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Die Forschung zum neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 und der von ihm verursachten Erkrankung Covid-19 läuft weltweit auf Hochtouren – es ist kaum möglich, die Flut an Studien in diesem Bereich zu überblicken. Die durch die Pandemie gebotene Dringlichkeit führt überdies dazu, dass die Wissenschaftler auch vorläufige Erkenntnisse möglichst schnell teilen, ohne das sonst übliche Peer-review-Verfahren abzuwarten. Dies gilt es im Auge zu behalten. Die Tatsache, dass wissenschaftliche Erkenntnisse immer nur so lange gültig sind, bis sie durch neuere widerlegt oder ergänzt werden, tritt hier besonders ausgeprägt zutage.
Die folgende Auswahl von 13 neuen Studien zu SARS-CoV-2 und Covid-19 ist deshalb notgedrungen beschränkt und schnell von der Aktualität überholt.
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Genetische Faktoren dürften die Immunabwehr des Körpers gegen SARS-CoV-2 beeinflussen, diese Vermutung ist nicht neu. Norwegische und deutsche Wissenschaftler sind nun in einer Studie dem Zusammenhang zwischen Blutgruppen und der Wahrscheinlichkeit eines Atemversagens bei an Covid-19 erkrankten Patienten nachgegangen.
Das Forschungsteam um Tom Karlsen vom Universitätsklinikum Oslo untersuchte Teile des Genoms von rund 4000 Personen aus Italien und Spanien. 1980 von ihnen wurden wegen schweren Covid-19-Verläufen behandelt, mehr als 2200 waren gesund. Bei jenen, die schwer an Covid-19 erkrankt waren, fanden die Forscher eher eine von zwei Gen-Varianten als bei den Gesunden. Eine der beiden Varianten befindet sich in jenem Bereich des Genoms, das die Blutgruppe bestimmt. Eine zusätzliche Analyse ergab, dass Träger der Blutgruppe A+ verglichen mit Trägern anderer Blutgruppen ein um etwa 50 Prozent erhöhtes Risiko für Lungenversagen aufwiesen. Träger der Blutgruppe 0 hingegen schienen genetisch bis zu einem gewissen Grad geschützt zu sein. Die B-Blutgruppen lagen in der Mitte.
In der Schweiz weisen etwa 38 Prozent der Bevölkerung die Blutgruppe A+ auf, 35 Prozent tragen die Blutgruppe 0+, 8 Prozent B+, 7 Prozent A−, 6 Prozent 0− und 4 Prozent AB+. Der Rest verteilt sich auf die Blutgruppen B− und AB− (je 1 Prozent). Der Befund der Studie deckt sich mit früheren Erkenntnissen chinesischer Mediziner, die festgestellt hatten, dass überdurchschnittlich viele Covid-19-Patienten die Blutgruppe A aufwiesen, während die Blutgruppe 0 eher geschützt erschien. Die Studie befindet sich noch im Preprint-Stadium und zeigt erst einen Trend.
Eine Studie des bekannten deutschen Virologen Christian Drosten, in der es um die Frage geht, wie ansteckend von SARS-CoV-2 infizierte Kinder sind, hat ab Ende April hohe Wellen geschlagen und ist zum Gegenstand einer Kampagne des deutschen Boulevard-Blattes «Bild» geworden. Die anhaltende Kritik an der Studie – besonders aufgrund der verwendeten statistischen Methoden – hat Drosten veranlasst, eine überarbeitete Version vorzulegen.
Er hält dabei an der grundlegenden Aussage fest, wonach es keine Hinweise darauf gebe, dass Kinder nicht genauso ansteckend seien wie Erwachsene. Die Virenlast, die für eine Ansteckung vermutlich ausreichend ist, unterscheide sich zwar in einigen Fällen zwischen Kindern und Erwachsenen. Eine Virusmenge, die für eine Ansteckung wahrscheinlich genügt, fand sich so bei 29 Prozent der Kinder von 0 bis 6 Jahren, bei 37 Prozent der Kinder von 0 bis 19 Jahren sowie bei 51 Prozent der über 20-Jährigen. Diesen Differenzen könnte jedoch eine unterschiedliche Anwendung der Tests – insgesamt wurden die Daten von 3302 Infizierten analysiert – zugrunde liegen.
Das Team um Drosten kommt daher zum Schluss, «dass ein erheblicher Anteil infizierter Personen aller Altersgruppen – auch unter denen mit keinen oder milden Symptomen – eine Viruslast trägt, die wahrscheinlich Infektiosität bedeutet.»
Das Malaria-Medikament Hydroxychloroquin ist von Donald Trump wiederholt als Wundermittel gegen SARS-CoV-2 angepriesen worden. Der US-Präsident gab an, es prophylaktisch gegen eine Ansteckung einzunehmen. Bisherige Untersuchungen brachten keinen Hinweis, dass es die Symptome bessert oder die Erkrankungsdauer verkürzt.
Eine Studie, die im Fachmagazin «The New England Journal of Medicine» erschienen ist, hat nun ergeben, dass Hydroxychloroquin auch nicht vor einer Ansteckung schützt. Die Wissenschaftler um David Boulware von der University of Minnesota hatten Personen untersucht, die sich ohne Mund- oder Augenschutz mit einem Abstand von weniger als 1,8 Meter für mindestens 10 Minuten in der Nähe eines nachweislich Infizierten aufgehalten hatten. Von den insgesamt 821 freiwilligen Testpersonen erhielten einige Hydroxychloroquin, während die Kontrollgruppe ein Placebo bekam. 107 Probanden erkrankten später an Covid-19, wobei der Anteil der Erkrankten in der Hydroxychloroquin-Gruppe bei 12 Prozent und in der Placebo-Gruppe bei 14 Prozent lag. Diese Differenz ist statistisch nicht signifikant. Testpersonen, die das Medikament erhielten, berichteten zudem häufiger über Nebenwirkungen.
Die Wissenschaftler kommen daher zum Schluss, dass sich Hydroxychloroquin nicht zur Vermeidung einer Erkrankung eigne. Allerdings räumen sie ein, dass lediglich Probanden mit Symptomen getestet wurden und asymptomatische Fälle deshalb unberücksichtigt blieben. Überdies waren die Testpersonen vornehmlich jung und gehörten zu keiner Risikogruppe. Ob das Mittel bei Hochrisikopatienten zur Vorbeugung nutze, müsse weiter untersucht werden.
Eine am 22. Mai veröffentlichte Studie, die die Wirkung von Chloroquin und Hydroxychloroquin gegen das Coronavirus untersucht hatte, ist vom Fachmagazin «The Lancet» zurückgezogen worden. Die Studie mit 96'000 Covid-19-Patienten, verfasst von Forschern aus den USA und der Schweiz um Mandeep Mehra von der Harvard Medical School, hatte eine höhere Sterblichkeitsrate bei denjenigen postuliert, die mit dem Medikament behandelt wurden.
Dieser Befund hatte dazu geführt, dass zahlreiche Studien zu Hydroxychloroquin ausgesetzt wurden. Bisherige Studien hatten keinen Nachweis erbracht, dass Hydroxychloroquin bei Covid-19-Erkrankten die Symptome lindert oder die Dauer der Erkrankung verkürzt. Drei der vier Autoren der nun zurückgezogenen Studie hatten angegeben, dass sie Zweifel nicht ausräumen konnten, ob die von ihnen verwendeten Daten korrekt seien. Unter anderem soll in der Studie eine höhere Zahl von im Krankenhaus verstorbenen Covid-19-Patienten in Australien angegeben worden sein, als dort insgesamt tatsächlich gemeldet wurden.
Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) gab bekannt, dass die bisher ausgesetzten Hydroxychloroquin-Studien wieder aufgenommen werden sollen.
Eine Studie von Wissenschaftlern aus Deutschland und Dänemark, die bisher jedoch nur als Diskussionspapier vorliegt, hat die Schutzwirkung von Atemmasken gegen SARS-CoV-2 bestätigt. Das Forscherteam um den Wirtschaftswissenschaftler Klaus Wälde von der Johannes-Gutenberg-Universität in Mainz verglich die Entwicklung der Corona-Infektionen in Jena mit jener in anderen Städten.
Jena hatte als erste grössere deutsche Stadt schon ab dem 6. April eine Maskenpflicht beim Einkaufen und im lokalen ÖV verhängt. Die Zahl der Neuinfektionen ging danach markant zurück und sank später nahezu auf null. Die Wissenschaftler konnten ermitteln, dass dieser Rückgang tatsächlich eine Folge der Maskenpflicht war. Sie hatten nach anderen Städten und Landkreisen gesucht, deren Bevölkerungsstruktur und medizinische Infrastruktur hinreichend vergleichbar war und die eine ähnliche Entwicklung der Fallzahlen aufwiesen wie Jena vor Einführung der Maskenpflicht. Aus den Infektionszahlen dieser Orte errechneten sie einen Durchschnitt – sie stellten eine Art «synthetisches Jena» zusammen, das aber im Gegensatz zur realen Stadt die Maskenpflicht erst später eingeführt hatte, wie Wälde erklärt.
Im Ergebnis zeigte sich, dass die Gesamtzahl der in Jena registrierten Covid-19-Fälle in den 20 Tagen nach Einführung der Maskenpflicht von 142 auf 158 anstieg, im Vergleichsmodell indes von 143 auf 205. Der Anstieg der Fallzahlen im Vergleichsmodell war damit fast viermal so gross wie in Jena. Die Forscher bezeichnen dies als «signifikante Kluft». Sie wollen nun die Frage klären, welche spezifische Anti-Corona-Massnahme am meisten zu diesem Effekt beigetragen hat.
Eine Forschungsgruppe der Universität Konstanz um Christof Hauck hat ein neuartiges Covid-19-Schnelltestverfahren entwickelt. Es soll nach bereits zwei Stunden ein Ergebnis zeigen – das bisherige Verfahren, bei dem das Erbgut des Virus vervielfältigt und sichtbar gemacht wird, dauert länger. Es testet in mehreren Teilschritten über eine Polymerase-Ketten-Reaktion (PCR), ob eine akute Infektion vorliegt. Das Verfahren der Universität Konstanz soll es ermöglichen, «die zeit- und kostenaufwendige Aufreinigung der viralen RNA zu umgehen».
Es arbeitet mit einem optimierten Enzym, das die Virus-RNA in DNA umwandeln und zugleich als DNA-Polymerase die Vervielfältigung der DNA vornehmen kann. Da das Enzym zudem besonders stabil ist, können die beiden Schritte auch bei hohen Temperaturen durchgeführt werden. Dies erlaubt es, den SARS-CoV-2-Nachweis direkt vom Patientenmaterial ausgehend durchzuführen. Laut Angaben der Wissenschaftler ist der Test ähnlich sensitiv wie die klassische PCR. Ein weiterer Vorteil liege ausserdem in der unkomplizierten Durchführung. Das Verfahren wurde auf einem Portal für medizinische Forschungsergebnisse veröffentlicht.
Antikörper sind Eiweissmoleküle, die von Immunzellen als Reaktion auf Infektionsstoffe gebildet werden. SARS-CoV-2-Antikörper bilden sich erst rund 14 Tage nach Krankheitsbeginn deutlich heraus. Sie bleiben danach im Blut feststellbar und zeigen an, dass ein Patient tatsächlich infiziert wurde. Antikörpertests sind für Epidemiologen deshalb von grosser Bedeutung, um die Verbreitung des Virus in der Bevölkerung abschätzen zu können.
Eine Studie von Wissenschaftlern um Isabel Rodríguez-Barraquer von der University of California in San Francisco hat nun eine mögliche Quelle für Verzerrungen identifiziert, die bei Tests zum Nachweis von Antikörpern gegen SARS-CoV-2 auftreten. Sie weisen darauf hin, dass die meisten dieser Tests anhand von Blutproben von Patienten validiert werden, die mit einer schweren Erkrankung hospitalisiert wurden. Diese Patienten machen jedoch nur einen kleinen Teil aller infizierten Personen aus und könnten einen höheren Anteil an Antikörpern in ihrem Blut aufweisen als Patienten mit lediglich milden oder gar keinen Symptomen. Dies führe zu einer Verzerrung bei der Abschätzung der Seroprävalenz in der Bevölkerung, die dadurch unterschätzt werde.
Die Studienautoren stellen fest, dass detailliertere Untersuchungen erforderlich seien, um zu beurteilen, wie zuverlässig Antikörpertests frühere Infektionen bei Patienten mit leichten Erkrankungen nachweisen. Die Studie ist noch nicht peer-reviewed.
Das amerikanische Pharmaunternehmen Moderna Therapeutics mit Sitz in Cambridge (US-Staat Massachusetts) entwickelt den Impfstoff mRNA-1273 gegen SARS-CoV-2. Gemäss vorläufigen Ergebnissen, die Moderna am 18. Mai veröffentlichte, erwies sich der Wirkstoff in der ersten Phase der klinischen Tests an menschlichen Probanden als «sicher» und «wurde gut toleriert». Gesunde Probanden hätten auf den Impfstoff mit der Bildung von «neutralisierenden Antikörpern» reagiert.
Allerdings verwiesen Experten laut «National Geographic» darauf, dass die positiven Ergebnisse nur bei 8 der 45 Probanden auftraten. Dass mRNA-1273 die erste Phase des vom U.S. National Institute of Allergy and Infectious Diseases durchgeführten Tests überstanden hat, sei jedoch ein wichtiger Schritt hin zu einem Impfstoff gegen das neuartige Coronavirus. Nun soll die zweite Phase beginnen, in der der Impfstoff an rund 600 Probanden aus acht US-Staaten getestet wird.
Eine Studie der Universität von Manitoba in Winnipeg (Kanada) legt den Schluss nahe, dass es unwahrscheinlich ist, dass an Covid-19 erkrankte Patienten das Virus weitergeben, wenn der Beginn ihrer Symptome mehr als acht Tage zurückliegt. Das Forscherteam um Jared Bullard impfte kultivierte Affenzellen mit 90 Proben von Personen, die positiv auf SARS-CoV-2 getestet worden waren. Sie stellten fest, dass jene Proben, die mehr als acht Tage nach Symptombeginn eines Patienten entnommen worden waren, die Affenzellen nicht infizierten.
Dieser Befund lässt vermuten, dass hospitalisierte Covid-19-Patienten, deren Tests auch Wochen nach Beginn der Erkrankung noch positiv ausfallen, nicht unbedingt streng isoliert werden müssten. (Siehe dazu auch Punkt 10)
In die gleiche Richtung wie die unter Punkt 9 erwähnte Studie weist ein gemeinsames Papier des Nationalen Zentrums für Infektionskrankheiten und der Medizinakademie in Singapur, das auf der Analyse von Studien aus verschiedenen Ländern beruht. An Covid-19 erkrankte Patienten sind demnach bereits zwei Tage vor Auftreten von Symptomen ansteckend, aber maximal zehn Tage danach. Selbst jene, die positiv auf SARS-CoV-2 getestet werden, sind nicht mehr infektiös.
Die Reproduktion des Virus fällt nach der ersten Woche schnell ab. Die Forscher konnten das Virus nach elf Tagen nicht mehr isolieren oder kultivieren. Gleichwohl haben 15 Tage nach dem Auftreten von Symptomen erst 30 Prozent der Patienten einen negativen Test; am 28. Tag liegt der Anteil bei 88 Prozent und am 33. Tag bei 95 Prozent. Die Verfasser des Papiers folgern daraus, dass ein PCR-Test nach elf Tagen noch virale Bestandteile anzeigt, die jedoch nicht mehr infektiös sind. Ein positiver Test sei «nicht gleichbedeutend mit Ansteckungsgefahr oder einem lebensfähigen Virus».
SARS-CoV-2 scheint die Zellen der Nasenschleimhaut am leichtesten zu infizieren. Das zeigt eine im Fachblatt «Cell» publizierte Studie der University of North Carolina in Chapel Hill. Die Wissenschaftler um Richard Boucher und Ralph Baric entwickelten eine grün fluoreszierende Variante des Virus und konnten in Experimenten beobachten, welche Zellen in den Atemwegen am ehesten infiziert wurden. Die Infektiosität nahm dabei von oben nach unten im Atemtrakt ab. Sie war am höchsten bei den Zellen der Nasenschleimhaut und am niedrigsten bei jenen tief in der Lunge.
Laut der Studie können die Viren an bestimmten zilientragenden Zellen (Zilien sind Flimmerhärchen, die für die Selbstreinigung der Atemwege sorgen) in der Nasenschleimhaut am besten andocken, weil diese eine besonders hohe Konzentration des ACE2-Rezeptors in der Zellmembran aufweisen. Diese dienen SARS-CoV-2 als Einfallstor, um in die Zelle zu gelangen. Die Studienautoren weisen darauf hin, dass ihre Ergebnisse die Verwendung von Masken und vorbeugende Massnahmen wie die Reinigung der Nase unterstützen.
Influenzaviren können sich bei höheren Temperaturen und feuchter Luft in der Regel schlechter verbreiten als bei niedrigeren. Ob Temperatur und Luftfeuchtigkeit auch die Verbreitung von SARS-CoV-2 beeinflussen, haben verschiedene Studien untersucht.
Eine im Frühstadium der Pandemie durchgeführte und kürzlich publizierte australische Studie hat einen Zusammenhang zwischen niedrigerer Luftfeuchtigkeit und einer Zunahme von bestätigten Fällen festgestellt. Eine Abnahme der Luftfeuchtigkeit um ein Prozent korreliere mit einer Zunahme der Covid-19-Fälle um mehr als sechs Prozent. «Covid-19 ist wahrscheinlich eine saisonale Krankheit, die in Zeiten niedrigerer Luftfeuchtigkeit erneut auftritt», sagte der an der Studie beteiligte Epidemiologe Michael Ward. «Wenn die Luftfeuchtigkeit niedriger ist, ist die Luft trockener und die Aerosole werden kleiner», erklärte Ward. Diese infektiösen Schwebeteilchen könnten dann länger in der Luft schweben.
Eine amerikanische Studie von Forschern am Mount Auburn Hospital in Cambridge kam zum Schluss, dass die Zunahme der Temperatur die Verbreitung des Virus bremst, allerdings nur bis zur Schwelle von 11 Grad. Darüber konnte keine weitere Verlangsamung festgestellt werden. Die in der Studie ebenfalls berücksichtigte UV-Strahlung hatte nur einen sehr geringen Einfluss auf die Verbreitung des Virus; der Niederschlag sogar überhaupt keinen. «Basierend auf unseren Analysen gehen wir davon aus, dass sich die Infektionsraten im Sommer aufgrund der Temperatur nur geringfügig verändern werden», sagte Studienautorin Shiv T. Sehra. In der Studie konnten freilich keine Temperaturen über 20 Grad analysiert werden, da es dafür in den meisten Gebieten der USA noch zu kühl war.
Im Blut von schwer an Covid-19 Erkrankten kommen bestimmte Proteine je nach Schwere der Erkrankung in unterschiedlicher Menge vor. Eine Studie der Charité-Universitätsmedizin Berlin und des Francis Crick Institute hat 27 dieser Eiweisse identifiziert. Die Forscher um Markus Ralser vom Institut für Biochemie der Charité entwickelten dazu eine Massenspektrometrie-Plattform, die es erlaubt, das Proteom – die Gesamtheit aller vorhandenen Eiweisse – von 180 Proben pro Tag exakt zu analysieren. Damit untersuchten die Wissenschaftler das Blutplasma von 31 Probanden, die unterschiedlich stark ausgeprägte Covid-19-Symptome aufwiesen. Die gewonnenen Protein-Signaturen glichen sie darauf mit denen einer Kontrollgruppe von 17 Covid-19-Patienten und einer Kontrollgruppe von 15 gesunden Testpersonen ab.
Es zeigte sich, dass die Signaturen den Schweregrad der Krankheit korrekt beschrieben. Die Methode könnte laut Ralser einerseits zur Vorhersage der Krankheitsprognose genutzt werden: Eine frühe Blutuntersuchung könnte es ermöglichen, den weiteren Krankheitsverlauf abzuschätzen, also ob ein Patient schwere Symptome entwickeln wird oder nicht. Dafür werden zusätzliche Erkenntnisse benötigt, wie sich die Protein-Signaturen während des Krankheitsverlaufs verändern. Andererseits könnten diese Biomarker als Diagnosemittel eingesetzt werden, die objektiv Aufschluss über den Zustand eines Patienten geben, ungeachtet der subjektiven Selbstauskunft des Patienten. Das Verfahren soll nun an einer grösseren Anzahl von Patienten geprüft werden.
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