Das Coronavirus verstehen

Von Raul Rabadan

In diesem kurzen, verständlich geschriebenen Buch stehen die biologischen Grundlagen, die aktuellen Erkenntnisse zum Coronavirus und die Einordnung in den geschichtlichen und gesellschaftlichen Rahmen im Mittelpunkt. Seit der Identifizierung der ersten Fälle in Wuhan, China, Ende 2019 gab es beträchtliche Verwirrung zur Herkunft und Verbreitung des offiziell SARS-CoV-2 genannten Virus, welches die Krankheit COVID-19 verursacht. Durch widersprüchliche Botschaften in den Medien, unterschiedlichste Informationsquellen, Verschwörungstheorien über den Ursprung des Virus und den uneinheitlichen Umgang durch die Gesundheitsbehörden in verschiedenen Ländern wurde die Angst in der Bevölkerung verstärkt. Diese prägnante und leicht zugängliche Einführung gibt einem breiten Publikum Antworten auf die häufigsten Fragen rund um das Coronavirus:

• Woher kam das Virus?
• Wie wird es übertragen?
• Wie verursacht es Krankheiten?
• Ist es wie eine Grippe?
• Was ist eine Pandemie?
• Was können wir tun, um seine Ausbreitung zu stoppen?

• Sprache: Deutsch
• Herausgeber: Springer
• Erscheinungsdatum: 1. Dez. 2020
• ISBN: 9783662624296

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R. RabadanDas Coronavirus verstehenhttps://doi.org/10.1007/978-3-662-62429-6_1

1. Einleitung

Raul Rabadan¹  

(1)

10Th Floor, Columbia University, New York, NY, USA

Raul Rabadan

Email: [e-mail]

Die größte Bedrohung für die fortdauernde Vorherrschaft des Menschen auf der Erde sind die Viren.

Joshua Lederberg

Vieren bevölkern die Welt zwischen dem Lebendigen und dem Unbelebten, zwischen den Molekülen, die sich selbst verdoppeln können, und denen, die es nicht tun. In Aufbau und Eigenschaften der Viren sind viele Geheimnisse des Lebens eingewoben …

Arnold Levine

Ende Dezember 2019 wurde aus der Stadt Wuhan in der chinesischen Provinz Hubei über gehäufte Fälle von Lungenentzündung unbekannter Ursache berichtet. Die Patienten hatten hohes Fieber und Atemnot. Die meisten Fälle standen in Verbindung mit dem Huanan-Großmarkt, auf dem neben Meeresfrüchten auch verschiedene lebende Tiere verkauft wurden. Weitere Infektionen traten bei Personen auf, die zwischen dem 23. und 27. Dezember in einem nahe gelegenen Hotel übernachtet hatten. Das chinesische Zentrum für Seuchenbekämpfung führte Tests auf sämtliche bekannte Viren und Bakterien durch, aber alle waren negativ – ein Hinweis auf einen Erreger, über den zuvor noch nie berichtet worden war. Man isolierte ein neues Virus und sequenzierte sein Genom; es wies Ähnlichkeiten mit SARS-ähnlichen Coronaviren auf, die man von Fledermäusen kannte. Ansonsten ähnelte es stark dem Virus, das 2003 das schwere akute Atemwegssyndrom (SARS) verursacht hatte, unterschied sich von diesem aber doch so stark, dass man es als neuartiges, für Menschen pathogenes Coronavirus einstufte. Die Häufung der infizierten Familien und die Übertragung im medizinischen Umfeld deuteten darauf hin, dass das Virus von Mensch zu Mensch weitergegeben werden konnte. Einen Monat später, Anfang Februar 2020, wurde das Virus rund um die Welt in mehreren Ländern gefunden, und am 11. März 2020 erklärte es die Weltgesundheitsorganisation (WHO) zu einer globalen Pandemie. Die von dem neuen Coronavirus ausgelöste Krankheit wurde als Coronaviruskrankheit 19 (coronavirus disease 19) oder kurz COVID-19 bezeichnet.

Dass die Ereignisse so schnell aufeinander folgten, gab Anlass zu beträchtlicher Verwirrung. Einstellungen und Wahrnehmung in der Bevölkerung waren höchst unterschiedlich – das Spektrum reichte vom Leugnen bis zu ernsten Bedenken und Panik; damit war es ein Spiegelbild der höchst unterschiedlichen Kommentare und Maßnahmen, die von Behörden und Medien ausgingen. Nach der Erklärung zur Pandemie und den ersten schwerwiegenden Ausbrüchen in Wuhan, Norditalien, Spanien und dem Iran wurde deutlich, dass das Virus eine ernsthafte Bedrohung ist und zu einer beträchtlichen Überlastung der Gesundheitssysteme führen konnte. Ende März 2020 berichteten die USA, Großbritannien, Indien und die meisten europäischen Staaten über eine stark steigende Zahl von Erkrankten und Todesfällen, und man ergriff umfangreiche staatliche Maßnahmen bis hin zum Lockdown. Daraus ergaben sich beängstigende wirtschaftliche Auswirkungen wie internationale Reisebeschränkungen, Unsicherheiten auf den Märkten, ein erheblicher Rückgang der Nachfrage nach Gütern und ihrer Produktion und vieles andere.

Die Verwirrung in den ersten Monaten der Pandemie führte leider zu einer Überfülle an Mythen, belanglosen Informationen und Verschwörungstheorien, die das Internet schneller infizierten, als das Virus sich über die Welt verbreitete. Als man versuchte, die Situation zu verstehen und aus der überwältigenden Datenfülle eine zusammenhängende Darstellung zu machen, ergaben sich viele Fragen: Was ist das Wesen des Virus? Was für eine Krankheit verursacht es? Wie verändert es sich? Und wie geht es weiter? Das vorliegende Buch beschäftigt sich mit einigen dieser Themen. Ich habe mich entschlossen, es in Form eines Dialoges mit einfachen Fragen und Antworten aufzubauen. Die meisten dieser Fragen stammten von Angehörigen, Freunden und Kollegen.

Dieses Buch richtet sich an Laien, die nur über geringe Vorkenntnisse in Biologie, Virologie, Epidemiologie oder Medizin im Allgemeinen verfügen. Ich habe mich bemüht, abgeschlossene Kapitel zu verfassen, die man in beliebiger Reihenfolge lesen kann. Allerdings empfehle ich, die vier ersten Kapitel auch zuerst zu lesen und damit genauere Kenntnisse über die biologischen und epidemiologischen Konzepte zu gewinnen, die in den Kapiteln über einzelne Viren und Ausbrüche erörtert werden. Da es sich hier nur um eine kurze Einführung in das Thema handelt, gehe ich über einige wichtige Details hinweg. Um ein Gegengewicht zu der oberflächlichen Behandlung mancher Themen zu schaffen, habe ich am Ende des Buches eine Liste mit Leseempfehlungen aufgenommen, die dem interessierten Leser als Leitfaden für eine eingehendere Beschäftigung mit einzelnen Themen dienen kann. Das Material wurde dabei aus aktuellen, weiter gefassten wissenschaftlichen Fachartikeln und Lehrbüchern ausgewählt. Den engagierten Leser fordere ich auf, diesen Hinweisen nachzugehen. Gleichzeitig entschuldige ich mich bei einigen Wissenschaftlern, deren Arbeiten ich wegen des einführenden Charakters dieses Buches nicht erörtern oder erwähnen konnte.

Viren sind faszinierende Gebilde, aber sie wecken auch unsere urtümlichsten Ängste. Die Geschichte der Menschheit ist ganz buchstäblich verseucht mit Berichten über die verheerenden Wirkungen von Infektionskrankheiten, und dabei waren Viren wichtige Mitspieler. An Pocken starb jeder Dritte, der sich damit infizierte – allein im vergangenen Jahrhundert forderten sie schätzungsweise 300 Mio. Todesopfer. Die berüchtigte Spanische Grippe schockierte 1918 die ganze Welt mit ihrer schnellen Ausbreitung, der völligen Überforderung der Gesundheitssysteme und ihrem heimtückischen Angriff auf die jüngere, erwachsene Bevölkerung. Das menschliche Immunschwächevirus (HIV) prägte in den 1980er Jahren die damals junge Generation und war eine Herausforderung für die sich schnell verändernde Gesellschaft. Die Rotavirus-Infektion – eine Krankheit, die sich mit Impfungen verhüten lässt – ist bei kleinen Kindern eine der häufigsten Ursachen von Durchfall und fordert jedes Jahr 100.000 junge Opfer. Und auch viele weitere aktuelle und historische Beispiele fallen einem sofort ein.

Wenn ein infektiöser Erreger auf der Bildfläche erscheint, wollen wir verstehen und quantitativ erfassen, wie er sich ausbreitet, wie er sich auf die Bevölkerung auswirkt und wie die Wirksamkeit gesundheitspolitischer Maßnahmen zu bewerten ist. Während sich das COVID-19-Virus rapide über die Welt ausbreitete, konnten wir beobachten und miterleben, wie eine drastische Gesundheitspolitik unser gesellschaftliches Leben tief greifend verändert hat, und wir sind Zeuge geworden, wie die Zahl der Erkrankten und Todesfälle im Zusammenhang mit der Krankheit rapide anstieg. Kap. 2 befasst sich mit Grundbegriffen der Epidemiologie, das heißt der Wissenschaft, deren Aufgabe es ist, die Verteilung von Krankheiten und verschiedene Bekämpfungsmaßnahmen zu bewerten.

Was wissen wir über das Virus, das COVID-19 verursacht? Die Coronaviruskrankheit oder COVID-19 wird vom SARS-Coronavirus 2 oder kurz SARS-CoV-2 ausgelöst. In Kap. 3 geht es um Viren und insbesondere um die Coronaviren. Viren sind die zahlreichsten biologischen Gebilde der Welt und auf unserem Planeten und kommen in allen Bereichen seiner Oberfläche vor. Nur ein sehr kleiner Bruchteil von ihnen tritt in Wechselbeziehung zu Menschen, und wiederum nur ein kleiner Bruchteil davon erzeugt Krankheiten. Diese pathogenen Viren haben aber in der wissenschaftlichen Welt die größte Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Coronaviren sind ein besonderer Virustyp, der bei Säugetieren und Vögeln vorkommt. Manche von ihnen lösen beim Menschen Krankheiten aus, die meisten infizieren aber andere Arten – beispielsweise Fledermäuse –, ohne dass eine Krankheit zu erkennen wäre. Vier Typen von Coronaviren infizieren Menschen häufig und erzeugen typische Erkältungssymptome. Andere können auch schwerere Krankheiten zur Folge haben, beispielsweise Bronchitis bei Hühnern oder Durchfall bei Schweinen. Und wie wir an dem Erreger von COVID-19 gesehen haben, verursachen manche Coronaviren auch bei Menschen eine schwere Krankheit. Das wirft viele Fragen auf. Ist es ein neues Virus? Woher kommt es? In welchem Verhältnis steht es zu anderen Coronaviren? In Kap. 3 erläutere ich einige grundlegende Kenntnisse über Viren und erörtere insbesondere die Coronaviren. Ich erkläre, welche Typen von Coronaviren es gibt und wo sie vorkommen. Alle Viren dieses Typs haben eine gemeinsame, sehr charakteristische Struktur. Außerdem erläutere ich kurz, wie sie in infizierte Zellen eindringen und sie wieder verlassen.

Wie kam es dazu, dass das Coronavirus, das COVID-19 verursacht, Menschen infizieren und sich unter ihnen ausbreiten konnte? Um diese Frage zu beantworten, müssen wir wissen, wie die Evolution von Viren abläuft. Viren sind die kleinsten biologischen Gebilde, die man kennt, und machen die schnellste Evolution durch. Nahezu ständig spielen sich in Virusgenomen Veränderungen ab. Alle derartigen Veränderungen lassen sich an den winzigen Genomen ablesen – diese enthalten sämtliche Informationen über das Virus und seine Vergangenheit. Genome zu analysieren, gleicht der Lektüre eines historischen Werkes, dessen Hauptfiguren die Viren sind. Die Aufzeichnungen berichten aber nicht nur von der Geschichte, sondern man kann an ihnen auch ablesen, welche Regeln über den Veränderungsprozess bestimmen. In jüngster Zeit hat sich die Technik der Genomanalyse in atemberaubendem Tempo weiterentwickelt; heute kann man Virusgenome schnell sequenzieren und ihren Veränderungen nahezu in Echtzeit zusehen. Während das Virus, das COVID-19 verursacht, sich rund um die Welt ausbreitet, werden wir parallel dazu eine historische Entwicklung verfolgen können, indem wir die Genome der Viren auslesen, die in verschiedenen Teilen der Erde gesammelt werden.

Kap. 4 erklärt die beiden wichtigsten Mutationsmechanismen, von denen die Evolution der Coronaviren vorangetrieben wird. Der erste ist die sogenannte „Nachlässigkeit" des Replikationsapparats. Nachdem ein Virus eine Zelle infiziert hat, stellt es Zehntausende von Kopien seiner selbst her. Diese Kopien sind aber manchmal (oder auch oft) unvollkommen und enthalten kleine Abweichungen vom Hauptthema. Oftmals führen solche Veränderungen zu einer fehlerhaften Kopie. Manchmal erwirbt das Virus damit aber auch neue Fähigkeiten, die im nützen, beispielsweise weil es in Zellen eines neuen Typs eindringen oder der Erkennung durch das Immunsystem des infizierten Organismus entgehen kann. Noch dramatischere Wirkungen hat aber bei den Coronaviren ein anderer Mechanismus: die Rekombination. Bei einem Rekombinationsereignis tauschen zwei Viren sehr schnell genetisches Material aus und erwerben damit neue Eigenschaften. Die Kombination der beiden Prozesse – Nachlässigkeit und Rekombination – prägt die Evolution der Coronaviren. Von beiden und von der Frage, wie man sie an den Virusgenomen ablesen kann, wird noch ausführlich die Rede sein.

Die Kap. 2 bis 4 vermitteln die Hintergrundkenntnisse, mit denen wir die Entstehung des COVID-19 verursachenden Virus in einen Zusammenhang stellen können. Von dem Virus selbst handelt Kap. 5. Anhand der Kenntnisse über das Genom können wir einen Zusammenhang zwischen dem neuen Virus SARS-CoV-2 und anderen bekannten Viren sowie deren Entstehungsorten herstellen. Das neue Virus ist mit SARS-CoV verwandt, dem Erreger, der 2002/2003 die SARS-Epidemie verursachte, und auch mit vielen weiteren Viren, die man bei anderen biologischen Arten findet, vor allem bei Fledermäusen. Ich werde darüber berichten, welche ersten Ereignisse aus der Geschichte dieses Ausbruches man kennt, wie das Virus erstmals nachgewiesen wurde und wie es sich weiterentwickelt hat. Anschließend behandle ich COVID-19, die Krankheit, die von dem Virus verursacht wird – ihre Symptome, ihre Ursachen und tödlichen Folgen. Außerdem gehe ich auf die demografischen Kenntnisse über die Risikogruppen ein, aber auch auf die Frage, warum Männer häufiger betroffen sind als Frauen, und auf die Wirkungen auf Kinder.

Kap. 6 beschäftigt sich mit dem Ausbruch, der sich 2002 und 2003 durch einen der engsten Verwandten des COVID-19-Virus ereignete. Diese Epidemie trug