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Epidemie ist etwas, das sich verbreitet. Man wüsste natürlich gern, wie schnell sich ein bestimmter Erreger in einer Population verbreitet. Nur ist das nicht exakt zu berechnen, sondern nur statistisch erfassbar. Erkrankungen und Ansteckungen werden zwar durch einzelne Viren verursacht, aber der Verlauf der Epidemie in einer Population ist eine Eigenschaft des ganzen Systems.
Wenn ein neues Virus auftritt wie Sars-CoV-2, gibt es keine Immunität. Alle können sich anstecken. Die Zahl der Menschen, die ein Infizierter anstecken kann, liefert dann ein Mass für die Verbreitung der Epidemie. Die Ansteckung verläuft dann ungebremst, also exponentiell.
Diese Zahl nennt man Basisreproduktionszahl, abgekürzt R0 («R null»). Würde man die Neuansteckungen (in einer bestimmten Zeit) genau kennen, könnte man sie berechnen. Aber das ist vor allem im Anfangsstadium einer Epidemie illusorisch.
Deshalb muss der Epidemiologe wissen, wie die Zahlen, mit denen er arbeitet, zu Stande gekommen sind, und er muss mit den mathematischen Verfahren, mittels derer Abschätzungen gemacht werden, vertraut sein.
Im Anfangsstadium einer Epidemie sieht es so aus, wie wenn der R0- Wert eine Eigenschaft des Virus ist. Das wäre aber die sogenannte Kontagiosität, ein Index, gebildet aus dem Verhältnis zwischen den Infizierten und den ungeschützten Personen, die in Kontakt mit dem Virus gekommen sind.
Auch diese Zahl ist nicht genau bestimmbar und kann lokal verschieden sein. Bei Erregern, die immer wieder Epidemien auslösen, wie zum Beispiel Masern oder Keuchhusten, weiss man, dass sie hohe R0-Werte von 12–18 haben.
Die Basisreproduktionszahl lässt sich aufschlüsseln in drei Grössen:
Der R0-Wert ist zu Beginn einer Epidemie am höchsten. Dann nimmt er ab, weil die Leute vorsichtig werden – freiwillig oder wegen der Massnahmen – und weil es immer mehr Immunisierte in der Population gibt. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Infizierter auf eine Person stösst, die er anstecken kann, wird kleiner. Man spricht dann von der Nettoreproduktionszahl.
Die Zahl der Kontakte zu reduzieren und die Wahrscheinlichkeit einer Ansteckung bei Kontakt zu verringern (Abstand, Händewaschen) lassen die Nettoreproduktionszahl kleiner werden. Ist sie höher als 1, breitet sich der Erreger immer noch aus. Ist sie tiefer als 1, geht die Zahl der Neuansteckungen zurück, und die Epidemie ebbt ab.
Um den aktuellen R-Wert abzuschätzen, muss man berücksichtigen, dass durch die Inkubationszeit, die man bei Covid-19 auf fünf Tage schätzt, das tatsächliche Infektionsgeschehen vor fünf Tagen abgebildet wird.
In China wurde der R0-Wert zu Beginn von Covid-19 auf über 5 geschätzt. Realistisch scheint ein Wert um 3 (2.5 bis 3.3), sodass Herdenimmunität etwa 70 Prozent Immunisierte brauchen würde. Momentan wird er in der Schweiz auf 0.7 geschätzt.