Was Wissenschaftler über das COVID-19-Virus wissen

Mittlerweile wissen die meisten Menschen, dass es sich bei COVID-19 – kurz für „Coronavirus-Krankheit 2019“ (das Jahr, in dem das Virus erstmals identifiziert wurde) – um eine Art Coronavirus handelt, das von Mensch zu Mensch übertragen werden kann und manchmal schwere Atemwegserkrankungen verursachen kann. Darüber hinaus herrscht nach wie vor große Verwirrung darüber, was COVID-19 ist und wie es eine globale Krise hervorrufen konnte, die es seit dem Auftreten von AIDS in den 1980er Jahren oder der Polio-Pandemie in den 1950er Jahren nicht mehr gegeben hat.

Wissenschaftler müssen noch viel über COVID-19 lernen, bevor ein wirksamer Impfstoff entwickelt werden kann, der nicht nur den aktuellen Typ, sondern auch wahrscheinlich auftretende genetische Variationen behandelt. Dennoch gibt es Dinge, die Forscher über COVID-19 aufgrund von Beobachtungen anderer Coronaviren mit ähnlichen Eigenschaften verstehen.

Was ist ein Coronavirus?

Coronaviren sind eine Gruppe verwandter Viren, die bei Menschen, Vögeln und Säugetieren Krankheiten verursachen. Beim Menschen verursachen Coronaviren leichte bis schwere Atemwegserkrankungen. Einige Arten des Coronavirus sind relativ harmlos und verursachen lediglich eine leichte Erkältung, während andere schwerwiegender sind und mit einer hohen Sterblichkeitsrate einhergehen. 1

Es gibt sieben Hauptstämme des Coronavirus. Zwischen 10 und 15 % aller Erkältungen können auf vier spezifische Stämme zurückgeführt werden, wobei die meisten Infektionen saisonal auftreten und in den Wintermonaten zunehmen. Diese milderen Sorten sind bekannt als: 2

• Menschliches Coronavirus 229E (HCoV-229E)
• Humanes Coronavirus HKU1 (HCoV-HKU1)
• Menschliches Coronavirus OC43 (HCoV-OC43)
• Humanes Coronavirus NL63 (HCoV-NL63)

Mittlerweile gibt es drei weitere potenziell schwerwiegende Coronavirus-Stämme:

• Schweres Coronavirus mit akutem respiratorischem Syndrom (SARS-CoV-1), manchmal auch als „SARS-Klassiker“ bezeichnet
• Coronavirus im Zusammenhang mit dem Atemwegssyndrom im Nahen Osten (MERS-CoV)
• Schweres akutes respiratorisches Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), das Virus, das auch als COVID-19 bekannt ist

COVID-19 wurde erstmals am 31. Dezember 2019 in Wuhan, China, identifiziert. 3 Am 13. März 2020 wurde in den Vereinigten Staaten der Ausnahmezustand bezüglich COVID-19 ausgerufen, nur 73 Tage später. 4

Wie unterscheidet sich COVID-19 von SARS und MERS?

Obwohl COVID-19 eng mit SARS-CoV-1 und MERS-CoV verwandt ist, wäre es ein Fehler anzunehmen, dass es auf die gleiche Weise wirkt oder die gleichen Infektionsmuster aufweist.

SARS-CoV-1 war der erste dieser schweren Stämme, der bereits im Jahr 2002 identifiziert wurde, als er Teile Südchinas und Asiens heimsuchte, rund 8.000 Menschen infizierte und 774 Todesfälle verursachte (eine Todesrate von 9,6 %). 5

MERS-CoV wurde 2012 identifiziert und hat seitdem zwei weitere Ausbrüche in den Jahren 2015 und 2018 verursacht, die vor allem den Nahen Osten betrafen, aber auch bis in die Vereinigten Staaten und das Vereinigte Königreich reichten. Obwohl es infolge der drei Ausbrüche weniger als 500 Todesfälle gab, war die Todesrate alarmierend und lag bei etwa 35 %. 6

Da die COVID-19- Pandemie noch am Anfang steht , ist unklar, wie hoch die tatsächliche Todesrate bei COVID-19 ist, da die Testbemühungen in den Vereinigten Staaten bisher hauptsächlich symptomatischen Patienten vorbehalten waren.

Es ist derzeit nicht bekannt, wie viele asymptomatische Fälle (solche ohne Symptome) oder subklinische Fälle (solche ohne leicht erkennbare Symptome) positiv getestet werden und welchen Prozentsatz sie an der gesamten infizierten Bevölkerung ausmachen werden.

Daher ist es viel zu früh, auch nur die tatsächliche Sterblichkeitsrate von COVID-19 anzugeben. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) schätzt derzeit, dass weltweit etwa 3–4 % aller gemeldeten Infektionen gestorben sind. 10 Allerdings wird die Rate mit ziemlicher Sicherheit von Region zu Region unterschiedlich sein und in einigen Fällen deutlich über oder deutlich unter den Schätzungen der WHO liegen.

Der größte Faktor für die „Abflachung der Kurve“ zwischen dem Auftreten und dem Ende von Infektionen ist eindeutig die Geschwindigkeit und der Umfang der Reaktion einer Regierung. Selbst nach dem SARS-CoV-1-Ausbruch im Jahr 2003 sorgte die schnelle Reaktion der Centers for Disease Control and Prevention (CDC), die am 14. März 2003 ein Notfallzentrum mit Pandemieplanung aktivierten, dafür, dass sich das Virus in den Vereinigten Staaten nicht ausbreitete Bis zum 6. Mai wurde die Ausbreitung der Ausbreitung in den Bundesstaaten mit wenigen Infektionen und keinen Todesfällen praktisch zum Stillstand gebracht. 11

Epidemiologische Modelle werden hoffentlich Aufschluss über die tatsächlichen Auswirkungen von COVID-19 geben, sobald die Infektionsraten zu sinken beginnen.

Woher kommt COVID-19?

Es wird angenommen, dass COVID-19 von Fledermäusen oder anderen Tieren auf den Menschen übergesprungen ist. Frühe Studien haben, wenn auch spärlich, genetische Beweise dafür gefunden, dass Schuppentiere (eine in Asien und Afrika vorkommende Ameisenbärart) als Zwischenwirt zwischen Fledermäusen und Menschen dienten. Diese  Art von zoonotischem (Tier-zu-Mensch)-Übersprung ist keine Seltenheit und vereinfacht das Problem zu stark, um zu suggerieren, dass COVID-19 durch den Verzehr von Wildtieren verursacht wird.

Lyme-Borreliose , Katzenkratzfieber , Vogelgrippe , HIV , Malaria , Scherpilzflechte , Tollwut und Schweinegrippe sind nur einige der Krankheiten, die als zoonotisch gelten. Tatsächlich werden rund 60 % der menschlichen Krankheiten durch Organismen verursacht, die Tier und Mensch gemeinsam haben. 13

Da die menschliche Bevölkerung wächst und die Tierpopulation beeinträchtigt wird, steigt das Potenzial für zoonotische Krankheiten. Irgendwann mutiert ein krankheitsverursachender Organismus wie ein Virus plötzlich und kann einen menschlichen Wirt entweder direkt (z. B. durch den Verzehr eines Tieres) oder indirekt (über einen Insektenstich oder einen anderen Zwischenwirt) infizieren. Aber das ist nur ein Teil des Grundes, warum diese neuartigen Viren wie COVID-19 entstehen.

RNA-Viren verstehen

Bei Coronaviren besteht ein hohes Mutationspotenzial, was unter anderem darauf zurückzuführen ist, dass es sich um RNA-Viren handelt .

RNA-Viren sind solche, die ihr eigenes genetisches Material (in Form von RNA) in sich tragen und einfach eine infizierte Zelle „kapern“, um deren genetische Maschinerie zu übernehmen. Auf diese Weise können sie die Zelle in eine virusproduzierende Fabrik verwandeln und mehrere Kopien von sich selbst produzieren. Beispiele für RNA-Viren sind Erkältungen, Grippe, Masern , Hepatitis C , Polio und COVID-19. 14

Allerdings ist der Prozess der viralen Transkription – die Übertragung der neuen genetischen Kodierung in einen infizierten Wirt – fehleranfällig. Während viele exakte Kopien des Virus erstellt werden, wird es auch eine Vielzahl mutierter Kopien geben, von denen die meisten nicht lebensfähig sind und schnell absterben.

In seltenen Fällen kommt es jedoch zu einer Virusmutation, die nicht nur gedeiht, sondern in manchen Fällen auch virulenter und wirksamer in ihrer Infektionsfähigkeit wird.

Dennoch gibt es Hinweise darauf, dass COVID-19 nicht so schnell und nicht so häufig mutiert wie die Grippe. Laut in der Fachzeitschrift „ Science“ veröffentlichten Erkenntnissen häuft sich bei COVID-19 etwa ein bis zwei Mutationen pro Monat an, etwa zwei- bis viermal langsamer als bei Influenza. 15

Wenn diese Beweise Bestand haben, könnte dies darauf hindeuten, dass COVID-19 im Laufe der Zeit stabiler bleiben kann und nicht jede Saison einen neuen Impfstoff erfordert, wie es bei Influenzaviren der Fall ist.

Warum verbreitet sich COVID-19 so leicht?

Aus virologischer Sicht werden SARS-CoV-1 und MERS-CoV nicht so effektiv übertragen wie COVID-19. Es ist nicht ganz klar, warum das so ist und welche virologischen oder umweltbedingten Faktoren zur effizienten Verbreitung von COVID-19 beitragen können.

Derzeit geht man davon aus, dass COVID-19 durch Atemtröpfchen übertragen wird, die beim Husten in die Luft gelangen. Es ist auch möglich, dass das Virus in Form eines Aerosols – denken Sie an einen Nebel und nicht an einen Spritzer – infizieren kann, auf diese Weise jedoch nur bei längerer Exposition in geschlossenen Räumen wirksam übertragen zu werden scheint. 16

Dies sollte nicht bedeuten, dass asymptomatische Menschen von Natur aus „sicher“ sind – es gibt keine Beweise dafür – oder dass bestimmte Umweltfaktoren die Ausbreitung von Viruspartikeln über große Entfernungen ermöglichen könnten.

Rolle von Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Während man davon ausgehen kann, dass COVID-19 von den Jahreszeiten beeinflusst wird – mit einem Rückgang im Sommer und einem Anstieg im Winter –, zirkulieren die vier mit Erkältungen in Verbindung gebrachten Coronavirus-Stämme bekanntermaßen kontinuierlich, wenn auch mit saisonalen und geografischen Schwankungen. 17

Eine Studie des Massachusetts Institute of Technology (MIT) legt nahe, dass COVID-19 ähnlich wirkt und genauso anfällig für warme Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit ist wie Erkältungsviren. 18

Nach Angaben der MIT-Forscher treten COVID-19-Infektionen am häufigsten zwischen 3 °C und 17 °C auf, während nur 6 % bei Temperaturen über 18 °C auftraten. Hohe Luftfeuchtigkeit scheint ebenfalls eine Rolle zu spielen, indem sie die Proteinhülle des Virus sättigt, es effektiv beschwert und seine Fähigkeit, sich weit in der Luft fortzubewegen, verringert.

Untersuchungen aus Wuhan, China – wo die Pandemie begann – zeigten, dass mit COVID-19 infizierte Menschen das Virus auf durchschnittlich 2,2 andere Menschen übertrugen, bis aggressive staatliche Maßnahmen zur Eindämmung der Infektion ergriffen wurden. 19

Ist COVID-19 tödlicher als SARS oder MERS?

Auch hier ist es noch zu früh, um zu sagen, wie „tödlich“ COVID-19 ist. Es hat sicherlich weltweit mehr Todesfälle verursacht als SAR-CoV-1 oder MERS-CoV zusammen, aber das hängt zu einem großen Teil mit der exponentiell gestiegenen Infektionsrate weltweit zusammen. 10

Die Symptome jedes dieser Coronaviren hängen weitgehend davon ab, wie und wo sie eine Infektion im menschlichen Körper verursachen.

Aus virologischer Sicht geht man davon aus, dass sowohl COVID-19 als auch SARS-CoV-1 an denselben Rezeptor auf menschlichen Zellen binden, die sogenannten Angiotensin-Converting-Enzym-2-Rezeptoren (ACE2). ACE2-Rezeptoren kommen in hoher Dichte in den Atemwegen vor , insbesondere in den oberen Atemwegen . 20

COVID-19 scheint eine größere Affinität zu ACE2-Rezeptoren zu haben als SARS-CoV-1, was bedeutet, dass es sich leichter an Zielzellen binden kann. Dies würde zumindest teilweise erklären, warum sich COVID-19 in den Gemeinden aggressiver ausbreitet. 21

Es wird angenommen, dass MERS-CoV seinerseits an einen anderen Rezeptor in der Lunge bindet, der als Dipeptidyl-Peptidase-4-Rezeptor (DPP4) bezeichnet wird. DPP4-Rezeptoren kommen in höherer Dichte in den unteren Atemwegen sowie im Magen-Darm-Trakt vor. Dies könnte erklären, warum bei MERS neben gastrointestinalen Symptomen (wie schwerem Durchfall)  auch schwerwiegendere und anhaltendere Symptome der unteren Atemwege (wie Bronchiolitis und Lungenentzündung ) auftreten.

Da eine MERS-Infektion hingegen tiefer in der Lunge verläuft, werden beim Husten nicht so viele Viruspartikel ausgeschieden. Dies könnte erklären, warum es schwieriger ist, sich mit MERS anzustecken, obwohl das Risiko einer schweren Erkrankung und des Todes höher ist.

Wann wird ein Impfstoff fertig sein?

Obwohl viel darüber gesprochen wird, dass bis Ende 2020 ein Impfstoff gegen COVID-19 verfügbar sein wird, bestehen nach wie vor große Herausforderungen bei der Entwicklung eines Impfstoffs, der wirksam und sicher ist und sich problemlos an die Weltbevölkerung verteilen lässt.

Im Gegensatz zu SARS – das 2004 verschwand und seitdem nicht mehr beobachtet wurde – ist COVID-19 ein ernstes Virus, das wahrscheinlich weiterhin bestehen bleibt. Damit ein wirksamer Impfstoff entwickelt werden kann, muss er eine Immunantwort – typischerweise neutralisierende Antikörper und „Killer“-T-Zellen – auslösen, die robust genug ist, um die Infektion zu kontrollieren. Niemand geht davon aus, dass die Herstellung einfach sein wird oder dass ein Impfstoff 100 % Schutz bietet – selbst der Grippeimpfstoff kann das nicht leisten.

Positiv zu vermerken ist, dass Wissenschaftler damit begonnen haben, das Genom von COVID-19 zu kartieren, was es ihnen ermöglicht, Impfstoffe zu entwickeln, die auf der Grundlage ihrer Erkenntnisse über andere Coronaviren mit größerer Wahrscheinlichkeit wirken. Auf der anderen Seite müssen Wissenschaftler den Code für die Entwicklung eines wirksamen MERS-Impfstoffs noch knacken.

Eine der Herausforderungen, die die Entwicklung eines MERS-Impfstoffs behinderten, war die Unfähigkeit, die Immunität in den Schleimhautgeweben zu aktivieren, die die Atemwege auskleiden. 25

Angesichts dieser Realität muss die Öffentlichkeit auf zukünftige Ausbrüche von COVID-19 achten, sobald die aktuelle Krise vorüber ist. Auch wenn noch kein Impfstoff verfügbar ist, ist eine schnelle Reaktion der Gesundheitsbehörden und der breiten Öffentlichkeit wahrscheinlicher, um einen Ausbruch unter Kontrolle zu bringen, bis eine längerfristige Lösung gefunden werden kann.

Ein Wort von Verywell

Es ist verständlich, dass man Momente der Panik verspürt, wenn man sich die rund um die Uhr laufenden Nachrichtenberichte über die COVID-19-Pandemie ansieht, die sich tendenziell auf Worst-Case-Szenarien konzentrieren.

Während es unbedingt erforderlich ist, wachsam zu bleiben und die Richtlinien der öffentlichen Gesundheit einzuhalten, ist es auch wichtig zu erkennen, dass wir noch viel über COVID-19 lernen müssen. Einige der Ergebnisse sind möglicherweise weniger positiv, andere sind jedoch möglicherweise nicht so schlecht, wie Sie annehmen.

Anstatt der Angst zu erliegen oder Falschinformationen in den sozialen Medien zum Opfer zu fallen, sollten Sie sich darauf konzentrieren, sich selbst vor einer Ansteckung zu schützen oder zu verhindern, dass andere erkranken, wenn Sie Symptome von COVID-19 entwickeln. Durch Ihren Beitrag können Bemühungen zur Eindämmung von COVID-19 erreicht werden, sodass die Mittel in die Entwicklung und Verteilung eines Impfstoffs gelenkt werden können.

Die Informationen in diesem Artikel sind zum angegebenen Datum aktuell. Das bedeutet, dass möglicherweise neuere Informationen verfügbar sind, wenn Sie diesen Artikel lesen. Die neuesten Updates zu COVID-19 finden Sie auf unserer Coronavirus-News-Seite .