Herdenimmunität: Wie weit wir tatsächlich davon entfernt sind

Was die Altersstruktur und die Sterbezahlen über die tatsächliche Virusausbreitung aussagen und warum bisherige Teststrategien nur einen Teil der infizierten Personen entdecken können, zeigen Demograph/innen der Österreichischen Akademie der Wissenschaften mithilfe einer neuen, indirekten Schätzmethode. Die Studie wurde nun im Fachjournal PLOS One veröffentlicht.

Testen, testen, testen. Tests auf SARS-CoV-2 gelten in vielen Ländern als wichtige Voraussetzung, um die Pandemie einzudämmen. Doch können damit wirklich alle infizierten Personen entdeckt werden? Forscher/innen des Instituts für Demographie der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) sowie der Technischen Universität Wien haben nun bisherige Teststrategien, die fallbezogene Sterblichkeitsrate und das Konzept der Herdenimmunität anhand mathematischer Modelle neu bewertet. Ihren Ansatz beschreiben sie aktuell in der Fachzeitschrift PLOS One.

Eines der Ergebnisse: In den meisten Ländern werden nicht mehr als 60 Prozent aller infizierten Fälle erkannt. „Bisher gibt es kaum Studien, die untersucht haben, wie effizient die Teststrategie ist. Unterschiedliche Testverfahren, asymptomatische Personen und die begrenzte Verfügbarkeit von Tests in großem Maßstab verringern die Chancen, wirklich alle Fälle zu erkennen“, sagt Miguel Sánchez-Romero, Erstautor der aktuellen Publikation, von der Akademie der Wissenschaften.

Mathematische Formel liefert Zahl der jemals Infizierten

Die Forscher/innen schlagen daher eine ergänzende Methode vor. Unter Verwendung eines statistischen Modells können sie wichtige epidemiologische Parameter herleiten, über die sonst keine Informationen zur Verfügung stehen würden: „Wir können mit unserem Modell für eine beliebige Population schätzen, wie viele Menschen jemals mit SARS-CoV-2 infiziert waren. Und: Wir können auch beziffern, wie viele Menschen unter den jemals Infizierten entdeckt wurden“, erklärt ÖAW-Forscherin und Co-Autorin Vanessa Di Lego.

Voraussetzung für diese indirekte Schätztechnik sind folgende demographische Daten: Die Altersstruktur der Bevölkerung, die altersspezifische Mortalität (ohne Covid-19), die Anzahl der Covid-19-bedingten Sterbefälle und die fallbezogene Sterblichkeitsrate, also die Covid-19-bezogenen Sterbefälle in Relation zur erhobenen Zahl der Infizierten.

Diese Methode gibt nicht nur Aufschluss über die Effizienz der Teststrategie, sondern liefert auch Daten dazu, wie nahe – oder besser gesagt, wie fern – eine Bevölkerung vom Niveau einer Herdenimmunität ist. Ein Beispiel: Selbst in jenen US-Bundesstaaten, die von der Pandemie stark betroffen waren, wie New York und New Jersey, lag der Anteil der jemals infizierten Menschen immer noch unter 20 Prozent. „Unsere Methode zeigt, dass Herdenimmunität hier keine geeignete Strategie ist“, berichtet Di Lego.

Zukünftiger Anwendungsbereich: Überprüfung von Impfstrategien

Diese Ergebnisse werden auch durch Seroprävalenzstudien, die aktuell der Goldstandard zum Nachweis einer Infektion sind, bestätigt, also durch Untersuchungen, die retrospektiv die Häufigkeit spezifischer Antikörper im Blutserum messen. Im Vergleich zu der in PLOS One präsentierten ergänzenden Methode sind Seroprävalenzstudien aber teuer und zeitintensiv, weshalb ihre Anwendungsmöglichkeiten in der Praxis beschränkt sind.

In der jetzt veröffentlichten Studie hat das Forscherteam die Pandemieausbreitung für die USA analysiert, also für jenes Land mit der weltweit bisher höchsten Zahl an Todesopfern. Aber: „Unser Modell ist ein Werkzeug, das für den weltweiten Einsatz geeignet ist – ohne jedes länderspezifische Detail kennen zu müssen“, sagt Sánchez-Romero. Beispiel Österreich: Basierend auf Daten der AGES (Stand: 19. Jänner 2021) errechnet das Modell, dass fast sieben Prozent der österreichischen Gesamtbevölkerung mit SARS-CoV-2 infiziert wurden und dass fast 60 Prozent aller infizierten Fälle (d.h. von den sieben Prozent) seit Beginn der Pandemie entdeckt wurden.

Das Forschungsteam gibt zudem einen Ausblick auf zukünftige Anwendungsbereiche: „In ein paar Monaten können wir überprüfen, ob die Impfstoffstrategie funktioniert und inwiefern die Impfstoffe tatsächlich Todesfälle verhindern“, so Sánchez-Romero.

Publikation:

„An indirect method to monitor the fraction of people ever infected with COVID-19: an application to the United States“, Miguel Sánchez-Romero, Vanessa di Lego, Alexia Prskawetz, Bernardo L Queiroz, PLOS One, 2021.
DOI: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0245845