Tröpfchen bevorzugter Übertragungsweg für Coronavirus und nicht Aerosole

18. Juli 2020von Dr. Peter F. Mayer5,1 Minuten Lesezeit

Die Corona-Pandemie hat die langjährige Debatte darüber, inwieweit Atemwegsviren durch Atemtröpfchen oder Aerosole übertragen werden, wieder geweckt. Ob Tröpfchen oder Aerosole bei der Übertragung von SARS-CoV-2 überwiegen, hat Auswirkungen auf die Schutzmaßnahmen. Wenn SARS-CoV-2 hauptsächlich durch Tröpfchen verbreitet wird, sollte das Tragen einer medizinischen Maske, eines Gesichtsschutzes oder ein Abstand von 1,5 m ausreichen, um eine Übertragung zu verhindern. Harvard Wissenschaftler haben die bisher bekannt Informationen bewertet und kommen zum Schluss, dass Tröpfchen der Hauptübertragungsweg sind, Aerosole möglich aber weniger wahrscheinlich.

Tröpfchen werden klassisch als größere Einheiten (> 5 μm) beschrieben, die durch Schwerkraft schnell auf den Boden fallen, typischerweise innerhalb von 1 bis 2 Metern. Aerosole sind kleinere Partikel (≤ 5 μm), die schnell in der Luft verdampfen und Tröpfchenkerne hinterlassen, die klein genug und leicht genug sind, um stundenlang in der Luft schweben zu können (analog zu Pollen).

Wenn SARS-CoV-2 in Aerosolen enthalten ist, die längere Zeit in der Luft schweben können, wären medizinische Masken unzureichend (da Aerosole Masken sowohl durchdringen als auch umrunden können), würden Gesichtsschutzschilde nur einen teilweisen Schutz bieten (weil dort sind offene Lücken zwischen dem Schild und dem Gesicht des Trägers), und ein Abstand von 1,5 m würde keinen Schutz bieten.

Coronaviren in Aerosolen möglich, aber Infektion fraglich

Experimentelle Daten belegen die Möglichkeit, dass SARS-CoV-2 auch durch Aerosole übertragen werden kann. Die Forscher haben gezeigt, dass Sprechen und Husten eine Mischung aus Tröpfchen und Aerosolen in verschiedenen Größen erzeugen, dass diese Sekrete sich bis zu 10 Meter ausbreiten können, dass SARS-CoV-2 in der Luft schweben kann und stundenlang lebensfähig bleibt, dass SARS-CoV-2-RNA aus Luftproben in Krankenhäusern gewonnen werden kann und dass eine schlechte Belüftung die Zeitspanne verlängert, in der Aerosole in der Luft bleiben.

Viele dieser Eigenschaften wurden bereits für Influenza und andere häufig vorkommende Atemwegsviren nachgewiesen. Diese Daten bieten einen nützlichen theoretischen Rahmen für eine mögliche aerosolbasierte Übertragung von SARS-CoV-2. Weniger klar ist jedoch, inwieweit diese Eigenschaften zu Infektionen führen. Der Nachweis, dass Sprechen und Husten Aerosole erzeugen können oder dass es möglich ist, virale RNA aus der Luft zu gewinnen, beweist keine Übertragung auf Aerosolbasis. Die Infektion hängt auch von der Art der Übertragung, der Menge an enthaltenen Viren, der Expositionsdauer und der Abwehr des Wirts ab.

Ungeachtet der experimentellen Daten, die auf die Möglichkeit einer Übertragung auf Aerosolbasis hinweisen, sind die Daten zu Infektionsraten und Übertragungen während des normalen täglichen Lebens schwer mit einer Übertragung auf Aerosolbasis zu vereinbaren.

Erstens wurde die Reproduktionszahl für COVID-19 vor Maßnahmen zur Minderung seiner Ausbreitung auf etwa 2,5 geschätzt, was bedeutet, dass jede Person mit COVID-19 durchschnittlich 2 bis 3 andere Personen infizierte. Diese Reproduktionszahl ähnelt der Influenza und unterscheidet sich stark von der von Viren, von denen bekannt ist, dass sie sich wie Masern über Aerosole verbreiten. Wenn man bedenkt, dass die meisten Menschen mit COVID-19 etwa eine Woche ansteckend sind, ist eine Ansteckung von 2 bis 3 anderen angesichts der großen Anzahl von Interaktionen in Menschenmengen und bei persönlichen Kontakten recht klein. Entweder ist die Menge an SARS-CoV-2, die zur Verursachung einer Infektion erforderlich ist, viel größer als bei Masern, oder Aerosole sind nicht die dominierende Übertragungsart.

Kleine Übertragungsraten bei SARS-CoV-2

Ebenso ist die Sekundärangriffsrate (secondary attack rate) für SARS-CoV-2 niedrig. Fallserien, in denen enge Kontakte von Patienten mit bestätigtem COVID-19 bewertet wurden, haben gezeigt, dass nur etwa 5% der Kontakte infiziert werden. Selbst diese niedrige Angriffsrate verteilt sich jedoch nicht gleichmäßig auf enge Kontakte, sondern variiert je nach Dauer und Intensität des Kontakts. Das Risiko ist bei Haushaltsmitgliedern am höchsten, bei denen die Übertragungsraten zwischen 10% und 40% liegen Einkaufen ist mit einer sekundären Angriffsrate von 0,6% verbunden.

Die sekundäre Angriffsrate unter Beschäftigten im Gesundheitswesen, die sich unwissentlich um einen Patienten mit COVID-19 kümmern, während sie nur Gesichtsmasken tragen oder keine persönliche Schutzausrüstung verwenden, ist ebenfalls niedrig. Übertragungsstudien deuten auf weniger als 3% hin . Mit SARS-CoV infizierte Personen können ständig sowohl Tröpfchen als auch Aerosole produzieren, aber die meisten dieser Emissionen infizieren andere Menschen nicht. Dieses Muster scheint konsistenter mit Sekreten zu sein, die in einem engen Radius der infizierten Person schnell zu Boden fallen, als mit virusbeladenen Aerosolen, die stundenlang auf Gesichtshöhe in der Luft schweben und von jedem in der Nähe eingeatmet werden können.

Infektion in Innenräumen bei Gruppen

Befürworter einer Übertragung auf Aerosolbasis zitieren gut dokumentierte Infektionscluster unter Chorteilnehmern, Restaurantgästen und Büroangestellten, die sich geschlossene Innenräume aufhielten. Basierend auf der Reproduktionszahl für SARS-CoV-2 scheinen diese Ereignisse jedoch eher die Ausnahme als die Regel zu sein. Darüber hinaus ist es schwierig, im Nachhinein alle potenziellen Interaktionen von Person zu Person zu bestimmen, die vor, während und unmittelbar nach diesen Ereignissen aufgetreten sein können.

Die potenzielle Fähigkeit von Viren, sich in geschlossenen Umgebungen über mehrere Mechanismen weit und schnell unter dicht gepackten Gruppen zu verbreiten, sollte nicht unterschätzt werden. Experimente mit markierten Phagen zeigen, dass sich Viren innerhalb weniger Stunden von einem einzigen kontaminierten Türgriff oder den Händen einer infizierten Person auf Personen und Geräte in einem Bürogebäude ausbreiten können. Diese Vorbehalte sind ebenfalls spekulativ und schließen die Möglichkeit einer Übertragung auf Aerosolbasis nicht aus , insbesondere in überfüllten, schlecht belüfteten Räumen, bieten jedoch mögliche alternative Erklärungen für diese Cluster.

Fazit

Die Wissenschaftler ziehen den Schluss, dass insgesamt das derzeitige Verständnis der SARS-CoV-2-Übertragung noch begrenzt ist. Es gibt keine perfekten experimentellen Daten, die die Übertragung von SARS-CoV-2 auf Tröpfchen- oder Aerosolbasis belegen oder widerlegen. Die vorliegenden Daten scheinen jedoch nicht mit der Übertragung von SARS-CoV-2 auf Aerosolbasis vereinbar zu sein, insbesondere in gut belüfteten Räumen.

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