Omikron: Wie ansteckend ist es? Wie krank macht es? Wie wirken die Impfungen?

Was wir über Omikron wissen können, versammelt Epidemiologe Robert Zangerle in dieser Folge. Wir wissen nicht wenig, aber noch lange nicht genug. Da braucht es noch Geduld. Einen neuen Begriff lernen wir auch: Nowcasting. Zusätzlich berichtet Zangerle wieder von Merkwürdigkeiten des österreichischen Daten- und Berichtswesens. A. T.

»Die Pandemie hört nicht auf. Darauf zu hoffen, dass sie im Frühling einfach ausläuft, weil Omikron jene Sars-CoV-2-Variante sein wird, die uns in die endemische Phase begleiten wird,  ist schön. Aber beantworten werden wir das erst nächsten Winter können. Dass so getan wurde, als wäre alles bald vorbei, oder dass man über viele Monate hinweg mit dem wertschätzenden Zynismus an oder mit Coronavirus verstorben die Pandemie verharmloste, war und ist ein Teil des Problems. Es bestreitet ja niemand, dass das Leben ohne Sars-CoV-2 schöner wäre. Auch die Seuchenkolumnisten wünschen sich das sehnlichst. Soll man aber deswegen mit der auf- und abschwellenden Pandemie mehr als hadern? Sich über die Maßnahmen über die Maßen aufregen? Die Pandemie einfach für sich persönlich für beendet erklären? Vernünftige Lösungen sind das nicht. So kann kein Land dem circulus vitiosus entkommen, also der von „Lockdowns“ abgelösten Hoffnung, es werde bald vorbei sein.

Auf die Frage der Journalistin Isabelle Daniel, wie das „Durchlaufen lassen“ der „Omikron Welle“ zu sehen sei, meinte Vizekanzler Werner Kogler, „ich würde eine andere Position einnehmen, als es bloß laufen zu lassen“. Er ergänzte, wenn es tatsächlich bis zu einer dreifachen Steigerung der Fallzahlen käme, wäre es ja nicht sicher, dass die auch dreimal weniger schwer verlaufen würde. Aber selbst wenn das so wäre, sei es zu hinterfragen, „ob man wieder an die Belastungsgrenze der intensivmedizinischen Kapazitäten gehen soll“. Damit bestätigte er erneut indirekt die konzeptlose Köchelpolitik. Dieses „konzeptlose Köchelkonzept“ lässt die nicht sehr gut kontrollierbare Verbreitung von SARS-CoV-2 einfach geschehen, mit der Einschränkung, die intensivmedizinische Versorgung nicht schwerwiegend und anhaltend zu überlasten. Weiters sagte Kogler zu den erwartenden Infektionen mit der Omikron Variante, die „Frage ist schon, ob man nicht die Mittel, die dagegen helfen, zieht, ohne das Leben komplett auf null zu stellen, weil das wird trotz Omikron auch nicht möglich sein.“ Das erinnert sehr an den Sommer 2020, als er ständig ganz ähnlich argumentierte, sich aber kaum konkret, zum Beispiel zum Tragen von Masken, äußerte.

„Wenn das Virus leichter übertragbar ist, wird es weniger virulent“, ist eine eingängige, aber sehr verzerrende Erzählung. So allgemein und einfach formuliert, steht sie nicht auf wissenschaftlichem Boden. Ganz abgesehen davon, dass eine zeitliche Perspektive außer Acht gelassen wird. Was wären denn die Beispiele? Das Myxomavirus, mit dem 1950 in Australien versucht wurde, der Kaninchenplage mit der Bildung von Tumoren (Myxomen) Herr zu werden, wurde vor Jahren noch als Beispiel angeführt, weil tatsächlich in der ersten Zeit ein Rückgang der Sterblichkeit der betroffenen Kaninchen von 100% auf 50% beobachtet wurde. Ihr Immunsystem gewöhnte sich an das Virus, bis das Virus soweit mutierte, dass es das Immunsystem ausschaltete und so wieder letaler wurde. Die bisher bei SARS-CoV-2 verheerendsten Virusvarianten Alpha (Anfang 2021) und Delta (seit Sommer 2021) waren jeweils leichter übertragbar, und zwar etwa 50% und 100% gegenüber dem originalen Virus. Die verstärkte Übertragbarkeit von Alpha und Delta war sogar mit mehr Virulenz verbunden. Das ist am ehesten als „Shit Happens“ zu interpretieren.

Wenn ein Virus von einer anderen Spezies stammt („Zoonose”) wie SARS-CoV-2 (Fledermaus?), dann darf man sich nicht ein für die Übertragbarkeit perfekt adaptiertes Virus erwarten. So ein Virus kann sich vielleicht ineffizient vermehren oder die falsche Körperregionen besiedeln („kolonisieren“), es kann sehr virulent sein oder wenig virulent sein. Bei SARS-CoV-2 waren wichtige bisherige Adaptierungen, die zu einer gesteigerten Übertragbarkeit führten, mit vermehrter Virulenz verknüpft. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, dass neue Virusvarianten, wie jetzt Omikron, zu einem anderen klinischen Spektrum führen können, wo eine vermehrte Übertragbarkeit zu einer geringeren Virulenz führen kann. Dazu gäbe es plausible Mechanismen, z.B. wenn Omikron bevorzugt den oberen Atemwegstrakt infiziert. Ja, so etwas ist möglich, und die erhöhte Übertragbarkeit würde selektionieren, und eine weniger schwere Erkrankung wäre keine unangenehme Folge davon.

Die Möglichkeit eines geänderten klinischen Spektrums (nicht zwangsläufige Folge der Virusevolution) wird durch Hinweise aus ersten Laborexperimenten unterstützt. In den Bronchien, dem fein verzweigten Röhrensystem des oberen Atemwegstrakts, das die Atemluft in die Lungen leitet, vervielfältigt sich Omikron vielfach schneller als frühere Varianten des Coronavirus, während Omikron sich im Lungengewebe, im Vergleich zu früheren Varianten, deutlich schlechter vermehren kann, hier und hier. Auch im Experiment am Hamster fand sich weniger Infektion und Ausbreitung der Omikron Variante in der Lunge; es war also weniger pathogen als Delta und das ursprüngliche Virus .

Diese Experimente sind natürlich nicht 1:1 auf die reale Situation beim Menschen zu übertragen. Erste Hinweise aus epidemiologischen Studien, wo leichtere Verläufe vor allem bei Geimpften und Personen mit einer Infektion mit der Omikron Variante gefunden wurden, weisen jedoch in die gleiche Richtung. Davon durfte man ausgehen, denn wenn derart zustande gekommene Infektionen einen größeren Anteil von allen Infektionen ausmachen, dann sinkt im Mittel die Krankheitsschwere. Würde nämlich die Krankheitsschwere gar nicht sinken, obwohl das Virus geimpfte oder schon einmal infizierte Menschen befällt, wäre das eine sehr schlechte Nachricht. Entscheidend ist deshalb die Frage: um wie viel sinkt das Risiko? Und weiters, ist es eine Eigenschaft des Virus selbst („intrinsische Infektionsschwere“), weniger krank zu machen? Und welchen Anteil hat die Immunität der Bevölkerung („beobachtete Infektionsschwere“)? Bis wirklich befriedigende Antworten vorliegen, werden noch einige Wochen vergehen.

Sehr vorläufige Daten sollen kurz vorgestellt werden. Erstens eine Studie aus Südafrika, wo das Risiko einer Krankenhauseinweisung für mit Omikron Infizierte um 70 bis 90 Prozent niedriger war als für Nicht-Omikron-Patienten . Kann das auf Österreich übertragen werden? Unklar, die Immunität mag ähnlich sein, aber gänzlich anders verteilt: Während in Südafrika die große Mehrheit bereits eine Infektion mit Corona durchgemacht hat, waren das in Österreich schätzungsweise ein Viertel. Andererseits sind in Südafrika deutlich weniger Menschen geimpft (45% der erwachsenen Bevölkerung oder 31% der Gesamtbevölkerung). In Südafrika sind lediglich 9% der Bevölkerung 60 Jahre oder älter (in Österreich 25,8%). Die Autoren haben das Alter zwar berücksichtigt („altersadjustiert“), aber möglicherweise gibt es hier doch Verzerrungen in der Repräsentanz dieser Altersgruppe. Für Südafrika ist da die Überlebendenverzerrung („survivorship bias“) zu nennen. Wenn sich ein Krankheitserreger in mehreren Wellen durch eine ganze Bevölkerung verbreitet, findet eine Art Selektion statt. Es sterben vor allem diejenigen, die von vorneherein ein höheres Risiko für einen schweren Verlauf hatten. Das trifft in Österreich und Europa so viel weniger zu.

Aussagekräftiger sind deshalb Daten aus England und Schottland. Da ist einerseits ein Bericht des Imperial College London, dem zufolge das Risiko einer stationären Krankenhauseinweisung bei Infektion mit der Omikron Variante im Vergleich zu Delta um 40 bis 45 Prozent niedriger lag. Das wäre aber immer noch gleich virulent wie Infektionen mit früheren Virusvarianten! Andererseits sank das Risiko einer Krankenhauseinweisung in den schottischen Daten sogar um zwei Drittel. Kritik an dieser (schottischen) Studie lautete, sie sei auf früher durchgemachte Infektionen unzureichend kontrolliert worden. Ein Kritikpunkt, der besonders für die Studie aus Südafrika zutrifft, dort ist die Dunkelziffer wesentlich höher. Den Sachverhalt, dass in England und Schottland bei den Omikron-Ausbrüchen vorwiegend junge Menschen betroffen waren, versuchte man mit statistischen Mitteln aufzufangen. Es kann aber gut sein, dass das nicht vollends gelang. Es ist schwierig, das stärkere Infektionsgeschehen bei Jüngeren auf simple Weise zu interpretieren. Ist es mehr Folge von riskanterem Verhalten, wie es oft bei Ausbrüchen beginnt, oder spiegelt sich hier „kurzfristig“ eine verstärkte Empfänglichkeit wegen geringerer Impfraten in diesen Bevölkerungsgrippen wider? Jedenfalls gehen britische Forscher davon aus, dass Omikron aufgrund seiner Fähigkeit, auch diejenigen mit Immunschutz zu infizieren, im weiteren Verlauf mehr Durchdringung in immungeschwächten und älteren Bevölkerungsgruppen finden wird als die Virusvariante Delta. Immun gegen Delta – aber nicht gegen Omikron.

Aus London gibt es Anzeichen dafür, dass ein größerer Teil der registrierten Infektionen zufällig entdeckt wurden, weil die Menschen wegen anderer Krankheiten ins Krankenhaus kamen, wo sie getestet wurden. Auch das wird versucht, epidemiologisch aufzufangen, so wurden in der Studie aus dem Imperial College, Teilnehmer nur dann in die Studie aufgenommen, wenn der Nachweis der SARS-CoV-2 Infektion über das Community Surveillance System und nicht über das Hospital Testing System erhoben wurde. Bei Analysen zur Krankheitsschwere neuer Virus-Varianten gibt es also eine Menge Fallstricke, die Analysen sehr fehleranfällig machen. Es gilt vorsichtig zu sein, diese sehr vorläufigen Ergebnisse zu interpretieren. Überaus wichtig bleibt der Kontext der Infektionsdynamik: Steigen die Fallzahlen rapide und exponentiell, sorgt das – selbst wenn die Krankheitsschwere reduziert ist – für viele Krankenhauseinweisungen und eine enorme Belastung des Systems. Also, nicht in falsche Sicherheit wiegen lassen durch diese ersten klinischen Beobachtungen!

Eine dermaßen hohe Zahl an Fällen kann über vermehrte Krankenstände, Isolation und Quarantäne natürlich zur Stilllegung wichtiger Strukturen in der gesamten Gesellschaft führen. Die Ausfälle in der Luftfahrtindustrie in den USA zu Weihnachten waren erste Hinweise, auf was es sich vorzubereiten lohnt. Auch hier hälfe eine niedrige Inzidenz mehr als ein „Durchlaufenlassen“.

Wie leicht übertragbar ist Omikron überhaupt? Omikron verbreitet sich rasant, viele Länder sind derzeit mit einer neuen Corona-Welle durch die Virusvariante Omikron konfrontiert. In einigen Ländern hat die Omikron Variante bereits Delta verdrängt. Nach Berechnungen (Schätzungen) aus mehreren Ländern breitet sich Omikron doppelt bis dreimal so schnell wie die Delta-Variante aus. Die Zahl der Omikron-Fälle verdoppelt sich alle 2-4 Tage. Eine derart rasante Verbreitung von Varianten wurde bisher nicht beobachtet. In der folgenden Grafik sieht man die Akkumulation der Zahl der Fälle pro Tag in England ab dem Tag, wo der 5. Fall der jeweiligen Variante erfasst wurde, Omikron, grüne Linie und Delta, violette Linie.

Die schnellere Ausbreitung wird oft darauf zurückgeführt, dass Omikron per se viel ansteckender ist als Delta. Das muss aber gar nicht so simpel sein. Es ist offen, wie sich der Übertragungsvorteil von Omikron gegenüber Delta präzise manifestiert: ob dies durch erleichterte Übertragbarkeit per se passiert oder mehr durch Wirkverlust der Immunantwort von Geimpften oder Personen, die eine Infektion gehabt haben („Genesenen“) ist nicht gänzlich geklärt. Eine Kombination der beiden Mechanismen ist jedoch sehr wahrscheinlich, eine solche Kombination kann einen besonders großen Übertragungseffekt aufweisen. Das wurde eben (kurz vor Auftreten von Omikron!) in Modellen einer Arbeitsgruppe der Harvard T.H. Chan School of Public Health auf eindrucksvolle Weise gezeigt. Die Berechnungen in diesem Modell zeigen, dass verstärkte Übertragbarkeit die Schwere bzw. das Ausmaß der Verbreitung am deutlichsten beeinflusst (Quadrat in der Mitte rechts). Ein gutes Beispiel hierfür ist die Virusvariante Alpha, die eine 43%-100% erhöhte Übertragbarkeit zeigte, aber kein Ausweichverhalten (Immune escape), also kein erhöhtes Risiko für Reinfektionen oder Impfdurchbrüche. Komplizierter sind Berechnungen für Virusvarianten, die dem Immunsystem zum Teil ausweichen können, weil bei ihnen Übertragbarkeit und das Ausweichverhalten (Immune escape) häufig invers korrelieren. Deshalb ist ungesichert, ob die Virusvariante Beta überhaupt besser übertragbar ist. Jedenfalls können in dem Modell der Forscher aus Harvard Immune Escape Varianten sich entweder schlecht verbreiten (oben Mitte in der Grafik) oder sie verursachen mehr Reinfektionen und Impfdurchbrüche, wenn auch nur sehr langsam mit stärkerer Verbreitung (Grafik oben rechts). Das schnelle Verschwinden der Beta Variante im Tiroler Zillertal im Rahmen der Impfkampagne untermauert diese Erkenntnis aus dem Modell.

Wenn jedoch eine Virusvariante beide Eigenschaften in sich vereint, also besser übertragbar ist und ein Ausweichverhalten gegenüber der Immunantwort von Geimpften und Personen mit durchgemachter Infektion zeigt, dann ist die Verbreitung besonders groß und kann sogar trotz Ausweitung der Immunität in der Bevölkerung anhalten (Grafik unten rechts). Das ist genau das, was im Augenblick passiert.

Trevor Bedford, ein virologisch orientierter Epidemiologe (computational epidemiologist) aus Seattle kann Omikron in seiner “Ausflippskala” immer noch nicht sicher einordnen. Auf dieser Skala von 1-10 vergab er der Delta Variante eine 6, während er für Omikron eine Bandbreite von 3 bis 8 angibt. Er ist sich, wie andere Epidemiologen auch, unsicher wie hoch die “intrinsische” Übertragbarkeit (R0) von Omikron wirklich ist, und so hat er ein Modell entworfen, dass auf der geschätzten Immunität von 80-90% der Bevölkerung in vielen Ländern aufbaut, und so vermutlich auch für Österreich gilt. Zu Beginn einer Epidemie beschreibt der R0-Wert (auch Basisreproduktionszahl genannt), wie viele andere Personen eine infizierte Person durchschnittlich infiziert. Zu Beginn einer Epidemie bezieht sich dies typischerweise auf die exponentielle Zunahme an infizierten Menschen. Zu Beginn der COVID-19 Epidemie lag dieser Wert in Österreich zwischen 3,0 und 3,5. Die Nettoreproduktionszahl (Rt oder Reff) wird von der Basisreproduktionszahl abgeleitet und gibt an, wie viele Menschen ein Infizierter durchschnittlich ansteckt, wenn ein gewisser Teil der Bevölkerung immun ist oder bestimmte Maßnahmen zur Eindämmung getroffen wurden. In seinen Modellen geht Bedford von einer Nettoreproduktionszahl von 2,5 aus, nur unwesentlich höher als für Omikron in Österreich geschätzt. Bei einem Szenario von 90% Immunität gegenüber früheren Virusvarianten kann Omikron irgendwo zwischen einem intrinsischen R0 von 3,0 und ein Ausweichen der Immunantwort von 83% bis zu einem intrinsischen R0 von 9,0 und einem ein Ausweichen der Immunantwort von 20% zu liegen kommen.

Die Reproduktionszahl entscheidet übrigens auch darüber, wie es mit der Omikron-Variante langfristig weitergeht. Zunächst einmal wird sie die Delta-Variante verdrängen. Es ist jedoch nicht gesagt, dass es dabei bleibt. Mit der Zeit baut sich in der Bevölkerung nämlich auch gegen diese Variante eine Immunität auf. Damit verliert die Omikron-Variante ihren größten Vorteil. Davon könnte wiederum die Delta-Variante profitieren. Bei ähnlicher Übertragbarkeit sei ein Revival von Delta möglich, so Christian Althaus, Epidemiologe an der Universität Bern. Langfristig könnten die beiden Varianten koexistieren – vorausgesetzt, sie werden nicht von einer ganz neuen Variante verdrängt.

Wie weit hat aber Omikron Delta in Österreich bereits verdrängt? Sprach Ullrich Elling von der Akademie der Wissenschaften (ÖAW) nicht am 21. Dezember noch verzweifelt von „Wir wissen es einfach nicht“ ? Gleichzeitig beklagte er sich, dass er zu wenig Proben zum Sequenzieren, vor allem aus den Bundesländern bekäme. Um Omikron schnell zu erfassen, wird generell eine PCR Vortestung vorgenommen, wobei auf das Vorliegen der Mutation im Codon 5021 des Hüllproteins untersucht wird (N501Y statt N501 bei Omikron, ein S Gen Target Failure – „SGTF“), so wie das bereits bei Alpha zu Anfang des Jahres der Fall war. Wird also die Mutation N501Y nachgewiesen, weist das bei bisherigem Vorherrschen von Delta nun auf Omikron hin.

Offenbar werden nur in Wien alle positiven PCR-Proben auf Virusvarianten vorgetestet. Am Stephanitag meldete Mario Dujakovic, Sprecher des Wiener Gesundheitsstadtrats Peter Hacker, auf dem Kurznachrichtendienst Twitter: „50 Prozent des relevanten Infektionsgeschehens wurden am 26.12. überschritten  “. Da reibt man sich die Augen, was Weihnachten alles bewirken kann. Am 27. Dezember mittags setzte die AGES nach und verlautbarte neue Zahlen:

Abgesehen von einer vermuteten Verspätung der Probensammlung in Kärnten und der Steiermark liegen die Werte zwei bis drei Verdoppelungen auseinander, also um rund 10 Tage. Der Werdegang dieser Zahlen würde einen doch interessieren, weil wir nicht wissen, wie die Berechnung der Jetzt-Daten zustande kommt. Eine definitive Aussage zum Augenblick ist nur über Modelle möglich, in Echtzeit können solche Daten nicht erhoben werden (weil PCR und Sequenzierungen eben Zeit brauchen). Und da ist man dann schon erstaunt, dass die Verlautbarung zur Verbreitung der Omikron Variante vom Mediensprecher kommt und nicht von einer Wissenschaftlerin oder einem Wissenschaftler.

Christian Althaus hat am 27. Dezember eine Berechnung der Verbreitung der Omikron Variante mit einem Nowcasting Modell vorgestellt, bei der die Durchdringung von Genf mit Omikron am gleichen Tag mit 68-78% angegeben wird, siehe Grafik.

Wenn also berichtet wird, dass in den USA Omikron Mitte Dezember knapp 13 Prozent der Fälle verursachte und es eine Woche später 73 Prozent waren, dann müsste man dazu sagen, dass es dabei um Modelle handelt und nicht um in der Gegenwart gemessene aktuelle Zahlen.

Nowcasting kommt aus dem englischen now (jetzt) und forecasting (Vorhersage). Es wurde seit langer Zeit als Wettervorhersagen für die nächsten Stunden in der Meteorologie verwendet, was für lokale Unwetterwarnungen besonders wichtig ist. Ab den 2000er-Jahren wird Nowcasting auch in den Wirtschaftswissenschaften und der Epidemiologie eingesetzt. Im Gegensatz zur klassischen Prognose einer künftigen Situation (Forecasting) auf der Basis aktueller Daten bezieht sich diese Methode auf die Vorhersage eines gegenwärtigen Zustandes aufgrund zurückliegender, nicht aktueller oder nicht vollständiger Daten. Die Berechnung erfolgt auf der Basis von Schätzfunktionen.

Was mir wieder in den Sinn kam, als die Erfassung von Virusvarianten in Diskussion geriet, ist das Alleinstellungsmerkmal von Österreich bezüglich Zertifizierung von mikrobiologischen Labors. Österreich leistet sich als einziges Land der EU den „Luxus“, mikrobiologische Labors nicht von den Gesundheitsbehörden zertifizieren zu lassen. Das bedeutet aber auch, dass die Gesundheitsbehörden nicht wissen, wo welche Erreger kultiviert wurden und gelagert werden. So bestätigt das österreichische Gesundheitsministerium gegenüber der WHO, dass sich in Österreich keine Poliowildviren (WPV) Typ 2 in Kühlschränken befinden (z.B. eingefrorener Kot), obwohl das niemand mit absoluter Sicherheit sagen kann. WPV Typ 2 gilt seit 2015 als ausgerottet. Die nachfolgende Grafik stammt aus dem letzten diesbezüglichen Bericht des European Center for Disease Prevention and Control (ECDC).

Aber eigentlich erinnert mich das an HIV und AIDS. Als einziges Land der EU erfasste Österreich über viele Jahre HIV nicht. Erst als eine rein private Initiative jahrelang OHNE jegliche Unterstützung der öffentlichen Hand die Verantwortlichen sisyphusartig auf ihre Pflichten hinwies, brach allmählich der Widerstand gegen eine Unterstützung der Österreichischen HIV-Kohorten Studie. Im Jahr 2012 wurden erstmals die Daten der Kohorten Studie zu ECDC transferiert. Da wir sehr streng mit indirekten personenbezogenen Daten arbeiten (keine Initialen, kein Geburtsdatum, keine Postleitzahlen, auch keine extremen Körpermaße, wie Gewicht und Größe) war mir die Forderung nach Herausgabe von Krankenhausdaten zu Covid immer suspekt. Ja, wenn der Datenschutz eingehalten wird. Auf die Initiative Opensafely zu Covid in Großbritannien wurde hier schon hingewiesen.

Zum Abschluss: Wie können wir das Risiko einer Ansteckung weiter minimieren? Zum Beispiel indem man sich testet, bevor man sich in der Gruppe trifft und eine FFP2-Maske trägt. Man muss sich nicht zu Hause einsperren, aber kleine Dinge tun, die einen Unter­schied machen (Emma Hodcroft).Flatten the curve, everyone.

Nützen die Impfungen also überhaupt noch gegen Omikron? Ja! Und wie sie das tun. Mehr dazu übermorgen.« R. Z.

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Distance, hands, masks, be considerate!

Ihr Armin Thurnher