wurden, aber weiterhin die Runde machen. Die Wissenschaft ist sich jedoch einig: Impfungen sind sicher und effektiv und es ist um ein Vielfaches wahrscheinlicher, an einer durch Impfungen verhinderbaren Krankheit ernsthaft zu erkranken, als eine seltene, ernsthafte Nebenwirkung durch Impfungen zu bekommen.

Wann wäre die Pandemie beendet, wenn die Impfprogramme gut voranschreiten?

Falls die Produktion sowie die Verteilung der Impfstoffe gut voranschreiten, könnte das die Pandemie in diesem Jahr endlich beenden. Wenn sich Schätzungen zufolge 75 bis 80 Prozent der Bevölkerung gegen das Coronavirus impfen lassen und die Impfstoffe gleich effektiv bleiben, könnte nur Monate später eine Herdenimmunität erreicht werden. Falls sich jedoch nur 40 bis 50 Prozent immunisieren lassen, würde dies erst viel später eintreten. Im optimistischen Szenario wäre die Herdenimmunität etwa gegen Ende des Sommers 2021 erreicht. Mit einer Normalität – vergleichbar mit der vor der Pandemie – könnte im besten Falle gegen Ende 2021 gerechnet werden.