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Joscha Bach, 14.3.2020, medium.com
aus dem Englischen von Daniel Heiniger
Ihr habt alle inzwischen eine Version dieser Kurve der COVID-19-Fallbelastungen gesehen:
Oder diese:
Or this, which made it even into the New York Times:
Or this:
Es gibt noch viele andere. Was all diese Diagramme gemeinsam haben:
- Sie haben keine Zahlen auf den Achsen. Sie geben Ihnen keine Vorstellung davon, wie viele Fälle es braucht, um das medizinische System zu überwältigen, und über welchen Zeitraum die Epidemie auslaufen wird.
- Sie legen nahe, dass das medizinische System derzeit einen großen Teil (vielleicht 2/3, 1/2 oder 1/3) der Fälle bewältigen kann, und wenn wir einige Maßnahmen zur Eindämmung der Epidemie ergreifen, können wir die Infektionen pro Tag auf ein Niveau senken, mit dem wir fertig werden.
- Sie wollen Ihnen sagen, dass wir ohne schwerwiegende Sperren auskommen können, wie wir sie derzeit in China und Italien beobachten. Stattdessen lassen wir die Infektion die gesamte Bevölkerung durchseuchen, bis wir eine Herdenimmunität (bei 40 bis 70%) haben, und lassen die Infektionen einfach über einen längeren Zeitraum ausbrechen.
Die Kurve ist eine Lüge
Diese Vorschläge sind gefährlich falsch und werden, wenn sie umgesetzt werden, zu unglaublichem Leid und Not führen. Versuchen wir, dies zu verstehen, indem wir ein paar Zahlen auf die Achsen setzen.
Wie ist die Kapazität des Gesundheitssystems?
Das ist eine schwierige Frage, die sich in einem kurzen Beitrag wie diesem nicht beantworten lässt. In den USA gibt es etwa 924.100 Krankenhausbetten (2,8 pro 1000 Personen). Kalifornien hat nur 1,8. Länder wie Deutschland haben 8. Südkorea hat 12. Die meisten dieser Betten sind in Gebrauch, aber wir können noch mehr schaffen, indem wir Improvisation (z.B. durch Hotels und Schulturnhallen) und strategische Ressourcen des Militärs, der Nationalgarde und anderer Organisationen nutzen.
Auf der Grundlage chinesischer Daten können wir schätzen, dass etwa 20% der COVID-19-Fälle schwerwiegend sind und eine Krankenhauseinweisung erfordern. Viele schwere Fälle werden jedoch überleben, wenn sie zu Hause angemessen versorgt werden können (was Sauerstoff, Infusionen und Isolierung umfassen kann).
Wichtiger ist die Anzahl der Betten auf Intensivstationen, die nach einigen Schätzungen auf etwa 100.000 erweitert werden kann und von denen etwa 30.000 verfügbar sein könnten. Etwa 5% aller COVID-19-Fälle benötigen eine Intensivpflege, und ohne sie werden alle sterben. Wir können auch die Zahl der Betten auf der Intensivstation etwas erhöhen, aber die Ausrüstung, die wir für die Behandlung von Sepsis, Nieren‑, Leber- und Herzinsuffizienz, schwerer Lungenentzündung usw. benötigen, kann nicht beliebig zwischen ihnen gedehnt werden.
Ein wichtiger Teil der Gleichung sind Beatmungsgeräte. Die meisten der kritisch kranken COVID-19-Fälle sterben an einer Infektion der Lunge, die das Atmen unmöglich macht und sogar so viel Gewebe zerstört, dass das Blut nicht mehr ausreichend mit Sauerstoff versorgt werden kann. Diese Patienten benötigen eine Intubation und/oder mechanische Beatmung, um eine Überlebenschance zu haben, oder sogar eine ECMO-Maschine, die das Blut direkt mit Sauerstoff versorgt. Etwa 6% aller Fälle benötigen ein Beatmungsgerät, und wenn die Krankenhäuser alle vorhandenen Beatmungsgeräte einsetzen, haben wir 160.000 davon. Darüber hinaus verfügt die CDC über einen strategischen Vorrat von 8900 Beatmungsgeräten, die in Krankenhäusern, die sie benötigen, eingesetzt werden können.
Wenn wir die Anzahl der Beatmungsgeräte als eine annähernde Grenze der medizinischen Ressourcen betrachten, bedeutet dies, dass wir bis zu 170.000 kritisch kranke Patienten gleichzeitig versorgen können. (Nicht alle Patienten auf der Intensivstation werden beatmet werden müssen, und nicht alle beatmungsbedürftigen Patienten werden auf der Intensivstation sein, aber es gibt eine große Überlappung, und beide Gruppen werden ohne Intervention sterben).
Wie viele Menschen werden sich infizieren?
Ohne Eindämmung wird das Virus endemisch, und führende Epidemiologen wie Marc Lipsitch (Harvard) und der Virologe Christian Drosten (Charité Berlin) schätzen, dass zwischen 40 und 70 % der Bevölkerung infiziert werden, bis wir einen gewissen Grad an Herdenimmunität entwickeln. (Leider wissen wir nicht, wie lange diese Immunität anhält. Wir beobachten bereits mehrere Stämme von COVID-19 und werden aufgrund der großen Zahl von Trägern noch viele weitere sehen). In einer Bevölkerung wie den USA (327 Millionen) bedeutet das zwischen 130 und 230 Millionen. Nehmen wir an, dass 55% der US-Bevölkerung (der Mittelwert) zwischen März und Dezember infiziert werden, und wir haben es mit 180 Millionen Menschen zu tun.
Was ist mit unentdeckten leichten und asymptomatischen Fällen?
In den frühen Tagen der Infektion standen viele außenstehende Beobachter den chinesischen Zahlen sehr skeptisch gegenüber und dachten, dass sie das Ausmaß der unerkannten leichten und asymptomatischen Fälle verbergen könnten, was bedeutet, dass die Sterblichkeit viel geringer ist als gemeldet. Die WHO-Delegation in China unter der Leitung von Bruce Aylward stellte fest, dass dies nicht der Fall ist. Aylward behauptet, dass die chinesischen Tests, sobald genügend Ressourcen zur Verfügung standen, sehr gründlich waren und nur ein Bruchteil der infizierten Fälle übersehen wurde. (Selbst milde und asymptomatische Fälle von COVID-19 sind infektiös, daher sind sie von Bedeutung).
Wie viele Menschen werden auf kritische Weise erkranken?
Von den 180 Millionen werden 80% als “milde” Fälle betrachtet. Einige von ihnen werden überhaupt keine Symptome haben, viele werden an einer grippeähnlichen Erkrankung erkranken, die zwei Wochen dauert und zu der auch eine Lungenentzündung gehören kann, aber sie werden sich von selbst wieder erholen, in der Regel innerhalb von 2–3 Wochen. Etwa 20% werden einen schweren Fall entwickeln und brauchen medizinische Unterstützung, um zu überleben. Bei schweren Fällen dauert die Genesung in der Regel 3–6 Wochen. Und etwa 6% müssen möglicherweise intubiert und/oder beatmet werden, weil sie nicht mehr selbstständig atmen können. Der größte Unterschied in den Sterblichkeitsraten zwischen Wuhan (5,8%) und dem Rest Chinas (0,4% bis 0,7%) ist auf die unterschiedliche Fähigkeit zurückzuführen, die kritischen Fälle zu versorgen.
Wenn eine Person einmal am Beatmungsgerät hängt, dauert es oft etwa 4 Wochen, bis sie die Intensivstation wieder verlassen kann. Das ist eine sehr langsame Wende! Wenn wir dies als unsere Schätzung festlegen, können wir berechnen, wie viele Menschen gleichzeitig medizinische Ressourcen benötigen.
Die Kurve mit Zahlen
Wenn wir davon ausgehen, dass 55% der Amerikaner bis Ende 2020 COVID-19 erwischen und 6% (10,8 Millionen) irgendwann ein Beatmungsgerät benötigen, und wenn wir das Modell darüber hinaus in eine Normalverteilung vereinfachen (eine symmetrische Glockenkurve mit einem steilen exponentiellen Beginn, einer allmählichen Abflachung, wenn die meisten Menschen infiziert oder immun sind, und einem allmählichen Abfall, wenn die Fälle sich auflösen), erhalten wir das folgende Diagramm:
Die braune Linie am unteren Ende: Das ist unser begrenztes Angebot an Beatmungsgeräten und Intensivbetten! Die rote Kurve enthält nicht alle Fälle von COVID-19, sondern nur die 6%, die sterben werden, wenn wir sie etwa vier Wochen lang nicht an ein Beatmungsgerät anschließen können. In diesem Szenario bedeutet dies, dass die maximale Anzahl der Fälle, die am selben Tag ohne jegliche Linderung pflegebedürftig sind, etwa 3 Millionen beträgt! Es ist klar, dass wir diese Kurve dringend abflachen müssen, denn das bedeutet, dass die überwiegende Mehrheit der Fälle während eines Großteils des Jahres nicht einmal für eine Intubation und Intensivpflege evaluiert wird.
Wie breit müssten wir eine Normalverteilung streuen, um sicherzustellen, dass sie unter die Grenze unserer medizinischen Ressourcen passt?
Die Idee der “Abflachung der Kurve” legt nahe, dass wir, wenn wir uns aggressiv genug die Hände waschen und zu Hause bleiben, während wir krank sind, nicht verhindern müssen, dass das Virus endemisch wird und 40% bis 70% aller Menschen infiziert, aber wir können die Ausbreitung der Infektion so weit verlangsamen, dass unser medizinisches System die Fallbelastung bewältigen kann. So sieht unsere normalverteilte Kurve aus, wenn sie 10,8 Millionen Patienten enthält, von denen nicht mehr als 170.000 gleichzeitig erkrankt sind:
Eine Dämpfung der Infektionsrate von COVID-19 auf ein Niveau, das mit unserem medizinischen System kompatibel ist, würde bedeuten, dass wir die Epidemie über mehr als ein Jahrzehnt ausbreiten müssten! (Ganz links sehen Sie zum Vergleich unsere ungemilderte Verteilung.) Ich bin ziemlich zuversichtlich, dass wir bis dahin wirksame Behandlungen gefunden haben, aber Sie verstehen schon: Die Infektiosität des neuen Coronavirus auf ein handhabbares Niveau zu reduzieren, wird durch Linderung einfach nicht möglich sein, es wird eine Eindämmung erfordern.
Meine Kurven sind nicht korrekt!
Meine Briefumschlagrückseitenberechnung ist weder eine richtige Simulation noch ein gutes Modell für das, was vor sich geht. Zitieren Sie sie nicht als solche! In Wirklichkeit folgt die Ausbreitung einer Krankheit nicht einer Normalverteilung. Der Hauptanstieg der Kurve liegt links, mit einem langen Schwanz auf der rechten Seite. Es wird immer eine wirksame Linderung geben (Verhinderung von öffentlichen Versammlungen, Konferenzen, nicht unbedingt notwendigen Reisen). Das Modell ist recht empfindlich auf die Dauer des Aufenthalts auf der Intensivstation. Wenn wir das herunterrechnen, werden weniger Menschen gleichzeitig diese Ressourcen benötigen, und die Spitzen der Kurven werden sich verringern. Wir können vielleicht die Entzündung während einer Lungenentzündung bekämpfen und die Zahl der kritischen Fälle reduzieren. Die verfügbaren medizinischen Ressourcen werden mit der Zeit zunehmen, um den Bedarf zu decken. Vorschriften werden fallen gelassen, neue Behandlungsmethoden werden erforscht, und einige davon werden funktionieren. Irgendwann in naher Zukunft müssen wir vielleicht in ein Röhrchen pusten, bevor wir ein Flugzeug oder ein wichtiges öffentliches Gebäude betreten, und ein kleiner Bildschirm zeigt uns innerhalb von Sekunden an, ob unsere Atemwege COVID-19, H1N1 oder die gewöhnliche Grippe enthalten. Aber der Sinn meines Arguments ist nicht, dass wir verdammt sind oder dass 6 % unserer Bevölkerung sterben müssen, sondern dass wir verstehen müssen, dass die Eindämmung unvermeidbar ist und nicht aufgeschoben werden sollte, weil eine spätere Eindämmung weniger wirksam und teurer ist und zu weiteren Todesfällen führt.
Eindämmung funktioniert
China hat uns gezeigt, dass Eindämmung funktioniert: Die vollständige Abriegelung von Wuhan hat nicht zu Hunger und Aufständen geführt, und sie hat es dem Land ermöglicht, die Ausbreitung einer großen Zahl von Fällen in andere Regionen zu verhindern. Dadurch war es möglich, mehr medizinische Ressourcen auf die Region zu konzentrieren, die sie am meisten brauchte (z.B. durch die Entsendung von mehr als 10.000 zusätzlichen Ärzten nach Wuhan und in die Region Hubei). In Wuhan, dem Epizentrum des Ausbruchs, werden heute weniger als 10 Fälle pro Tag beobachtet. In der übrigen Region Hubei wurden seit über einer Woche keine neuen Fälle mehr registriert. Es ist möglich, das Virus zu stoppen!
China hat seine Lektion gelernt: Nach der Abriegelung von Hubei haben andere Regionen wirksame Eindämmungsmaßnahmen ergriffen, sobald die ersten Fälle auftraten. Dasselbe geschah in Singapur und Taiwan. Südkorea hat seine ersten 30 Fälle sehr gut getrackt, bis Patient 31 über 1000 weitere in einer Kirchenversammlung infizierte.
Aus irgendeinem Grund weigern sich westliche Länder, diese Lektion zu lernen. Das Virus verbreitete sich in Italien, bis die Krankenhäuser unter der Last zusammenbrachen. Berichten aus der Krisenregion zufolge wurden die Ressourcen so knapp, dass ältere Menschen oder solche mit einer Vorgeschichte von Krebs, Organtransplantationen oder Diabetes vom Zugang zur Intensivpflege ausgeschlossen wurden. Die USA, Großbritannien und Deutschland sind noch nicht so weit: Sie versuchen, die “Kurve zu verflachen”, indem sie unwirksame oder halbherzige Maßnahmen ergreifen, die die Ausbreitung der Krankheit nur verlangsamen, statt sie einzudämmen.
Es wird einige Länder geben, die nicht über die notwendige Infrastruktur verfügen, um strenge Eindämmungsmaßnahmen durchzuführen, zu denen weit verbreitete Tests, Quarantänen, Bewegungseinschränkungen, Reisebeschränkungen, Arbeitseinschränkungen, Reorganisation der Lieferkette, Schulschließungen, Kinderbetreuung für Menschen, die in kritischen Berufen arbeiten, Produktion und Verteilung von Schutzausrüstung und medizinischem Material gehören. Dies bedeutet, dass einige Länder das Virus ausmerzen werden und andere nicht. In wenigen Monaten wird sich die Welt in rote und grüne Zonen verwandeln, und fast alle Reisen aus den roten in die grünen Zonen werden zum Stillstand kommen, bis eine wirksame Behandlung für COVID-19 gefunden ist.
Eine Abflachung der Kurve ist weder für die Vereinigten Staaten noch für Großbritannien oder Deutschland eine Option. Sagen Sie Ihren Freunden nicht, dass sie die Kurve abflachen sollen. Beginnen wir mit der Eindämmung und stoppen wir die Kurve.