(Weitergeleitet von 2019-nCoV)
| Respekt für Li Wenliang (李文亮) † 7.2.2020 |
Synonyme: SARS-assoziiertes Coronavirus 2, 2019-nCoV (obsolet), 2019-novel Coronavirus (obsolet), Wuhan-Coronavirus
Englisch: severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-CoV-2, 2019 novel coronavirus, Wuhan coronavirus
SARS-CoV-2, vormals 2019-nCoV, ist ein im Jahr 2019 neu entdecktes Coronavirus, das zur Linie B der Betacoronaviren gehört. Es handelt sich um ein behülltes (+)ssRNA-Virus, das die Coronavirus-Erkrankung COVID-19 auslöst.
Das Virus wurde von der WHO und anderen Organisationen zunächst unter der provisorischen Bezeichnung "2019-nCoV" für "novel Coronavirus" geführt. Weitere Virusbezeichnungen waren "Wuhan-Coronavirus", "WH-Human-1 coronavirus" (WHCV) und "Wuhan seafood market pneumonia virus". Ein Namensvorschlag in Anlehnung an MERS-CoV war "Wuhan respiratory syndrome coronavirus", kurz "WRS-CoV". Keine dieser Bezeichnungen konnte sich durchsetzen.
Am 11.2.2020 gab die WHO dem Virus seinen endgültigen Namen SARS-CoV-2. Die von ihm ausgelöste Erkrankung nennt man offiziell "COVID-19" bzw. "Covid-19" für "Corona virus disease 2019". Die Virusbezeichnung wurde am gleichen Tag von der Coronavirus Study Group auf dem Preprint-Server bioRxiv übernommen. Synonyme Bezeichnungen für COVID-19 sind 2019-nCoV-Infektion, Coronavirus-Pneumonie oder Wuhan-Fieber. Englische Alternativbezeichnungen sind "2019-nCoV acute respiratory disease", "coronavirus disease 2019" und "novel coronavirus pneumonia (NCP)".
Das Virus trat Ende 2019 zuerst in China auf und verbreitete sich in den Folgewochen rasch in China (Peking, Shanghai, Hong Kong, Guangdong Provinz) sowie im übrigen asiatischen Raum mit ersten Fällen in Thailand (13.1.), Japan (15.1.), Südkorea (20.1.), Taiwan (21.1.), Singapur (23.1.) und Vietnam (24.1.). Außerhalb Asiens tauchte das Virus dann in den USA (21.1.), Frankreich (24.1.), Canada (26.1.), Deutschland (28.1.) und vielen anderen Staaten auf.
Die genaue Quelle der Infektion ist zur Zeit (7/2021) noch unklar. Als Ausgangspunkt wurde zunächst der Fischmarkt in Wuhan identifiziert. Dort lässt sich der erste dokumentierte Infektionsfall auf den 1.12.2019 terminieren.[1] Spätere Nachforschungen ergaben, dass bereits am 17.11.2019 ein Patient aus der Provinz Hubei erkrankt war. Möglicherweise handelt es sich dabei um den sogenannten Patienten 0.[2] Auf der Basis einer Analyse des Virusgenoms kann man den Beginn des COVID-19-Ausbruchs in einem Zeitfenster zwischen dem 13. September und dem 7. Dezember 2019 terminieren.[3]
Am 23.1.2020 wurden für den Bezirk Wuhan Quarantänemaßnahmen ausgerufen, darunter weitreichende Reisesperren. Diese Maßnahmen wurden in den Folgetagen umfangreich erweitert und umfassten u.a. das Schließen von öffentlichen Einrichtungen und Produktionsstätten sowie Ausgangssperren.
| Datum | Ereignis |
|---|---|
| 30.1.2020 | Die WHO ruft den internationalen Gesundheitsnotstand aus ("Public Health Emergency of International Concern").[4] |
| 22./23.2.2020 | Rapide Zunahme der Erkrankungsfälle in Italien. Abriegelung einiger Gemeinden in Norditalien. Innerhalb weniger Tage schwillt die Zahl der Erkrankten auf über 2.500 Fälle an. |
| 26./27.2.2020 | Signifikanter Anstieg der Erkrankungszahlen in Deutschland. In Heinsberg (NRW) werden etwa 1.000 Menschen unter häusliche Quarantäne gestellt. |
| 8.3.2020 | Die Zahl der Infizierten in Deutschland überschreitet die Schwelle von 1.000 Menschen. |
| 9.3.2020 | Die ersten beiden Todesfälle in Deutschland treten auf. |
| 11.3.2020 | Die WHO erklärt den COVID-19-Ausbruch zur Pandemie. |
| 15.3.2020 | Die Zahl der Infizierten außerhalb Chinas überschreitet die Zahl der Infizierten in China. |
| 16.3.2020 | Die Zahl der Toten außerhalb Chinas überschreitet die Zahl der Toten in China. |
| 26.3.2020 | Die USA lösen China von Rang 1 der Infektionsstatistik ab. |
| 2.4.2020 | Weltweit werden mehr als 1.000.000 Infektionsfälle gemeldet. Die Zahl der Infektionen in Deutschland übersteigt die Anzahl der Infektionen in China. Die Anzahl der Todesfälle in Deutschland lässt die 1.000er-Marke hinter sich. |
| 10.4.2020 | Die Anzahl der globalen Todesfälle überschreitet die Marke von 100.000 Menschen. |
| 11.4.2020 | Mehr als 500.000 Infizierte in den USA |
| 15.4.2020 | Weltweit werden mehr als 2.000.000 Infektionsfälle gemeldet. |
| 24.4.2020 | Mehr als 50.000 COVID-19-Todesfälle in den USA |
| 29.4.2020 | Mehr als 1.000.000 Infizierte in den USA |
| 10.5.2020 | Weltweit werden mehr als 4.000.000 Infektionsfälle gemeldet. |
| 21.5.2020 | Weltweit werden mehr als 5.000.000 Infektionsfälle gemeldet. |
| 13.6.2020 | Mehr als 2.000.000 Infizierte in den USA |
| 28.6.2020 | Die Zahl der weltweit gemeldeten COVID-19-Infektionen überschreitet die Grenze von 10 Mio. Fällen. Die Gesamtzahl der Toten steigt auf über 500.000. |
| 10.7.2020 | Mehr als 3.000.000 Infizierte in den USA |
| 9.8.2020 | Mehr als 5.000.000 Infizierte in den USA |
| 10.8.2020 | Weltweit werden mehr als 20.000.000 Infektionsfälle gemeldet. |
| 28.9.2020 | Mehr als 1 Mio. COVID-19-Tote weltweit |
| 23.10.2020 | Mehr als 10.000 COVID-19-Tote in Deutschland |
| 30.10.2020 | Mehr als 500.000 Infizierte in Deutschland |
| 8.11.2020 | Weltweit werden mehr als 50.000.000 Infektionsfälle gemeldet. |
| 9.12.2020 | Mehr als 20.000 COVID-19-Tote in Deutschland |
| 30.12.2020 | Erstmals mehr als 1.000 COVID-19-Tote pro Tag in Deutschland |
| 15.1.2021 | Mehr als 2.000.000 Infizierte in Deutschland |
| 17.1.2021 | Mehr als 2 Mio. COVID-19-Tote weltweit |
| 27.1.2021 | Mehr als 100 Mio. COVID-19-Fälle weltweit |
| 1.3.2021 | Mehr als 500.000 COVID-19-Tote in den USA |
| 22.3.2021 | Mehr als 75.000 COVID-19-Tote in Deutschland |
| 17.4.2021 | Mehr als 3 Mio. COVID-19-Tote weltweit |
| 30.4.2021 | Mehr als 150 Mio. COVID-19-Fälle weltweit |
Aktuell (21.06.2021) ist der Stand der Erkrankung wie folgt:[5][6]
| Region | Erkrankungsfälle* | Todesfälle |
|---|---|---|
| USA | > 33.542.000 | 601.825 |
| China (incl. Hongkong) | > 103.000 | 4.846 |
| Deutschland | > 3.730.000 | 90.405 |
| Schweiz | > 701.000 | 10.872 |
| Österreich | > 649.000 | 10.680 |
| Global | > 178.554.000 | > 3.867.000 |
* Labordiagnostisch und/oder klinisch diagnostizierte Fälle
** Rest of World, d.h. alle Gebiete außerhalb der USA und China
Die Zahlen sind als Approximativwerte zu verstehen. Aufgrund der wahrscheinlich hohen Anzahl nicht erfasster Erkrankungsfälle, der Komplexität der Meldeverfahren und der unterschiedlichen Zeitzonen haben alle Zahlenangaben eine eingeschränkte Validität.
Die detaillierte Entwicklung der Erkrankungszahlen findet sich im Artikel COVID-19-Pandemie.
Das Virusgenom von SARS-CoV-2 wurde erstmalig am 2.1.2020 vollständig sequenziert und am 11.1.2020 veröffentlicht. Es umfasst rund 30 kbp und kodiert mehrere Proteine, die als Open-Reading-Frame-Proteine (ORF), Nichtstrukturproteine (NSP) und Strukturproteine (S, E, M, N) gelabelt werden:[7][8][9][10]
Am 5'- bzw. 3'-Ende des Genoms befinden sich jeweils kurze untranslatierte Bereiche (UTRs).
Die genetische Varianz von SARS-CoV-2 ist im Vergleich zu anderen RNA-Viren relativ gering, da Coronaviren wegen ihres größeren und komplexen Genoms sehr wahrscheinlich über eine Transkriptionsfehlerkorrektur verfügen.[11] Im Rahmen der Virusmutation kommt es vor allem zu Einzelnukleotid-Polymorphismen (SNPs), die nicht-synonym oder synonym sein können, d.h. einen Aminosäurewechsel nach sich ziehen oder nicht.
Durch die Mutationen lässt sich die globale Ausbreitung des Virus verfolgen. Ferner kann man auf ihrer Grundlage verschiedene Virustypen differenzieren. Ob die bislang beobachteten Unterschiede im Virusgenom eine derartige Unterteilung rechtfertigen, ist unter Virologen jedoch umstritten.[12]
Auf Basis der Analyse von mehr als 100 Virusisolaten wurden anfangs zwei genetische Hauptvarianten von SARS-CoV-2 differenziert, die man als L-Typ und S-Typ bezeichnet. Sie unterscheiden sich durch 2 SNPs. Der L-Typ hat sich wahrscheinlich aus dem S-Typ entwickelt und ist die verbreitetere und "aggressivere" Variante.[13]
Eine weitere Studie mit 160 Virusisolaten aus verschiedenen Ländern differenzierte das Virus in einen A-, B- und C-Typ, wobei der A-Typ die älteste Virusvariante darstellt. Der A- und C-Typ waren in Europa und Amerika am verbreitetsten, der B-Typ in Asien.[14]
Das ursprüngliche Nomenklatursystem der verschiedenen Virusvarianten baut auf ihren genetischen Verwandtschaftsbeziehungen auf. Dabei werden die Varianten nach bestimmten Regeln hierarchisch als B.1, B.2, B.3 usw. bezeichnet. Abkömmlinge von B.1 sind dann entsprechend B.1.1, B.1.2 usw. Ab der vierten Hierarchiebene wird ein neue Hauptlinie eröffnet: B.1.1.1.1 würde zum Beispiel zu C.2.[15] Davon unabhängig werden Virusvarianten jedoch auch häufig nach einzelnen Kennmutationen benannt.
Zur Zeit (7/2021) sind mehrere Tausend Mutationen bekannt, Beispiele sind
Die meisten umlaufenden Viren weisen mehrere Mutationen auf. Bestimmte Mutanten sind mit regionalen Ausbrüchen verbunden, z.B. Cluster 5 in Dänemark, B.1.1.7 (VUI-202012/01) im Südosten Englands, 501.V2 in Südafrika oder B.1.617 in Indien.
Die Mutationen ziehen in den meisten Fällen keine signifikante Änderung der Viruseigenschaften nach sich, können aber die Erkennbarkeit durch Laborverfahren reduzieren. Einige Mutationen, die das Spikeprotein betreffen, z.B. D614G oder N501Y führen zu einer erhöhten Infektiosität.[16] Diese Mutanten breiten sich durch Selektion stärker aus als weniger infektiöse Virusstämme. Bei der B.1.1.7-Mutante konnte zudem eine um etwa 60% gesteigerte Mortalität gegenüber älteren Virusvarianten nachgewiesen werden.[17]
Welchen Einfluss die Mutationen auf die Wirksamkeit der verschiedenen Impfstoffe haben, kann derzeit (7/2021) noch nicht verlässlich eingeschätzt werden. Impfstoffe erzeugen eine Immunantwort auf mehrere Antigenstrukturen, so dass meist eine höhere Zahl an Mutationen notwendig ist, um ihre Wirkung abzuschwächen.
Aktuell (7/2021) hat die WHO entsprechend ihres negativen Einflusses auf die Verbreitung, klinische Ausprägung und die Effektivität von Nachweismethoden, Gegenmaßnahmen oder Impfstoffen vier Virusvarianten als besorgniserregende Varianten (VOC, Variants of Concern) eingestuft. Die Nomenklatur orientiert sich am griechischen Alphabet:[18]
SARS-CoV-2 zeigt phylogenetisch eine große Ähnlichkeit zu mehreren Coronavirus-Stämmen, die in China aus Fledermäusen isoliert wurden. Dazu zählen bat-SL-CoVZC45, bat-SL-CoVZXC21 und BatCoV RaTG13, das eine mehr als 96%ige genomische Ähnlichkeit aufweist.[19][20] Damit gilt es als wahrscheinlich, dass das Virus aus dieser Wirtstierpopulation stammt. Allerdings wird kein direkter Übergang, sondern ein noch nicht identifizierter Zwischenwirt angenommen. Als mögliche Kandidaten wurden u.a. Schuppentiere (Pangoline) benannt. Isolate aus dem malayischen Schuppentier zeigen eine 99%ige genomische Ähnlichkeit mit der rezeptorbindenden Domäne des humanpathogenen Virus. Die Übereinstimmung der gesamten RNA liegt jedoch nur bei 90 %.[21]
Aufgrund bestimmter genetischer Merkmale, insbesondere der relativen synonymen Codonverwendung (RSCU), wurden auch Schlangen als primäre Wirtstiere diskutiert. Der Speziesübergang soll durch homologe Rekombination des Spike-Proteins S erfolgt sein.[22]
In der Elektronenmikroskopie stellen sich die Viruspartikel als rundliche Stukturen mit einem Durchmesser von 60 bis 140 nm dar. Diese Größenunterschiede sind wahrscheinlich darauf zurückzuführen, dass bei der Knospung (Budding) nicht alle Partikel ein Nukleokapsid enthalten.[23] Es zeigt sich eine leichte Pleomorphie. Die Spikes des Virus ragen etwa 9 bis 12 nm aus der Virushülle hervor.[24] Sie bestehen aus mehreren Untereinheiten:
Ferner finden sich in der Virushülle weitere Proteinbestandteile wie ein M-Protein, ein E-Protein und ein Hämagglutininesterase-Dimer (HE).
Die spiralig aufgewundene RNA im Virusinneren ist von einem Nukleokapsid aus N-Protein umgeben.
Das Virus kann zu Forschungszwecken in einer Zellkultur vermehrt werden.[25] Für die Anzucht lassen sich Epithelzellen der menschlichen Atemwege sowie Vero- und Huh7-Zellen einsetzen.[26]
Der Hauptübertragungsweg von SARS-CoV-2 ist die Weitergabe von Mensch-zu-Mensch. Eine Übertragung von Tier-zu-Mensch sowie die Übertragung zwischen Tieren ist ebenfalls möglich.
Die Erreger können zwischen Menschen auf folgende Weise weitergegeben werden:
Ein fäkal-oraler Übertragungsweg kommt ebenfalls in Frage, da sich SARS-CoV-2 im Stuhl von Infizierten nachweisen lässt.[37] Dieser Infektionsweg spielt aber wahrscheinlich, wie bei SARS, für die Verbreitung von COVID-19 eine untergeordnete Rolle.
Darüber hinaus wurde mehrfach eine mögliche vertikale Virusübertragung von der Mutter auf das ungeborene Kind beschrieben.[38][39] Die Übertragung scheint aber nicht der Regelfall zu sein - eine Studie mit 9 Schwangeren fand keinen Hinweis auf eine vertikale Übertragung.[40]
Eine Übertragung von COVID-19 durch Haustiere auf den Menschen oder umgekehrt ist grundsätzlich möglich. ACE2, das Zielprotein von SARS-CoV-2, hat bei Menschen und Katzen eine hohe Strukturhomologie.[41] Tierexperimentelle Studien ergaben, dass Katzen und Frettchen an COVID-19 erkranken können. Die hohe Empfänglichkeit der Unterfamilie Mustelinae für SARS-CoV-2 zeigte sich durch die rasche Durchseuchung europäischer Nerzfarmen. Eine signifikante Virusreplikation bei Hunden, Schweinen und Geflügel ist hingegen nicht nachweisbar.[42]
SARS-CoV-2 vermehrt sich im Respirationstrakt von Frettchen und Katzen und führt dort zu einer relevanten Viruslast. Es wird unter Nerzen und Frettchen durch Tröpfcheninfektion weitergegeben, wahrscheinlich auch unter Katzen.[42] Ferner lässt es sich im Kot der erkrankten Tiere nachweisen. Ein Übergang des Virus auf den Menschen ist bei Nerzen belegt.[43] Für andere Tierarten kann er nicht ausgeschlossen werden. Daher sollte man - vor allem beim Vorliegen von Risikofaktoren - einen engen Kontakt mit potentiell infizierten Tieren vermeiden.
SARS-CoV-2 hat eine vergleichbare Übertragbarkeit von Mensch zu Mensch wie das SARS-Coronavirus (SARS-CoV). Die Basisreproduktionszahl (R0) des Virus wurde zunächst zwischen 3 und 5, später zwischen 1,5 und 3,5 angegeben.[44][45] Die WHO nennt eine etwas niedrigere Range von 1,4 bis 2,5.[46] Ein Infizierter gibt die Erkrankung wahrscheinlich im Durchschnitt an etwa 2 bis 4 Nicht-Infizierte weiter. Wie bei SARS sind Superspreader jenseits der Basisreproduktionszahl möglich, was das plötzliche Auftreten größerer lokaler Epidemieherde erklärt.
Zur Infektiosität von SARS-CoV-2 gibt es zur Zeit (7/2021) noch keine verlässlichen Zahlenangaben. Die minimale Infektionsdosis, d.h. die Zahl der Viruspartikel, die eine Infektion auslösen, wird zwischen einigen hundert oder tausend Viren geschätzt.[47] Die initial übertragene Virusdosis hat wahrscheinlich einen wichtigen Einfluss auf den Krankheitsverlauf. Eine kleinere Virusdosis lässt dem Immunsystem eine längere Reaktionszeit und korreliert mit leichteren Verläufen, während eine größere Virusdosis potentiell schwere Verläufe auslöst.[48]
Die Burst Size von SARS-CoV-2 ist nicht bekannt.
Für das Andocken des Virus an menschliche Epithelzellen ist das Spike-Proteins S des Virus verantwortlich. Es bindet an die Exopeptidase ACE2 menschlicher Zellen. Strukturanalysen zeigen, dass die Bindung an ACE2 stärker ist als die Bindung des SARS-Coronavirus, das ebenfalls an dieses Protein bindet.[49] Im Rahmen der Rezeptorbindung unterliegt das Spikeprotein mehreren Konformationsänderungen, die man als S1, S2 und S2' bezeichnet.[10] Zwischen der S1- und S2-Untereinheit gibt es einen polybasischen Spaltbereich, der spezifisch für SARS-CoV-2 ist.[50]
Der Eintritt in die Wirtszelle wird durch proteolytische Spaltung des Spikeproteins an der S1/S2-Aktivierungssequenz mithilfe der Serinprotease TMPRSS2 ermöglicht. Damit diese Spaltung im Rahmen der Infektion erfolgen kann, muss die Aktivierungssequenz vorher in den infizierten Wirtszellen durch Furin aufgebrochen werden.[51] Die genauen Mechanismen, die zur Fusion der Virushülle mit der Zellmembran der Wirtszelle führen, sind noch nicht vollständig geklärt. Nach der erfolgreichen Fusion wird das Nukleokapsid des Virus in das Zytoplasma freigesetzt.
Bei Patienten, die Arzneistoffe einnehmen, welche die Expression von ACE2 verstärken - zum Beispiel ACE-Hemmer oder Sartane, wurde ein höheres Infektionsrisiko postuliert.[52] Verschiedene Analysen mehrerer tausend Erkrankungsfälle liefern jedoch keinen Hinweis darauf, dass das Erkrankungsrisiko oder die Schwere des Krankheitsverlaufs durch ACE-Hemmer beeinflusst werden.[53][54][55] Die betreffenden Fachgesellschaften sehen entsprechend keinen Handlungsbedarf, eine bestehende antihypertensive Medikation zu modifizieren.[56][57]
Infektion einer Zelle mit SARS-CoV-2 - vereinfachte Darstellung
Das Virus adressiert in erster Linie die Nasenschleimhaut, die Rachenschleimhaut und das respiratorische Epithel der unteren Atemwege. Es scheint dabei ein stärkerer Tropismus für die oberen Atemwege vorzuliegen als bei SARS-CoV, der an Influenzaviren erinnert.[58] Dadurch ist die Virusausscheidung wahrscheinlich höher als bei anderen Coronaviren. Das Riechepithel ist durch seine hohe Dichte an ACE2-Rezeptoren ebenfalls bevorzugt betroffen.[59] Weitere Zielzellen des Virus sind die Enterozyten der Dünndarmschleimhaut, vor allem im proximalen und distalen Dünndarm.[60] Mit seiner weiteren Verbreitung im Körper kann das Virus darüber hinaus Perizyten im Kapillarbett verschiedener Organe befallen.[61]
Die Inkubationszeit von der Infektion bis zum Eintreten der ersten Symptome beträgt im Mittel etwa 3 bis 5 Tage.[62][63] Bei schwerem Verlauf erfolgt die Hospitalisation dann meist nach weiteren 4-5 Tagen.[64] Die Inkubationszeit unterliegt jedoch großen interindividuellen Schwankungen, so dass ein Zeitraum von 2 bis 14 Tagen möglich ist.[65] In sehr seltenen Fällen soll die Inkubationszeit bis zu 24 Tagen betragen.[62]
Die Viren können sehr wahrscheinlich bereits während der Inkubationszeit, d.h. vor Ausbruch der Symptome, weitergegeben werden.[66] Diese Annahme wird durch den Nachweis von Viren in Nasenabstrichen asymptomatischer oder minimal symptomatischer Patienten unterstützt.[58][67]
Die Dauer der Virusausscheidung (Shedding) nach Beginn der Symptome beträgt bei milden Krankheitsverläufen etwa 7 bis 12 Tage, in schweren Fällen bis zu 14 Tagen. Im Einzelfall ist eine prolongierte Virusausscheidung möglich. Bei Kindern kann die Dauer der Virusausscheidung bei milden Verläufen mehr als 4 Wochen betragen.[68]
Die Viruslast symptomatischer und asymptomatischer Patienten unterscheidet sich nicht signifikant.[69]
Bei immunkompetenten Patienten kommt es etwa 7 Tage nach dem Beginn der Symptome zu einem vermehrten Auftreten Antikörper-sezernierender Zellen (ASCs) und follikulärer T-Helferzellen (cTFH) im Blut, die über die Periode der Rekonvaleszenz präsent bleiben. Parallel lässt sich eine Aktivierung der CD4+- und CD8+-T-Zellen feststellen. Sie äußert sich durch eine Koexpression von CD38 und HLA-DR. Die Sekretion spezifischer IgG- und IgM-Antikörper leitet schließlich die Besserung der Symptomatik ein.[70] Diese Antikörper richten sich unter anderem gegen das Spike-Protein des Virus.
SARS-CoV-2 scheint im Gegensatz zu SARS-CoV in der Lage zu sein, auch T-Zellen zu infizieren, obwohl diese nur in einem geringen Ausmaß ACE2 exprimieren. Neben ACE2 wird der T-Zell-Rezeptor CD147 als mögliches Target für den Virusentry diskutiert. Diese Infektion von T-Zellen könnte die Lymphozytopenie und eine damit einhergehende raschere Ausbreitung der Viren im Körper erklären.[71]
Das Ausmaß der Bildung neutralisierender Antikörper (NAbs) ist interindivduell sehr unterschiedlich. Bei Patienten mit mildem COVID-19-Verlauf waren die Titerwerte gegen S1, S2 und RBD positiv mit dem Alter der Patienten und den CRP-Werten korreliert. Bei einigen Patienten lag der Antikörpertiter unterhalb der Nachweisgrenze. Die Relevanz dieser Befunde für die bleibende Immunität oder die Wirksamkeit einer Vakzine gegen SARS-CoV-2 ist zur Zeit (7/2021) noch unklar.[72]
Die Pathophysiologie der respiratorischen Insuffizienz bei COVID-19 ist komplex und zur Zeit (7/2021) noch nicht vollständig geklärt.
Aufgrund klinischer Beobachtungen lassen sich bei COVID-19 zwei Formen der respiratorischen Insuffizienz unterscheiden:[73]
Der Übergang vom L-Typ zum H-Typ kann plötzlich erfolgen. Auch eine zu frühe Intubation kann den Übergang begünstigen.
Bei einer pulmonalen Beteiligung mit Entwicklung eines ARDS kommt es durch Einstrom proteinreicher Flüssigkeit in das Interstitium zu einer Störung der Blut-Luft-Schranke. Die Diffusionsstrecke für die Atemgase wird verlängert, die Gasaustauschfläche verkleinert. Die Folge ist ein Abfall des Sauerstoffpartialdrucks mit Hypoxämie.
Im weiteren Verlauf führt die Apoptose von Typ-II-Pneumozyten zu einer verminderten Bildung von Surfactant mit Kollaps der Alveolen und Entstehung von Atelektasen. Gemeinsam mit der Hypoxämie triggern diese Vorgänge eine Vasokonstriktion mit Widerstandserhöhung im Lungenkreislauf, was eine Rechtsherzbelastung nach sich zieht.
Mit zunehmendem Virusbefall der Lunge vergrößert sich durch die zahlreichen Atelektasen der intrapulmonale Rechts-Links-Shunt. Immer mehr Blut durchströmt die Lunge ohne oxygeniert zu werden. Der verschlechterte Gasaustausch kann dann nur noch durch Sauerstoffgabe und maschinelle Beatmung kompensiert werden.
Zusätzlich zu den pulmonalen Pathomechanismen wird bei COVID-19 eine Dämpfung des neuronal gesteuerten Atemantriebs durch Virusbefall des Atemzentrums diskutiert.[74]
COVID-19 geht mit einer Hyperkoagulabilität einher, die wahrscheinlich durch die systemische Entzündungsreaktion und eine endotheliale Dysfunktion verursacht wird. Post mortem ließen sich bei etwa 60% der erkrankten Patienten tiefe Beinvenenthrombosen feststellen. Ferner waren Lungenembolien sowie Mikrothromben in den kleinen Lungenarterien nachweisbar.[75]
Weitere Untersuchungen weisen darauf hin, dass die Hyperkoagulabilität möglicherweise durch den Virusbefall der Perizyten kleinerer Blutgefäße und Kapillaren verursacht wird. Der Ausfall dieser Zellen führt zu einer verstärkten thrombotischen Aktivität des Endothels. Das würde erklären, warum Patienten mit gestörter Endothelfunktion (z.B. Hypertoniker, Diabetiker) eine höhere Morbidität aufweisen. Bei einem intakten Endothel sind die Periyzten normalerweise nicht gegenüber dem Blut exponiert.[61]
Im Rahmen der Infektion bildet sich ein intraalveoläres Lungenödem mit proteinreichem Exsudat. Es führt zu einer Verlegung der kleinen Atemwege mit Verschlechterung des Gasaustausches. Das Interstitium ist verdickt. Als Antwort auf den Virusbefall zeigt sich zunächst eine reaktive Hyperplasie der Pneumozyten mit herdförmiger Infiltration von Entzündungszellen sowie vielkernigen Riesenzellen, später ein fokaler Zelluntergang.[76] Im weiteren Verlauf können hyaline Membranen[77] sowie eine Fibroblastenproliferation mit Fibrosierung auftreten.[78]
Neben den pulmonalen Befunden lässt sich bei schweren Verläufen mit Multiorganversagen histopathologisch eine generalisierte Entzündung des Gefäßendothels (Endotheliitis) nachweisen. Dabei zeigen sich lichtmikroskopisch in verschiedenen Geweben (Lunge, Myokard, Dünndarm) mit dem Endothel assoziierte Entzündungszellen und apoptotische Zellen. In der Elektronenmikroskopie sind Einschlusskörperchen in den Endothelzellen sichtbar.[79]
Bei schwangeren COVID-19-Patientinnen wurden in einigen Fällen pathologische Veränderungen der Plazenta festgestellt, die auf eine maternale Malperfusion hinwiesen.[80]
Risikofaktoren, die den Erwerb und/oder Verlauf von COVID-19 beinflussen, sind u.a.:[81][82]
Darüber hinaus bestimmt die Blutgruppe den Verlauf von COVID-19. Menschen mit Blutgruppe A haben ein größeres Risiko für einen schwereren Krankheitsverlauf als Menschen mit Blutgruppe 0.
Die individuelle Ausprägung der Erkrankung ist sehr unterschiedlich. COVID-19 kann mit minimalen Symptomen, moderat oder schwer verlaufen. Auch asymptomatische Fälle sind möglich.[83] Ihr Anteil soll zwischen 30 und 60% der Infizierten liegen.[84]
Der individuelle Verlauf der Erkrankung ist u.a. von der Virusdosis, der genetisch determinierten Empfänglichkeit des Wirts, der Eintrittspforte für die Infektion, der Virulenz des Erregers sowie vom Immunstatus des Wirts abhängig.
Eine Infektion mit SARS-CoV-2 manifestiert sich anfangs durch unspezifische Allgemeinsymptome, die Ähnlichkeit mit einer Grippe haben. Dazu zählen (Zahlen auf 5er-Intervalle gerundet):[85]
Gastrointestinale Beschwerden (Nausea, Diarrhö, Erbrechen) treten in wechselnder Häufigkeit auf. Die Angaben schwanken zwischen 2% und 33%.[86] Seltener auftretende Symptome (< 10%) sind Rhinitis, Hämoptoe oder konjunktivale Injektion. Von Patienten wird zudem relativ häufig eine mehrtägige Hyp- bzw. Anosmie und Ageusie berichtet.[87] Diese Symptome weisen auf eine neurologische Beteiligung hin. Darüber hinaus können Hautmanifestationen in Form von fleckigen Exanthemen auftreten, in seltenen Fällen auch Urtikaria, Petechien oder eine Livedo reticularis.[88]
Mit zunehmender Beteiligung des Lungenparenchyms kommt es zu einer Verschlechterung der Symptomatik mit Entwicklung einer interstitiellen Pneumonie. Eine Beteiligung der Pleura mit Pleuritis ist ebenfalls möglich. Zusätzliche Symptome sind dann:
In 17 bis 29% der hospitalisierten Fälle tritt ein akutes Lungenversagen (ARDS) mit schwerer Hypoxie auf.[89] Diese Komplikation kann sich sehr dynamisch aus einer "stillen Hypoxie" heraus entwickeln, bei welcher der Patient trotz stark reduzierter Sauerstoffsättigung in Ruhe keine relevante Dyspnoe aufweist.
Die Kombination aus Pneumonie und Lymphopenie wird auch als L-CAP ("lymphopenic community acquired pneumonia") bezeichnet. Dieses Krankheitsbild ist durch eine insuffiziente Immunantwort gekennzeichnet und mit einer erhöhten Letalität verbunden.
Bei einem Teil der Patienten kommt es ca. 9 bis 14 Tage nach Symptombeginn zu einer schweren systemischen Immunreaktion, die einen Zytokinsturm mit viraler Sepsis, septischem Schock und Multiorganversagen auslöst.
Im Vergleich zur typischen Sepsis zeigt sich bei COVID-19 meist keine Hypotonie.
Ältere oder immunsupprimierte Patienten können zusätzliche atypische Symptome aufweisen. Zum Beispiel kann trotz fortgeschrittener Erkrankung Fieber fehlen.
Bei Kindern ist der Verlauf in der Regel mild bis asymptomatisch. Die Körpertemperatur bleibt meist unter 39 °C. Mögliche Symptome sind Husten, Pharyngitis, verstopfte Nase, Rhinorrhoe und Diarrhö. Letztere scheint bei Kindern häufiger aufzutreten als bei Erwachsenen. Der Allgemeinzustand der Kinder ist kaum beeinträchtigt. Symptome wie Fatigue, Dyspnoe oder Kopfschmerzen fehlen.[90] In seltenen Fällen kann es bei Kindern jedoch zu schweren Krankheitsverläufen mit Entwicklung eines Kawasaki-Syndroms bzw. eines MIS-C kommen.[91]
Mit geringer Inzidenz können auch schwere neurologische Manifestationsformen von COVID-19 auftreten. Dazu zählen u.a.:
Der direkte Virusnachweis erfolgt durch Identifikation virustypischer Gensequenzen mit Hilfe der RT-PCR oder durch Detektion von Virusproteinen bzw. -antigenen mit Immunassays. In beiden Fällen wird das Probenmaterial meist durch einen Nasopharyngealabstrich entnommen. Alternativ kommt ein Oropharyngealabstrich oder die Materialgewinnung aus den unteren Atemwegen (Sputum, Trachealaspirat, BAL) in Frage. Bei der Abstrichentnahme für die RT-PCR sind nach Vorgabe des Labors für die PCR geeignete Abstrichträger und spezielle Virustransportmedien zu verwenden.
Fehlerhafte Abstriche oder eine zu geringe Erregerkonzentration am Abstrichort können bei allen Testverfahren zu falsch-negativen Ergebnissen führen. Auch der Zeitpunkt des Tests im Krankheitsverlauf ist relevant, da die Erreger einen Etagenwechsel in die unteren Atemwege vollziehen.[97] Im klinischen Setting werden Patienten mit negativem Virusnachweis, aber suspekter Bildgebung oder typischem Symptombild daher wie nachgewiesene Erkrankungsfälle behandelt.
Die RT-PCR gilt als Goldstandard des Virusnachweises. Sie kann entweder im Labor oder seit Ende März 2020 als POCT bzw. Kartuschentest durchgeführt werden. Bei Einsendung des Materials in ein Labor ist das Ergebnis in Abhängigkeit von den verfügbaren Kapazitäten erst mit Zeitversatz verfügbar.
Die Spezifität des Verfahrens wird in einem Bereich von 96 bis 100%, die Sensitivität zwischen 90 und 100% angesiedelt. Die Sensitivität ist jedoch maßgeblich von Einflussfaktoren in der Präanalytik (s.o.) abhängig, und kann bei fehlerhafter Abstrichentnahme geringer ausfallen. Da unterschiedliche Protokolle und Zielgene verwendet werden, ist das Verfahren bislang international nicht standardisiert. Ein positives RT-PCR-Ergebnis ist nicht mit Infektiosität gleichzusetzen: Der PCR-Test kann mehrere Wochen länger positiv ausfallen, als vermehrungsfähige Viren nachweisbar sind.[98] Über die Höhe des Ct-Wertes kann die Menge an Virusgenom in der Probe abgeschätzt werden. Je höher der Ct-Wert, desto niedriger ist die Konzentration in der Probe.
Antigenteste für den direkten Virusnachweis sind seit Mai 2020 in verschiedenen Ländern zugelassen, u.a. per Emergency Use Authorization (EUA) in den USA. Sie sind auch als Schnelltests verfügbar. Dabei handelt es sich um Lateral-Flow-Tests, die auf dem Prinzip der Immunchromatographie basieren und innerhalb von 10 bis 20 Minuten ein Ergebnis liefern. Nachgewiesen werden typische Virusproteine, z.B. das Nukleokapsidprotein. Die Sensitivität dieser Tests ist geringer als die der RT-PCR. Positive Testergebnisse sollten deshalb als vorläufig eingestuft und durch eine RT-PCR verifiziert werden.[99] Eine abschließende Beurteilung der Tests ist zur Zeit (7/2021) noch nicht möglich.
siehe auch: COVID-19-Schnelltest
Der indirekte Virusnachweis kann über die Bestimmung spezifischer Antikörper gegen SARS-CoV-2 im Blutserum per ELISA erfolgen. Er ist erst möglich, wenn eine messbare Antikörperbildung eingesetzt hat, was frühestens ab dem 4.-7. Tag p.i. der Fall ist. Mit entsprechenden Testkits lassen sich IgA-, IgM- oder IgG-Antikörper mit hoher Sensitivität (> 98%) nachweisen.
Neben Labortests sind seit 4/2020 auch Schnelltests für den Antikörpernachweis aus Kapillarblut verfügbar.[100] Sie entsprechen den Schnelltests für den direkten Virusnachweis und basieren auf der Verwendung von Immunkonjugaten. Auch sie sprechen erst nach einer diagnostischen Lücke an, daher sind sie für den Nachweis frischer Infektionen ungeeignet. Die Aussagekraft der Schnelltests und ihr Einsatz beim epidemiologischen Screening werden kontrovers diskutiert.
Im Blutbild findet sich bei etwa 30% der erkrankten Patienten eine Leukopenie und bei 70-80% eine absolute Lymphopenie.[101] Bei einem kleineren Teil der Patienten kann auch eine Leukozytose vorliegen. In ca. 40% d.F. liegt eine Thrombozytopenie vor.
Bei schweren Verläufen sind die Entzündungsparameter (ESR, CRP, LDH) erhöht. Bei schwer erkrankten Patienten treten in etwa 40% der Fälle pathologische Leberwerte (ASAT, ALAT) auf.[102] Sie sind mit einer schlechteren Prognose assoziiert.[103] Das gleiche gilt für erhöhte D-Dimer-, Serumferritin- und Serumkreatinin-Werte.[103] Eine Erhöhung von Procalcitonin spricht für eine bakterielle Koinfektion bei Sepsis.
Die Höhe des Interleukin-6-Spiegels ist ein möglicher Prädiktor für eine respiratorische Insuffizienz.[104]
| Typische Laborbefunde bei COVID-19 | |
|---|---|
| Lymphozyten | erniedrigt |
| C-reaktives Protein (CRP) | erhöht |
| Laktatdehydrogenase (LDH) | erhöht |
Primär wird ein Röntgenthorax, nachrangig ein Thorax-CT bzw. HRCT zum Nachweis/Ausschluss einer Pneumonie eingesetzt. Darüber hinaus kann ein Lungenultraschall erste Hinweise auf Parenchymveränderungen geben und Pleuraergüsse nachweisen.
Im HRCT werden auch asymptomatische Patienten auffällig.[105] Das Thorax-CT hat eine höhere Sensitivität als die RT-PCR und liefert im klinischen Setting eine schnellere Diagnose, so dass es in vielen Therapiealgorithmen vor der RT-PCR auftaucht.[106] Mögliche CT-Befunde bei COVID-19-Patienten sind:[107]
Die Befunde können unilateral oder bilateral auftreten. Zusätzlich kann eine Vergrößerung der mediastinalen Lymphknoten erkennbar sein.
Als Differentialdiagnosen kommen in erster Linie andere Virusinfekte, z.B. durch Influenzaviren in Frage. Aufgrund der nahezu identischen Symptomatik ist eine Abgrenzung ohne Labordiagnostik nicht möglich.
Von Siddiqi und Mehra wird folgende Stadieneinteilung für COVID-19 vorgeschlagen:[108]
Bei bis zu 20% der COVID-19-Patienten können virale Koinfektionen vorliegen, u.a. mit Rhinoviren, Enteroviren, Influenzaviren oder Parainfluenzaviren.[109][110]
Rund 10% der Patienten entwickeln eine bakterielle Sekundärinfektion.[89][111] Die Erfassung von Sekundärinfektionen ist jedoch in vielen Fällen lückenhaft. Bei intubierten Patienten mit invasiver Beatmung ist das Risiko für Sekundärinfektionen erhöht.
Zur Zeit (7/2021) gibt es keine kausale Therapie für COVID-19, die eine umfangreiche klinische Prüfung durchlaufen hat. Die Therapie ist daher in der Regel rein symptomatisch oder probatorisch. Milde Verläufe können ambulant behandelt werden.
siehe auch: Triage bei COVID-19
Die Therapie einer schweren COVID-19 besteht zunächst aus:[112]
Aufgrund der häufig auftretenden Gerinnungsstörungen unter COVID-19 wird bei hospitalisierten Patienten oder bei Vorliegen zusätzlicher Risikofaktoren (z.B. BMI > 30 kg/m2, Thromboembolien in der Vorgeschichte) eine Prophylaxe mit niedermolekularem Heparin (NMH) zur Verhinderung von Thrombosen empfohlen.[113][114] Die Indikation zur medikamentösen Thromboseprophylaxe mit NMH sollte bei COVID-19-Patienten auch unabhängig von der Notwendigkeit einer Hospitalisierung fortlaufend geprüft und großzügig gestellt werden.[114]
Um eine Lungenschädigung zu vermeiden, ist ein differenziertes, patientenindividuelles Vorgehen notwendig, das sich sowohl an der Sauerstoffsättigung als auch am klinischen Bild orientiert.
Spontan atmende Patienten mit Dyspnoe können zunächst nicht-invasiv beatmet werden, z.B. mittels High-Flow-Sauerstofftherapie (HFNC) oder NIV-CPAP. Bei diesen Verfahren ist allerdings mit einer verstärkten Aerosolbildung zu rechnen.
Bei schwerer respiratorischer Insuffizienz ist eine Intubation mit maschineller Beatmung oder im Extremfall eine extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO) notwendig. Ist die Lungencompliance noch erhalten, sollte zunächst mit niedrigem PEEP und hohen Tidalvolumina beatmet werden. Nimmt das Lungenödem zu, müssen die PEEP-Werte an die verschlechterte Lungenbelüftung angepasst werden. Hier ist jedoch mit Sekundärschäden zu rechnen.
Im Falle einer Niereninsuffizienz kommen kontinuierliche Nierenersatzverfahren (CCRT) zum Einsatz. Ein drohendes Kreislaufversagen macht die Gabe von Katecholaminen notwendig.
Klinische Erfahrungsberichte aus China weisen auf die Bedeutung der regelmäßigen Absaugung der Atemwege hin, da die COVID-19-Pneumonie mit einer deutlich gesteigerten pulmonalen Sekretproduktion einhergeht.[78]
Bei beatmeten COVID-19-Patienten mit ARDS ist die Bauchlagerung ("Proning") empfehlenswert, da sie die Belüftung der dorsalen Lungenfelder und den Sekretabfluss verbessert.[115]
Der Einsatz von Glukokortikoiden muss differenziert erfolgen. Er wird seit September 2020 von der WHO in kritischen und schweren COVID-19-Fällen empfohlen.[116] Im Frühstadium ist er kontraindiziert, da er die Coronavirus-Clearance verzögert. Bei schwerkranken Beatmungspatienten ist er jedoch sinnvoll, um die Entwicklung eines ARDS zu verhindern.[77] Das gleiche gilt beim Vorliegen einer Hyperinflammation.
In einer Studie mit mehr als 6.000 COVID-19-Kranken (RECOVERY) konnte die Mortalität von Beatmungspatienten durch die einmal tägliche Gabe von 6 mg Dexamethason signifikant reduziert werden.[117] Glukokortikoide sind aber mit einem höheren Risiko für Sekundärinfektionen assoziiert.[118]
Die Gabe von inhalativen Glukokortikoiden (Budesonid) kann die Symptomschwere von COVID-19 verringern und die Rekonvaleszenz beschleunigen.[119]
Ein Mangel an Vitamin D bzw. Calciferol ist mit einem höheren Risiko assoziiert, eine SARS-CoV-2-Infektion zu entwickeln und invasiv beatmet werden zu müssen. Der Vitamin-D-Status korreliert außerdem mit der Letalität. Vitamin D hemmt die Aktivität des Renin-Angiotensin-Aldosteron-Systems (RAAS), dessen Bestandteil ACE2 als Eintrittsrezeptor für SARS-CoV-2 darstellt. Ob es sich hierbei um eine Kausalität oder um einen Bystander-Effekt handelt, ist jedoch derzeit (7/2021) unklar. Einige Autoren empfehlen bei jedem COVID-19-Patienten eine Vitamin-D-Supplementation. Die empfohlene Tagesdosis schwankt je nach Literatur, Ausmaß des Vitamin-D-Mangels und Körpergewicht zwischen 400 bis 4.000 IE.[120][121][122][123][124][125][126][127][128][129]
Experimentell werden im Rahmen klinischer Studien oder empirisch verschiedene Wirkstoffe in wechselnden Kombinationen eingesetzt. Verlässliche Erkenntnisse, welchen klinischen Effekt diese Therapien haben, liegen zur Zeit (7/2021) nur lückenhaft vor. Bei vielen klinischen Studien handelt es sich um nicht placebokontrollierte Therapiebeobachtungen, der Anteil der kontrollierten Studien nimmt jedoch kontinuierlich zu.
Alle im Zusammenhang mit COVID-19 eingesetzten Virostatika sind zur Behandlung anderer Virusinfektionen zugelassen bzw. entwickelt worden, vor allem für die Therapie von Influenza und HIV-Infektionen. Einige Wirkstoffe wurden bereits in der Vergangenheit off label gegen andere Coronavirus-Infektionen eingesetzt.
Monoklonale bzw. rekombinante Antikörper richten sich gegen bestimmte Virusbestandteile (Epitope des Spikeproteins) oder werden zur Eindämmung einer überschießenden Entzündungsreaktion eingesetzt. Dazu zählen u.a.:[139]
Das Antimalariamittel Chloroquin zeigt im Rahmen von In-Vitro-Testungen in Zellkulturen eine antivirale Aktivität gegen SARS-CoV-2.[140] Es hemmt wahrscheinlich die Papain-ähnliche Protease (PL-PRO) des Virus. Aufgrund seiner proarrhythmogenen Wirkung ist der Einsatz von Chloroquin umstritten. Unter der Therapie traten bei COVID-19-Patienten arzneimittelbedingte Todesfälle auf.[141] Eine brasilianische Studie mit Chloroquin wurde wegen Herzmuskelschäden und Arrhythmien mit Todesfällen abgebrochen.[142] Die Verwendung wird von den Zulassungsbehörden nur unter stationären Bedingungen oder im Rahmen klinischer Studien empfohlen. Das gleiche gilt für Hydroxychloroquin.[143] Eine multinationale Analyse von mehr als 14.000 hospitalisierten COVID-19-Fällen, die mit Chloroquin alleine oder in Kombination behandelt wurden, zeigte keinen Nutzen der Therapie. Im Vergleich zu Patienten mit ähnlichen Profildaten kam es unter Chloroquin zu einer erhöhten Mortalität und zu einer höheren Inzidenz von Arrhythmien.[144]
Bei beatmeten COVID-19-Patienten mit ARDS kommen ferner folgende experimentelle Therapien zum Einsatz:
Der Verlauf lässt sich im Einzelfall nicht voraussagen, da er von zahlreichen Individualfaktoren abhängt. Die Prognose bei einer akuten Infektion mit dem Coronavirus ist überwiegend gut. In den meisten Fällen sind die Symptome moderat. Bei älteren Patienten ab dem 6. Lebensjahrzehnt kommt es hingegen gehäuft zu schweren Symptomen. Hierbei kann eine Verschlechterung bis hin zum Tod auftreten. Ebenso sind Patienten mit Vorerkrankungen häufig von einer schwereren Verlaufsform betroffen.
Bei einem leichten Krankheitsverlauf klingen die Symptome in der Regel innerhalb von zwei Wochen ab. Bei schwerem Krankheitsverlauf kann die Rekonvaleszenz zwischen drei und sechs Wochen dauern.[147]
Aufgrund der relativ kurzen Historie der Virusinfektion haben Aussagen zur Letalität zum jetzigen Zeitpunkt (7/2021) immer noch einen orientierenden Charakter. Die Berechnungen stützen sich meist auf den Anteil der Todesfälle unter den klinisch manifesten Fällen. Da der Anteil der asymptomatischen oder subklinischen Fälle dabei unberücksichtigt bleibt, sind diese Angaben nach oben verzerrt.
Bei einer Auswertung von 1.099 Erkrankungsfällen Anfang Februar 2020 lag die Letalität ("case fatality rate") bei 1,36 %.[62] Eine Studie von März 2020 setzt den Wert auf der Basis von mehr als 44.000 bestätigten Erkrankungsfällen bei 2,3 % an.[148] Die Letalität von SARS-CoV-2 ist damit geringer als die von SARS (ca. 10%) oder MERS (20-40%).
Bezogen auf alle Infizierten - also unter Einbeziehung asymptomatischer, positiv getesteter Fälle - ergibt sich eine infection fatality rate (IFR) von 1,2 %, d.h. etwa einer von 100 Infizierten stirbt.[149] In einigen Studien wird die IFR noch niedriger angesetzt, z.B. bei 0,66 %.[150] Zwei Metaanalysen auf der Basis von 36 Studien (Juli 2020) bzw. 25 Studien (Dezember 2020) geben die mediane IFR mit lediglich 0,27% bzw. 0,68% an, bei Menschen unter 70 Jahren sogar nur mit 0,05%. Damit liegen die Werte deutlich geringer als die Schätzungen zu Beginn der Pandemie.[151][152]
Der Tod tritt zwischen 6 und 41 Tagen nach dem Beginn der Symptome auf, der Median liegt bei 14 Tagen.[153] Die häufigsten Komplikationen, die zum Tod führen, sind Sepsis, ARDS, Herzinsuffizienz und septischer Schock.[103]
In einzelnen Bevölkerungsgruppen, z.B bei Senioren, immunsupprimierten Patienten oder Patienten mit Grunderkrankungen, kann die Letalität deutlich höher liegen. Aufgrund der unterschiedlichen demografischen Struktur der betroffenen Länder unterscheiden sich deshalb auch die landesspezifischen Sterberaten.
Bei in China verstorbenen Personen bestand in 20 % der Fälle ein Diabetes mellitus, in 15 % eine kardiovaskuläre Erkrankung und in 2 % eine chronisch obstruktive Lungenerkrankung.[1] Verstorbene Patienten aus Italien wiesen sogar in 99 % aller Fälle eine Grunderkrankung auf, in ca. 50 % der Fälle 3 oder mehr Grunderkrankungen. Die häufigsten Komorbiditäten waren Hypertonie (mehr als 75 % der Fälle) und Diabetes mellitus (ca. 35 % der Fälle).[154]
Die Letalität in den verschiedenen Altersgruppen stellt sich wie folgt dar:[148]
| Alter | Letalität [%] |
|---|---|
| 0 - 9 | 0 |
| 10 - 19 | 0,2 |
| 20 - 29 | 0,2 |
| 30 - 39 | 0,2 |
| 40 - 49 | 0,4 |
| 50 - 59 | 1,3 |
| 60 - 69 | 3,6 |
| 70 - 79 | 8,0 |
| > 80 | 14,8 |
Der exponentielle Zusammenhang zwischen Alter und Letalität konnte im Dezember 2020 durch eine Metaanalyse von 27 Studien bestätigt werden:[155]
| Alter | Letalität [%] |
|---|---|
| 10 | 0,002 |
| 25 | 0,01 |
| 55 | 0,4 |
| 65 | 1,4 |
| 75 | 4,6 |
| 85 | 15 |
Männer haben ein höheres Risiko, an COVID-19 zu sterben, als Frauen.
Neben Alter, Geschlecht und Komorbiditäten ist die Ausstattung des jeweiligen Gesundheitssystems eine entscheidende Einflussgröße für die Letalität.[156]
Die Langzeitschäden von COVID-19 resultieren aus dem irreversiblen Untergang von Lungenparenchym. Im Rahmen der Reparaturprozesse entsteht dysfunktionales Ersatzgewebe. Bei schweren Verläufen, bei denen eine längere maschinelle Beatmung sowie eine hohe Sauerstoffgabe notwendig war, kann es zu einer beatmungsassoziierten Lungenschädigung (VALI) mit Lungenfibrose und deutlicher Einschränkung der Lungenfunktion kommen.
Auch bei nicht-hospitalisierten Patienten ist nach dem Abklingen der Infektion eine lang anhaltende Restsymptomatik mit Dyspnoe, Husten, Palpitationen, Brustschmerzen, Fatigue, Arthralgien, kognitiven Leistungseinbußen oder Anosmie möglich.[157]
Aufgrund der ACE2-Expression in Sertoli- und Keimzellen sind außerdem Fertilitätsstörungen des Mannes denkbar.[158]
Die Langzeitschäden bzw. Spätfolgen werden in ihrer Gesamtheit auch als Post-COVID-Syndrom (PCS) bzw. "Long Covid" bezeichnet.
Derzeit (6/2021) ist unklar, welche Form der Immunität eine Infektion mit SARS-CoV-2 auslöst, nach welcher Zeit diese Immunität eintritt und wie lange sie andauert.[159][160][70] Es wurden mehrere Fälle von Reinfektionen dokumentiert, die in einigen Fällen im Zusammenhang mit bestimmten Virusmutationen (z.B. E484K) standen.[161][162][163] Durch molekularbiologische Untersuchungen konnte dabei ausgeschlossen werden, dass es sich um andauernde Infektionen handelte.
Eine Antikörperbildung gegen SARS-CoV-2 findet in maßgeblichem Umfang statt. Bei symptomatisch erkrankten COVID-19-Patienten ließen sich 6 Monate nach Erkrankungsbeginn noch relevante Antikörpertiter nachweisen.[164] Erhöhte Titerwerte für IgG-Antikörper gegen die rezeptorbindende Domäne (RBD) des Virus waren auch in mehreren anderen Studien über mindestens 3 Monate nachweisbar.[165][166]
Die Dauer der Antikörperpräsenz und ihre Auswirkungen auf die Herdenimmunität sind noch nicht abschließend geklärt. In einer englischen Feldstudie mit mehr als 365.000 Einwohnern nahm die Prävalenz von SARS-CoV2-Antikörpern in der Bevölkerung bereits nach wenigen Monaten ab.[167]
Auch ohne durchstandene COVID-19-Infektion lassen sich bei etwa 35% der virusnaiven Bevölkerung CD4-positive T-Zellen nachweisen, die auf das Spikeprotein von SARS-CoV-2 reagieren. Dabei handelt es sich möglicherweise um das Ergebnis einer Kreuzreaktion, die durch andere endemische Coronaviren ausgelöst wird. Welchen Einfluss diese T-Zellen auf den Krankheitsverlauf von COVID-19 haben, ist zur Zeit (6/2021) noch unklar.[168]
Die allgemeine Infektionsprophylaxe umfasst u.a.
Medizinisches Personal, das mit COVID-19-Patienten arbeitet, unterliegt einem hohen Infektionsrisiko. In China wurde in mehreren Hundert Fällen Krankenhauspersonal infiziert.[169] Zur Infektionsprophylaxe sollte man daher unbedingt eine persönliche Schutzausrüstung (PPE) tragen, die Schutzbrillen, FFP3-Masken, Handschuhe und langärmlige Schutzkleidung sowie ggf. ein Gesichtsvisier umfasst.
Bei allen diagnostischen oder therapeutischen Prozeduren, die potentiell infektiöse Aerosole erzeugen (z.B. Intubation, manuelle Beatmung oder bronchoalveoläre Lavage), sollte intensiv auf den persönlichen Infektionsschutz geachtet werden. Die Verwendung einer FFP3-Maske und einer dicht abschließenden Schutzbrille ist obligat. Optimal ist die Durchführung in einem Unterdruckzimmer, ersatzweise in gut belüfteten Räumen. Die Anzahl der Personen, die sich im Raum aufhalten, sollte dabei auf ein Minimum reduziert werden.
Zur Oberflächendesinfektion gegen SARS-CoV-2 können Desinfektionsmittel eingesetzt werden, die als viruzid, begrenzt viruzid oder begrenzt viruzid plus ausgewiesen sind. Begrenzt viruzide Desinfektionsmittel sind gegen behüllte Viren ausreichend wirksam. Die Viren werden durch Einwirkung von Ethanol (62-71 %), Wasserstoffperoxid (0,5 %) oder Natriumhypochlorit (0,1 %) innerhalb von 1 Minute inaktiviert. Andere Biozide wie Benzalkoniumchlorid (0,05-0,2 %) oder Chlorhexidindigluconat (0,02 %) sind weinger effektiv.[36]
Außerhalb von Gesundheitseinrichtungen wird für Europa die Oberflächendesinfektion mit 0,1%igem Natriumhypochlorit empfohlen - das ist 1/50 der Konzentration in haushaltsüblichen Bleichmitteln (5 %).[170]
Zur Zeit (6/2021) sind verschiedene Impfstoffe zur Anwendung zugelassen. Weitere befinden sich in fortgeschrittenen Phasen der klinischen Prüfung. Die Impfstoffentwicklung basiert dabei auf RNA-Vakzinen, inaktivierten Viren, rekombinanten Vektoren und anderen Technologien (z.B. Molecular Clamp).[171]
In der EU wurde der erste Impfstoff gegen SARS-CoV-2 am 21.12.2020 von der EMA zur Zulassung empfohlen. Dabei handelt es sich um den mRNA-Impfstoff BNT162b2 (Handelsname: Comirnaty®) von BioNTech und Pfizer.
In den USA wurden im Dezember 2020 fast zeitgleich zwei mRNA-Impfstoffe per Emergency Use Authorization (EUA) zugelassen, BNT162b2 und mRNA-1273 von Moderna.
In UK wurden im Dezember 2020 BNT162b2, mRNA-1273 und AZD1222 von AstraZeneca zugelassen.
Der Impfstoff Ad5-nCoV von CanSino Biologics ist in China seit Ende Juni 2020 zur Immunsierung militärischen Personals im Einsatz.[172] Weitere Impfstoffe (z.B. CoronaVac) wurden im Dezember 2020 zugelassen.
In Russland wurde Mitte August 2020 eine vom Gamaleya Research Institute of Epidemiology and Microbiology entwickelte Vakzine zugelassen. Der Impfstoff mit den Namen Gamaleya ("Sputnik V") verwendet einen Adenovirus als Vektor in Kombination mit dem Spikeprotein von SARS-CoV-2. Die Zulassung erfolgte vor Durchführung von Phase-III-Studien und ohne Veröffentlichung der Ergebnisse vorheriger Phase-I- und -II-Studien.[173][174]
Übersicht der aktuell (06/2020) in der EU zugelassenen Impfstoffe gegen SARS-CoV-2:[175][176]
| Impfstoffbezeichnung (Handelsname / Hersteller) | Typ | zugelassen für Personen | Anzahl der Impfdosen | Wirksamkeit |
|---|---|---|---|---|
| BNT162b2 (Comirnaty® / BioNTech Pfizer) | mRNA-Impfstoff | ab 12 Jahren | 2 x im Abstand von 3 - 6 Wochen | bis zu 95% |
| MRNA-1273 (COVID-19 Vaccine Moderna® / Moderna) | mRNA-Impfstoff | ab 18 Jahren | 2 x im Abstand von 4 - 6 Wochen | bis zu 95 % |
| AZD1222 (Vaxzevria® / AstraZeneca) | Vektorimpfstoff | ab 18 Jahren | 2 x im Abstand von 12 Wochen | bis zu 80 % |
| Ad26.COV2-S (COVID-19 Vaccine Janssen® / Johnson & Johnson) | Vektorimpfstoff | ab 18 Jahren | 1 x | bis zu 70 % |
Bei bereits durchgemachter SARS-CoV-2-Infektion ist - unabhängig vom verwendeten Imfstoff - lediglich die einmalige Gabe für einen vollständigen Impfschutz notwendig. Für Genesene wird eine Impfung frühstens sechs Monate nach der Infektion empfohlen.
Die ständige Impfkommission (STIKO) empfiehlt zurzeit (06/2021) die Impfung mit den zugelassenen Impfstoffen für folgende Personengruppen:[177] [178]
| Impfstoff | Empfehlung | nach ärztlicher Aufklärung (individuelle Nutzen-Risiko-Abwägung) |
|---|---|---|
| Comirnaty® (BioNTech/Pfizer) |
|
ab 12 Jahren |
| COVID-19 Vaccine Moderna® (Moderna) | ab 18 Jahren | |
| Vaxzevria® (AstraZeneca) | ab 60 Jahren | ab 18 Jahren |
| COVID-19 Vaccine Janssen® (Johnson & Johnson) | ab 60 Jahren | ab 18 Jahren |
Eine generelle Impfung von Schwangeren ist aktuell (06/2021) nicht empfohlen. Es besteht jedoch eine Indikationsempfehlung (bestehende Vorerkrankungen, erhöhtes Expositionsrisiko) für Schwangere ab dem zweiten Trimester mit mRNA-Impfstoffen.[179]
Wie lange der Impfschutz anhält, ist derzeit (07/2021) noch unklar. Antikörpertests sind für die Beurteilung des Immunschutzes derzeit nicht sinnvoll, da kein Antikörperkorrelat für den Schutz vor einer Infektion definiert ist. Ob neben der Grundimmunisierung eine weitere Auffrischimpfung sinnvoll ist, wird aktuell noch untersucht.
Aktuell (06/2021) befinden sich 102 Vakzine in Phase I, II oder III der klinischen Testung und 185 Impfstoffkandidaten in der präklinischen Entwicklung.[180]
Zu den in klinischer Forschung befindlichen Vakzinen zählen u.a.:[181]
| Impfstoff | Hersteller |
|---|---|
| Covovax, TAK-019 (Novavax COVID-19 vaccine) | Novavax, CEPI |
| VAT00008 (Sanofi-GSK COVID-19 vaccine) | Sanofi Pasteur, GSK |
| CVnCoV (CureVac COVID-19 vaccine) | CureVac, CEPI |
| INO-4800 | Inovio Pharmaceuticals, CEPI, International Vaccine Institute |
| Covid-19/aAPC | Shenzhen Geno-Immune Medical Institute |
| LV-SMENP-DC | Shenzhen Geno-Immune Medical Institute |
| bacTRL-Spike | Symvivo Corporation |
Eine unspezifische Immunmodulation durch eine BCG-Impfung wird zur Zeit in klinischen Studien untersucht.[182]
Für ungeklärte, wahrscheinliche und bestätigte Fälle von COVID-19 sowie für den Labornachweis von SARS-CoV-2 besteht nach dem Infektionsschutzgesetz eine namentliche Meldepflicht.[183]
Das Robert-Koch-Institut empfiehlt folgenden Algorithmus bei der initialen Verdachtsabklärung:[184]
Eine Infektion mit SARS-CoV-2 wird international wie folgt kodiert:
Am 17.02.2020 wurde vom DIMDI für die Coronavirus-Krankheit durch COVID-19 der Reservekode U07.1! freigegeben und die Verwendung in Deutschland "ab sofort" verbindlich gemacht. Da es sich um einen Sekundärkode handelt, ist er stets mit einem Primärkode zu kombinieren. Somit ist zunächst die nachgewiesene Atemwegsinfektion gefolgt von U07.1! COVID-19 anzugeben, z.B.:[185]
Bei Erregernachweis ohne Krankheitszeichen ist als Primärkode Z22.8 (Keimträger sonstiger Infektionskrankheiten) anzugeben.
SARS-CoV-2 wird in Deutschland in die Risikogruppe 3 der Biostoffverordnung (BioStoffV) eingeordnet, da eine leichte Übertragbarkeit sowie keine Impf- und Therapiemöglichkeiten bestehen. Die Arbeit mit lebenden Viren in Zellkulturen verlangt daher ein Sicherheitslabor, das die Schutzstufe 3 (S3-Labor) ermöglicht.
Für den Umgang mit infektiösem Untersuchungsmaterial in der Labordiagnostik (z.B. Probenaufbereitung für die RT-PCR) ist die Schutzstufe 2 ausreichend. Arbeitsabläufe, bei denen eine Aerosolbildung möglich ist, müssen an einer mikrobiologischen Sicherheitswerkbank der Klasse II erfolgen. Dabei ist eine persönliche Schutzausrüstung zu tragen.
Tags: ARDS, COVID-19, Coronavirus, Pandemie, SARS
Fachgebiete: Infektiologie, Virologie
Diese Seite wurde zuletzt am 10. Juli 2021 um 16:10 Uhr bearbeitet.
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