Home

Seit Ende Dezember hat sich von der chinesischen Stadt Wuhan aus ein neues Coronavirus ausgebreitet. Daher poste ich seit 23. Januar auf Twitter und Facebook (fast) täglich kleine Informationshäppchen mit Fragen, Antworten und Kommentare zu Coronaviren. Einerseits wegen des zur Zeit natürlich großen Interesses an dieser Virusfamilie, andererseits auch weil es eine gute Gelegenheit ist um über wissenschaftliche Erkenntnisse zu sprechen, und über die Rolle der Wissenschaft in der Gesellschaft. Der erste Teil der CoronaInfos vom 23. Januar bis bis 7. Mai 2020 ist hier zu finden, der zweite Teil vom 11. Mai bis 19. Oktober hier. Einen Rückblick anlässlich von 100 CoronaInfos hier und hier.
Als Hintergrund: wir arbeiten mit der Arbeitsgruppe von Christian Drosten in der Charité Berlin zur molekularbiologischen Charakterisierung von mit Coronaviren infizierten Zellen.

27. Oktober: schlechter Riechen und Schmecken

#CoronaInfo – Ein Zeichen einer Infektion mit dem #Coronavirus SARS-CoV-2 kann sein, dass man deutlich schlechter schmecken und riechen kan. Wie oft kommt das vor, und welche Bedeutung hat es für die Voraussage der Anzahl von Ansteckungen?
In einer Studie aus Israsel wurden 112 Fälle von meist milden Ansteckungen über einige Monate regelmäßig befragt. Die ersten wichtigsten Symptome waren meist Husten, Fieber und Kopfschmerzen. Ungefähr zwei Tage später gab es bei zwei Dritteln auch ein Verlust des Geschmackssinns, was eventuell ein gutes Kennzeichnen ist, um eine SARS-CoV-2-Infektion von anderen Viruserkrankungen zu unterscheiden. Bei 1 von 7 Befragten war Riechen/Schmecken auch nach Wochen noch beeinträchtigt.
Die zweite Studie untersuchte Daten aus einer globalen, andauernden Online-Befragung zum Thema Schmecken/Riechen (https://gcchemosensr.org/) in Frankreich. Dabei zeigte sich, dass diese Befragung Anstieg und Rückgang der Anzahl Infektionn um ungefähr eine Woche früher erkannte. Wie die Menge Virus-Erbgut im Abwasser könnten solche Online-Befragungen ein Frühwarnsystem sein.

Links –
Auftreten Riechverlust:
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.09.25.20201343v2
Riechverlust als Vorhersage der Fallentwicklung:
https://www.nature.com/articles/s41467-020-18963-y
Virus im Abwasser:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0630

22. Oktober: ein Tag im Labor

Rein in den Stollen

(erstmal schauen was der Computer in der Nacht gemacht hat)

Experimente vorbereiten

Richtung Charité – beim Bettenhochhaus wie immer Personal und PatientInnen einmütig in der Rauchpause, da kann noch so Sturm und Pandemie sein

Blick ins Mikroskop (Zellkerne)

16 Minuten Pause, meint das Gerät

(mit Abstand)

Punkte kucken

Das Licht am Ende des Tunnels lässt oft schon den nächsten Tunnel erahnen

Seit Ende Dezember hat sich von der chinesischen Stadt Wuhan aus ein neues Coronavirus ausgebreitet. Daher poste ich seit 23. Januar auf Twitter und Facebook (fast) täglich kleine Informationshäppchen mit Fragen, Antworten und Kommentare zu Coronaviren. Einerseits wegen des zur Zeit natürlich großen Interesses an dieser Virusfamilie, andererseits auch weil es eine gute Gelegenheit ist um über wissenschaftliche Erkenntnisse zu sprechen, und über die Rolle der Wissenschaft in der Gesellschaft. Die CoronaInfos von 23. Januar bis bis 7. Mai 2020 sind hier zu finden. Einen Rückblick anlässlich von 100 CoronaInfos hier und hier.

Als Hintergrund: wir arbeiten mit der Arbeitsgruppe von Christian Drosten in der Charité Berlin zur molekularbiologischen Charakterisierung von mit Coronaviren infizierten Zellen.

19. Oktober: Stand der Dinge bei Medikamenten

#CoronaInfo – Um die Ansteckung mit SARS-CoV-2 und ihre Folgen zu kurieren, werden keine neuen Medikamenten entwickelt, denn sowas dauert nach wie vor Jahre. Wie aber geht es mit der „Wiederverwendung“ schon existierender Medikamente voran?

Schon im Februar hat die Weltgesundheitsorganisation WHO begonnen, einige aussichtsreiche Substanzen zu testen, insbesondere auch solche, die die Vermehrung des Virus im Körper blockieren sollen. Eine erste Auswertung hat nun gezeigt, dass keine der Behandlungsmöglichkeiten etwas nützen. Eine von diesen Medikamenten (Remdesivir) hat in einer anderen Studie einen leicht positiven Effekt gezeigt, weswegen auch noch weitere Untersuchungen folgen werden. Insgesamt ist aber die begrenzte Wirksamkeit von Medikamenten, die eine akute Virusinfektion bremsen sollen, nicht ganz überraschend. Es dauert plusminus eine Woche von der Ansteckung bis zum Beginn der Behandlung, da es einige Tage dauert bis Symptome auftreten, und dann noch der Virustest gemacht und ausgewertet sein muss. Die für den schweren Krankheitsverlauf eventuell entscheidende Überreaktion des eigenen Immunsystem ist zu diesem Zeitpunkt vielleicht schon im Gange, und eine dann erfolgende Blockade der Virusvermehrung schon zu spät.
Besser sieht es bei einem zweiten Medikmanet aus, dem Corticosteroid Dexamethason, das schon seit fast 60 Jahren bei allerlei Krankheiten angewandt wird. Auch wenn die genaue Art und Weise der Anwendung noch verfeinert werden muss, und es auch Studien gibt die keinen Effekt der Dexamethason-Behandlung zeigen: es mehren sich die Hinweise, dass Dexamethason die Überlebenschance bei schweren Fällen erhöht bzw. die Patientinnen und Patienten schneller gesund werden.

Medikamente gegen das Virus:
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.10.15.20209817v1
https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2007764

Dexamethason:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0618
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2770279
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2770278
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2770276
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2770277

16. Oktober: Labortiere in der Coronaforschung

#CoronaInfo – In der biomedizinischen Forschung werden nach wie vor oft Experimente mit Tieren gemacht, um Medikamente/Impfungen zu setzen oder einen Krankheitsverlauf zu erforschen. Welche Tiere werden beim neuen #Coronavirus SARS-CoV-2 verwendet und warum?

Häufigstes Labortier ist nach wie vor die Maus. Mäuse lassen sich aber nicht mit SARS-CoV-2 infizieren. Das Protein, mit dem das Virus an die Zellen im Körper andockt (genannt ACE2) ist in der Maus vorhanden, sieht aber leicht anders aus und wird daher vom Virus nicht erkannt. Die Mäuse werden daher genetisch so verändert, dass sie das menschliche ACE2 produzieren. Wenn infiziert, entwickeln diese Tiere einen ähnlichen Krankheitsverlauf wie schwer an COVID-19 erkrankte Menschen, bspw. mit den verstopften Lungen.

Wie schon länger bekannt, lassen sich dagegen Hamster ohne weiteres mit SARS-CoV-2 infizieren. Bei syrische Goldhamster werden ältere Tiere (über 8 Monate) viel stärker krank als junge (einige Wochen), ähnlich also wie beim Menschen. Von den verschiedenen Zwerghamsterarten gibt es solche, die die Infektion gut überleben; der Roborowski-Zwerghamster hingegen stirbt nach wenigen Tagen an Lungenschäden.

Aus den Tierexperimenten lassen sich viel Erkenntnisse gewinnen. Da das Virus aber so weit verbreitet ist, ist es teilweise einfacher, Medikamente oder Impfungen direkt in Menschen zu testen. Denn einerseits gibt es (wie bei anderen Krankheiten fast nie) genug Probandinnen und Probanden, andererseits sind dafür keine komplexe Tierversuchsanträge, sonder „nur“ Einverständniserklärungen der Teilnehmenden notwendig.

Links Mäuse
https://www.nature.com/articles/s41590-020-0778-2
https://rupress.org/jem/article/217/12/e20201241/151999/Mouse-model-of-SARS-CoV-2-reveals-inflammatory

Links Hamster:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2342-5
https://www.mdpi.com/1999-4915/12/7/779
https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3659394

13. Oktober: Erbgutvarianten und Interferonantikörper

#CoronaInfo – in einer der entscheidenden Fragen der Pandemie, nämlich wie es zu schweren COVID19-Verläufen als Folge von Ansteckungen mit SARS-CoV-2 kommt, gibt es immer mehr Hinweise. Da die Biologie so unendlich komplex ist, wird es nicht *die eine* Antwort geben.

Aber auch wenn bspw. 20 Eigenschaften (dazu gehören auch die bekannten, wie Alter, Geschlecht oder Blutdruck) bekannt wären, die das Risiko eines schweren Krankheitsverlauf erhöhen, wäre das hilfreich. Denn dann könnten frühzeitig, also wenn der Virustest positiv ist und die Symptome nicht nur mild sind, diese Eigenschaften getestet werden, und entsprechend eine intensivere Pflege begonnen werden.

Ein wichtiger Faktor ist auch bei COVID19, die „Veranlagung“, was unter anderem Varianten im Erbgut einschließt. In drei Studien (Links am Ende) wurden bei Patientinnen und Patienten mit schwereren Verläufen Varianten im Erbgut gefunden. Alle diese Varianten sind in oder in der Nähe von Genen, die eine Rolle im Immunsystem spielen. Es kann also sein, dass sie das Funktionieren des Immunsystems leicht verändern, so dass es eher zu schweren COVID19-Verläufen kommt.

In einer anderen Studie wurde festgestellt, dass schwer Erkrankte viel häufiger Antikörper gegen Interferone haben. Interferone sind körpereigene Botenstoffe des Immunsystems und wesentlich für eine koordinierte Immunantwort gegen die Virusinfektion. In sogenannten Autoimmunkrankheiten, und dazu gehören diese Interferon-Antikörper, werden Teile des eigenen Organismus angegriffen. Das ist bspw. auch beim Jugend-Diabetes der Fall, wo das Immunsystem die eigene Bauchspeicheldrüse zerstört.

Links:
https://jamanetwork.com/journals/jama/fullarticle/2768926
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/09/29/science.abd4570
https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2020283
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/09/23/science.abd4585

9. Oktober: wie die Impfstoffe bewertet werden

#CoronaInfo – In den nächsten Wochen und Monaten wird es oft Berichte aus den laufenden Impfstudien geben. Die Interpretation dieser Resultate wird weitreichende Folgen haben. Auf welche Kriterien wird dabei geachtet werden?

Am wichtigsten ist natürlich, ob die geimpften Menschen weniger SARS-CoV-2 Infektionen haben werden als die nicht geimpfte sogenannte Kontrollgruppe. Ob ein solche Aussage überhaupt möglich ist, hängt aber von der Anzahl der Testpersonen ab, und wieviele Ansteckungen es insgesamt geben wird. Mit statistischen Berechnungen wird dann eventuell eine Aussage möglich sein, ob die Impfung erfolgreich war.

Dann wird die Art der Immunantwort genau geprüft werden. Grob gesagt gibt es zwei wesentliche Teile des Immunsystems, die Antikörper und die T-Zellen (siehe Links am Ende des Threads). In den Vorstudien (einige Dutzend Geimpfte) sahen diese Immunantworten oft sehr gut aus, nun ist die Frage, wie erfolgsversprechend die Messwerte sind bei den Tausenden von Testpersonen in den größeren Studien. Zudem ist wichtig, wie bspw. die Immunantwort abhängig vom Alter ausfällt.

Viele Impfstoffkandidaten, und vor allem die am weitesten fortgeschrittenen, verwenden neue, d.h. bisher noch nie erfolgreich breit angewandte Technologien. Das ist insbesondere im Hinblick auf die Nebenwirkungen relevant, die bei den Impfstoffen mit den neuen Technologien eher stärker sind. Zusätzlich wichtig wird das, wenn zwei Impfdosen (im Abstand von einigen Wochen) notwendig sind, um genügend Immunität zu erzeugen. Denn die zweite Dosis neigt üblicherweise dazu, stärkere Nebenwirkungen zu erzeugen.

Daneben werden natürlich noch Fragen der Produktionsmengen und Verteilung beantwortet werden müssen. Und nicht vergessen sollte auch dass es hier auch einen harten Wettbewerb zwischen privaten Firmen und zwischen Ländern gibt, die die Interpretation der Resultate natürlich auch beeinflussen wird.

Links / mehr Details:
https://www.nature.com/articles/s41577-020-00434-6 (Hinweis von @jo_nur_jo)
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2798-3
Antikörper: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0721
T-Zellen: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0717
Neue Impfstofftechnologien: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0331

2. Oktober: Forschungsförderung

#CoronaInfo – Was tut sich in der Forschungsförderung? Seit März hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung in verschiedenen Programmen viele Millionen Euro für die Coronaforschung bereitgestellt.
Das sind Finanzierungen für kleinere Projekte (von denen wir auch was abgekriegt haben), aber auch große Kisten wie das neue „Netzwerk Universitätsmedizin“. Dazu gehören alle Universitätskliniken in Deutschland, und mit 150 Millionen Euro werden nun 13 Verbundprojekte gefördert. Die Themen sind sehr vielfältig. Erforscht werden Handy-Apps, soziale Faktoren auf COVID-19, Palliativversorgung, Teststrategien in Schulen und Kitas, usw. Wir sind in einem aus der Lungenklinik der Berliner Charité koordinierten Verbund „Organo-Strat“ dabei, bei dem mit Hilfe von menschlichen Organmodellen der Effekt der SARS-CoV-2-Infektion auf die verschiedensten Organe im Körper untersucht wird.
Links:
Forschungsförderung kleinere Projekte (seit Juni): https://www.gesundheitsforschung-bmbf.de/de/erforschung-von-covid-19-im-zuge-des-ausbruchs-von-sars-cov-2-11483.php
Netzwerk Universitätsmedizin, 13 Projekte: https://www.bmbf.de/de/karliczek-netzwerk-universitaetsmedizin-startet-vertiefte-forschungsarbeit-zu-covid-19-12649.html
Video der Pressekonferenz: https://www.bmbf.de/de/media-video-43390.html

29. September: Grippe- und andere Atemwegsviren

Das neue #Coronavirus ist nur eines von vielen Viren, die unsere Atemwege befallen. Wie verhalten sich andere, wie Grippe- oder Erkältungsviren, in der SARS-CoV-2-Pandemie?

Im letzten März ging die Grippesaison mit dem Beginn der Maßnahmen zur Kontakteinschränkungen relativ abrupt zu Ende. Gemäß Grippe-Report der Welt-Gesundheitsorganisation WHO gab es zudem in den letzten Monaten auf der südlichen Erbhalbkugel, also im dortigen Winter, sehr wenig Grippefälle. In Australien oder Neuseeland bspw. gab es eher mehr Grippevirustests in vorherigen Jahren, trotzdem wurden sehr wenig Fälle gesehen. Auch wenn die Maßnahme gegen die Ausbreitung von SARS-CoV-2 wohl auch die Grippeviren eindämmen, können auch natürliche Schwankungen einen Einfluss haben, oder dass Erkrankte seltener in Arztpraxen gingen.
Im September beginnt bei uns die „Erkältungssaison“ wieder, üblicherweise mit den Rhinoviren. Das sind über 100 Virusvarianten, die jetzt Erkältungen mit Husten und Schnupfen auslösen. In Wellen lösen sich verschiedene Virusfamilien ab, Grippe beginnt oft im Januar, die Erkältungs-Coronaviren dann im Februar. Es kann daher auch gewisse Wechselwirkungen geben, oft ist es so dass eine Virusinfektion das Immunsystem in einen aktiven Zustand versetzt, der eine weitere Virusinfektion erst mal verhindert. Welchen Einfluss das neue #Coronavirus haben wird, und was die vielen Hygienemaßnahmen mit den anderen Atemwegsviren machen, ist eine interessante Frage für die nächsten Monate.

Links:
CoronaInfo zur Grippe im März 2020: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0422
WHO Grippe-Report: https://www.who.int/influenza/surveillance_monitoring/updates/latest_update_GIP_surveillance/en/
Rhinoviren: https://www.wired.com/story/colds-nearly-vanished-under-lockdown-now-theyre-coming-back/

24. September: Review zu Übertragungswegen

Zu den Übertragungswegen des neuen #Coronavirus SARS-CoV-2 gibt es sehr viele Berichte. Umso wichtiger werden Metastudien, die einzelne Untersuchungen bewerten zusammenfassen und allgemeine Schlüsse ziehen – im #CoronaInfo heute ein solcher sogenannter „review“.
Sehr begünstigt wird die Virusübertragung durch längere Aufenthalte im selben Raum – insbesondere Schlafen neben Infizierten, wie Studien in Haushalten oder Schiffen zeigen. Auch beim Virusausbruch bei Tönnies waren Ansteckungen wahrscheinlicher bei Angestellten, die in der selben Wohnung wohnten oder gemeinsam im Auto zur Arbeit fuhren. Das passt zum mittlerweile recht klaren Bild, dass Ansteckungen draußen deutlich weniger wahrscheinlich sind als in geschlossenen Räumen.
Eine zweite wichtige Frage ist, wann im Verlaufe einer Infektion man besonders ansteckend ist. Vorläufige Schlussfolgerung ist, dass die Ansteckungsgefahr 2-3 Tage vor bis einige Tage nach Symptombeginn am höchsten ist. Dabei sind auch Infizierte ohne Symptome ansteckend, wenn auch wohl eher weniger als solche mit Symptomen.
Da Menschen mit wenig Geld leben häufig beengter und bspw., weil sie Dienstleistungsjobs ohne Möglichkeit für home office haben und deswegen trotzdem zur Arbeit fahren, weniger Distanzierungen machen können, waren sie in New York überdurchschnittlich von Ansteckungen betroffen. Demgegenüber gab es in Deutschland in wohlhabenderen Gebieten eher mehr Ansteckungen, was mit höherer internationaler Mobilität zusammenhängen könnte.
Auch hier wird wieder betont, wie wichtig „superspreading events“ sind, wo eine Person sehr viele ansteckt – obwohl erst genaue Analysen des Viruserbgutes zeigen können, wie das Geschehen genau ablief.

Review: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3692807
Zahlen nach Einkommen Deutschland: https://interaktiv.tagesspiegel.de/lab/corona-analyse-in-welchen-regionen-die-zahlen-wieder-steigen/

18. September: Entwicklung der Infektionszahlen in Frankreich

In Frankreich gibt es seit Mitte Juli einen starken Anstieg der Ansteckungen mit dem #Coronavirus SARS-CoV-2. Im #CoronaInfo heute ein Blick darauf, wie der zeitliche Verlauf in verschiedenen Altersgruppen und bei Krankenhauseinweisungen aussieht.
Auf der Website „Géodes“ sind sehr detaillierte Gesundheitsdaten verfügbar. Dazu gehören auch die Anzahl der Neuansteckungen nach Altersgruppen. Die Region Provence-Alpes-Côte d’Azur mit den Städten Marseille und Nizza am Mittelmeer ist besonders betroffen.
Die Anstieg der wöchentlichen Anzahl Neuinfektionen pro 100000 EinwohnerInnen hat sich bei der Altersgruppe der 20-29jährigen und der über 90jährigen deutlich verschoben entwickelt:

– das könnte bedeuten, dass bei den jungen Menschen das Maximum dieser Welle schon vorbei ist, während bei den über 90jährigen die Fälle zeitverzögert und immer noch stetig zunehmen.

Daher nicht überraschend steigt auch die Anzahl der Krankenhauseinweisungen wegen COVID-19 verzögert zur Anzahl Ansteckungen bei den 20-29jährigen, weil ja vor allem ältere Menschen ins Krankenhaus müssen:

Diese Entwicklungen könnten auf einen ähnlichen Verlauf wie bspw. im März/April in Berlin hindeuten, wo auch zuerst jüngere und erst später ältere Menschen betroffen waren – anders als in Italien, wo das Virus von Beginn weg bei über 60jährigen verbreitet war, und entsprechend die Anzahl Todesfälle deutlich höher war:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0324
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0505

Datenquelle Géodes: https://geodes.santepubliquefrance.fr/#view=map2&c=indicator

15. September: Einfluss von Alter und Geschlecht auf COVID-19

Das neue #Coronavirus ist gefährlich, weil es bei einigen Prozent der Infektionen zu schweren/tödlichen Krankheitsverläufen kommt. Besonders gefährdet sind ältere Menschen und solche mit Vorerkrankungen, und Männer* mehr als Frauen* – dazu das heutige #CoronaInfo.
Schon seit Beginn der Pandemie wird diskutiert, wie sehr die direkte Zerstörung bspw. der Zellen in der Lunge durch das Virus zur schweren Krankheit führt und welcher Anteil das überreagierende Immunsystem hat. Letzteres führt zu einer übermäßigen Entzündung. Entzündungsreaktionen dienen eigentlich dazu, Viren, Bakterien usw. abzuwehren. Sie können aber auch, wie bei Autoimmunkrankheiten (bspw. Jugenddiabetes), Allergien oder eben eventuell auch bei COVID-19 den eigenen Körper schädigen. Messbar wird die Entzündung mit bestimmten Botenstoffen im Blut.
Bei älteren Menschen kann es nun sein, dass konstant höhere Mengen von diesen Botenstoffen vorhanden sind, und das System bei COVID-19 daher schneller „kippt“. Ursache könnten alternde Zellen sein (auch Fettgewebe macht solche Botenstoffe, was Übergewicht als Risikofaktor bei COVID-19 erklären könnte). Zudem kann im Alter das Funktionieren der T-Zellen (die infizierte Zellen wegputzen) gestört sein.
Interessanterweise wurde nun ähnliche Unterschiede bei Vergleichen von Männern* und Frauen* gefunden: erstere hatten tendenziell höhere Mengen von Entzündungsbotenstoffen, bei letzteren war die T-Zell-Antwort besser geeignet, um das Virus zu eliminieren, insbesondere auch mit zunehmendem Alter.
Insgesamt deuten diese und andere Studien darauf hin, dass bei Behandlungen nicht nur das Virus an sich, sondern auch das Immunsystem anvisiert werden muss – und Faktoren wie Alter, Geschlecht u.a. beachtet werden müssen.

Alter: https://science.sciencemag.org/content/369/6501/256.full
Geschlecht: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2700-3
Wie kommt es zu schweren Verläufen: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0408

11. September: Das Coronavirus in afrikanischen Ländern

Das #CoronaInfo heute zum Umgang mit der SARS-CoV-2-Pandemie in Ländern auf dem afrikanischen Kontinent. Vielerorts gibt es nur wenige (schwere) Erkrankungen. Das sicher auch damit zu tun, dass die Bevölkerung im Durchschnitt jünger als etwa in Europa ist.
Trotzdem sind einige spezifische Einflüsse denkbar, die auch mit der großen Erfahrung mit Infektionskrankheiten wie Masern, Malaria, Ebola oder Parasiten zu tun haben. Eine Überlegung ist bspw. dass der häufige Kontakt mit solchen Mikroben das Immunsystem auf eine generell stärkt, und damit auch die Ansteckung mit einem neuen Virus reduziert. Dazu passt, dass eine Impfung mit dem Tuberkulose-Impfstoff BCG evtl. auch etwas gegen SARS-CoV-2 schützt.
In einem Bericht aus Senegal wird auf die Erfahrung mit der Ebola-Epidemie 2014 verwiesen, weswegen viel schneller Maßnahmen wie Kontaktpersonen-Überprüfung oder Quarantäne-Hotels (analog zu China, siehe https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0323) eingerichtet wurden. Darüber hinaus ist mehrfach zu lesen, dass in vielen Ländern Eindämmungsmaßnahmen wie Tragen von Masken oder Schließen von Moscheen/Kirchen relativ schnell beschlossen und diszipliniert aufrecht erhalten wurden.

Immunsystem: https://www.deutschlandfunk.de/sars-cov-2-was-bremst-die-corona-pandemie-in-afrika.676.de.html?dram:article_id=483781
BCG-Tuberkulose-Impfung: https://www.deutsche-apotheker-zeitung.de/news/artikel/2020/05/22/schuetzt-eine-bcg-tuberkulose-impfung-vor-covid-19
Senegal: https://eu.usatoday.com/story/news/world/2020/09/06/covid-19-why-senegal-outpacing-us-tackling-pandemic/5659696002/ und https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S127984792030104X?v=s5
Maßnahmen und Modelle: https://medicalxpress.com/news/2020-04-africa-coronavirus-outbreak-slower.html und https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.07.03.20144949v1

7. September: SARS-CoV-2 und Tiere

Das neue #Coronavirus kann zwischen Menschen und verschiedenen Tierarten hin- und herspringen, so begann wohl auch die Pandemie – das #CoronaInfo heute was das sonst für Verbreitung des Virus und die Forschung bedeutet.
In den Niederlanden gab es mehrere Ausbrüche des Virus auf (noch bis 2024 erlaubten) Nerzfarmen. Eine Studie einer Forschungsgruppe aus Rotterdam, die wesentliche Beiträge zum Verstehen des MERS-Coronavirus 2012/2013 beigetragen hat, untersuchte 16 betroffene Farmen. Fast alle MitarbeiterInnen haben sich angesteckt, was ein Hinweis darauf ist, dass die Ansteckungen auf von den Tieren ausging. Zudem wurden die Erbgut-Varianten der Viren analysiert. Diese waren sehr unterschiedlich, was auf mehrere Übertragungsgenerationen innerhalb der Tiere hindeutet. Es ist auch möglich, dass sich das Virus in Nerzen schneller verändert, wobei aber keine klare Richtung der Veränderung hin zu einer ansteckenderen Variante festgestellt wurde.
Um zu untersuchen, was im Virus-infizierten Körper geschieht, oder um Wirkstoffe und Impfungen zu testen, werden auch bei SARS-CoV-2 Versuche mit Tieren gemacht. Häufigstes Labortier ist die Maus, die aber ohne genetische Veränderung nicht mit SARS-CoV-2 infiziert werden kann. Der Grund ist, dass das ACE2-Protein, über das das Virus in die Zellen kommt, bei Maus in einer Art und Weise anders ist, dass das Virus es nicht erkennt. Deswegen wurden Mäuse genetisch so verändert, dass sie auch das menschliche ACE2 beinhalten. So infizierte Mäuse entwickeln auch einen schwere COVID-19-Verlauf, und sterben innert 1-2 Wochen.
Hamster (Goldhamster, aber auch Zwerghamster) können dagegen ohne weiteres mit dem zirkulierenden Virus infiziert werden. Interessanterweise wurde bei Goldhamster wie beim Menschen ebenfalls beobachtet dass junge Tiere (sechs Wochen) nach zwei Wochen wieder gesund werden, während ältere Tiere (acht Monate; Lebenserwartung ist gegen zwei Jahre) oft einen schweren Krankheitsverlauf erleiden und sterben.

Links:
Studie zu Nerzfarmen in den Niederlande: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.09.01.277152v1
Mäuse mit menschlichem ACE2: https://www.nature.com/articles/s41590-020-0778-2
Goldhamster als Infektionsmodell: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2342-5 und https://www.mdpi.com/1999-4915/12/7/779
Übertragung auf Haustiere: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0519

31. August: neue Virus-Testmethoden

In den letzten Monaten gab es deutliche technische Verbesserungen bei den Tests auf das neue #Coronavirus – dazu das heutige #CoronaInfo. Getestet wird, ob jemand akut infiziert, und damit möglicherweise ansteckend ist. Dabei wird geschaut, ob in Rachen/Hals Material vom Virus ist. Standard ist zur Zeit der Abstrich, gefolgt vom PCR-Test.
Die Handhabung bis das Abstrichstäbchen korrekt in der Maschine ist, ist aufwändig, und ein wesentlicher Grund bspw. für die Rückstaus bei den Flughafentests. Zudem braucht es Geräte, die nur in Diagnostiklabors stehen. Eine wichtige künftige Vereinfachung ist die Verwendung von Spucke statt Abstrich, oder Gurgeln mit etwas Flüssigkeit. Mit RT-LAMP (statt RT-PCR) steht nun auch eine deutlich billigere und einfachere Methode für den Nachweis des Virus-Ergbutes bereit.
Die neuen Antigen-Tests messen Virus-Protein (für das das Virus-Erbgut den Bauplan liefert). Protein ist biochemisch stabiler und einfacher im Umgang als die RNA-Moleküle des Virus-Erbgutes. Der eben in den USA zugelassen Antigen-Test kann deswegen mit einem einfachen Papierstreifen in einer kleiner Plastikkassette funktionieren, ähnlich den schon etablierten Antikörper-Schnelltests. Der Test soll nur 5 Dollar kosten, und innert zehn Minuten ein sehr verlässliches (aber natürlich auch nicht 100% sicheres!) Resultat liefern.

Links:
Nachweis des Virus-Erbgutes: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/03/08/wie-werden-viren-in-rachen-und-nasenabstrichen-nachgewiesen/
Corona-Tests mit Spucke: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0622
RT-LAMP: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.06.23.166397v2
Neuer Antigen-Test: https://www.sciencemag.org/news/2020/08/milestone-fda-oks-simple-accurate-coronavirus-test-could-cost-just-5#

24. August: gibt es wiederholte Ansteckungen mit dem neuen Coronavirus?

Beim neuen Coronavirus ist schon länger die Frage, ob man sich wiederholt anstecken kann. Dieses CoronaInfo zu einer Studie aus Hong Kong, die (im Vergleich zu früheren Berichten) wohl tatsächlich eine solche wiederholte Infektion beschreibt.
Der 33jährige Patient hatte Ende März für einige Tage Husten, Halsschmerzen, Fieber und Kopfschmerzen, und wurde am 26. März positiv getestet. Mitte April wurde er an zwei aufeinanderfolgenden Tagen negativ getestet.
Mitte August wurde er nach Rückkehr aus Spanien (via Großbritannien) am Flughafen positiv getestet, und hatte auch relativ viel Virus im Speichel, aber keine Symptome. Diese „Viruslast“ nahm über die folgenden Tage ab.
Antikörper des Typ IgG gegen das Virus wurden zehn Tage nach Beginn der ersten Erkrankung keine gefunden; diese brauchen aber oft 2-3 Wochen, um sichtbar zu werden. Ebenso gab es keine Antikörper zu Beginn der zweiten Erkrankung, wohl aber einige Tage später.
Der Patient ist also in der Lage, Antikörper gegen das Virus zu entwickeln, was nicht unbedingt immer der Fall ist. Es ist daher möglich, dass die Antikörper zwischenzeitlich da waren, aber im August dann wieder weg.
Insgesamt entspricht das dem bei Coronaviren erwarteten Bild: Antikörper können relativ schnell verschwinden, und Neuansteckungen schon nach wenigen Monaten wieder möglich werden, dank „Teilimmunität“ ist dann aber die Krankheit, wie hier, deutlich milder.

Studie als screenshots der Reporterin Lilian Cheng:
https://twitter.com/cwylilian/status/1297857565385093121
https://twitter.com/cwylilian/status/1297857727251673088

Medienmitteilung Uni Hongkong
https://twitter.com/cwylilian/status/1297835718513815552

Bisherige CoronaInfos zum Thema:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0717
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0721

(thanks @HayesLuk for discussion!)

20. August: Wie verändert sich das neue #Coronavirus?

Wie verändert sich das neue #Coronavirus? Das #CoronaInfo heute mit einigen Studien zu einzelnen Änderungen mit Erbgut des Virus. Im März war die „L/S-Variante“ ein Thema, also die Änderung eines einzelnen der 30 Tausend „Buchstaben“ des Virus-Erbgutes. Tatsächlich gibt es mittlerweile fast nur noch die L-Variante. Ähnlich ist es mit der Veränderung „D614G“. Während die G-Variante noch im Februar eine Randerscheinung war, ist sie nun weltweit die vorherrschende Form. Im Labor zumindest vermehrt sich das G-Virus etwas schneller, was eine Erklärung für dessen schnelle Ausbreitung sein könnte.
In Singapur und Taiwan zirkuliert zudem eine Form, die 382 Buchstaben verloren hat (∆382), und zwar im Gen „ORF8“ – das ist schon deswegen bemerkenswert, weil das erste SARS-Virus 2002/2003 im selben Gen 29 Buchstaben verloren hat, wodurch das Virus etwas weniger gefährlich wurde. PatientInnen, die die ∆382-Form hatten, wurden tendenziell weniger krank. Unklar ist aber, ob die ∆382-Variante mehr oder weniger ansteckend ist. Insgesamt verändert sich das Virus trotz der extrem schnellen Ausbreitung sehr langsam; mit zunehmender Immunität/Impfungen könnte sich das aber auch ändern.

CoronaInfo März L/S-Variante: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0305
CoronaInfo Verlust von 29 Buchstaben im alten SARS: https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0226
Studie G614D: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867420308205
Virusdiversität innerhalb einzelner Personen: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.28.118992v3

14. August: Aktueller Stand der Impfstoffforschung

Das heutige #CoronaInfo zu einer der ganz großen Fragen der Pandemie: wann gibt es Impfungen? Üblicherweise dauert die Entwicklung eines Impfstoffes viele Jahre, jetzt soll es in Monaten soweit sein. Das ist nicht unrealistisch, weil es doch schon viel Vorwissen gibt dank Forschung zu anderen Coronaviren, über hundert Ansätze parallel entwickelt werden, und neue/schnellere Verfahren zum Zug kommen. Damit werden auch verschiedene Ziele einer Impfung getestet: soll die Impfung nur vor schwerer Erkrankung schützen, d.h. vor allem in der Lunge wirken? Oder auch eine Immunität auch in Nase/Hals erreichen, was eine Ansteckung quasi völlig blockiert? Bspw. kann nur bei letzterem eine Weitergabe des Virus zumindest deutlich reduziert werden.
Von einigen der Impfstoffe gibt es schon relativ detaillierte Daten aus ersten Tests an Menschen mit jeweils einigen Dutzend bis 1000 ProbandInnen. Bei den neuartigen Impfstoffen sind die Nebenwirkungen (vor allem Fieber, Müdigkeit, Kopfschmerzen, Schmerzen bei der Einstichstelle) nicht zu unterschätzen. Das ist insbesondere nach der zweiten Impfung bei denjenigen die in zwei Dosen im Abstand von Tagen/Wochen gegeben werden.
Grundsätzlich sehen bei allen fünf hier verlinkten Studien die verschiedenen Aspekte der Immunantwort, die die Impfung hervorruft, vielversprechend aus. Damit ist aber noch nicht gezeigt, dass sie im großen Maßstab wirksam und sicher sind. Das wird wohl frühestens Ende des Jahres möglich sein. Insbesondere wird es wichtig sein, inwieweit die verschiedenen Impfstoffe unterschiedlich wirken: einer hat vielleicht mehr Nebenwirkungen, schützt aber robust vor schweren Verläufen, was ihn für ältere Menschen geeignet macht. Der andere ist vielleicht nicht so effizient, aber hat kaum Nebenwirkungen und lässt sich schnell in großer Menge produzieren, und ist daher für breite Impfkampagnen bei Kindern und Jugendlichen geeignet.

Bisherige CoronaInfos aus März und Mai zum Thema
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0331
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0525
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0526

Links zu den Studien:
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31208-3/fulltext
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.06.30.20142570v1
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.08.05.20168435v1
https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa2022483
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31604-4/fulltext

7. August: das derangierte Immunsystem in schweren COVID-19-Erkrankungen

Das #CoronaInfo heute zu zwei Studien, die das durcheinander geratene Immunsystem in schweren COVID-19-Erkrankungen untersuchen – eine davon von einem großen Netzwerk deutscher Forschungsinstitutionen, zu dem wir auch einen kleinen Beitrag geleistet haben.
Die Krankheit COVID-19, verursacht durch Infektionen mit dem neuen Coronavirus SARS-CoV-2, verläuft nach aktuellen Erkenntnissen in zwei Phasen. Nach der akuten Virusinfektion reagiert das Immunsystem zu stark bzw. in einer Art und Weise, die im ganzen Körper Schaden anrichten kann – auch wenn in dieser zweiten Phase das Virus wohl schon nicht mehr im Körper ist. Beide Studien haben nun im Detail untersucht, welche der sehr vielen verschiedenen Typen von Immunzellen bei schwer Erkrankten auffallen. Einerseits fehlen diesen PatientInnen eine Art Immunzellen, die aktiv gegen die Infektion wirken, und bei milde Erkrankten sehr häufig sind. Andererseits führt die Kombination von verschiedenen Botenstoffen des Immunsystems dazu, dass im Knochenmark viele neue, unreife Immunzellen gebildet werden. Diese hemmen das Immunsystem in einer ungünstigen Weise, und führen in einem eventuell sich selber verstärkenden Effekt zu einer für den Körper insgesamt schädlichen Menge und Kombination von eben diesen Botenstoffen. Vorerkrankungen bspw. des Herz-Kreislauf-Systems, die ein höheres Risiko für einen schwere COVID-19-Verlauf mit sich bringen, begünstigen vielleicht diesen Teufelskreis.
Erkenntnisse wie in diesen Studien (und es müssen und werden noch weitere folgen) können anzeigen, auf welche Zellen in der Diagnose genau geachtet werden muss, um vorhersagen zu können, ob eine bestimmte Person schwer erkranken wird. Zudem sind schon viele Medikamente bekannt, die Immunzellen beeinflussen, wie das Corticoid Dexamethason, das bei schwerer COVID-19 hilfreich sein kann. Genaues Wissen um die Prozesse im Immunsystem könnten daher wirksame Eingriffe in das ausartende Immunsystem erlauben.

Links zu den Studien:
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30992-2
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30993-4

Pressemitteilung:
https://www.dzne.de/aktuelles/pressemitteilungen/presse/covid-19-immunsystem-auf-irrwegen

3. August: Coronavirus in Brasilien

Das #CoronaInfo heute zu zwei Studien aus Brasilien, die untersucht haben wie sich das neue #Coronavirus in dem schwer getroffenen Land verbreitet hat; bisher wurden fast 3 Millionen Infektionen gemeldet, zur Zeit sind es 50-60 Tausend neue pro Tag.
Auch hier zeigt sich, wie Maßnahmen zur Kontaktbeschränkung die Ausbreitung des Virus sehr schnell bremsen konnten. Um die Ausbreitung innerhalb des Landes zu verfolgen, wurde das Virus-Erbgut von mehreren Hundert PatientInnen bestimmt. Ein Vergleich der Varianten im Erbgut zeigte, dass das Virus Ende Februar/Anfang März nach Brasilien kam; dem entspricht auch, das insbesondere zu Beginn der Epidemie Fälle vor allem in São Paulo gemeldet wurde, das sehr viele internationale Flugverbindungen hat. In einer zweiten Phase ab Ende März breitete sich das Virus dann vor allem innerhalb Brasiliens aus, hin in den dünner besiedelten Norden des Landes.
Passend dazu wird in der zweitne Studie gezeigt, dass zu Beginn der Epidemie das Durchschnittseinkommen der Infizierten relativ hoch war, weil v.a. diese reisen können. Auf der anderen Seite kommen schwere Lungenerkrankungen „ohne erkannte Ursache“ v.a. bei Menschen mit wenig Geld vor, da diese sich kostenpflichtige Tests nicht leisten können. In ärmeren Regionen wird die Epidemie daher evtl. unterschätzt.
Auch hier sind Fieber, Husten und Atemprobleme als häufigste Symptome genannt; zudem Herz-Kreis-Lauf-Probleme und Diabetes als häufigste Vorerkrankungen.
Links:
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/07/22/science.abd2161
https://www.nature.com/articles/s41562-020-0928-4

24. Juli: Umfragen zum Coronavirus

Weltweit laufen viele regelmäßige Befragungen der Bevölkerung zu allen möglichen Themen rund um das neue #Coronavirus. Im #CoronaInfo heute zwei davon, das Projekt COSMO der Uni Erfurt (Fach Gesundheitskommunikation) sowie die iCare-Studie der Uni Montréal/Kanada. Bei COSMO werden seit dem 3. März wöchentlich bis zweiwöchentlich jeweils etwa 1000 Menschen befragt. So schätzen bspw. zwei Drittel eine Infektion mit dem Virus als teils bis extrem gefährlich ein. Angst/Besorgnis vor dem Virus ist ähnlich weit verbreitet. Sorgen machen v.a. wirtschaftliche Aspekte (Konkurse, Rezession) und gesellschaftliche (mehr Egoismus, Unterschiede Arm/Reich werden größer). Der Wissensstand ist sehr hoch, auch was Präventionsmaßnahmen angeht. Mund-Nasen-Masken sind weitgehend akzeptiert bzw. werden verwendet. Vertrauen in Behörden usw. ist allgemein hoch; interessant hier dass einzig das Vertrauen in das Robert-Koch-Institut sich über die Zeit verändert (d.h., abgenommen) hat.
Die Impfabsicht ist da, wenn auch nicht sehr ausgeprägt, mit 5 auf einer Skala von 1 (gar nicht) bis 7 (sicher impfen). Auch wenn sonst Präventionsmaßnahmen insgesamt sehr akzeptiert sind, kommt eine Impfpflicht nicht übermäßig gut an (4,25 mit 1=Ablehnung, 7=Zustimmung).
Bei iCare ist erst die erste Befragungswerte analysiert (erste Aprilhälfte). Auch hier fällt, wie bei COSMO, die große Akzeptanz der Präventionsmaßnahmen sowie das Vertrauen in die Behörden auf. Interessant ist, dass jüngere Menschen und solche mit wenig Geld sich eher striktere Maßnahmen wünschen würden.

COSMO: https://projekte.uni-erfurt.de/cosmo2020/cosmo-analysis.html
iCare: https://mbmc-cmcm.ca/covid19/stats-wave1/stats-wave1b/

21. Juli: Entwicklung der Antikörper über die Zeit

Immunität gegen das neue #Coronavirus hat verschiedene Teile. Neben den T-Zellen (#CoronaInfo vom 17. Juli) sind Antikörper zentral. Im #CoronaInfo heute 3 Studien, die u.a. die Veränderung der Antikörpermenge im Blut über die Zeit nach Infektion gemessen haben.
In zwei von drei Studien wurde abermals gezeigt, dass Infektionen mit (starken) Symptomen zu deutlich höheren Mengen Antikörper führen, als wenn die Symptome mild bzw. nicht spürbar sind.
Was die Menge Antikörper über die Zeit angeht, sind die Resultate unterschiedlich. Die Studie aus New York/USA fand insgesamt stabile Mengen zwischen einem und drei Monate nach Symptombeginn, bzw. eine gewisse Abnahme bei Menschen mit von Beginn weg sehr viele Antikörpern. Die Studie aus Chongqing/China hingegen zeigte auch insgesamt eine Abnahme der Menge SARS-CoV-2-Antikörper im Blut, ein ähnliches Resultat kommt aus London. Hier wurden zudem die Antikörper einzelner PatientInnen sehr detailliert analysiert. Da zeigt sich, wie unterschiedlich Antikörper zwischen Indidivduen sein können.
Zusammengefasst – Immunität ist keine entweder-oder-Frage. Die unterschiedliche Stärke der einzelnen Teil des Immunsystems können eine Teil-Immunität gegen SARS-CoV-2 machen, die zumindest den Krankheitsverlauf deutlich milder machen kann. Es zeichnet sich eventuell ab, dass Antikörper dabei nicht der stärkste Teil sind, und Antikörpertests nicht unbedingt aussagekräftig sind, wenn es darum geht, Immunität festzustellen.

Links:
https://www.nature.com/articles/s41591-020-0965-6
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.07.09.20148429v1
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.07.14.20151126v1

17. Juli: Die T-Zellen in der Immunität gegen SARS-CoV-2

Die Forschung zur Immunität gegen das neue #Coronavirus macht relativ schnelle Fortschritte – im #CoronaInfo heute eine Studie aus Singapur, die die Rolle der sogenannten T-Zellen untersucht.
Die T-Zellen erkennen, wenn eine Zelle im menschlichen Körper das Virus aufgenommen hat. T-Zellen können infizierte Zellen zerstören, oder andere Teile des Immunsystems mit Botenstoffen aktivieren. Dabei macht es einen großen Unterschied, ob der Körper schon mal infiziert war: es gibt T-Zellen mit Gedächtnis, d.h. sie erkennen: dieses Virus war schon mal da! Wenn dieses zelluläre Gedächtnis im Körper vorhanden ist (durch eine vormalige Infektion oder eine Impfung), wird man nach Ansteckung mit dem Virus weniger oder gar nicht krank.
Wie erwartet hatten COVID19-PatientInnen T-Zellen, die kleine Stück von Virusproteinen erkannten. Dazu kam aber, dass Menschen, die vor 17 Jahren mit dem ersten SARS-Virus angesteckt wurden, immer noch T-Zellen gegen dieses Virus hatten, die nun sogar auch teilweise das neue SARS-CoV-2 spürten. Und es zeigte sich wieder, das sehr wahrscheinlich durch Infektionen mit den vier Erkältungs-Coronaviren ebenfalls T-Zellen gebildet werden, die zumindest zu einem gewissen Grad das neue Coronavirus SARS-CoV-2 auch erkennen.
Insgesamt lernt man immer mehr, dass der T-Zell-Teil des Immunsystems (der erst mal nichts mit Antikörpern zu tun hat, die wohl schwieriger sind) relativ solide auf Coronaviren reagiert, und damit auch bei fehlenden Antikörpern ein Teilimmmunität bieten kann.

CoronaInfos zum Thema:
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/#0424
https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/05/11/coronainfo-zweiter-teil/#0602
Link zur Studie:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2550-z

13. Juli: wieviele Menschen sind mit dem Virus in Kontakt gekommen?

Das #CoronaInfo – die wichtige Frage “wieviel Prozent der Bevölkerung hatten Kontakt mit dem neuen #Coronavirus?” kann immer besser beantwortet werden. Seit den ersten Antikörpertests im Februar hat sich die Forschung weiterentwickelt (siehe https://emanuelwyler.wordpress.com/2020/02/13/coronaviren-gesammelte-coronainfo/ – Beiträge vom 24. Februar, und 23. April). Erst gab es kleinere Studien, und jetzt erscheinen Länderstudien mit Zehntausenden Untersuchten in begutachteter Form. Heute zu einer Studie aus Spanien, das mit 250 Tausend bestätigten Fällen (bei einer Bevölkerung von knapp 50 Millionen Menschen, also ungefähr 0.5%) stark betroffen war. Das wichtigste Resultat ist, dass ungefähr 5% der Bevölkerung Antikörper gegen SARS-CoV-2 hatten – also ungefähr zehnmal mehr als bestätigte, akut infizierte Menschen. Glaubwürdig wird die Zahl durch erwartete Muster: so sind in den am stärksten betroffenen Regionen (um Madrid herum, bis 13%) die Werte viel höher waren als in Regionen mit wenig bestätigten akuten Fällen (1-2%). Auch ist der Wert für Beschäftigte im Gesundheitswesen mit 10% deutlich überdurchschnittlich, und für Menschen mit bestätigten akuten Infektionen beträgt der Wert 90%. Das ist auch abhängig von der Zeit zwischen Erkrankung und Test, da es um die zwei Wochen braucht, bis Antikörper messbar werden.
Interessante neue Werte sind bspw. die 2 Prozent Menschen mit Antikörper, die keine Symptome hatten. Umgekehrt bedeutet das, dass ungefähr ein Drittel der Infektionen ohne Symptome verlaufen. Von denjenigen, die im selben Haushalt einen bestätigten Fall hatten, zeigten ungefähr ein Drittel Antikörper. Diese Ansteckungsrate im selben Haushalt ist etwas höher als bisher vermutet. Bei Kindern war der Anteil mit Antikörpern etwas geringer als bei Erwachsenen. Insgesamt verdichten sich mit dieser Studie die Hinweise, dass der Anteil Menschen, die mit dem Virus in Kontakt gekommen sind, ungefähr zehnmal so groß ist  wie die Anzahl bestätigter Fälle; und dass ein Viertel bis die Hälfte der Infizierten keine Symptome zeigt.
Link zur Studie: https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31483-5/fulltext

6. Juli: Können schwere Krankheitsverläufe vorhergesagt werden?

Die Infektionen mit dem neuen #Coronavirus SARS-CoV-2 können sehr unterschiedlich verlaufen, von unbemerkt bis tödlich. Im #CoronaInfo heute zwei Studien, mit möglichen Methoden und Resultaten, um einen schwere Verlauf voraussagen zu können.
Die erste Studie ist aus der Charité Berlin (von @RalserLab und @Sander_Lab). Sie etablierte eine Methode um zu testen, welche Proteine im Blut von COVID-19-Erkrankten mehr oder weniger vorhanden sind, verglichen mit Gesunden. Dabei fielen ungefähr 15 (von Tausenden möglichen) Proteine auf, die insbesondere bei Schwerkranken in größerer Menge vorkamen. Einige davon sind bekannt dafür, mit dem Botenstoff IL-6 in Verbindung zu stehen. Zuviel IL-6 wird oft als mögliche Mitursache schwerer COVID-19-Erkrankungen mit Schäden an Lunge und andere Organen diskutiert. In der zweiten Studie aus Wuhan wurde es ebenfalls in erhöhten Mengen in schwer vs. mild Erkrankten gefunden, wie auch ein anderer Botstoff, IL-10. Zudem hatten schwer Erkrankte weniger von einigen Arten von Immunzellen. Diese Zellen können als Bremse für das überschießende Immunsystem und zuviel IL-6 funktionieren, weniger davon ist also möglicherweise auch schädlich.

Links:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405471220301976
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7165294/

30. Juni: Virus-Ergbut im Abwasser

Im Stuhl von Menschen, die mit dem neuen #Coronavirus infiziert sind, kann man Erbgut des Virus finden. Das #CoronaInfo heute zu einer Studie, die prüft, wie sich das nutzen lässt, um den Verlauf der Epidemie an einem Ort zu verfolgen.

Wie schon beim ersten SARS-Virus 2002/2003 hat sich gezeigt, dass bei einer Infektion relativ viel Virus-Erbgut ausgeschieden wird – was aber nicht heißt, dass da auch ansteckende Viruspartikel drin sind (das ist eher nicht der Fall). Das Virus-Ergbut ist das, was mit dem PCR-Test nachgewiesen wird. Der wird auch bei Abstrichen aus Nase/Rachen angewandt, um zu prüfen, ob jemand akut infiziert ist.

Die Studie hier hat zwischen Mitte März und Anfang April in der Stadt Yale in den USA täglich die Menge Virus-Erbgut in Proben aus der Kläranlage gemessen. Dabei entwickelte die Menge Virus-Erbgut sich über die Zeit sehr ähnlich wie die Anzahl neuer Fälle in der Stadt – mit einem Vorlauf von ungefähr vier Tagen. Das könnte daran liegen, dass das Ausscheiden von Virus-Erbgut schon ganz zu Beginn der Infektion beginnt, während bis zur Meldung einer neuen Infektion nach positivem Test immer einige Tage vergehen. Wenn sich das bestätigt, könnten über permanente Tests in Abwässern eine Zunahme der Infektionen schnell festgestellt werden.

Link zur Studie: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.19.20105999v2

26. Juni: Hat das Geschlecht einen Einfluss auf den Krankheitsverlauf?

Im neueren Forschungszweig der Gender-Medizin werden geschlechtsspezifische Unterschiede in der Medizin untersucht. Auch beim neuen #Coronavirus spielt das Geschlecht beim Krankheitsverlauf sehr wahrscheinlich eine Rolle, wie beispielhaft drei Studien im heutigen #CoronaInfo zeigen.
In einer „Metastudie“ aus China wurden insgesamt 39 Studien mit fast 80000 Patientinnen und Patienten analysiert. Insbesondere bei Menschen über 50 waren die Krankheitsverläufe bei biologischen Männern deutlich schwerer. Dies kann natürlich verschiedene soziale Gründe haben; hier wurden als ein möglicher biologischer Grund einerseits die Menge der Proteine in Atemwegszellen analysiert, die das Virus benutzt um in die Zelle zu gelangen (ACE2 und TMPRSS2). Davon war in männlichen Lungen mehr vorhanden, was mit männlichen Geschlechtshormonen zu tun haben könnte. Eine Analyse aus Italien gelangte zu einem ähnlich Schluss.
Bei 54 COVID19-PatientInnen in einem Krankenhaus in den USA wurden über den Kranheitsverlauf hinweg zahlreiche Werte gemessen, und zwischen Männern und Frauen verglichen. Der Unterschied in der Virusmenge war nicht wesentlich. Bei einige Botenstoffen des Immunsystems im Blut (sogenannten Zytokinen) wurden aber Unterschiede festgestellt. Dasselbe war der Fall bei bestimmten Zelltypen des Immunsystems. Insbesondere war das bei T-Zellen der Fall, die für die direkte Bekämpfung der Infektion wichtig sind. Auch hier wurde beobachtet, dass insbesondere bei älteren Menschen die Unterschiede zwischen Geschlechtern deutlicher werden.
Insgesamt könnte es also biologische Unterschiede geben zwischen den Geschlechtern, die mit der Menge von Geschlechtshormonen in Verbindung stehen, und vor allem bei älteren Männern schwerere Krankheitsverläufe wahrscheinlicher machen.

Links
Metastudie aus China: https://arxiv.org/pdf/2003.13547.pdf
Analyse aus Italien: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.03.30.20047878v2.full.pdf
Kohorte USA: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.06.06.20123414v1

22. Juni: Corona-Tests aus Spucke?

Um die Ausbreitung des neuen #Coronavirus in den Griff zu kriegen, muss mehr und schneller getestet werden. Dieses #CoronaInfo zu zwei Studien, die geprüft haben, ob Tests auch aus Speichelproben gemacht werden können.
Denn um eine akute Ansteckung festzustellen, werden zur Zeit üblicherweise Nasen-/Rachen-Abstriche gemacht. Das ist einerseits unangenehm, andererseits fehleranfällig, wenn nicht von Profis gemacht. In einer Studie aus Hong Kong mit 12 PatientInnen spuckten die ProbandInnen in ein Röhrchen. Danach wurde gezeigt, dass Virus-Erbgut im Speichel verlässlich nachgewiesen konnte und auch, dass infektiöse Viruspartikel im Speichel drin waren.

In einer zweiten Studie aus den USA wurden die Menge Virus in Nasenabstrichen und Speichel von 29 Krankenhaus-PatientInnen verglichen. Dabei war die Menge Virus, die aus Speichelproben nachgewiesen wurde, sogar etwas höher als aus Abstrichen, und in Zeitverläufen weniger variabel.

Beide Studien deuten also darauf hin, dass Virustests mit einfachen Spuckeproben mindestens so gut durchgeführt werden können wie mit Abstrichen. Das ist insofern wichtig, weil für große Testungen wie in Großbetrieben oder Schulen schnelle, einfache und trotzdem verlässliche Probenahmen notwendig sind.

Links:
https://academic.oup.com/cid/advance-article/doi/10.1093/cid/ciaa149/5734265
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.16.20067835v1

20. Juni: Wissenschaft, Medien, Öffentlichkeit

Bei WELT WISSEN habe ich über die Reibung zwischen Wissenschaft und Medien/Öffentlichkeit geschrieben: https://www.welt.de/wissenschaft/article209941957/Corona-Forschung-Warum-Wissenschaft-und-Oeffentlichkeit-in-der-Krise-aneinandergeraten.html

Kurzfassung: Gerade in einer Pandemie ist es schwierig, zwischen Wissenschaft einerseits und Medien/Öffentlichkeit andererseits zu übersetzen. Hauptgrund meines Erachtens ist der unterschiedliche Umgang mit Unsicherheit und unterschiedliche Zeithorizonte.

18. Juni: erste Resultate aus der großen Medikamenten-Studie in Großbritannien

In Großbritannien läuft seit März eine groß angelegte klinische Studie, um verschiedene Behandlungsmöglichkeiten bei COVID-19 zu testen. Das #CoronaInfo heute zu ersten Resultaten (erst sehr summarisch bekannt, also mit Vorsicht anzuschauen).
Bislang sind 11600 PatientInnen an 176 Orten in der Studie. Das sind pro Behandlung Tests mit Ein- bis Zweitausend Menschen, was aussagekräftige Resultate erlaubt.
Interessant ist, dass Dexamethason bei schweren Verläufen (PatientInnen mit Beatmung) die Überlebenschance deutlich erhöht hat. Dexamethason ist ein Corticoid, und wirkt als solches entzündungshemmend. Da schwere Krankheitsverläufe sehr wahrscheinlich wegen der zu starken Immunreaktion des Körper geschehen, passt auch, dass Dexamethason bei leichteren Verläufen kaum einen Unterschied macht (siehe auch CoronaInfo vom 8. April).
In einem anderen Teil der Studie wurde kein Effekt bei der Behandlung mit Chloroquin gefunden (siehe auch CoronaInfo vom 4. Juni).

Link zur Studie:
https://www.recoverytrial.net/

16. Juni: Lockdown und Schlaf

Dass die Kontaktbeschränkungen wegen des neuen #Coronavirus starke soziale Auswirkungen haben, ist unbestritten. Das #CoronaInfo heute zu zwei Studien aus der Schweiz und den USA zum Thema Schlaf während des lockdowns.

Die erste Studie befragte 435 Menschen (v.a. Frauen unter 40 mit hoher formaler Bildung) , die zweite 139 Studierende der Universität Colorado. Zwei Resultate waren relativ ähnlich: erstens war die Schlafdauer während der Woche länger. Zweitens war der „soziale Jetlag“ kleiner, also der Zeitunterschied zwischen den Einschlaf-/Aufwachzeiten, die ein Person von sich aus wählt im Gegensatz zu was aus gesellschaftlichen Verpflichtungen (Veranstaltungsbeginn am Morgen usw.) ensteht.
Die erste Studie fand aber auch leicht reduzierte Schlafqualität, in Verbindung mit geringerem physischen und psychischen Wohlergehen auf Grund von Stress.

Links:
https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0960-9822%2820%2930837-X
https://www.cell.com/action/showPdf?pii=S0960-9822%2820%2930838-1

9. Juni: Ansteckend bevor man Symptome hat?

Eine immer noch wichtige Frage beim neuen #Coronavirus ist, wie wichtig die Verbreitung durch Menschen ohne Symptome ist. Im #CoronaInfo heute die Untersuchung eines Ausbruchs in einem Pflegeheim Anfang März im US-Bundesstaat Washington. Am 1. März wurde jemand vom Personal aus Abteilung 1 positiv getestet. Eine Woche später hatten von 13 Getesteten in der Abteilung 6 das Virus. Schlussendlich wurden 48 von 89 BewohnerInnen positiv getestet. Davon hatten gut die Hälfte zum dem Zeitpunkt keine Symptome, entwickelten sie aber in den Tagen danach (ähnlich wie beim Kreuzfahrtschiff „Diamond Princess“, das im Februar vor Japan in Quarantäne lag). Von den infizierten BewohnerInnen starb ein Viertel.
Entsprechend betonen die AutorInnen auch hier, ähnlich wie bei anderen Studie (siehe CoronaInfo vom 20. Mai), wie wichtig es ist, unabhängig von Symptomen zu testen. Auch wenn die meisten Infizierten irgendwann Symptome entwickeln, können sie doch davor schon ansteckend sein. Das wird bspw. in der Berliner Teststrategie für Schulen und Kitas umgesetzt, die Tests für Personal ohne Symptome aus 48 Bildungseinrichtungen anbietet.

Studie: https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2008457
Berliner Teststrategie: https://www.berlin.de/sen/wissenschaft/aktuelles/pressemitteilungen/2020/pressemitteilung.940675.php

4. Juni: Wie geht es mit Medikamenten voran?

Das CoronaInfo zu den praktischen Schwierigkeiten beim Testen und Einführen von Medikamenten – am Beispiel von Chloroquin (bzw. der Variante Hydroxychloroquin), das schon seit März in der Klinik getestet wird (siehe auch CoronaInfo vom 26. März) In großer Eile wurden Studien begonnen, um möglichst schnell zu Resultaten zu kommen. Viele davon wurden mit nur kleinen Gruppen von PatientInnen gemacht, teilweise auch ohne direkte Vergleichsgruppen, was keine soliden Aussagen über die Wirksamkeit erlaubt. Die Folge war eine unübersichtliche Anzahl Publikationen mit geringer Aussagekraft. Dazu wurde, auch unter dem großen Druck, schnell eine Behandlungsmöglichkeit zu finden, in der Öffentlichkeit breit über Chloroquin diskutiert – auch US-Präsident Trump erwähnte und pries es als Wundermittel. Als eine Studie aus Brasilien keine Wirksamkeit von Chloroquin fand, wurde sie auf Twitter als Teil einer linken Kampagne gegen das mögliche Medikament bezeichnet.
Mehrere sogenannte Metastudien versuchten, erschienen einzelnen Studien zusammen zu analysieren. Eine viel beachtete solche Analyse (als Folge unterbrach die WHO ihre Studien mit Chloroquin) von Ende Mai fand, wie andere auch, keine Wirksamkeit von Chloroquin, sondern eher negative Effekte. Diese Studie wurde aber sofort stark kritisiert, u.a. auf Grund der statistischen Methoden und weil die Analyse auf der Datenbank einer privaten Firma beruhte, die nicht direkt zugänglich ist. Das Fachjournal „Lancet“ fügte der Analyse daher eine „Bedenklichkeitserklärung“ bei (englisch „expression of concern“).
Während einige einzelne Untersuchungen sehr ermutigende Ergebnisse zeigen, kamen auch andere Metastudien zur Wirksamkeit von Chloqoruin eher zum Schluss, dass die Substanz nicht wirksam sei, ohne aber schon eine definitive Schlussfolgerung und klare Praxisempfehlung präsentieren zu können – wobei sich die Frage stellt, ob dies in der angespannten Situation überhaupt noch möglich sein wird.

Nachtrag: die Chloroquinstudie in „Lancet“ wurde am 5. Juni zurückgezogen (https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31324-6/fulltext)

Kommentar zur Studie in Brasilien:
https://www.thelancet.com/journals/laninf/article/PIIS1473-3099(20)30383-2/fulltext

Metastudien Wirksamkeit von Chloroquin:
https://www.acpjournals.org/doi/10.7326/M20-2496
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.14.20101774v2

Metastudie in Lancet:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0140673620311806
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31290-3/fulltext
https://www.the-scientist.com/news-opinion/disputed-hydroxychloroquine-study-brings-scrutiny-to-surgisphere-67595

3. Juni: Animation im Tagesspiegel

Die Berliner Zeitung „Tagesspiegel“ hat eine sehr schöne Animation gemacht, was bei der Infektion mit SARS-CoV-2 im Körper geschieht: https://interaktiv.tagesspiegel.de/lab/grafik-erklaerstueck-wie-das-coronavirus-den-koerper-befaellt/

2. Juni: Langzeitstudie zu Infektionen mit den vier endemischen Coronaviren

Neben dem neuen Coronavirus gibt es vier nah verwandte Coronviren, die ständig bei uns zirkulieren. Im CoronaInfo heute eine Studie, die 10 Erwachsene ab 1985 über Jahrzehnte regelmäßig auf Antikörper gegen diese vier Viren getestet hat.
(Siehe CoronaInfo vom 28. März zu mehr Hintergrund über diese vier Coronaviren) – Durchschnittlich fand ungefähr alle zwei Jahre eine Infektion statt, d.h. die mehrere Infektionen mit dem selben Coronavirus sind die Regel. Das passt zu früheren Berichten, die bei Coronaviren eine über Monate bis Jahre abnehmende Immunität feststellen – anders als bpsw. bei Masern, wo eine Impfung oder Infektion üblicherweise lebenslang schützt. Das bedeutet aber nicht, dass man immer wieder schwer erkranken kann. So wie nun schon mehrmals gezeigt, gibt es auf Grund der Infektionen mit den anderen vier Coronaviren eventuell eine gewisse „Hintergrundimmunität“ gegen SARS-CoV-2. Das kann auch bedeuten, dass nochmalige Infektionen nach Monaten oder Jahren deutlich milder verlaufen. Ob und wie das der Fall ist, wird intensiv erforscht.
Die Studie bestätigte auch die deutliche Saisonalität der Coronaviren, mit weniger Infektionen von Mai bis September. Wäre dies bei der SARS-CoV-2 auch der Fall, könnte das ein Grund sein, warum die Neuinfektionszahlen zur Zeit recht niederig sind, und warum ab Oktober erhöhte Vorsicht geboten ist.

Link zur Studie:
https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.11.20086439v1

Hintergrundimmunität durch Infektionen mit anderen Coronaviren:
CoronaInfo vom 24. April
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30610-3

28. Mai: Studien zu wirksamen Antikörpern

Genaues Wissen über die Antikörper, die bei der Infektion mit dem neuen #Coronavirus entstehen, ist wichtig für die Impfstoffentwicklung, kann aber auch zu als Medikament nutzbaren Antikörpern führen – zwei Studien zum Thema in diesem #CoronaInfo.
Ausgangspunkt ist das Blut von infizierten Menschen, die wieder genesen, oder in einem Fall wegen der Infektion gestorben sind. Im Blut sind B-Zellen, diejenigen Zellen des Immunsystems, die Antikörper produzieren. Aus den Millionen B-Zellen in der Blutprobe, wurden mit dem Spike-Proteins (das auf der Virusoberfläche ist) als Angel die wenigen rausgefischt, die Antikörper gegen SARS-CoV-2 herstellen.
Mit Laborversuchen wurde dann gezeigt, dass die Antikörper aus diesen B-Zellen die Infektion tatsächlich verhindern können, es sind sogenannte „neutralisierende Antikörper“. Diese könnten auch zur Behandlung bei Infizierten verwendet werden.
Wie schon mehrmals gezeigt, erkennen die besten Antikörper den RBD-Teils des Spike-Proteins, das damit eine gute Möglichkeit für einen Impfstoff darstellt. Wenn nun im Blut von Geimpften auch tatsächlich ungefähr die Antikörper gefunden werden, die in den Studien hier als wirksam beschrieben wurden, kann das ein Hinweis auf eine erfolgsversprechende Impfung sein.

Links zu den Studien:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2380-z
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2381-y

26. Mai: weitere Resultate aus der Impfstoffentwicklung

Das #CoronaInfo heute als Forsetzung zu ersten Resultaten aus der Impfstoffentwicklung (siehe CoronaInfo vom 25. Mai) – neben traditionell hergestellten „Totimpfstoffen“, wie gestern beschrieben, werden verschiedene neuartige Verfahren gestet. Diese Impfstoffe hätten einen grundsätzlichen Vorteil: sie könnten viel viel schneller in den notwendigen gigantischen Mengen hergestellt werden könnten, um Hunderte von Millionen von Menschen innert Monaten zu impfen.
Dazu gehören die DNA-Impfstoffe. Dabei wird ein kleines Stück DNA, also Erbinformation, gespritzt. Die Körperzellen produzieren mit dieser Information ein Protein, das auf der Oberfläche vom Virus ist, und das Immunsystem beginnt Antikörper usw. dagegen zu produzieren.
In der ersten Studie wurde ein existierendes System, das ursprünglich für das MERS-Coronavirus entwickelt wurde, angepasst. Mit der MERS-Variante wurden in ersten Tests eine sehr gute Verträglichkeit bei Menschen festgestellt. Der entsprechende Impfstoff für SARS-CoV-2 wurde nun in Mäusen und Meerschweinchen gestetet, und erzeugte eine starke Immunantwort gegen SARS-CoV-2. In einer zweiten Studie wurde ein ähnlicher Stoff schon in Rhesusaffen getestet. Bei den infizierten und geimpften Affen verlief die Krankheit deutlich milder als in der Kontrollgruppe, und das Virus konnte sich kaum vermehren. Allerdings war der Effekt nicht ganz so stark wie beim gestern erwähnten Totimpfstoff.
Insgesamt gibt es also durchaus ermutigende Resultate. Bis zu einem (teilweise) wirksamen Impfstoff ist es aber noch ein weiter Weg, und insbesondere die Produktion für die Impfung großer Teile der Weltbevölkerung wird eine Herausforderung.

Links:
https://www.nature.com/articles/s41467-020-16505-0
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/05/19/science.abc6284.full

25. Mai: erste Resultate aus der Impfstoffentwicklung

Weltweit sind um die 100 Impfstoffe gegen das neue Coronavirus in Arbeit. In den letzten Tagen gab es von einigen davon erste Resultate, zusammengefasst im CoronaInfo heute und morgen.
Eine in der Impfstoffentwicklung schon sehr lange verwendete Methode ist die chemische Inaktivierung von im Labor produzierten Viren (sogenannter „Totimpfstoff“). In einer begutachteten Studie einer chinesischen Firma mit der dortigen Akademie der Wissenschaften wurde ein solcher Impfstoff zuerst erst in Mäusen getestet, die daraufhin viel Antikörper gegen ein Protein auf der Oberfläche des Virus machten, dabei aber keine (unerwünschten) Entzündungen zeigten. Danach wurden Rhesusaffen geimpft und infiziert. Bei den geimpften Affen war viel weniger Virus zu sehen in Rachenabstrichen verglichen mit der nicht geimpften Kontrollgruppe, und kein Virus in der Lunge.
Eine zweite Studie wendete eine neuartige Art von Impfstoffen an. Dabei wurde das Oberflächenprotein des neuen Coronavirus auf ein anderes Virus aufgesetzt; dieses andere Virus (ein Adenovirus) ist eines der vielen Viren, mit denen man sich schon in der Kindheit ansteckt, die nicht oder kaum Symptome hervorrufen, und gegen die man lebenslang immun ist. Es wurden 100 Freiwilligen dieser Impfstoff gespritzt. Bei jeweils ungefähr der Hälfte gab es nicht zu unterschätzende Nebenwirkungen wie Fieber Kopfschmerzen, Müdigkeit oder Schmerzen bei der Einstichstelle. Die Immunantwort war auch hier sehr gut (Voraussetzung dass die Impfung wirken könnte), zudem war eine Impfung in Frettchen erfolgreich.
Diese Resultate sind erste Schritte, die zeigen dass die verwendeten Impfstoffe funktonieren *könnten*. Als nächstes stehen nun klinische Studien mit größeren Gruppen von Menschen an, um die Wirksamkeit zu prüfen.
Links:
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/05/06/science.abc1932
https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(20)31208-3/fulltext

20. Mai: Systematische Testung von Krankenhausangestellten

Zur Zeit werden vielerorts Teststrategien eingeführt (Berlin bspw. https://www.berlin.de/rbmskzl/aktuelles/pressemitteilungen/2020/pressemitteilung.935676.php), um Ansteckungen mit dem neuen #Coronavirus schnell zu finden. Das #CoronaInfo heute über eine systematische Testung der Angestellten eines Krankenhauses in England.
Insgesamt wurden 1270 Menschen getestet. Von 1032 Getesteten ohne Symptome wurden 3% positiv getestet. Darunter vor allem solche, die auf Stationen mit #COVID19-PatientInnen gearbeitet haben. Das war bei denjenigen mit Symptomen ähnlich, deutet also auf ein gewisses Ansteckungsrisiko bei PatientInnen hin.
Die 32 positiv getesteten Angestellten, die keine Symptome hatten, als der Abstrich genommen wurde, wurden detailliert auf Symptome hin befragt. Es zeigte sich, dass die meisten in den 1-2 Wochen davor gewisse Symptome hatten, wenn auch oft nicht die typischsten wie Husten und Fieber. Bei fünf Menschen traten keine Symptome auf, d.h. sie waren umbemerkt infiziert. Ohne Anlass zu häuslicher Quarantäne haben sie daher eventuell das Virus weitergegeben.
Insgesamt zeigt die Studie, wie wichtig es ist, systematisch und unabhängig von Symptomen zu testen. Gleichzeitig betonen die AutorInnen der Studie auch, wie wichtig eine vertrauensvolle und gute Zusammenarbeit mit den Angstellten ist bei solchen Untersuchungen.
Link zur Studie: https://elifesciences.org/articles/58728

19. Mai: auch Haustiere können sich anstecken

Das neue #Coronavirus wurde von Tieren auf den Menschen übertragen. Das #CoronaInfo heute dazu, wie das Virus von Menschen auf (andere) Tiere überspringen kann.
Eine Studie aus Hong Kong hat gezeigt, dass Hunde von infizierten Menschen im selben Haushalt angesteckt werden können. Wie auch bei Menschen wurden in Nasenabstrichen mehr Virus gefunden als im Rachen oder im Darm. Die Hunde entwickelten ebenfalls Antikörper gegen das Virus. Eine weitere Publikation hat zudem gezeigt, dass Katzen sich sowohl infizieren wie auch das Virus auch weitergeben können. Wie sehr Haustiere zur Ausbreitung des Virus tatsächlich beitragen, muss sich noch weisen. Die Untersuchungen zeigen aber klar, wie einfach das Virus zwischen Arten hin- und herspringen kann.

Links zu den Studien:
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2334-5
https://science.sciencemag.org/content/early/2020/04/07/science.abb7015

18. Mai: mehr zum Thema Immunität und Antikörper

Solides Wissen um die Immunität gegen das #Coronavirus ist Voraussetzung für die Einschätzung der Verbreitungsgeschwindigkeit und die Impfstoff-Herstellung. Das #CoronaInfo zu drei Studien, die sich mit bestehender Teil-Immunität gegen das Virus befassen, und wie sehr eine Infektion (oder eine Impfung) schützen kann.
Die erste Studie fand, dass bei 10-20% der Menschen, die nicht mit dem neuen Coronavirus SARS-CoV-2 infiziert wurden, trotzdem Antikörper gegen das neue Virus gefunden wurden. Am wahrscheinlichsten ist es, dass diese wegen früher Infektionen mit anderen Coronaviren entstanden (siehe auch CoronaInfo vom 24. April für ähnliche Analysen). Interessant ist, dass diese Antikörper zumindest teilweise und im Labor eine Infektion mit dem neuen Coronavirus verhindern konnten. In einer Publikation von 2015 wurde aber eher gefolgert, dass Antikörper gegen das „alte“ SARS-CoV nicht gegen allfällige neue Coronaviren aus Fledermäusen schützen könnten. Hier wird es wohl noch einige Arbeiten brauchen für einigermaßen gesicherte Erkenntnisse.
Ein verwandtes Thema ist die Stärke der Immunantwort in Infizierten, und vor allem: gegen welche Bestandteile des Virus richten sich diejenigen Antikörper, die am besten gegen eine Infektion schützen? Zwei Studien bestätigten, dass die Immunantwort in fast allen Infizierten sehr solide ist und vergleichbar mit anderen Viren. Zudem konnten sie teilweise eingrenzen, gegen welche Bestandteile des Virus die beste Immunantwort entsteht – diese könnten am ehesten für Imfpstoffe in Frage kommen.

Links zu den Studien:
Hintergrundimmunität: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.14.095414v1
Antikörper gegen Fledermaus-Coronas (von 2015): https://www.nature.com/articles/nm.3985
Immunantwort gegen welche Virusbestandteile: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.13.092619v1 und https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30610-3#%20

14. Mai: Nachtrag zum Rauchen

Das #CoronaInfo heute als Nachtrag zu gestern, über den Zusammenhang Rauchen und #Coronavirus, mit zwei weiteren Studien, auf die ich aufmerksam gemacht wurde. –

Die erste Studie aus Großbritannien errechnet an Hand aufgezeichneter Gesundheitsdaten Risikofaktoren für das Risiko, an der Virusinfektion zu sterben, darunter auch ob gegenwärtiges oder früheres Rauchen. Während früheres Rauchen das Risiko leicht erhöht, ist es bei aktuell Rauchenden eher etwas reduziert. Die zweite Studie hat 441 Covid19-PatientInnen untersucht, die im März in ein Kankenhaus in Parma kamen. Davon waren deutlich weniger als 5% RaucherInnen, gegenüber 24% in der Gesamtbevölkerung.
Insgesamt sind also noch weitere Studien abzuwarten, ob es einen (leichten) Effekt des Rauchens gibt auf die Wahrscheinlichkeit, sich anzustecken oder einen schwereren Krankheitsverlauf zu erleiden. Erschwert wird die Analyse grundsätzlich dadurch, dass Risikofaktoren zusammenhängen können, wie bspw. Geschlecht und Rauchen.

Studie aus Großbritannien: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.06.20092999v1
Studie aus Italien: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.05.05.20092015v1

13. Mai: Rauchen und Corona?

Dabei können drei Fragen angegangen werden: erhöht Rauchen die Wahrscheinlichkeit, mit dem Virus infiziert zu werden? Gibt es bei RaucherInnen mehr Lungenentzündungen in Folge der Infektion, und schwerere Verläufe? Und drittens, hat Nikotin einen Effekt? Wie immer muss auch hier zwischen der Virusinfektion an sich, und Lungenschäden durch Überreaktion des Immunsystems (CoronaInfo vom 8. April) unterschieden werden.
Eine ausführliche Analyse von Daten von Millionen menschlicher Zellen hat gezeigt, dass RaucherInnen eher mehr von den Proteinen haben, die den Eintritt der Viren in menschliche Zellen erleichtern (https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.19.049254v2). Wie relevant das aber epidemiologisch ist, muss sich noch zeigen.
Zweitens, die Frage ob bei Rauchern schwere Krankheitsverläufe zu beobachten sind. Eine „Metastudie“ (Studie, die andere Studien analysiert und zusammenfasst) kommt zum Schluss, dass bei Rauchern eher schwere Verläufe der Lungenentzündungen zu erwarten sind (https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2020.04.13.20063669v1).
Drittens, über Nikotin ist bekannt, dass es eher entzündungshemmend wirkt – was gut wäre, um die „überschießende“ Immunreaktion zu dämpfen. Entsprechend werden Nikotinpflaster als Therapiemöglichkeit erwogen: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7192087/ – ausdrücklich wird hier erwähnt, dass die negativen Effekte des Rauchens die positiven Effekte des Nikotins aufwiegen würden.

12. Mai: Leben bei Fledermäusen

Im CoronaInfo gestern ging es um die Herkunft und den „Zwischenwirt“ des neuen Coronavirus. Fledermäuse sind dabei wichtiges Thema, weil in ihnen Coronaviren ständig zirkulieren, sich verändern und neu zusammensetzen.
In der Provinz Yunnan, 1000km südwestlich von Wuhan (wo der erste große Ausbruch des neuen Coronavirus stattfand) werden schon seit Jahren Fledermäuse untersucht – siehe auch CoronaInfo vom 20. März. Die Frage ist natürlich, was mit den Menschen ist, die in der Nähe dieser Fledermäuse leben – stecken sie sich mit diesen Coronaviren an, oder sind sie vielleicht immun?
In einer Studie von vor zwei Jahren wurde geschaut, ob BewohnerInnen einer sehr ländlichen, gebirgigen Gegend bei Kunming Antikörper gegen ein Coronavirus aus Fledermäusen haben. Die untersuchten Menschen waren meistens Bauern, die kaum oder gar nicht reisten. Kontakt zu (Wild-)Tieren waren häufig, Fledermäuse wurden oft beobachtet. Von gut 200 ProbandInnen hatten 6 Antikörper gegen ein Fledermausvirus, aber niemand aus der Vergleichsgruppe (Stadtbevölkerung von Wuhan). An (schwere) Erkältungssymptome konnte sich neimand der sechs positiv gesteten Menschen erinnern.
Insgesamt deuteten die Resultate darauf hin, dass in ländlichen Gegenden Coronaviren aus Fledermäusen direkt (oder via Zwischenwirte) auf Menschen überspringen können – das geschieht wohl nicht oft, aber immer wieder mal.
Link zur Studie: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6178078/

11. Mai: Ein Coronavirus aus dem Schuppentier

Der Ursprung des neuen Coronavirus wird weiterhin intensiv erforscht. Das CoronaInfo heute zu einer Studie (wissenschaftlich begutachtet, d.h. „peer-reviewed“) die nochmals Schuppentiere untersucht hat (siehe auch CoronaInfo vom 21. Februar).
Die Analyse fokussiert dabei auf das Protein „Spike“, das auf der Oberfläche der Viruspartikel sitzt. Mit dem Spike heftet sich das Virus an ein Protein, das sich auf den Oberflächen von unseren Atemwegszellen befindet. Danach schneidet eine sogenannte Protease (ein Protein, das andere Proteine zerschneidet) das Spike-Protein, wonach das Virus in die Zelle eintritt. Wie effizient diese beiden Schritten  – anheften und schneiden – funktionieren, ist entscheidend dafür, wie infektiös das Virus ist.
In der Studie wurde nun gefunden, dass das Spike-Protein von SARS-CoV-2 in einem Teil fast gleich ist wie das Spike von einem Coronavirus, der in Fledermäusen gefunden ist. Und in einem anderen Teil fast gleich ist wie das Spike-Protein aus einem Coronavirus, das Schuppentiere befällt und krank macht (siehe Bild).

Die genaue Zusammensetzung (Reihenfolge der Aminosäuren, aus denen das Protein besteht) der Spike-Proteine von SARS-CoV-2, dem Fledermaus-Coronavirus RATG13 und dem Schuppentier-Coronavirus im Vergleich. Rot bedeutet, dass die Proteine gleich sind. Grün umrahmt ist der Teil, der bei Fledermausvirus und Menschvirus gleich ist, blau der Teil der bei Schuppentiervirus und Menschvirus gleich ist. Die Schneidestelle der Protease Furin ist lila angezeichnet.

Die Folgerung ist nun, dass irgendwann, irgendwo, eventuell in einer Fledermaus oder einem Schuppenvirus, sich das Erbgut von zwei verschiedenen Viren kombinierte. Und damit vielleicht einer von vielen Schritten geschah, der zum aktuellen pandemischen Coronavirus führte.
Ein anderer wichtiger Schritt war, dass eine Sequenz im Spike-Protein dazukam, die das Schneiden durch die Protease „Furin“ sehr effizient gemacht hat (im Bild mit einem lila Oval markiert). Eine andere Studie hat in Fledermäusen ein Coronavirus gefunden, das schon ein Teil dieser Sequenz hatte, und damit auch einer der Vorläufer von SARS-CoV-2 sein könnte.
Insgesamt geben diese Arbeiten Einblick, wie sich die Viren in der Natur verändern, zwischen Tierarten wechseln, sich kombinieren, verändern – wodurch dann auch einmal eine Variante entsteht, die Menschen sehr effizient infizieren kann.

Studie zum Schuppentier-Virus: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2313-x

Studie zur Protease-Sequenz: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.03.02.974139v3

Der zweite Teil des vorläufigen Rückblicks (erster Teil siehe hier) – wo wurde besonders viel geforscht?

Verbreitung, Wetter, Superspreader

Zu Beginn der Pandemie standen Ansteckungen durch Kontakt- und Schmierinfektionen im Zentrum (wir erinnern uns ans Händewaschen!), mit der Zeit wurden mehr und mehr Tröpfchen- und Aerosolinfektionen als wichtigster Übertragungsweg erkannt. Zahlreiche Berichte von Massenansteckungen in Großraumbüros, Clubs, Kirchen usw. trugen dazu bei, dass zur Zeit Anlässe mit vielen Menschen, die über längere Zeit in geschlossenen Räumen zusammen sind, als Haupttreiber der Pandemie gelten. Im Rückblick wäre daher das schnelle Verbot von Großveranstaltungen Anfang März die entscheidende Maßnahme gewesen, warum bspw. in Deutschland oder der Schweiz die Epidemie relativ glimpflich verlief. Das ist auch in Einklang mit der Hypothese von „superspreading“ als Hauptübertragung, also dass an wenigen Orten eine Person viele andere ansteckt, und nicht an vielen Orten eine Person wenige andere. Ob das neue Coronavirus wie grundsätzlich alle Atemwegsviren vor allem ein Winterhalbjahrvirus ist, ist natürlich noch nicht klar. Die zur Zeit vielerorts niedrige Fallzahl spricht aber zumindest nicht dagegen.

Insgesamt zeigen aber bspw. die auf eher hohem Niveau stagnierenden Neuansteckungen in Schweden oder den USA, und natürlich die „zweite Welle“ im Iran oder die massiv zunehmenden Fälle in Mexiko, Brasilien, Russland und Indien, dass es wohl die starken Anstrengungen gebraucht hat und auch weiterhin braucht, um das Virus zu bremsen.

Weiterhin eifrig diskutiert wird die Bedeutung asymptomatischer oder prä-symptomatischer Übertragungen – also wie wahrscheinlich es ist, dass jemand das Virus überträgt, ohne sich irgendwie auch nur wenig krank zu fühlen.

Immunität

In kaum einem anderen Thema konnte die Forschung auf so viel Wissen und jahrzehnte langen Bemühungen aufbauen. Wichtige Fragen sind bspw.:
– wie ist es mit der „Hintergrundimmunität“ durch kürzlich Ansteckung mit den vier zirkulierenden Coronaviren? (kann ein Faktor sein und Infektionen zumindest abschwächen, aber die Bedeutung für die Pandemie insgesamt noch unklar)
– ist man nach überstander Infektion immun, und wie lange? (ja; wie bei anderen Coronaviren ist es gut möglich dass die Immunität sich nach einigen Monaten  zurückbildet, aber eine Neuinfektion zumindest abschwächt?)
– ist die Immunität zwischen Individuen unterschiedlich, und können überhaupt alle geimpft werden? (noch eher unklar)
– gegen welche Virusbestandteile sind die Antikörper gerichtet? (wurde schon relativ gut eingegrenzt auf einen Teil des Spike-Oberflächenproteins, was wichtig ist für die Impfstoffentwicklung)

Impfstoffe

Ein wirksamer und in Milliardenausführung verfügbarer (und verteilbarer!) Impfstoff könnte dem Virus tatsächlich weitgehend den Garaus machen. Erste Resultate sind ermutigend, und mit mehr als hundert parallel laufenden Projekten steigt natürlich die Wahrscheinlichkeit, das etwas funktioniert. Die Aufgabe ist aber derart gigantisch, dass der Optimismus noch vorsichtig bleiben sollte.

Medikamente

Grundsätzlich wurden bisher noch kaum wirksamen Medikamente gegen akute Virusinfektionen entwickelt, abgesehen von Ansätzen bei Grippe (Tamiflu) und Ebola (therapeutische Antikörper). Erfolgsgeschichten bei antiviralen Medikamenten richten sich gegen chronische Infektionen, vor allem bei HIV (AIDS-Virus) und dem Hepatitis-Virus HCV – bei beiden gibt es nach Jahrzehnten der Forschung etablierte Behandlungen. Andererseits werden auch in diesem Thema zu Zeit Forschungs- und Testprogramme aufgezogen, die absolut neu sind. Wie bei den Antikörpertests geht es auch wegen zahlreichen minderwertigen und sehr umstrittenen Studien nur langsam vorwärts. Auch hier gilt aber: wenn so viel parallel versucht wird, steigt die Wahrscheinlichkeit, das tatsächlich sinnvolle Therapien (eventuell aus einer Kombination verschiedener Medikamente) insbesondere für schwere Krankheitsverläufe etabliert werden können.

Kinder

Ob Kinder mehr oder weniger ansteckend sind als Erwachsene, oder sich schneller oder weniger schnell ansteckend ist so wichtig wie umstritten und unklar. Der Grund ist relativ einfach: Schulen und Kindergärten schlossen sehr früh, und aus Ländern, in denen sie offen blieben (bspw. Schweden) oder früh öffneten, sind noch keine Studien verfügbar. Die Erkenntnisse über die Rolle von Kindern in der Pandemie sind daher alle relativ indirekt, und lassen nur zu einem gewissen Maß Schlüsse darüber zu, was bei Öffnungen von Schulen und Kitas geschehen wird.

Die ersten Bilder von Coronaviren, aus den 1960ern (aus: Almeida and Tyrell, The Morphology of Three Previously Uncharacterized Human Respiratory Viruses that Grow in Organ Culture, Journal of General Virology (1967)

Vor zwanzig Wochen, am 22. Januar, schrieb ich das erste CoronaInfo – vor zwei Tagen, am 9. Juni, das Hundertste. Zeit für einen vorläufigen Rückblick! 1. Teil – welche Themen kamen immer vor?

Wo kommt das Virus her?

Dass das Virus in einer ursprünglichen Form aus Fledermäusen kommt, ist nach wie vor die wahrscheinlichste Variante. Ob es einen „Zwischenwirt“ gab, also eine Tierart via der das Virus zum Menschen, ist nach wie vor unklar. Eine langsame „Optimierung“ in Menschen, d.h. gelegentliche Übertragungen und Veränderungen im Virus-Erbgut, bis es perfekt auf den Menschen angepasst war, erscheint gut denkbar. Das würde auch erklären, warum die Zwischenstufen zwischen dem Fledermaus-Coronavirus und SARS-CoV-2 kaum gefunden wurden: weil sich nur die optimierte Variante im Menschen durchgesetzt hat.

Und ja, es ist grundsätzlich unmöglich, hunderprozentig zu widerlegen dass das Virus im Labor gemacht wurde, oder aus einem Labor entwichen ist. Letztes geschah mit dem ersten SARS-Virus auch, im Jahr 2004, was zu massiv gestiegenen Sicherheitsvorkehrungen führte. Beides erscheint mir aber nach wie vor sehr unwahrscheinlich – man darf nicht unterschätzen wie gigantisch die „Virenküche“ der Natur ist, wieviele Viren da ständig neu entstehen, und durch Selektion auch gleich auf effiziente Verbreitung getrimmt werden.

Insgesamt ist, meines Erachtens nichts herausgekommen, dass den Jahrzehnten Forschung zu Coronaviren und Fledermäusen widersprechen würde, nämlich dass Coronaviren hauptsächlich in Fledermäusen entstehen, und der immer wieder befürchtete Sprung auf den Menschen stattfinden kann und wird.

Wie wird auf das Virus getestet?

Der PCR-Test auf das neue Virus war schon im Januar verfügbar. Dieser Test misst ob eine Person akut infiziert ist. Ab Februar war dann die Testkapazität zentrales Thema, weil zahlreiche und schnelle Tests helfen, die Pandemie in den Griff zu kriegen. Wichtig: die Probenlogistik ist eigentlich das größere Problem als bspw. die Maschinenkapazität. Mit immer mehr Übung, weltweit gestiegenen Produktionskapazitäten und technischen Verbesserungen konnte die Testung mit der Ausbreitung des Virus mithalten (wobei die Frage ist, ob das in den zur Zeit stark betroffenen Ländern wie Brasilien, Mexiko oder Russland auch der Fall ist). Als Vorbereitung für eventuell steigende Fallzahlen sind solide Test-Abläufe zentral – technisch scheint man da nun gerüstet zu sein.

Der zweite Test ist der Antikörper-Test, der auf Grund von Antikörpern im Blut eine Aussage darüber erlaubt, ob jemand eventuell mit dem Virus in Berührung gekommen ist. Da haben sich eine Reihe von Fragen aufgetan. Biologische, wie bspw. welchen Einfluss Infektionen mit den vier endemischen Coronaviren haben, oder ob überhaupt alle Infizierten Antikörper haben. Technische, also wie zuverlässig die Tests überhaupt sind. Sehr viele Studien aus allen Erdteilen sind erschienen, die einer zentralen Frage auf den Grund gehen wollten: wieviel mehr Menschen haben sich angesteckt als die auf dem PCR-Test basierten Statistiken zeigen? Die allermeisten Studien sind zwar schnell, aber mit zuwenig Getesteten und/oder technisch unsauber durchgeführt worden. Entsprechend gibt es eine breite und umstrittene Spannbreite von Resultaten von wenigen bis zu vierzig Prozent.

Verändert sich das Virus?

Coronaviren verändern sich deutlich langsamer als bspw. Grippeviren. Es wurden schon Virusvarianten festgestellt, die sich mehr auszubreiten scheinen als andere. Das heißt aber noch nicht, dass das Virus gefährlicher wird. Solche Hinweise gibt es (noch) nicht, das Thema Virusvarianten wird aber noch intensiv beforscht werden.

Symptome und Krankheitsverlauf

Die wesentlichsten Punkte waren eigentlich schon früh geklärt, insbesondere dank systematischen Untersuchungen in China im Januar/Februar: ältere Menschen und solche mit Vorerkrankungen sind mehr gefährdet. Dazu gehören insbesondere Herz-Kreislauf-Probleme wie hoher Blutdruck. Auch waren Husten und Fieber als (wenn auch nicht sehr spezifische) Leitsymptome bald etabliert, dazu Müdigkeit, Gliederschmerzen, und (kurzzeitiger) Verlust des Geruchssinns. Große Frage sind zur Zeit, wie es zu den schweren, lebensgefährlichen Verläufen von COVID-19 kommt (die vor alle dem überschießenden Immunsystem zurechnen sind), und wie Schäden an Organen des Atemwegstrakt (v.a. Herz und Niere) zu Stande kommen.

Wie das Virus zu uns ins Labor kam: die ersten Proben mit infizierten Zellen Anfang März.

In der aktuellen Coronavirus-Pandemie werden die großen Dinge – wie verbreitet sich das Virus weltweit, wie geht die Gesellschaft damit um? – genauso erforscht wie kleinsten: was geschieht auf molekularer Ebene in infizierten Zellen? Dieses Kleinste ist Thema unseres Projektes, das gestern als „Preprint“ (d. h. nicht begutachteter Entwurf einer wissenschaftlichen Publikation) auf der Plattform biorxiv.org erschienen ist. Anschauen kann man sich das hier: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.05.05.079194v1 – hier eine Erklärung, was wir gemacht haben.

Schlussendlich wollen wir natürlich wissen, was in menschlichen Zellen im Körper geschieht. Da man damit aber nicht so einfach arbeiten kann, haben wir mit dem technisch einfachsten „Modell“ begonnen, nämlich Zelllinien (siehe dazu auch der Eintrag „Virusinfektionen im Labor“). Nach Infektion mit dem SARS-CoV-2-Virus (das ist das neue Virus) und, als Vergleich, mit dem „alten“ SARS-CoV von 2002/2003, haben wir uns RNA-Moleküle in der Zelle angeschaut. RNA-Moleküle sind kurzlebige Informationsspeicher zwischen dem Erbgut (DNA) und den Proteinen/Eiweißen, die irgendwelche Funktionen übernehmen, bspw. Viruspartikel zusammenbauen. RNA-Moleküle anzuschauen gibt Hinweise darauf, was in der Zelle geschieht – wie wenn man haufenweise Notizzettel von jemandem finden würde, könnte man auch nachvollziehen was die Person macht und denkt. Auch das Erbgut des Virus ist ein RNA-Molekül.

Wenn das Virus in die Zelle reinkommt, aktiviert es eine Reihe von Prozessen. Dazu gehört das Erkennen von RNA, die nicht von der Zelle selber ist. Darin sind die Zellen sehr gut, schließlich leben wir schon seit Millionen von Jahren mit Viren, und entsprechend haben sich sehr feine Mechanismen dafür entwickelt. Aber andersrum gibt es im Virus auch Mechanismen, die das zu verhindern versuchen (kein Virus übrigens so gut wie Herpes-simplex-Viren). Wenn die nicht-Zell-RNA erkannt ist, setzt sie die „eingebaute Immunantwort“ in Gang. Darauf werden eine Reihe von Genen aktiviert, die die Vermehrung des Virus verhindern, oder Botenstoffe machen die Zellen des Immunsystems anlocken. Diese erkennen und vernichten dann das Virus und virusinfizierte Zellen, produzieren Antikörper, usw. Daneben gibt es auch noch weitere Prozesse, die in Virusinfektionen nicht so gut erforscht sind. Eines der Gene, die aktiviert werden, aber nicht zur eingebauten Immunantwort gehören, ist das Gen ARRDC3, das auch eine Funktion haben könnte in der Coronavirus-Infektion.

Die Caco-2-Zellen (links) spüren die virus-RNA nicht, das am stärksten hochregulierte Gen (deswegen ist der dazugehörige Punkt weit oben) ist ARRDC3. In Calu-3-Zellen (rechts) schaltet der RNA-Sensor die eingebaute Immunantwort an, es werden Zytokine wie Interferon beta („IFNB1“) oder CXCL10 produziert.

Auffällig war, dass das neue SARS-Virus die eingebaute Immunantwort viel stärker aktiviert als das alte SARS-Virus. Das klingt erst mal gut, aber eine zu starke Immunantwort schädigt indirekt die Lunge (siehe CoronaInfo vom 8. April).

Eine RNA-Klasse sind die sogenannten Mikro-RNAs, sehr kurze Stücke (aus 21 Nucleotiden, also quasi Buchstaben, zusammengesetzt), die andere RNAs beeinflussen können. In der Infektion gab es vielmehr von einer (von ungefähr 1000 bekannten) Mikro-RNA, der miR-155. Es ist bekannt dass diese bei Infektionen und Entzündungen wichtig ist, die Frage ist nun was ihre Rolle in der Coronavirusinfektion ist. Eine kürzlich erschiene Studie hat gezeigt, dass Mäuse ohne miR-155 bei Influenza-Infektionen weniger Lungenschäden haben. Diese Mikro-RNA könnte also vielleicht auch ein Ziel für eine therapeutische Intervention sein.

Mit Hilfe der Einzellzellsequenzierung (siehe zu unserer Publikation mit Herpes simplex wie das funktioniert und wofür das gut ist) haben wir dann genauer angeschaut, wie die eingebaute Immunantwort gewisse Gene anschaltet. Dabei sahen wir, dass zwei unterschiedliche Signalwege („IRF“ und „NF-kappaB“) aktiv sind, aber hintereinander. Zuerst kommt IRF, und aktiviert diverse Gene der eingebauten Immunantwort wie das IFIT2, das versucht, die RNA des Virus zu eliminieren. Danach wird NF-kappaB aktiv, und IRF wird inaktiviert. Nur während kurzer Zeit sind beide aktiv, und dann werden die Interferon-Gene aktiviert – Interferone sind Botenstoffe, die Zellen des Immunsystems aktivieren. Wenn NF-kappaB dann aktiv ist, werden entzündungsförderende Zytokine produziert, die eventuell der Ursprung der Schädigungen der Lunge durch das eigene Immunsystem sind (siehe CoronaInfo vom 8. April).

Jeder Punkt ist eine einzelne Zelle. Je blau-röter, desto mehr wird wenig vom Gen IFIT2 (links) bzw von Interleukin-6 (rechts) hergestellt. Zellen mit aktivem IRF bzw. NF-kappaB sind eingekreist.

Mit einer weiteren Analysen haben wir dann gesehen, dass ein bestimmtes Protein in der Zelle, das Hsp90, mit der Virusinfektion zu tun haben könnte. In der Literatur wurde schon öfters beschrieben, dass Viren dieses Hsp90 brauchen, um sich in Zellen zu vermehren. In der Krebsforschung wurden schon viele Substanzen entwickelt, um Hsp90 zu blockieren – mit der Idee, dass ohne aktives Hsp90 die Tumore nicht mehr wachsen können. Wir haben dann eine von diesen Substanzen genommen (Wiederverwendung von Medikamenten als wichtiges Prinzip, um schnell zu Wirkstoffen zu kommen, siehe CoronaInfo vom 26. März), und sie hat tatsächlich schon bei niedrigen Mengen die Vermehrung des Virus zu einem gewissen Grad reduziert (und interessanterweise auch die Produktion der entzündungsförderenden Zytokine).

Der Hsp90-Blockierer „17-AAG“ reduziert die Menge Virus, die von infizierten Zellen gemacht wird.

Das heißt nicht, dass es ein Medikament gibt! Wir werden schon versuchen, ob 17-AAG und verwandte Substanzen in lebensnäheren Modellen als unseren Zelllinien auch wirken. Insbesondere geht es aber darum, wie ein besseres molekulares Verständnis der Infektion durchaus auch mögliche Angriffspunkte für Medikamente zeigen kann.

 

Viele der experimentellen Studien, die zur Zeit mit dem neuen #Coronavirus gemacht werden (auch unser aktuelles Projekt), beruhen auf Virusinfektionen im Labor. Hier ein Überblick, wie das funktioniert.

Zuerst: was genau wird infiziert, und wie sieht das aus?

Oft wird im Labor mit sogenannten „Zelllinien“ gearbeitet, das sind menschliche Zellen, die aber (im Gegensatz zu Zellen aus unserem Körper) permanent weiterwachsen; meist sind es Krebszellen. Sie lassen sich einfach einfrieren, manipulieren (bspw. indem bestimmte Gene abgeschaltet werden) und wachsen schnell, d.h. man kann täglich Experimente machen und braucht keine wochenlangen Vorbereitungen. Sie wachsen in kleinen Plastikschälchen, siehe bspw. https://www.ohsu.edu/vollum-institute/tissue-culture-core – in jedem „Napf“ von 35mm Durchmesser wachsen einige Hunderttausend Zellen, bedeckt von einem Fingerhut voll Nährmedium. Die Farbe zeigt den pH-Wert an, wenn es gelblich wird, ist es zu sauer und muss gewechselt werden.
Der Vorteil von Zelllinien ist ihre leichte Handhabung. Vor allem kann man sehr leicht die Zellen verändern (bspw. Gene ausschalten oder chemische Substanzen testen) und schauen, welchen Effekt das auf die Infektion hat. Je nachdem funktionieren solche Zelllinien sehr ähnlich wie Zellen im menschlichen Körper, trotzdem lassen sich Resultate grundsätzlich nicht direkt übertragen.

Eine neuere Entwicklung sind „Organoide“, im Labor gewachsene Zellklumpen, die weitgehend Organen ähneln. Sie wachsen aus Stammzellen, die entweder aus Hautzellen „reprogrammiert“ werden, oder bspw. aus der Lunge entnommen werden. Sie sind realen Organen schon deutlich ähnlicher als Zelllinien. Die verschiedenen Zelltypen und die dreidimensionale Struktur menschlicher Organe werden teilweise sehr gut nachempfunden, auch wenn bspw. das Immunsystem fehlt. Organoide brauchen Wochen bis sogar Monate, bis sie ausgereift sind. (siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Organoid)

Zellen können auch direkt aus Menschen genommen werden. Sehr einfach geht das mit weißen Blutkörperchen (Zellen des Immunsytems) die aus einigen Millilitern Blut gewonnen werden. Aber auch kleine Lungenstücke, die auch von Transplantationen kommen, werden verwendet. Damit ist man schon sehr nahe dran, was in Menschen tatsächlich geschieht, allerdings ist diese Arbeit technisch anspruchsvoll. Insbesondere können die Veränderungen, wie oben beschrieben für Zelllinien, hier nur schwierig gemacht werden. Die Herausforderung besteht also darin, die verschiedenen Modelle und die Resultate sinnvoll zu kombinieren, um herauszufinden, was tatsächlich im Körper infizierter Menschen geschieht.

Neben Zellen braucht es natürlich noch Virus. Die SARS-CoV-2-Viren, die zur Zeit im Labor verwendet werden, kommen alle ursprünglich aus Patientinnen und Patienten. Dafür werden, grob gesagt, Abstriche im Labor auf Zellen gegeben und somit infiziert. Dafür werden übrigens Zellen von grünen Meerkatzen verwendet, die sogenannten Vero-Zellen (https://de.wikipedia.org/wiki/Vero-Zellen). Wenige Tage nach Infektion wird das Nährmedium, das nun die Viren enthält, abgenommen. Damit lassen sich im Labor Millionen von Viruspartikeln erzeugen, die portionenweise in Tiefkühlern aufbewahrt und nach Bedarf verwendet werden.

Da das neue Coronavirus SARS-CoV-2 so gefährlich ist, geschieht das alles in einem Labor der Schutzstufe 3 (von maximal 4; in Stufe-4-Laboren wird bspw. mit dem Ebolavirus gearbeitet). Zahlreiche Sicherheitsvorkehrungen verhindern, dass das Virus nach draußen gerät oder jemand sich ansteckt – gut zu sehen in diesem Video hier: https://www.daserste.de/information/politik-weltgeschehen/morgenmagazin/reportagen/moma-reporter-Coronavirus-infektionsforschung-labor-Charite-100.html
Solche Labore sind sehr aufwändig, deswegen wird oft mit nahe verwandten, nicht so gefährlichen Viren gearbeitet (siehe bspw. CoronaInfo vom 3. April), oder es werden Viren sogenannt „pseudotypisiert“, indem bspw. einem harmlosen Virus das S-Protein des Coronavirus aufgesetzt wird, mit dem es in die Zellen reinkommt.