7. Februar 2020

Von Anders Gunderson und Liana Woskie, HGHI

Bei einem Ausbruch ist die Frage, wie schnell sich ein neuer Erreger von einem Fall auf viele ausbreitet, ein wesentliches Puzzlestück, das Wissenschaftler zusammenstellen wollen. Um diese Frage zu beantworten, verwenden Experten Modelle, die Schätzungen aus verschiedenen Informationsquellen liefern. Das Ergebnis dieses komplexen Modellierungsprozesses ist eine grundlegende Reproduktionszahl oder R0, die uns im Durchschnitt angibt, wie viele Menschen eine infizierte Person infizieren kann.

Was ist R-naught?
R-nichts (R0) ist ein Wert, der für übertragbare Krankheiten berechnet werden kann. Es stellt im Durchschnitt die Anzahl der Personen dar, auf die eine einzelne infizierte Person diese Krankheit übertragen kann. Mit anderen Worten, es ist eine Berechnung der durchschnittlichen „Ausbreitungsfähigkeit“ einer Infektionskrankheit.

Warum ist es nützlich?
R0 bietet wertvolle Einblicke in die potenzielle Ausbreitung einer Krankheit, die lokale, staatliche und nationale Regierungen sowie öffentliche Gesundheitsbehörden nutzen können, um in ihre Entscheidungsfindung einzubeziehen, um die Krankheit am besten zu kontrollieren. Da es für verschiedene Krankheiten berechnet werden kann, können wir einen Ausbruch auch mit denen in Zusammenhang bringen, die wir zuvor gesehen haben, wie SARS, MERS, Ebola, AIDS, saisonale Grippe, H1N1-Grippepandemie 2009 usw.

Wie wird es berechnet?
Es gibt drei Hauptfaktoren zur Berechnung von R0. Sie sind die infektiöse Periode der Krankheit, die Art der Übertragung und die Kontaktrate. Wir werden ein wenig tiefer in jeden eintauchen.

Infektiöse Periode
Dies ist die Dauer, die eine infizierte Person in der Lage ist, diese Infektion auf einen anderen Menschen zu übertragen — wie lange eine Person mit der Krankheit ansteckend ist. Längere infektiöse Perioden bedeuten höhere R0-Werte.

Art der Übertragung
So wird die Krankheit verbreitet. Infektionen in der Luft, wie die Grippe, werden sich schneller ausbreiten als solche, die physischen Kontakt erfordern, um übertragen zu werden, wie HIV oder Ebola. Daher neigen Infektionen in der Luft zu höheren R0-Werten.

Kontaktrate
Dies bezieht sich darauf, mit wie vielen Personen eine Person mit der Krankheit voraussichtlich in Kontakt kommen wird. Diese Variable ist nicht spezifisch für eine Krankheit wie die ersten beiden. Vielmehr wird es von zahlreichen Faktoren beeinflusst, darunter Standort- und Gesundheitsmaßnahmen wie Quarantänen oder Reiseverbote. Dieser Faktor ist erheblich veränderbar.

Quellen der Unsicherheit in R0 im 2019-nCoV-Ausbruch

Infektiöse Periode
Diese Variable ist für eine bestimmte Infektion relativ fest — sie kann jedoch von Person zu Person etwas variieren. Zum Beispiel kann eine jüngere, ansonsten gesunde Person für weniger Zeit infektiös sein als eine ältere Person mit zugrunde liegenden Gesundheitszuständen. Im Fall von 2019-nCoV haben wir Schätzungen für den infektiösen Zeitraum basierend auf ersten Fällen, aber diese Werte bleiben Schätzungen. Dies wirft auch den Punkt auf, dass R0 ein Durchschnitt ist, und die Werte, aus denen es berechnet wird, einschließlich der infektiösen Periode, sind ebenfalls Durchschnittswerte, was bedeutet, dass es erhebliche Variabilität geben kann. Wenn es beispielsweise Superspreader mit einem hohen R0 gibt, wird dies dadurch ausgeglichen, dass der größte Teil der Bevölkerung tatsächlich einen niedrigen R0 hat.

Übertragungsart
Diese Variable ist auch für eine bestimmte Infektion relativ festgelegt, aber ähnlich wie bei der Infektionsperiode sind wir uns nicht sicher, wie genau 2019-nCoV verbreitet wird. Mehrere frühe Studien deuten darauf hin, dass große Tröpfchen in der Luft, wie das, was aus dem Husten einer infizierten Person produziert werden könnte, die Krankheit übertragen können, aber es gab Verwirrung darüber, ob Menschen mit 2019-nCoV infektiös sind, bevor sie Symptome entwickeln. Zum Beispiel wurde ein Artikel, der am 30.Januar im New England Journal of Medicine veröffentlicht wurde, dass dokumentierte Beweise für die asymptomatische Übertragung von 2019-nCoV nun auf fehlerhaften Informationen basieren. Wir lernen immer noch etwas über dieses Virus, und alle bisher erzeugten R0-Werte können nur auf der Grundlage der vorliegenden Informationen berechnet werden.

Kontaktrate
Hier werden die Dinge etwas komplizierter. Die Kontaktrate eines infizierten Patienten kann von Person zu Person stark variieren und hängt von zahlreichen Variablen ab, einschließlich Geographie, Reisemuster, Quarantänen oder Reiseverbote, und die Fähigkeit eines Gesundheitssystems, infizierte Patienten effektiv zu identifizieren und zu isolieren, um nur einige zu nennen. Dieser Wert ist im Gegensatz zur infektiösen Periode oder Übertragungsart stark veränderbar. Höhere Kontaktraten bedeuten höhere R0-Werte, aber alle diese Faktoren müssen basierend auf dem Kontext des Ausbruchs geschätzt werden. Im Fall von 2019-nCoV schätzte ein kürzlich erschienenes Papier in The Lancet das tägliche Reisevolumen und berücksichtigte Interventionen im Bereich der öffentlichen Gesundheit, wie Quarantänen, um ihre Schätzungen zu erstellen.

R0 von 2019-nCoV im Kontext

R0 wird häufig neben der Sterblichkeitsrate einer Krankheit grafisch dargestellt, z. B. in dieser NYT interactive (nach unten scrollen) oder dieser Visualisierung. Dies ist ein hilfreicher Weg, um eine Vorstellung von der „Ausbreitungsfähigkeit“ einer Krankheit zu bekommen und wie tödlich sie im Vergleich zu anderen ist, aber es ist nicht ohne Probleme. Zu diesem Zeitpunkt kann die Sterblichkeitsrate von 2019-nCoV nicht genau berechnet werden, da wir die tatsächliche Anzahl der Gesamtfälle nicht kennen – es handelt sich daher um eine Schätzung, die auf dem basiert, was wir derzeit wissen, ähnlich wie R0. Solche Grafiken liefern also einen gewissen Kontext dafür, wo 2019-nCoV im Vergleich zu anderen Infektionskrankheiten steht, aber wir sollten beachten, dass das einfache Sehen, dass 2019-nCoV nicht so tödlich oder ausbreitbar zu sein scheint, nicht bedeutet, dass die Realität des Ausbruchs so ablaufen wird.

Was bedeutet das alles?
Dies unterstreicht die inhärente Komplexität und Variabilität von Ausbrüchen. R0-Werte können bei der Beurteilung der Schwere des Ausbruchs hilfreich sein, Ein hoher R0-Wert garantiert jedoch keine weltweite Ausbreitung, oder eine Pandemie. Es ist eine Berechnung eines Durchschnittswerts, der auf Schätzungen von Durchschnittswerten basiert. Wenn frühe R0-Werte erzeugt werden, sollten sie mit Sorgfalt und Anleitung zur Interpretation in Umlauf gebracht werden. Wir haben bei diesem aktuellen Ausbruch einen öffentlichen Alarm um R01 gesehen, genau das sollten wir vermeiden wollen.