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Covid-19: Wie sich die Pandemie in den kommenden Jahren entwickeln könnte

Das Virus Sars-CoV-2 wird die Welt noch im Jahr 2021 und darüber hinaus begleiten. Szenarien lassen erahnen, was die Menschheit erwartet.
Krankenschwester mit Stäbchen für den Covid-19-AbstrichLaden...

Juni 2021. Die Welt befindet sich seit eineinhalb Jahren im Pandemie-Modus. Das Virus breitet sich weiterhin aus; zeitweilige Lockdowns sind der neue Normalzustand. Ein zugelassener Impfstoff bietet sechs Monate lang Schutz, doch internationale Abkommen sorgen dafür, dass er nur langsam alle Menschen erreicht. Schätzungsweise 250 Millionen Menschen haben sich weltweit infiziert, 1,75 Millionen sind gestorben.

Szenarien wie dieses versuchen zu modellieren, wie sich die Covid-19-Pandemie entwickeln könnte. Auf der ganzen Welt erstellen Epidemiologen solche Überlegungen für die nähere und fernere Zukunft an, um sich auf die Auswirkungen von Sars-CoV-2, dem Virus, das Covid-19 verursacht, vorzubereiten und dessen Ausbreitung einzudämmen. Obwohl sich ihre Vorhersagen und Zeitlinien unterscheiden, sind sie sich in zwei Dingen einig: Covid-19 wird uns auch weiterhin erhalten bleiben, und die Zukunft hängt von vielen derzeit noch unbekannten Faktoren ab. Etwa davon, ob Menschen dauerhaft gegen das Virus immun werden oder ob die Jahreszeiten seine Ausbreitung beeinflussen. Die vielleicht wichtigste Variable sind aber die Entscheidungen, die Regierungen und Einzelpersonen treffen. »Viele Orte lockern ihre Maßnahmen, und viele andere Orte tun es nicht. Wir wissen noch nicht wirklich, was passieren wird«, sagt Rosalind Eggo, die sich mit solchen Szenarien für die Ausbreitung von Infektionskrankheiten an der London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) beschäftigt.

»Die Zukunft wird stark davon abhängen, wie sehr die soziale Durchmischung wieder zunimmt und welche Art von Prävention wir betreiben«
(Joseph Wu)

»Die Zukunft wird stark davon abhängen, wie sehr die soziale Durchmischung wieder zunimmt und welche Art von Prävention wir betreiben«, sagt Joseph Wu von der Universität in Hongkong. Jüngste Modelle und Erkenntnisse aus erfolgreichen Lockdowns deuten darauf hin, dass Verhaltensänderungen die Ausbreitung von Covid-19 verringern können, wenn sich zumindest die meisten Menschen daran halten.

Die Zahl der bestätigten Covid-19-Infektionen hat weltweit inzwischen die Marke von 20 Millionen überschritten, mehr als 780 000 Menschen sind gestorben. In vielen Ländern werden die Schutzmaßnahmen gelockert, was einige zu der Annahme veranlasst, dass die Pandemie zu Ende geht, sagt Yonatan Grad, Epidemiologe an der Harvard T. H. Chan School of Public Health in Boston, Massachusetts. »Aber das ist nicht der Fall. Uns steht ein langer Weg bevor.«

Wenn die Immunität gegen das Virus kürzer als ein Jahr anhält, ähnlich wie bei anderen menschlichen Coronaviren, könnte es bis 2025 und darüber hinaus einen jährlichen Anstieg von Covid-19-Infektionen geben. Hier erfahren Sie, was die Wissenschaftler über die kommenden Monate und Jahre sagen.

Was erwartet uns in der näheren Zukunft?

Die Pandemie verläuft nicht überall auf der Welt gleich. Länder wie China, Neuseeland und Ruanda konnten in der Vergangenheit – nach unterschiedlich langen Lockdowns – ein niedriges Niveau an Fallzahlen erreichen. Anschließend lockerten sie die Maßnahmen wieder und warteten auf ein erneutes Aufflammen der Pandemie. In anderen Ländern wie den Vereinigten Staaten und Brasilien sind die Fallzahlen rasant gestiegen, nachdem die Regierungen die Maßnahmen schnell aufgehoben oder überhaupt nie landesweit eingeführt haben.

Die zweite Gruppe bereitet Modellierern Sorgen. Für Südafrika, das bei der Gesamtzahl der Covid-19-Fälle inzwischen weltweit an fünfter Stelle steht, schätzt ein Konsortium von Wissenschaftlern, dass das Land im August oder September mit einem Höchststand von rund einer Million aktiver Fälle und bis Anfang November kumulativ sogar mit 13 Millionen symptomatischen Fällen rechnen kann. Was die Krankenhausressourcen anbelangt, »sind wir in einigen Bereichen bereits jetzt an der Kapazitätsgrenze angelangt, so dass ich glaube, dass unser Best-Case-Szenario kein gutes ist«, sagt Juliet Pulliam, Direktorin des South African Centre for Epidemiological Modelling and Analysis an der Stellenbosch University.

Wie tödlich ist das Coronavirus? Was ist über die Fälle in Deutschland bekannt? Wie kann ich mich vor Sars-CoV-2 schützen? Diese Fragen und mehr beantworten wir in unserer FAQ. Mehr zum Thema lesen Sie auf unserer Schwerpunktseite »Ein neues Coronavirus verändert die Welt«. Die weltweite Berichterstattung von »Scientific American«, »Spektrum der Wissenschaft« und anderen internationalen Ausgaben haben wir zudem auf einer Seite zusammengefasst.

Doch es gibt auch gute Nachrichten. So gibt es erste Anzeichen etwa dafür, dass Verhaltensänderungen wie Händewaschen und das Tragen von Masken auch über strenge Lockdowns hinweg Bestand haben und so dazu beitragen, die Flut von Infektionen einzudämmen. In einem Bericht vom Juni 2020 stellte ein Team des MRC Centre for Global Infectious Disease Analysis am Imperial College London fest, dass in 53 Ländern, die sich zu öffnen begannen, der Anstieg der Infektionen nicht so groß war wie auf der Grundlage früherer Daten vorhergesagt. »Es wird unterbewertet, wie sehr sich das Verhalten der Menschen in Bezug auf das Tragen von Masken, Händewaschen und soziale Distanzierung verändert hat. Es ist nicht mehr so wie früher«, sagt Samir Bhatt, Epidemiologe am Imperial College London und Mitautor der Studie.

In Virus-Hotspots haben Forscher untersucht, wie hilfreich diese Verhaltensweisen sind. An der Anhembi Morumbi University im brasilianischen São Paulo haben der Computerbiologe Osmar Pinto Neto und seine Kollegen mehr als 250 000 Modellrechnungen zu verschiedenen Social-Distancing-Strategien durchgeführt sowie zu Verhaltensinterventionen wie Maskentragen und Händewaschen. Das Team kam zu dem Schluss, dass Social-Distancing-Maßnahmen alle 80 Tage zurückgefahren werden und Infektionsspitzen in den kommenden zwei Jahren trotzdem verhindert werden können, wenn 50 bis 65 Prozent der Menschen in der Öffentlichkeit vorsichtig sind. »Wir müssen unsere Kultur, wie wir mit anderen Menschen umgehen, ändern«, sagt Neto. Insgesamt sei es eine gute Nachricht, dass Verhaltensänderungen auch ohne Impfstoff die Krankheitsübertragung verlangsamen können, fügt er hinzu.

Jorge Velasco-Hernández von der National Autonomous University of Mexico in Juriquilla und seine Kollegen untersuchten zudem das Zusammenspiel von offiziellen Lockdowns und persönlichen Schutzmaßnahmen. Sie stellten fest, dass die Infektionszahlen zurückgehen würden, wenn 70 Prozent der mexikanischen Bevölkerung nach freiwilligen Lockdowns, die Ende März begannen, persönliche Maßnahmen wie Händewaschen und das Tragen von Masken ergreifen würden. Doch als die Regierung die Maßnahmen am 1. Juni aufhob, ging die Zahl der wöchentlichen Covid-19-Todesfälle nicht zurück, sondern der Anstieg flachte lediglich ab. Das Team um Velasco-Hernández glaubt, dass zwei Feiertage als so genannte Superspreading-Events fungierten, die hohe Infektionsraten verursachten, kurz bevor die Regierung die Beschränkungen aufhob.

In Regionen, in denen Infektionen mit Sars-CoV-2 offenbar rückläufig sind, sei es der beste Ansatz, sorgfältig zu testen, neue Fälle zu isolieren und ihre Kontakte nachzuverfolgen, sagen Forscher. So ist es zum Beispiel in Hongkong. »Wir experimentieren, machen Beobachtungen und passen uns langsam an«, sagt Wu. Er erwartet, dass die Strategie ein enormes Wiederaufflammen der Pandemie verhindern wird – es sei denn, der zunehmende Flugverkehr bringt eine beträchtliche Zahl importierter Fälle mit sich.

Doch wie viel Kontaktverfolgung und Isolierung ist genau erforderlich, um einen Ausbruch wirksam einzudämmen? Im Rahmen einer Analyse am LSHTM simulierten Forscher neue Ausbrüche mit unterschiedlicher Ansteckungsgefahr, ausgehend von 5, 20 oder 40 neu hinzugekommenen Fällen. Das Team kam zu dem Schluss, dass die Ermittlung von Kontakten schnell und umfassend erfolgen muss: 80 Prozent der Kontakte müssen innerhalb weniger Tage ermittelt werden, um einen Ausbruch unter Kontrolle zu bringen. Gerade widmet sich die Gruppe der Frage, wie wirksam digitale Kontaktverfolgung ist und wie lange es praktikabel ist, Personen, die einer Infektionsquelle ausgesetzt waren, in Quarantäne zu halten, sagt Koautorin Eggo. »Es ist wichtig, ein Gleichgewicht zwischen dem zu finden, was Menschen bereit sind zu tolerieren, und dem, was einen Ausbruch in Schach hält.«

80 Prozent der Kontakte zurückzuverfolgen, könnte in Regionen, die noch immer mit Tausenden von Neuinfektionen pro Woche zu kämpfen haben, fast unmöglich sein. Und schlimmer noch: Selbst die höchsten Fallzahlen werden wahrscheinlich immer noch unterschätzt. Eine vorab veröffentlichte Studie, für die ein Team des Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge Covid-19-Testdaten aus 84 Ländern analysierte, legt nahe, dass die tatsächlichen weltweiten Infektionszahlen zwölfmal höher liegen könnten als die offiziell gemeldeten. Bei den Todesfällen könnten rund 50 Prozent mehr hinzukommen. »Es gibt viel mehr Fälle, als die Daten zeigen. Entsprechend besteht ein höheres Infektionsrisiko, als die Menschen vielleicht glauben«, sagt John Sterman, Mitverfasser der Studie und Direktor der MIT System Dynamics Group.

Vorerst müssten Maßnahmen zur Eindämmung wie etwa »social distancing« so lange wie möglich fortgesetzt werden, um einen zweiten großen Ausbruch zu verhindern, sagt Bhatt. »Zumindest, bis die Wintermonate beginnen. Dann wird das Ganze wieder etwas gefährlicher.«

Was passiert, wenn es kalt wird?

Inzwischen ist klar, dass der Sommer das Virus nicht einheitlich hat stoppen können. Aber warmes Wetter könnte es einfacher gemacht haben, Sars-CoV-2 in den gemäßigten Regionen einzudämmen. In Gebieten, in denen es in der zweiten Hälfte Jahres 2020 kälter wird, ist nach Ansicht von Experten mit einer Zunahme der Übertragung zu rechnen.

Viele menschliche Atemwegsviren wie etwa Influenza und andere Coronaviren folgen saisonalen Schwankungen, die zu Ausbrüchen im Winter führen, so dass es sich wahrscheinlich auch bei Sars-CoV-2 so verhält. »Ich erwarte, dass die Infektionsrate von Sars-CoV-2 und möglicherweise auch der Krankheitsverlauf im Winter schlimmer sein wird«, sagt Akiko Iwasaki, Immunbiologin an der Yale School of Medicine in New Haven, Connecticut. Es gibt Hinweise darauf, dass trockene Winterluft die Stabilität und die Übertragung von Atemwegsviren verbessert. Und die Immunabwehr der Atemwege könnte durch das Einatmen trockener Luft beeinträchtigt werden.

Gleichzeitig halten sich Menschen bei kälterem Wetter eher in geschlossenen Räumen auf, wo die Virusübertragung durch Tröpfchen ein größeres Risiko darstellt, sagt Richard Neher von der Universität Basel in der Schweiz. Simulationen von Nehers Arbeitsgruppe zeigen, dass saisonale Schwankungen wahrscheinlich die Ausbreitung des Virus beeinflussen und die Eindämmung in der nördlichen Hemisphäre in diesem Winter erschweren könnten.

Künftig könnten Sars-CoV-2-Ausbrüche jeden Winter in Wellen auftreten. Das Risiko für Erwachsene, die bereits einmal an Covid-19 erkrankt sind, könnte wie bei der Grippe verringert sein, doch das hänge davon ab, wie schnell die Immunität gegen das Coronavirus abklinge, sagt Neher. Darüber hinaus könnte die Kombination von Covid-19, Grippe und RSV (dem Humanen Respiratorischen Synzytial-Virus) im Herbst und Winter eine Herausforderung darstellen, sagt Velasco-Hernández, der ein Modell dafür erstellt, wie solche Viren miteinander interagieren könnten.

Ob eine Infektion mit anderen menschlichen Coronaviren einen Schutz gegen Sars-CoV-2 bietet, ist noch unbekannt. In einem Zellkultur-Experiment mit Sars-CoV-2 und dem eng verwandten Sars-CoV konnten Antikörper gegen das eine Coronavirus zwar auch an das andere Virus binden, waren aber nicht dazu in der Lage, es zu deaktivieren oder zu neutralisieren.

Um die Pandemie zu beenden, muss das Virus entweder weltweit ausgerottet werden – was nach Ansicht der meisten Wissenschaftler auf Grund seiner Verbreitung nahezu unmöglich ist – oder die Menschen bauen entweder durch Infektionen oder einen Impfstoff eine ausreichende Immunität auf. Schätzungsweise müssen je nach Land 55 bis 80 Prozent der Bevölkerung immun sein, damit es dazu kommt.

Leider deuten Untersuchungen darauf hin, dass noch ein langer Weg vor uns liegt. Schätzungen auf Basis von Antikörpertests, die zeigen, ob jemand dem Virus ausgesetzt war und Antikörper dagegen gebildet hat, deuten darauf hin, dass sich bislang nur ein kleiner Teil der Menschen infiziert hat. Krankheitsmodelle stützen diese Annahme. Eine Studie in elf europäischen Ländern errechnete bis zum 4. Mai eine Infektionsrate von drei bis vier Prozent, die aus Daten über das Verhältnis von Infektionen zu Todesfällen und die Anzahl der Todesfälle abgeleitet wurde. In den Vereinigten Staaten, wo mehr als 170 000 Covid-19-Todesfälle zu verzeichnen sind, ergab eine Untersuchung von Tausenden von Serumproben, die von den amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention koordiniert wurde, dass die Antikörperprävalenz je nach Ort im Mai zwischen 1 und 6,9 Prozent lag.

Was passiert 2021 und danach?

Wie die Pandemie im Jahr 2021 verläuft, wird stark davon abhängen, wann ein Impfstoff zur Verfügung steht und wie lange das Immunsystem nach Impfung oder Infektion mit dem Virus fertigwird. Viele Impfstoffe bieten jahrzehntelangen Schutz – etwa jene gegen Masern oder Polio –, während andere, darunter solche gegen Keuchhusten und Grippe, mit der Zeit nachlassen. Ebenso bewirken einige Virusinfektionen eine dauerhafte Immunität, andere hingegen eher eine vorübergehende Reaktion. »Die Gesamtinzidenz von Sars-CoV-2 bis 2025 wird entscheidend von dieser Dauer der Immunität abhängen«, schreiben Grad, der Harvard-Epidemiologe Marc Lipsitch und ihre Kollegen in einem Papier im Mai 2020, in dem sie mögliche Szenarien untersuchen.

Bislang wissen Forscher wenig darüber, wie lange die Immunität gegen Sars-CoV-2 anhält. Eine Studie an genesenen Patienten ergab, dass neutralisierende Antikörper bis zu 40 Tage nach Infektionsbeginn im Körper zu finden sind; laut mehreren anderen Studien sinkt der Antikörperspiegel nach Wochen oder Monaten. Wenn Covid-19 einem ähnlichen Muster wie Sars folgt, könnten die Antikörper fünf Monate lang auf einem hohen Niveau bleiben und dann im Verlauf von zwei bis drei Jahren langsam abnehmen. Doch Antikörpern sind nicht das Einzige, was unser Immunsystem gegen eine Infektion aufzubieten hat: Auch B- und T-Gedächtniszellen schützen uns vor zukünftigen Begegnungen mit dem Virus, und über ihre Rolle bei der Sars-CoV-2-Infektion ist derzeit nur wenig bekannt. Um eine klare Antwort zur Immunität zu erhalten, müssen die Forscher eine große Zahl von Menschen über einen langen Zeitraum beobachten, sagt Michael Osterholm, Direktor des Center for Infectious Disease Research and Policy (CIDRAP) an der University of Minnesota in Minneapolis. »Wir werden einfach abwarten müssen.«

Wenn die Zahl der Infektionen ohne einen Impfstoff oder eine dauerhafte Immunität weiterhin rapide ansteigt, »werden wir eine regelmäßige, ausgedehnte Zirkulation des Virus erleben«, sagt Grad. In diesem Fall würde das Virus endemisch werden, sagt Pulliam. »Das wäre sehr schmerzhaft.« Und nicht völlig unvorstellbar: Malaria, eine vermeidbare und behandelbare Krankheit, tötet jedes Jahr mehr als 400 000 Menschen.

Wenn das Virus die Betroffenen vorübergehend immun macht – ähnlich wie zwei andere menschliche Coronaviren, OC43 und HKU1, gegen welche die Immunität etwa 40 Wochen lang anhält –, dann können sich Menschen immer wieder neu infizieren, und es könnte zu jährlichen Ausbrüchen kommen, sagt das Team der Harvard University. Eine Untersuchung, die auf den Trends von acht globalen Influenzapandemien basiert, weist auf eine signifikante Covid-19-Aktivität für mindestens die nächsten 18 bis 24 Monate hin, entweder in einer Reihe von allmählich abnehmenden Peaks oder als eine Art schwelender Brand mit anhaltender Übertragung, aber ohne klares Wellenmuster. Diese Szenarien bleiben jedoch nur Vermutungen, da die aktuelle Pandemie bisher nicht dem Muster der pandemischen Grippe gefolgt ist, sagt Osterholm. »Wir befinden uns in einer Coronavirus-Pandemie, für die es keine Präzedenzfälle gibt.«

Eine andere Möglichkeit ist, dass die Immunität gegen Sars-CoV-2 tatsächlich von Dauer ist. In diesem Fall ist es auch ohne Impfstoff möglich, dass sich das Virus nach einem weltweiten Ausbruch bis 2021 selbst ausbrennt und verschwindet. Sollte die Immunität jedoch moderat ausfallen und etwa zwei Jahre anhalten, dann könnte es zunächst so aussehen, als sei das Virus verschwunden, bevor es dann um 2024 herum auf einmal wieder auftaucht.

Diese Prognose berücksichtigt jedoch nicht die Herstellung wirksamer Impfstoffe. Es ist unwahrscheinlich, dass es nie einen Impfstoff geben wird, angesichts der schieren Menge an Aufwand und Geld, die derzeit in die Entwicklung gesteckt werden, und der Tatsache, dass einige Kandidaten bereits an Menschen getestet werden, sagt Velasco-Hernández. Die Weltgesundheitsorganisation listet 26 Covid-19-Impfstoffe auf, die derzeit am Menschen erprobt werden, davon zwölf in Phase II und sechs in Phase III. Selbst ein Impfstoff mit unvollständigem Schutz würde helfen, indem er den Schweregrad der Krankheit verringert und Krankenhausaufenthalte verhindert, erklärt Wu. Dennoch wird es Monate dauern, einen erfolgreichen Impfstoff herzustellen und zu verteilen.

»Es gibt so viel, was wir über dieses Virus noch nicht wissen«
(Juliet Pulliam)

Die Welt wird von Covid-19 nicht gleichmäßig betroffen sein. In Regionen mit älterer Bevölkerung könnten in späteren Stadien der Pandemie unverhältnismäßig mehr Fälle auftreten, sagt Eggo. Ein mathematisches Modell ihres Teams, das im Juni 2020 veröffentlicht wurde und auf Daten aus sechs Ländern basiert, legt nahe, dass Kinder und Menschen unter 20 Jahren nur etwa halb so anfällig für eine Infektion sind wie ältere Erwachsene.

Eines haben jedoch alle Länder, Städte und Gemeinden, die von der Pandemie betroffen sind, gemeinsam. »Es gibt so viel, was wir über dieses Virus noch nicht wissen«, sagt Pulliam. »Solange wir keine besseren Daten haben, werden wir einfach mit einer Menge Unsicherheiten leben müssen.«

35/2020

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 35/2020

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