Lehren aus der COVID-19 Pandemie für zukünftige Pandemien

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Grundlagen
2.1 Infektionskrankheiten
2.2 Epidemie
2.3 Pandemie
2.4 Viren

3 Coronavirus Erkrankungen
3.1 SARS-CoV (2002/2003)
3.2 MERS-CoV (2012)
3.3 SARS-CoV-2 (2019)
3.3.1 Übertragungsweg
3.3.2 Symptome
3.3.3 Risikofaktoren
3.3.4 Epidemiologie
3.3.5 Interventionsmaßnahmen in Deutschland

4 Lehren aus SARS-CoV-2 für zukünftige Pandemien
4.1 Medizin
4.2 Verbreitungsweg
4.3 Wirtschaft

5 Schlussfolgerung / Fazit

6 Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1 Entwicklung der SARS Manifestation in 3 Phasen (WHO 2006, S.176)

Abbildung 2 Struktur von SARS-CoV-2 (Adnan Shereen et. al, S. 3)

Abbildung 3 Zeitachse der Exposition eines Asymptomatischen Familienmitgliedes ( Yan et. al 2020, S. 1)

Abbildung 4 Median chronologischer Verlauf der Symptome (Thomas-Rüddel et. al 2020, S. 3)

Abbildung 5 Verlaufskurve der weltweiten SARS-CoV-2 Infektionen (Johns Hopkins University & Medicine 2020 )

Abbildung 6 Flatten the curve, symbolisch (Flatten the curve 2020)

Abbildung 7 Häufigkeit von Treffen mit Freunden, Verwandten, oder privat mit Arbeitskollegen pro Woche (Blom A. et al. 2020)

Abbildung 8 Ökonomische Auswirkungen auf das BIP 1,5 Monate Modell (Fernandes 2020, S. 21)

Abbildung 9 Angenommenes Wirtschaftswachstum bei einem Shutdown von 3 Monaten (Fernandes 2020, S. 23)

Abkürzungsverzeichnis

BIP Brutto Inlandsprodukt

COVID-19 Coronavirus Disease 2019

CT Computer Tomographie

DNA Desoxyribonukleinsäure

GDP Gross Domestic Product (engl. BIP)

MERS Middle East Respiratory Syndrom

MERS-CoV Middle East Respiratory Syndrom Coronavirus

RKI Robert-Koch-Institut

RNA Ribonukleinsäure

PCR Polymerase Chain Reaction (Polymerase Kettenreaktion)

WHO World Health Organization (Weltgesundheitsorganisation)

SARS Schweres akutes respiratorisches Syndrom

SARS-CoV SARS-assoziiertes Coronavirus

1 Einleitung

COVID-19 hält die Welt in Atem. Die durch SARS-CoV-2 ausgelöste Lungenkrankheit wurde erstmals im Dezember 2019 in Wuhan, China entdeckt und breitete sich von dort weltweit aus. Im April 2020 sind bereits über 1 Mio. Menschen weltweit infiziert. Die Pandemie stellt alle Länder vor große medizinische-, wirtschaftliche- und politische Herausforderungen. Die Bekämpfung der Krankheit ist mit immenser Restriktion sowohl im öffentlichen Leben als auch in der Wirtschaft verbunden.

Diese Hausarbeit wird sich mithilfe einer selektiven Literaturrecherche mit den Konsequenzen der COVID-19 Pandemie auseinandersetzten. Dabei wird betrachtet, welche Lehren aus der COVID-19 Pandemie für nachfolgende Pandemien gezogen werden können. Dies betrifft die Medizin, wie auch die Verbreitungswege und die Wirtschaft.

Im ersten Kapitel werden generelle Grundlagen dargestellt. Im zweiten Kapitel wird auf SARS-CoV und MERS-CoV eingegangen, um einen Überblick über bisherige, durch Coronaviren ausgelöste Erkrankungen, zu erhalten. COVID-19 wird unter SARS-CoV-2 näher behandelt, mit besonderem Augenmerk auf die Epidemiologie, Risikofaktoren, Symptome, Interventionsmaßnahmen in Deutschland und Verbreitungswege. Das letzte Kapitel stellt etwaige Lehren, die aus der jetzigen Pandemie gezogen werden können, dar.

2 Grundlagen

2.1 Infektionskrankheiten

Infektionskrankheiten sind durch lebende Krankheitserreger oder deren Gifte hervorgerufene Erkrankungen. Diese können durch Bakterien, Pilze, Rickettsien, Protozoen, Spirochäten oder Viren ausgelöst werden. Voraussetzung ist die Übertragung auf den menschlichen Organismus. Infektionskrankheiten werden auch als übertragbare Krankheiten bezeichnet. Sie können durch direkten Kontakt, Ausscheidungen des Kranken oder durch vom Kranken genutzte Gegenstände leicht auf andere Personen übertragen werden. Eintrittspforten für Krankheitserreger sind natürliche Körperöffnungen wie Mund, Nase, After, Harnröhre, Scheide, sowie Wunden an Haut und Schleimhäuten. Dabei wird zwischen endogenen Infektionen, bei denen der Erreger aus der körpereigenen Flora des Erkrankten stammt, und der exogenen Infektion, bei der der Erreger aus der Umgebung stammt, unterschieden. Die Inkubationszeit einer Krankheit beginnt mit dem Eindringen der Erreger und endet mit dem Auftreten der Krankheitserscheinungen. Die Behandlung von Infektionskrankheiten geschieht in der Regel mit Medikamenten, welche die jeweiligen Erreger abtöten und eine Vermehrung von Viren im Körper verhindern sollen (Infektionskrankheiten | Medizin-Lexikon 2020).

Verschiedene Fachdisziplinen haben die Aspekte Mikroorganismen, Makroorganismen und Kontakte erforscht und sich dabei voneinander abgegrenzt. Im Laborbereich beschäftigt sich die medizinische Mikrobiologie mit den Mikroorganismen, die Immunologie mit den Makroorganismen. Die Hygiene untersucht die Kontaktmuster zwischen Erreger und Wirt mit dem Ziel, Methoden zu entwickeln, die eine Übertragung des Erregers auf den Wirt verhindern.

Die Diagnose einer Infektionskrankheit berücksichtigt sowohl die Pathogenität und Virulenz des Erregers als auch die individuelle Empfänglichkeit des Wirtes. Sie besteht daher aus drei Elementen: dem ursächlichen Erreger, dem infizierten Organ, der Grundkrankheit oder einer speziellen Expositionsanamnese. Alle drei Elemente müssen schlüssig zusammenpassen. Aus Kenntnis von zwei Elementen kann man auf das dritte zurückschließen. Infektionskrankheiten haben Besonderheiten, welche auf keine andere Krankheitsgruppe zutreffen. Ein Mensch kann eine Krankheitsquelle für andere Menschen sein, ohne notwendigerweise selbst krank zu sein (asymptomatisch). Ein Patient kann dauerhaft oder vorübergehend vor einer Krankheit geschützt sein (immun). Der Schutz vor Krankheit eines einzelnen kann dadurch bedingt sein, dass die Mehrzahl der Individuen einer Gruppe immun ist (Herdenimmunität). Die Lebensweise oder einzelne Handlungen sind oft direkt verbunden mit einem Infektionsrisiko, und eine einfache Änderung des Verhaltens ist oft eine wirksame Maßnahme zur Prävention (Schmitt et al. 2001).

2.2 Epidemie

Eine Epidemie wird als Erkrankungswelle, auch epidemisches Geschehen, bezeichnet. Im Vergleich zur Ausgangssituation treten bestimmte Erkrankungsfälle mit einheitlicher Ursache vermehrt auf, der Prozess ist zeitlich und räumlich begrenzt. Der Begriff wird oft auf Infektionskrankheiten bezogen. Eine Erkrankung von vielen Menschen wird als extensiv-, eine schwere Erkrankung von vielen Menschen als intensiv bezeichnet (Kiehl 2015).

2.3 Pandemie

Eine Pandemie ist eine neue, aber als zeitlich begrenzt in Erscheinung tretende, weltweit starke Ausbreitung einer Infektionskrankheit mit hohen Erkrankungszahlen, in der Regel auch mit schweren Krankheitsverläufen. Bei einer fortgesetzten Mensch-zu-Mensch-Übertragung kann die WHO eine weltweite Pandemie deklarieren (Kiehl 2015).

2.4 Viren

Infektionskrankheiten, welche durch Viren ausgelöst werden, haben das Merkmal, dass die verursachenden Erreger entsprechende menschliche Zellen befallen und diese nutzen, um sich zu vermehren. Im Vergleich zu Bakterien oder Parasiten, sind Viren keine Lebewesen. Viren haben ihre Erbinformation als DNA (Desoxyribonukleinsäure) oder RNA (Ribonukleinsäure). Die DNA kann durch verschiedene Enzyme direkt in die menschliche DNA integriert werden, während bei RNA Viren diese erst in DNA umgebaut werden muss. Sobald die Erbinformation des Virus in die menschliche Zelle integriert ist, werden entsprechend neue Virenproteine hergestellt. Das Erbgut wird über Rezeptoren in die entsprechenden Zellen geschleust und dann in die DNA der Zelle integriert. Dadurch werden die menschlichen Zellen gezwungen, die entsprechenden Proteine, welche im Erbgut der Viren vorhanden sind, zu produzieren. Aus den einzelnen Proteinen werden wiederum neue Viren produziert, welche neue Zellen befallen (Doerfler 2002).

3 Coronavirus Erkrankungen

Seit 2002 sind in einer Zeitspanne von 17 Jahren, zwei Epidemien von schweren akuten respiratorischen Syndromen (SARS), in China entsprungen. Die erste Epidemie brach Ende 2002 aus, die zweite Epidemie Ende 2019. Beide Auslöser dieser Epidemien gehen auf neue Arten von Coronaviren zurück, nämlich SARS-CoV und SARS-CoV-2. Beide Viren benutzen denselben Zellrezeptor (ACE2), um in den menschlichen Körper einzudringen.

Beide Epidemien entstanden in einer kalten, trockenen Wintersaison, in denen große Feiertage anstanden und in Regionen, in denen es normal ist, Wildtiere zu verspeisen (Sun et al. 2020). Im folgenden Kapitel werden die Erreger und die Krankheit von SARS-CoV, MERS-CoV, und SARS-CoV-2 betrachtet.

3.1 SARS-CoV (2002/2003)

Das Schwere Akute Respiratorische Syndrom (SARS), trat erstmals im November 2002 in der chinesischen Provinz Guangdong auf. Die WHO sprach am 12.03.2003 eine Pandemiewarnung aus (WHO 2003a). Der Erreger war ein bis dato unbekanntes Coronavirus, welches als SARS-assoziiertes Coronavirus (SARS-CoV) bezeichnet wird. Das Virus gehört der Gruppe der Nidoviren an und ist ein behülltes Einzel(+)-Strang-RNA-Virus (Drosten et al. 2003).

Zu den Symptomen gehören plötzlich auftretendes, schnell steigendes Fieber, Halsentzündung mit Husten und Heiserkeit, Atemnot, Muskelschmerzen, Kopfschmerzen und Pneumonien (Xing-Yi Ge et al. 2013).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Übertragung des Erregers, kann über eine Schmier-, Tröpfchen- oder Kontaktinfektion erfolgen. Die Inkubationszeit beträgt zwischen 2 und 10 Tagen, bei einem Durchschnitt von 6,4 Tagen. Die durchschnittliche Dauer vom Beginn der Symptome bis zur Krankenhausaufnahme beträgt zwischen 3 und 5 Tagen (Booth et al. 2003).

In Abbildung 1 wird die klinische Manifestation des SARS-CoV dargestellt. Diese erfolgt in drei Phasen. Phase 1 hält gewöhnlich für eine Woche an, in dieser Zeit ist eine exponentielle Entwicklung der Viruslast durch die hohe Steigung zu beobachten. Bei einem CT, wird eine langsam voranschreitende Lungenschädigung sichtbar. In Phase 2 sinkt die Temperatur von hohem Fieber auf erhöhte Temperatur ab, fortschreitende Pneumonien können hier nachgewiesen werden. In dieser Phase kommt es zu einem Abfall der Viruslast. Die dritte Phase ist durch Normaltemperatur gekennzeichnet, die Schädigung der Lunge liegt noch vor oder kann fortgeschritten sein, mitunter ist eine Beatmung des Patienten notwendig (World Health Organization 2006).20-25 % der Patienten mussten intensivmedizinisch behandelt werden. 25 % der Patienten, welche auf der Intensivstation behandelt wurden, starben durch multiples Organversagen oder durch sekundäre nosokomiale Infektionen (Leung et al. 2003). Insgesamt gab es zwischen dem 01.11.2002 und 31.07.2003 ca. 8096 Infizierte, wovon 774 starben. Dies entspricht einer Letalitätsrate von 9,6 %.

Die meisten Infektionen wurden in China, Kanada und Singapur gezählt (WHO 2003b). 21 % der Infizierten waren Personen, welche im Gesundheitssystem arbeiteten (WHO 2003b). Die Epidemie konnte durch bestimmte Charakteristika des SARS-CoV, gestoppt werden. Infizierte Personen übertrugen das Virus erst einige Tage nach einer Ansteckung, nachdem sie selbst Symptome zeigten. Im Durchschnitt dauerte die Inkubationszeit fünf Tage. Am höchsten infektiös waren die Infizierten am zehnten Tag der Erkrankung. In diesem Zustand sind bereits schwere Symptome der Erkrankung vorhanden. Dadurch gelang es durch eine effektive Isolation von Infizierten, die Ausbreitung weitestgehend zu verhindern. Zudem war es durch die Inkubationszeit von 2 – 10 Tagen möglich, die Infektionsketten an mehreren Stellen zu durchbrechen und infizierte Kontaktpersonen ausfindig zu machen und zu isolieren, bevor diese selbst infektiös wurden.

Das Eindämmen einer Pandemie wird zu einem großen Teil der Eigenschaft der Erkrankung zugesprochen, dass asymptomatische Infizierte, oder Infizierte ohne Symptome nicht ansteckend waren. In diesem Fall wäre ein Kontrolle der Infektionsketten unmöglich gewesen (World Health Organization 2006).

3.2 MERS-CoV (2012)

Im April 2012 wurde das Middle East Respiratory Syndrom Coronavirus (MERS-CoV) erstmals bei einem Patienten in Jeddah, Saudi-Arabien identifiziert. Das Virus gehört der Familie der Coronaviridae, der Gattung Betacoronavirus an. Es hat ein Plusstrang-behülltes RNA Genom. Das Virus wird von Dromedaren als Zwischenwirt auf den Menschen übertragen. Eine Mensch zu Mensch Übertragung ist möglich. Die Inkubationszeit beträgt 1 – 2 Wochen. Symptome umfassen grippeähnliche Symptome und ähneln denen von SARS, bei dem Magen-Darm-Beschwerden und in schweren Fällen auch Pneumonien auftreten können, häufig waren Fieber > 38 °C, Schüttelfrost, Husten und Atemnot. Mögliche Komplikationen sind ein akutes Atemnotsyndrom oder Nierenversagen. Bei 36 % der gemeldeten Fällen, verlief die Krankheit tödlich. Meist waren dies Patienten mit chronischen Vorerkrankungen oder einem geschwächten Immunsystem. Die besondere Schwere der Erkrankung erforderte bei Einlieferung in ein Krankenhaus eine Verlegung auf die Intensivstation innerhalb von 4 Tagen. Bei Patienten in intensiv-medizinischer Behandlung musste eine Beatmung durchschnittlich nach 7 Tagen eingeleitet werden. Bei tödlichem Krankheitsverlauf trat der Tod im Durchschnitt innerhalb von 11,5 Tagen ein (Stöcker 2018; Assiri et al. 2013; Zumla et al. 2015). Vom Jahr 2012 bis 2015 sind 1.392 Infizierte und 538 Tote bestätigt (ECDC 2015).

Als Präventionsmaßnahmen vor einer Ansteckung, wird durch die WHO empfohlen, bei einem Besuch einer Farm, eines Marktes oder anderen Plätzen mit Kamelen bestimmte Hygienevorschriften einzuhalten. Dazu zählen: reguläres Händewaschen nach Kontakt mit Kamelen, Vermeiden des Berührens der Augen, Mund oder Nase, sowie die Vermeidung des Kontakts mit kranken Tieren. Des Weiteren wird das Tragen von Schutzkleidung und Handschuhen beim Arbeiten mit Tieren empfohlen. Der Konsum von rohen oder nicht vollständig gegarten tierischen Produkten, inklusive Milch und Fleisch, trägt ein hohes Risiko einer Infektion verschiedener Organismen, welche Krankheiten beim Menschen auslösen können, mit sich. Bei dem Verzehr von vorschriftsmäßig zubereiteten Speisen muss aufgrund der Gefahr einer Kreuzkontamination mit ungekochten Speisen, geachtet werden (WHO 2014).

3.3 SARS-CoV-2 (2019)

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 stellt die Form des SARS-Coronavirus-2 dar. Die kronenartigen Spitzen an der Außenhülle verliehen dem Virus seinen Namen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2 Struktur von SARS-CoV-2 (Adnan Shereen et. al, S. 3)

Bei SARS-CoV-2 handelt es sich um ein Betacoronavirus aus der Virusfamilie Coronaviridae. Diese Viren verursachen bei Wirbel- & Säugetieren, Fischen und Vögeln unterschiedliche Erkrankungen. Coronaviren sind in ihrer Art genetisch hochvariabel und können durch eine Überwindung der Artenbarriere auch mehrere Wirtsspezies befallen. COVID-19 (Corona Virus Disease 2019) ist eine hoch ansteckende und leicht übertragbare virale Infektion, ausgelöst durch das Severe Acute Respiratory Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Das Virusgenom besteht aus einzelsträngiger RNA (ssRNA).

Phylogenetische Analysen legen nahe, dass das SARS-CoV-2 eine Ähnlichkeit mit zwei von Fledermäusen abgeleiteten SARS ähnlichen Coronaviren, bat-SL-CoVZC45 zu 88 % und bat-SL-CoVZXC21 zu 89 %, hat. Die bei den Menschen bekannten, vorangegangen Infektionskrankheiten SARS-CoV und das Middle East Respiratory Syndrom coronavirus (MERS-CoV), haben hingegen eine Ähnlichkeit von 79 %, bzw. 50 % mit SARS-CoV-2 (Adnan Shereen et al. 2020).

Im Dezember 2019 wurden mehrere Fälle von Pneumonien unbekannter Herkunft in Wuhan, Provinz Hubei, China, gemeldet und mit dem Wuhan Seafood Wholesale Market, in Verbindung gebracht.

3.3.1 Übertragungsweg

Es wird angenommen, dass sich das Virus über eine Mensch-zu-Mensch Übertragung durch respiratorische Tröpfchen verbreitet (Robert Koch-Institut (RKI) 2020). Infektiöse Virenpartikel können in der Luft 2,74 Stunden ansteckend bleiben. Weitere Infektionswege können durch das Berühren von kontaminierten Flächen entstehen. So vergehen bei SARS-CoV-2 Kontamination auf Oberflächen wie Kupfer 0,774 Stunden, auf Pappe 3,46 Stunden, auf Stahl 5,63 Stunden, auf Plastik 6,81 Stunden, bis die Hälfte der Viren verschwunden sind. Somit ist eine Verbreitung durch engen Kontakt („face to face“), sowie über das Berühren von kontaminierten Oberflächen möglich (van Doremalen et al. 2020).

Bei Tests der Virenkonzentration in diversen Körperflüssigkeiten enthielten 93 % der Proben von Flüssigkeiten einer Bronchiallavage Viren. Bei Sputum waren dies 72 %, Nasenabstrich 63 %, bronchoskopische Bürstenbiopsie 46 %, Rachenabstrich 32 %, Stuhlproben 29 %, Urinproben 1 % (Wang et al. 2020).

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Bei SARS-CoV-2 besteht die Gefahr einer Infektion durch asymptomatisch infizierte Personen. Eine 20-jährige Infizierte, ohne Symptome, aus Wuhan, reiste nach Anyang, China und hatte sozialen Kontakt mit fünf Familienmitgliedern. Alle fünf Familienmitgliedern entwickelten daraufhin selbst Symptome von COVID-19.

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