Infektion über Luft? Frettchen-Experiment in Südkorea liefert neue Erkenntnisse

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Experten raten zu Mund-Nasen-Schutz: Corona-Infektion über Luft? Frettchen-Experiment in Südkorea liefert neue Erkenntnisse

Kann sich das Virus Sars-CoV-2 nicht nur über direkten Kontakt und ausgehustete Tröpfchen verbreiten, sondern auch durch Aerosole in der Luft? Diese Frage wird derzeit heiß diskutiert. Was Studien zeigen und Experten sagen.

Wissenschaftler aus Südkorea wollten der Frage, ob Sars-CoV-2 auch durch Aerosole in der Luft verbreitet werden kann, auf den Grund gehen. Dafür haben sie an Frettchen untersucht, ob diese sich nur über direkten Kontakt oder auch durch einen Luftstrom mit dem Covid-19-Erreger Sars-CoV-2 infizieren können. Ihre Beobachtungen veröffentlichten sie kürzlich im Fachblatt “Cell Host & Microbe”.

Aerosole sind feinste Feuchtigkeitsnebel. Solche setzten wir etwa beim Ausatmen frei.

Nur über direkten Kontakt steckten sich Tiere so an, dass sie Symptome zeigten

Frettchen eignen sich für einen solchen Versuch allerdings nur bedingt, da sie in ihren Krankheitsverläufen zwar manche Ähnlichkeiten zum Menschen zeigen – andere hingegen nicht. Auch Frettchen entwickeln den Forschern zufolge Fieber, das Virus vermehrt sich in ihren oberen Atemwegen und lässt sich tagelang in Speichelproben, Urin und Kot nachweisen. Schwere Krankheits- oder gar Todesfälle gab es unter den Tieren aber nicht. 

Die Forscher bauten für ihre Untersuchung zwei unterschiedliche Versuche auf. Zum einen gaben sie ein mit Sars-CoV-2 infiziertes Tier in einen Käfig mit gesunden Frettchen. Es dauerte zwei Tage, bis alle Tiere mit dem Virus infiziert waren.

Zum anderen hielten sie infizierte und gesunde Tiere in zwei verschiedenen Käfigen. In den Käfig der gesunden Tiere wurde die Umgebungsluft der infizierten Tiere eingeleitet. Symptome entwickelten sich in diesem Fall bei den gesunden Frettchen nicht.

Die Forscher konnten aber bis zu vier Tage lang Virus-RNS, also virale Erbsubstanz, in der Nasenschleimhaut und dem Kot der gesunden Frettchen nachweisen, bei einem Tier fanden sie sogar Antikörper gegen Sars-CoV-2. 

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Die Frettchen konnten sich also nur über den direkten Kontakt so anstecken, dass sie Symptome zeigten. Eine Übertragung über die Luft ist den Forschern zufolge aber nicht auszuschließen.

Roman Wölfel, Arzt und Leiter des Instituts für Mikrobiologie der Bundeswehr in München sieht die Studie in Teilen kritisch. Während die direkte Übertragbarkeit des Erregers gut gezeigt werden kann, meint Wölfel: „Bei den Tieren des indirekten Kontaktmodells überzeugen mich die Daten der hier beschrieben Untersuchungen hingegen nicht von einer Aerosolübertragung.“

Denn die Tiere würden weder typische Symptome zeigen, noch sei der Nachweis der Viren in der RNS hoch gewesen. Auch der Fakt, dass eines der Tiere Antikörper gebildet hat, müsse nicht für eine Übertragung über die Luft sprechen. „Wenn eine Infektion tatsächlich übertragen worden wäre, würde ich hier auch deutliche Titeranstiege bei den neutralisierenden Antikörpern erwarten.” Dem Mediziner zufolge sind daher weitere Studien nötig, um aussagekräftige Schlüsse zu ziehen.

Verschiedene Untersuchungen schließen Aerosol-Übertragung nicht aus

Angetrieben hat die Diskussion über die mögliche Ausbreitung des Coronavirus durch Aerosole allerdings auch ein Brief der National Academics of Science, Engineering and Medicine in den USA (NAS). Darin schreiben der NAS-Infektiologe Harvey Fineberg und seine Kollegen, dass aktuelle Forschung – obwohl sie derzeit nur begrenzte Aussagen erlaube – die Möglichkeit stütze, “dass Sars-CoV-2 direkt durch Aerosole verbreitete werden könnte, die beim Ausatmen infizierter Personen entstehen”.

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Fineberg bezieht sich in seinem Brief unter anderem auf eine Untersuchung der Universität Nebraska, die Ende März auf dem Preprint-Server “medRxiv” veröffentlicht wurde. Dort hatten die Forscher in Räumen, in denen Covid-19-Patienten isoliert wurden, Viren-RNA selbst auf schwer erreichbaren Oberflächen und ebenso in Luftproben, die in mehr als zwei Metern Abstand von den Patienten genommen wurden, gefunden. „Dass diese RNA dort vorkommt, zeigt, dass sich das Virus durch Aerosole ausbreitet“, resümierte Studienhauptautor Joshua Santarpia deshalb. Allerdings fanden sich in den Proben keine vollständigen Viren.

Die Autoren der NAS schreiben, dass Studien, die sich PCR-Tests bedienen, um das Erbgut des Virus ausfindig zu machen, möglicherweise das Virus zwar nicht in einer Menge nachweisen, die ausreichend wäre, um eine Infektion auszulösen. Doch allein das Auftauchen viraler Erbsubstanz (RNS) in Aerosolen lege die Möglichkeit einer solchen Virusübertragung nahe.

Mitte März hatte eine Studie im „New England Journal of Medicine“ erstmals daraufhin gewiesen, dass Viren von Aerosoltröpfchen in der Atemluft transportiert werden könnten, die kleiner als fünf Mikrometer sind. Diese könnten bis zu drei Stunden lang durch die Luft schweben, dabei bleiben die Erreger infektiös.

Die Studie wurde vielfach kritisiert, weil das Experiment mit der Realität wenig zu tun haben. Charité-Virologe Drosten sagte im NDR-Podcast etwa: “Das Virus ist nun mal in der Luft für eine kurze Zeit. Es wird ausgehustet und steht als grobes bis mittelgroßes tröpfiges Aerosol in der Luft. Und das fällt relativ schnell zu Boden. Das ist nicht so, dass so ein Virus als Wolke in der Luft steht und stundenlang bleibt und sich auch noch in den Nachbarraum verteilt.”

Experten raten zu flächendeckender Nutzung von Mund-Nasen-Schutz im öffentlichen Raum

Zu diesem Zeitpunkt ist also aus wissenschaftlicher Sicht nicht abschließend geklärt, ob sich der Erreger nicht nur durch Husten, sondern auch via kleiner Tröpfchen beim Atmen übertragen werden kann.

„Im Wesentlichen schlussfolgern die amerikanischen Autoren, dass von einer Aerosolformation auch bei SARS-CoV-2 auszugehen ist, auch wenn noch nicht die letzte wissenschaftliche Evidenz dafür vorhanden ist”, erklärt Clemens Wendtner, Chefarzt an der München Klinik Schwabing. “Ein entscheidender missing link ist derzeit noch der direkte Nachweis eines vermehrungsfähigen Virus in der Raumluft bzw. in der Ausatemluft. Dennoch sprechen die US-Wissenschaftler eine Warnung aus, dass eben bereits beim Ausatmen eine Gefährdung der unmittelbaren Umgebung durch SARS-CoV-2 Aerosole ausgehen könnte.”

Würde sich die These bestätigen, dass sich die Viren über Atemluft weiter verbreiten könnten, wäre eine Mundschutzpflicht erneut zu diskutieren. Auch die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina rät laut Wendtner mittlerweile zu einer flächendeckenden Nutzung von Mund-Nasen-Schutz im öffentlichen Raum. “Es ist klar, dass hier eher ein Fremdschutz und weniger ein Eigenschutz im Vordergrund steht, aber bei konsequenter Anwendung der Maßnahme könnte daraus in der Summe auch ein Eigenschutz entstehen”, erklärt der Mediziner.

Die US-Forscher der NAS bezogen in ihrem Brief eine Studie mit ein, die zu einem ähnlichen Schluss kommt. Sie stammt von Forschern um Nancy Leung von der Universität Hongkong und ist am 3. April in der Fachzeitschrift “Nature Medicine” erschienen. Leung und die Kollegen analysierten zwar nicht die Übertragung des neuartigen Coronavirus, aber die Verbreitung von bereits bekannten humanen Coronaviren, von Influenza- und Rhinoviren über Atemluft.

Sie kamen zu dem Schluss, dass chirurgische Gesichtsmasken helfen könnten, Übertragungen zu vermeiden, wenn sie von Erkrankten getragen werden.

 

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Thomas Mettenleiter, Präsident des Friedrich-Löffler-Instituts in Greifswald, kann die Argumentation der US-Amerikaner in ihrem Brief nachvollziehen: “Die Aussagen sind auf Basis der verfügbaren Informationen korrekt.” Allerdings brauche es weitere Studien, um den möglichen Übertragungsweg besser zu verstehen.

“Proaktives Handeln ist oft besser als zu zögerliches Abwarten”

In der Klinik kann man auf diese Beweise nicht immer warten. “Aus klinischer Sicht wird auch bereits auf den Verdacht hin, dass infektionsfähige Aerosole in der Raumluft eines Patienten mit Covid-19 vorhanden sein könnten, gehandelt, ohne dass man den noch ausstehenden wissenschaftlichen Beweis der Infektiösität abwartet”, erklärt Wendtner. Das gelte unter anderem für Intensivstationen mit nicht-invasiver Beatmung mit Sauerstofftherapie, weil bei dieser Therapie hohe Aerosolkonzentration in der Raumluft entstehen würden.

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“Vereinzelt sind auch schon mobile HEPA-Filtergeräte in diesen gefährdeten Arealen wie Intensivstationen im Einsatz, die einen zusätzlichen Schutz durch Abfilterung von Aerosolen bieten könnten, ohne dass hierfür schon der letzte wissenschaftliche Beweis im Sinne von positiven Viruszellkulturen verfügbar wäre”, berichtet der Mediziner.

Denn: “Ein bewährtes Motto in der Medizin ist, dass proaktives Handeln oft besser ist als ein zu zögerliches Abwarten auf eine konklusive wissenschaftliche Beweisführung, da Patienten- und Mitarbeiterschutz das höchste Gut darstellen.”

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lik/mo

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