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Simulationen zu besorgniserregenden Varianten

Am Scheideweg zur dritten Welle

Die Neuinfektionen steigen wieder – trotz Lockdown. Simulationen zur Verbreitung der Varianten zeigen, wie schnell die dritte Welle kommen könnte – und wie wir sie vielleicht doch noch verhindern könnten.
Die Neuinfektionen steigen wieder – trotz Lockdown. Simulationen zur Verbreitung der Varianten zeigen, wie schnell die dritte Welle kommen könnte – und wie wir sie vielleicht doch noch verhindern könnten.

Wellen sind am Anfang nie hoch. Sie bauen sich langsam auf und werden erst in ihrer vollen Größe sichtbar, wenn sie brechen. Das ist auf dem Meer so. Und anscheinend auch bei Corona. Was sich da gerade langsam aufbaut, ist vielleicht aber nicht nur eine dritte Welle – sondern eine zweite Pandemie. So beschreiben Expert:innen die aktuelle Entwicklung, in der sich die Coronavirus-Varianten in Deutschland verbreiten.

Zumindest die Variante B.1.1.7, zum ersten Mal in Großbritannien entdeckt, gilt als 30 bis 70 Prozent ansteckender, wie zuletzt RKI-Präsident Lothar Wieler am Freitag in der Bundespressekonferenz mahnte. Die verfügbaren Daten zur Mutation zeigen: Der Anteil von B.1.1.7 unter den gemeldeten Neuinfektionen in Deutschland steigt extrem schnell. Was das bedeutet, haben wir mithilfe von Simulationen nachgerechnet. Sie zeigen, dass die Inzidenz binnen vier Wochen wieder über hundert steigen könnte. Aber sie machen auch großen Mut: Reagieren wir jetzt richtig, könnte Deutschland vielleicht noch einen anderen Weg einschlagen als Großbritannien oder Portugal. Das würde den Lockdown insgesamt verkürzen – und vielen das Leben retten.

Am Donnerstag meldeten die Landkreise und kreisfreien Städte in Deutschland insgesamt einen Anstieg um 6 Prozent im Vergleich zur Vorwoche. Wieler spricht von „deutlichen Signale einer Trendumkehr“. Davor waren die Fallzahlen über mehrere Wochen relativ gleichmäßig gesunken.

B.1.1.7 kann als zweite Pandemie gesehen werden

Es ist vor allem die Mutante B.1.1.7, die dafür verantwortlich zeichnet. Sie verbreitet sich schneller als der Corona-„Wildtyp”, also die bisher vorherrschende Virusvariante – inklusive anderer, teilweise unbekannter Mutanten. Was daran so schwer zu verstehen ist: Beide Varianten breiten sich recht unabhängig voneinander aus. Deswegen sprechen Wissenschaftler:innen wie der Physiker Dirk Brockmann oder der Immunologe Michael Meyer-Hermann von einer zweiten Pandemie.

Blickt man auf andere Länder, so zeigt sich bereits, dass B.1.1.7 andere Virus-Varianten verdrängt. Unterm Strich bedeutet das: Die Variante ist ansteckender. Sonst würde ihr Anteil nicht steigen. In Großbritannien lag er Anfang Februar bei 96 Prozent. In Dänemark zeichnet sich eine ähnliche Entwicklung ab.

Die Verbreitung von B.1.1.7 im Vergleich
In Großbritannien wurde die Variante bereits früh entdeckt. In Deutschland ist der Anteil erst seit kurzem bekannt.
In Großbritannien zeigt die Grafik den Anteil der sequenzierten Proben, bei denen eine genetische Veränderung vorliegt, die auf B.1.1.7 schließen lässt. In Dänemark ist es der Anteil der sequenzierten Proben, bei denen die Variante B.1.1.7 nachgewiesen wurde. Für Deutschland entsprechen die die Zahlen dem Anteil der RKI-Testzahlerfassung, bei der Verdacht oder Nachweis von B.1.1.7 besteht.

Die Zahlen der Länder lassen sich nicht ohne Einschränkungen vergleichen. Denn die Länder untersuchen unterschiedlich viele Proben auf die Genmutationen. Also ist die Dunkelziffer unklar – sowohl der absoluten Fälle, als auch der Mutante. Der Trend ist aber bislang überall derselbe: B.1.1.7 übernimmt die Vorherrschaft. Und die Fallzahlen steigen wieder stärker.

Es gibt jetzt zwei R-Werte

Weil sich gerade mehrere verschiedene Coronaviren in Deutschland verbreiten, sollte man das Infektionsgeschehen auch mit zwei verschiedenen R-Werten beschreiben. Der eine liegt – unter den aktuellen Umständen des Lockdowns – vermutlich unter eins. Er spiegelt das Infektionsgeschehen der weniger ansteckenden Varianten wider. Der andere dürfte über eins liegen, es ist der R-Wert der besorgniserregenden Varianten wie B.1.1.7. Ihr Anteil steigt stetig – auch die Landkreise und kreisfreien Städte melden immer mehr eindeutig gesicherte Fälle. Und zwar flächendeckend.

Je nachdem, wie viel ansteckender die Variante letztlich ist, kann der R-Wert der Physikerin Viola Priesemann zufolge um 0,3 bis 0,7 höher liegen. Weil aber noch Daten fehlen, lassen sich diese einzelne R-Werte nicht präzise berechnen. Was man aber schon sieht: Der aktuell vom RKI gemeldete R-Wert aller Fälle zusammen liegt seit einigen Tagen wieder über eins.

Die extreme Wucht exponentiellen Wachstums

Mit einem Modell haben wir versucht, vorauszusagen, wie hoch die Inzidenz in den kommenden Wochen steigen könnte – unter verschiedenen Annahmen. Das hilft sehr dabei, die Gefahr der Mutanten zu verstehen.

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Geht man zunächst davon aus, dass es bis Ende März keine Lockerungen gibt und somit das Infektionsgeschehen sich in etwa so fortsetzt wie in den letzten Wochen, so stiege die Inzidenz Ende März wieder in den dreistelligen Bereich. Damit würde man davon ausgehen, dass bis Ende März keine Lockerungen passieren, sondern der Lockdown fortgesetzt wird. Viele Lockerungen sind aber schon in vollem Gange. Wie sich das auswirkt, lässt sich schwer voraussagen. Wir gehen in der folgenden Simulation vorsichtig davon aus, dass die geöffneten Schulen zu einer leichten Erhöhung des R-Wertes beitragen – Wechselunterricht einbezogen.

So stark könnten die Fallzahlen steigen – mit und ohne Lockerungen
Die Grafik zeigt die Entwicklung der Inzidenz in Deutschland und mögliche Entwicklungen der Fallzahlen in den nächsten sechs Wochen durch die Mutante. Einmal für den Fall, dass Lockerungen beschlossen werden. Und für den Fall, dass der Lockdown verlängert wird.
Berechnung: Cornelius Römer. Daten: Risklayer, CEDIM (KIT) et al., Tagesspiegel. Tagesspiegel/Risklayer

Das Modell geht davon aus, dass das Wachstum der absoluten Zahlen der Varianten um B.1.1.7 exponentiell sei und prognostiziert so die Entwicklung der nächsten Wochen.

Es gibt aber auch mögliche positive Faktoren. Erstens: Es gibt immer mehr Geimpfte in Deutschland. Und: das Wetter wird besser, die Menschen treffen sich eher draußen, wo Ansteckungen seltener sind. Expert:innen gehen davon aus, dass auch Sars-Cov-2 eine gewisse Saisonalität aufweist, wie dies bei anderen Coronavirus-Arten der Fall ist, die schon länger bekannt sind. Die genaue Größe des Effektes ist jedoch nicht bekannt und kann deshalb nur geschätzt werden.

Geht man davon aus, dass die saisonalen Effekte positiv sind und rechnet außerdem die Geimpften ein, zeigt sich ein Bild, das Hoffnung macht: Würden wir auf Lockerungen verzichten und die Schulöffnungen rückgängig machen, so könnte das Infektionsgeschehen gebremst werden.

So könnten Impfungen und Wetter die Infektionen beeinflussen
Die Grafik zeigt Entwicklung der Inzidenz und mögliche Entwicklungen der Fallzahlen in den nächsten sechs Wochen durch die Mutante – einmal mit Lockerungen, einmal ohne. Dabei gehen wir von der Annahme aus. dass Wetter und Impfungen einen Effekt auf das Infektionsgeschehen haben könnten.
Berechnung: Cornelius Römer. Daten: Risklayer, CEDIM (KIT) et al., Tagesspiegel. Tagesspiegel/Risklayer

Natürlich können diese Modelle das Infektionsgeschehen nicht vorhersagen. Sie sind nur Szenarien, die helfen sollen, verschiedene Entwicklungen im Infektionsgeschehen besser zu verstehen. Je nachdem, welche Faktoren mit einbezogen werden, kommt man zu unterschiedlichen Ergebnissen. Hinzu kommen unzählige weitere Faktoren, die eingreifen könnten und sich nur schwer berechnen lassen. Die regelmäßiger Erhebungen der Cosmo-Studie zeigen etwa, dass die Pandemiemüdigkeit in Deutschland stetig zunimmt. Das könnte dazu führen, dass Maßnahmen immer weniger von der Bevölkerung beachtet werden. Andererseits könnte die Politik neue Schutzmaßnahmen beschließen.

„Testen könnte der effektivere Lockdown sein“

In den von B.1.1.7 besonders betroffenen Ländern brauchte es sehr strenge Maßnahmen, um die Ausbreitung einzudämmen. Dagegen helfen könnten Schnelltests und Impfungen.

„Testen könnte der effektivere Lockdown sein”, glaubt der Physiker und Experte für computergestützter Epidemiologie, Dirk Brockmann. Im Lockdown reduziere jeder seine Kontakte und senke so die Zahlen. Beim Testen könnte ein ähnlicher Effekt eintreten. Denn asymptomatisch Erkrankte könnten so früh gefunden und isoliert werden. So reduzieren sie auch ihre Kontakte.

Wenn eine Person eine Woche infektiös sei, sich aber nach drei Tagen testen lasse und dann nach positivem Test isoliere, wäre das vergleichbar mit einer Infektionsdauer von vier Tagen, erklärt Brockmann. Also weniger Zeit, um mögliche Kontakte anzustecken. So ließe sich die Infektionszeit, also die Zeit, in der andere angesteckt werden können, zwar nicht tatsächlich, aber effektiv verkürzen, was eine vergleichbare Dynamik hätte. „Man muss zeigen, dass Tests in Masse funktionieren”, sagt er.

Testen wie Zähne putzen?

Eine Studie zu Schnelltests aus Colorado ist vielversprechend. Mit Hilfe von mathematischen Modellen versuchten dort Forscher:innen, den Effekt der breit durchgeführten Schnelltests in hypothetischen Szenarien vorauszusagen. In einem Szenario, in dem vier Prozent der Personen in einer Stadt bereits infiziert waren, reduzierte ein Schnelltest bei drei von vier Personen alle drei Tage die Zahl der letztlich Infizierten um 88 Prozent. So könnte die Pandemie innerhalb von sechs Wochen unter Kontrolle gebracht werden.

Um die Schnelltests ging es auch in der Pressekonferenz am Freitag mit Bundesgesundheitsminister Jens Spahn und RKI Präsident Wieler. Dort stellte die Pandemiebeauftragte der Stadt Tübingen, Lisa Federle, das Testkonzept der Stadt vor. Ginge es nach ihr, so sollte das Testen jeden Morgen passieren, quasi wie das Zähneputzen. Und wer geht schon lieber zum Zahnarzt als sich die Zähne zu putzen? Vielleicht beugt so eine Routine ja auch der dritten Welle vor.

Über die Autorinnen und Autoren

Eric Beltermann
Webentwicklung
Benedikt Brandhofer
Aufmacher
Cornelius Römer
Simulationen
Helena Wittlich
Text & Recherche
Veröffentlicht am 26. Februar 2021.