SARS-CoV-2

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SARS-CoV-2
SARS-CoV-2 without background.png

3D-Grafik des SARS-CoV-2-Virions[1]

Systematik
Klassifikation: Viren
Bereich: Riboviria
Ordnung: Nidovirales
Familie: Coronaviridae
Unterfamilie: Orthocoronavirinae
Gattung: Betacoronavirus
Untergattung: Sarbecovirus
Art: severe acute respiratory syndrome-related coronavirus[2]
Unterart: severe acute respiratory syndrome coronavirus 2
Taxonomische Merkmale
Genom: (+)ssRNA linear
Hülle: vorhanden
Wissenschaftlicher Name
severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (englisch)
Kurzbezeichnung
SARS-CoV-2
Links
Novel Coronavirus SARS-CoV-2 (cropped).jpg
Virionen mit den namensgebenden „Kronen“
SARS-CoV-2 (yellow).jpg
Viruspartikel (gelb), die aus einer Zelle (blau/pink) austreten
Novel Coronavirus SARS-CoV-2 (49666286236).jpg
Apoptotische Zelle (grün) mit Viruspartikeln (violett)


SARS-CoV-2 (Sars-CoV-2, severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, „Schweres akutes Atemwegssyndrom Coronavirus 2“; vormals 2019-nCoV, 2019-novel Corona virus, neuartiges Coronavirus 2019 sowie Wuhan-Coronavirus[4]) ist die Bezeichnung eines im Januar 2020 in der chinesischen Stadt Wuhan, Provinz Hubei, neu identifizierten Coronavirus. Das Virus verursacht die Erkrankung namens COVID-19 (für corona virus disease 2019)[5] und war Auslöser der COVID-19-Pandemie, die von der WHO am 30. Januar 2020 als „gesundheitliche Notlage von internationaler Tragweite“ und am 11. März 2020 als Pandemie eingestuft wurde. In der Öffentlichkeit wird das Virus meist (nach der Virus-Familie) als neuartiges Coronavirus,[6] neues Coronavirus,[7] Coronavirus, nur Corona oder gelegentlich (nach der Krankheit) als Covid-19-Virus bezeichnet.[8]

Zur Viruserkrankung durch SARS-CoV-2 siehe COVID-19, zur Pandemie siehe COVID-19-Pandemie.

Entdeckungsgeschichte

Im Dezember 2019 wurde in der Stadt Wuhan eine Häufung von schweren Lungenentzündungen mit unklarer Ursache festgestellt. Am 30. Dezember 2019 informierte der chinesische Arzt Li Wenliang in einer WeChat-Gruppe seine Arztkollegen über sieben Patienten, die mit Verdacht auf eine Infektion mit dem SARS-Virus im Zentralkrankenhaus Wuhan behandelt wurden.[9] Die chinesische Seuchenschutzbehörde CCDC entsandte am 31. Dezember 2019 ein Team in die Stadt.[10] Am selben Tag wurde das China-Büro der Weltgesundheitsorganisation (WHO) durch die chinesischen Behörden offiziell darüber informiert, dass im Dezember 2019 in Wuhan mehrere Personen an einer schweren Lungenentzündung erkrankt waren und dass als deren Ursache ein bis dahin uncharakterisierter, infektiöser Erreger vermutet wurde. Bis zum 3. Januar 2020 wurden der WHO insgesamt 44 Erkrankte gemeldet, darunter mehrere Schwerkranke. Da mehrere Erkrankte auf dem örtlichen „Wuhan Huanan Großhandelsmarkt für Fische und Meeresfrüchte“ (chinesisch 武汉华南海鲜批发市场, Pinyin Wǔhàn huánán hǎixiān pīfā shìchǎng) als Verkäufer oder Händler arbeiteten, wurde in diesem Markt der primäre Infektionsort vermutet.[11][12] Kurz nach dem Auftreten der Krankheit im Dezember 2019 hatten 27 und damit 66 % der ersten 41 Krankenhauspatienten in Wuhan den Markt im Zentrum der Stadt besucht.

Am 7. Januar 2020 gab der mit der Virusidentifizierung befasste, leitende chinesische Virologe Xu Jianguo (徐建国) bekannt, dass es sich bei dem Krankheitserreger um ein bis dahin unbekanntes Coronavirus handle. Dies hätten Untersuchungen von Blutproben und Rachenabstrichen von 15 Erkrankten ergeben. In einer Stellungnahme der WHO am 9. Januar 2020 wurde diese Erkenntnis bestätigt.[13][14] Am 13. Januar 2020 wurde die komplette Genomsequenz eines Isolats des neuen Coronavirus in der NCBI-GenBank hinterlegt (GenBank-Nummer MN908947).[15] Nahezu gleichzeitig wurde ein erstes Nachweisverfahren publiziert.[16][17][18]

Eine inzwischen vorgenommene phylogenetische Analyse der Genomsequenzen vom Umweltproben (etwa von Oberflächen) des Marktes zeigte, dass sie mit den Viren der ersten Patienten aus Wuhan sehr nahe verwandt sind.[19] Nach einer Studie des Wuhan Hospitals hatte der erste identifizierte Patient den Markt allerdings nicht frequentiert.[20] Es zeigte sich also, dass nicht alle frühen Covid-19-Fälle mit dem Markt in Verbindung gebracht werden können, und die Historie des Ausbruchs ist wohl komplizierter als zunächst angenommen.[19]

Benennung

Die vom 13. Januar 2020 bis zum 11. Februar 2020 von der WHO verwendete Bezeichnung „2019-nCoV“ galt laut WHO als „vorläufig“.[21] Das erste sequenzierte Virusisolat wurde in der Erstbeschreibung als WH-Human-1 coronavirus (WHCV) bezeichnet (WH = Wuhan) und als Wuhan seafood market pneumonia virus isolate Wuhan-Hu-1 in die NCBI-Taxonomie-Datenbank (die für Virusnamen und -klassifikationen nicht maßgebend ist) aufgenommen. Das Virus wurde dort danach – ebenfalls vorläufig – als Wuhan seafood market pneumonia virus geführt; als Synonyme wurden 2019-nCoV und Wuhan coronavirus erwähnt.[22] Die WHO griff diverse Namensvorschläge nicht auf, die allesamt gemeinsam hatten, das Virus – in Anlehnung an MERS-CoV (Middle East respiratory syndrome coronavirus) – nach dem Ort seiner Erstidentifikation (der Stadt Wuhan) als Wuhan respiratory syndrome coronavirus (WRS-CoV) zu benennen. Ein von Fachleuten genannter Grund waren Beschwerden in der Vergangenheit, als Viren ihren Namen nach einzelnen Ländern oder Regionen erhalten hatten[23] (beispielsweise das Marburg-Virus). Die WHO hatte daher 2015 Empfehlungen herausgegeben, wie neue Krankheitserreger und Erkrankungen zu benennen seien. Eine Benennung nach dem Entdeckungsort wurde dabei explizit für unerwünscht erklärt.[24] In der NCBI-Taxonomie-Datenbank aufgeführte Synonyme sind 2019-nCoV, COVID-19, COVID-19 virus, Wuhan coronavirus und Wuhan seafood market pneumonia virus (Stand 16. Februar 2020).[25]

Am 11. Februar 2020 gab die WHO bekannt, die durch das Virus verursachte Erkrankung als „COVID-19“ bzw. „Covid-19“ (für corona virus disease 2019) benannt zu haben.[5][26] Am selben Tag wurde von der Coronavirus Study Group (CSG) des International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) auf dem Preprint-Server bioRxiv für das Virus die Bezeichnung SARS-CoV-2 (für severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) vorgeschlagen.[2] Dem widersprach eine Woche später eine Gruppe chinesischer Virologen, die stattdessen als Bezeichnung human coronavirus 2019, HCoV-19 („Humanes Coronavirus 2019“) vorschlug. Als Begründung nannten sie die Ähnlichkeit dieser Virusbezeichnung mit der Bezeichnung der von der WHO als COVID-19 benannten Krankheit und die Gefahr der Verwechslung von SARS-CoV-2 mit SARS-CoV in der Öffentlichkeit. Sie betonten, dass sich „2019-nCoV“ von dem SARS-Virus in biologischer und epidemiologischer Hinsicht unterscheide, ebenso wie die klinischen Symptome von COVID-19 und SARS verschieden seien.[27] Zur Unterscheidung wird der Erreger von SARS auch als SARS-CoV-1 bezeichnet.[28]

Merkmale

Systematik

SARS-CoV-2 ist einer der Vertreter der Spezies SARS-assoziiertes Coronavirus. Zu dieser Spezies gehören aktuell (März 2020) nur SARS-CoV-2 und SARS-CoV-1. Letzteres war bisher einfach als SARS-CoV bekannt und ist der Erreger von SARS, während SARS-CoV-2 die COVID-19 auslöst.

Die Spezies SARS-assoziiertes Coronavirus ist aktuell die einzige Spezies in der Untergattung Sarbecovirus. Der Name „Sarbecovirus“ bezieht sich auf die englische Bezeichnung SARS-like betacoronavirus (bzw. SARS-related betacoronavirus, Akronym SARSr-CoV).[29][30]

Die Untergattung Sarbecovirus gehört der heutigen Gattung Betacoronavirus an. Die frühere Gattung Coronavirus wurde abgeschafft und deren Mitglieder auf die neuen Gattungen Alpha-, Beta-, Gamma- und Deltacoronavirus aufgeteilt. Der Name „Coronavirus“ kann heute informell alle Viren der Familie Coronaviridae bezeichnen und wird besonders gegenüber der breiten Öffentlichkeit zum einfacheren Verständnis gebraucht.

Das im Zusammenhang mit SARS-CoV-2 oft genannte Virus MERS-CoV gehört ebenfalls zur Gattung Betacoronavirus, dort aber zur Untergattung Merbecovirus.

Die Gattung Betacoronavirus gehört zur Unterfamilie der Orthocoronavirinae (früher schlicht Coronavirinae), und diese zur Familie der Coronaviridae, diese zur Unterordnung Cornidovirineae, diese zur Ordnung Nidovirales. Letztere wird noch in den virologischen Bereich der RNA-Viren bzw. Riboviren (Riboviria) klassifiziert, da ihr Erbmaterial aus RNA besteht. Dadurch werden aber keine weiteren Verwandtschaftsbeziehungen im phylogenetischen Sinne ausgedrückt.

Einen Stammbaum der SARS-CoV-2-Isolate, der die ihre Verwandtschaft untereinander zeigt, findet man bei Li et al. (Ende Februar 2020).[31] Die bis dato gefundenen Isolate gliedern sich in zwei Hauptgruppen (L-Typ nach der Aminosäure Leucin und S-Typ nach Serin), was Anlass zur Vermutung gab, das Virus könnte sich in zwei (unterschiedlich infektiöse) Zweige aufgeteilt haben.[32][33] Allerdings ist es nach Meinung vieler Experten zum Zeitpunkt Anfang März 2020 noch zu früh, darüber eindeutige Aussagen machen zu können.[34][35][36][37] Die in beiden Hauptzweigen des Stammbaums basal liegenden Isolate stammen aus Wuhan (Provinz Hubei), was zeigt, dass nach aktueller Datenlage das Virus dort seinen Ausgang genommen hat. Das bedeutet natürlich nicht, dass es unbekannte Vorläufer von anderswo, etwa der chinesischen Yunnan, in Tieren oder Menschen gegeben haben könnte; auch ein Einschleppen nach China durch den Import von Wirtstieren ist nicht ausschließbar (siehe unten →Herkunft und Wirtsspektrum).

Das Virus mutiert offenbar relativ langsam (ein bis zwei Mutationen pro Monat), es lässt sich also im Vergleich mit Influenzaviren zwei- bis viermal soviel Zeit.[38] Das bedeutet einerseits, dass es per Genomanalyse keine sehr hohe Auflösung bezüglich der Ausbreitungswege des Virus gibt, andererseits lässt es darauf hoffen, dass eine nach überstandener Krankheit erworbene Immunität lange (monatelang) anhält. Allerdings hatten isländische Virologen von deCODE Genetics (isländisch Íslensk erfðagreining) bis zum 24. März 2020 vierzig verschiedene Mutationen allein bei Infizierten aus diesem Land identifiziert.[39][40][41] Eine der betroffenen Personen war mit zwei verschiedenen Ausprägungen von SARS-CoV-2 coinfiziert.[42][43]

Molekulargenetik und Phylogenetik

Putative Genomorganisation von SARS-CoV-2 (offene Leserahmen)

Das Virusgenom besteht, wie in Coronaviren üblich, aus einzelsträngiger RNA (ssRNA) mit positiver Polarität. Das Isolat Wuhan-Hu-1 (NCBI-GenBank-Nummer MN908947[44]) umfasst 29.903 nt (Nukleotide) mit zwei 265 nt bzw. 229 nt langen untranslatierten Bereichen am 5′-Ende bzw. am 3′-Ende.[15] Die putativen (vermuteten) Gene könnten für zehn Proteine codieren: ein 7096 Aminosäuren (AS) langes ORF1ab-Polyprotein (Replikase-Komplex), ein 1273 AS langes Oberflächen-Glykoprotein (S für englisch spikes, vergleiche Peplomer), ein 75 AS langes Hüllprotein (E für engl. envelope, vergleiche Virushülle), ein 222 AS langes Membran-Glykoprotein (M), ein 419 AS langes Nukleokapsid-Phosphoprotein (N) und weitere fünf Proteine (ORF3a, ORF6, ORF7a, ORF8 und ORF10).[15] Die Abfolge der Gene entspricht jener des SARS-Virus und der aller Coronaviren.[45]

Mit Stand 16. Februar 2020 gab es mehr als 40 vollständige Genomanalysen von SARS-CoV-2-Isolaten. Die Genomgröße liegt zwischen 29.825 und 29.903 nt.[44] Der GC-Gehalt (der Anteil der Nukleinbasen Guanin und Cytosin) liegt bei 38,0 Mol-Prozent.[46][47] Die beiden Virusisolate HKU-SZ-002a (NCBI-GenBank-Nummer MN938384[44]) und HKU-SZ-005b (NCBI-GenBank-Nummer MN975262[44]) stammen von Patienten einer Familie aus Shenzhen und unterscheiden sich lediglich durch zwei Nukleotide. Die Genomanalyse dieser beiden Isolate ergab, dass sie nahe verwandt mit den bei Fledermäusen (englisch bat) auftretenden SARS-ähnlichen Coronaviren bat-SL-CoVZXC21 (NCBI-GenBank-Nummer MG772934) und bat-SL-CoVZC45 (NCBI-GenBank-Nummer MG772933) sind, zu letzterem besteht eine Übereinstimmung in der Nukleotidabfolge von 89 %. Das Genom der beiden Fledermaus-Coronaviren wurde 2018 sequenziert, bat-SL-CoVZC45 wurde bei der Chinesischen Hufeisennase (Rhinolophus sinicus)[48] aus der Familie der Hufeisennasen (Rhinolophidae) gefunden, die Wirtstiere wurden in Zhoushan in der ostchinesischen Provinz Zhejiang in den Jahren 2015 und 2017 untersucht.[47]

Ein weiteres Virusisolat (WIV04, NCBI-GenBank-Nummer MN996528[44]) von SARS-CoV-2 aus der bronchoalveolären Spülflüssigkeit eines der ersten Patienten zeigt ebenfalls phylogenetisch größte Ähnlichkeit mit einem bei einer anderen Fledermausart (Java-Hufeisennase, wissenschaftlich Rhinolophus affinis, englisch intermediate horseshoe bat, verbreitet in Indonesien (Java), Indien, Vietnam, China)[48] in der chinesischen Provinz Yunnan isolierten Coronavirus BatCoV RaTG13; die Genomsequenzen stimmen zu 96,2 % überein.[49][28] Auch eine am 27. Januar 2020 publizierte genetische Analyse verwies auf Fledermäuse als mutmaßlicher Ursprungswirt des Virus.[50] Am 29. Januar 2020 wurde in der Fachzeitschrift The Lancet eine genetische Analyse von zehn Virusproben publiziert, die bei neun Erkrankten gewonnen worden waren. Demnach war die Genomsequenz aller zehn Proben zu 99,98 Prozent identisch, was darauf hinweist, dass die neu entdeckte Coronavirusvariante erst vor Kurzem auf den Menschen übergegangen ist.[51][52][53] Die Genomsequenz stimmt zu 88 bzw. 87 % Prozent mit den Genomsequenzen der bei Fledermäusen auftretenden bat-SL-CoVZC45 und bat-SL-CoVZXC21 überein. Die zehn Proben zeigen hingegen nur rund 79 Prozent Übereinstimmung in der Genomsequenz zu SARS-CoV und rund 50 Prozent zu MERS-CoV. Die Ergebnisse der phylogenetischen Untersuchungen werden auch als phylogenetischer Baum, der die verwandtschaftsverhältnisse von SARS-CoV-2 innerhalb der Coronaviridae zeigt, veranschaulicht.[47][51] Eine darauf basierende Darstellung ist im Artikel Betacoronavirus zu finden.

Der Aufbau des Genoms sowohl der SARS-CoV-2-Isolate wie auch der genannten Fledermaus-Coronaviren ist typisch für Viren der Lineage B (Untergattung Sarbecovirus, englisch SARS-like Betacoronavirus) der Gattung Betacoronavirus. Aufgrund der genetischen Distanzen zu SARS-CoV und zu MERS-CoV wurde SARS-CoV-2 zunächst als eine in Bezug auf den Menschen neue, ihn infizierende Betacoronavirus-Spezies angesehen.[47][51] Aufgrund der großen genetischen Übereinstimmung mit dem ursprünglichen SARS-Coronavirus hatte am 11. Februar 2020 die Coronavirus Study Group des ICTV jedoch vorgeschlagen, das neue Virus derselben Spezies severe acute respiratory syndrome-related coronavirus zuzuordnen wie das bisherige.[2]

Das S-Protein (S für englisch spikes) ist für die Bindung an die Wirtszelle verantwortlich, funktionell wird es in die S1-Domäne und die S2-Domäne unterschieden. Die S1-Domäne vermittelt die Bindung an den Oberflächenrezeptor der Wirtszelle, die S2-Domäne vermittelt die Fusion der Zellmembran, durch Endozytose erfolgt dann der Eintritt des Virus in die Zelle. Das S-Gen von SARS-CoV-2 zeigt mit 75 % eine eher geringe Übereinstimmung in der Nukleotidsequenz mit den beiden Fledermausisolaten bat-SL-CoVZC45 und bat-SL-CoVZXC21 im Vergleich zur Genomanalyse. Insbesondere die Nukleotidsequenz, die für die S1-Domäne codiert, unterscheidet sich von diesen deutlich (68 % Übereinstimmung) und weist eine größere Ähnlichkeit mit der entsprechenden Nukleotidsequenz von SARS-CoV auf. Daraus lässt sich schließen, dass SARS-CoV und das neuartige Coronavirus den gleichen Zellrezeptor nutzen, das Angiotensin-konvertierende Enzym 2 (ACE2).[51] Dies konnte experimentell bewiesen werden, vergleiche Abschnitt Pathogenese.

Morphologie

Querschnitt von SARS-CoV-2

Die in einer Zellkultur über mehrere Tage vermehrten Viren können nach Abtrennung durch Ultrazentrifugation für die Untersuchung im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) vorbereitet werden, dabei wird eine Negativkontrastierung verwendet. Das TEM-Bild zeigt Virionen von kugelförmiger bis pleomorpher Gestalt mit einem Durchmesser von 60 bis 140 Nanometer (nm). Auf der Oberfläche sind 9 bis 12 nm lange Spikes zu erkennen. Die Morphologie entspricht der anderer bekannter Vertreter der Familie der Coronaviridae. Die Wirtszellen, die im lichtmikroskopischen Bild einen cytopathischen Effekt aufweisen, können nach Fixierung und anschließendem Ultradünnschnitt (Dicke von 80 nm) ebenfalls mit dem TEM untersucht werden. Hier zeigen sich neben Virionen auch Einschlusskörperchen, die mit Viren gefüllte membrangebundene Vesikel im Cytoplasma enthalten.[10]

Vermehrungszyklus

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SARS-CoV-2 Vermehrungszyklus

Der Vermehrungszyklus der Viren verläuft in mehreren Stufen[54].

Zunächst heften sich die Virionen an die Oberfläche der Wirtszellen an. Dies geschieht spezifisch über bestimmte Oberflächenmerkmale (Rezeptoren) der Wirtszelle, im Fall von SARS-COV-2 über die Bindung des viralen Glykoprotein S an den ACE2-Rezeptor. Der ACE2-Rezeptor der Wirtszellen könnte deshalb ein möglicher Ansatzpunkt für eine Therapie sein (1)[55].

Das Enzym TMPRSS2 der Wirtszelle aktiviert weitere Schritte des Infektionsvorganges, die zum Eindringen des Erregers in die Wirtszelle notwendig sind. Auch TMPRSS2 ist ein potentieller Ansatzpunkt für ein wirksames Medikament (2)[56].

Im nächsten Schritt dringen die Erreger in die Wirtszelle ein (vereinfachte Darstellung) (3)[57].

Vor Beginn der Virusvermehrung wird die Erbsubstanz (RNA) des Virus aus dem Kapsid freigesetzt (nur ein möglicher Weg dargestellt) (4).

Nun folgt der eigentliche Vermehrungsvorgang, die Replikation. Da SARS-COV-2 über RNA positiver Polarität verfügt, kann die RNA direkt als „Bauanleitung“ (mRNA) für virusspezifische Proteine genutzt werden (Translation). Für die Wirtszelle ist die Virus-RNA praktisch nicht von eigener mRNA zu unterscheiden und der Syntheseapparat (Ribosomen) der Wirtszelle produziert virusspezifische Proteine (S, M, E, N, RNA-Polymerase) (5)[58].

Die Erbsubstanz (RNA) des Virus wird in der Wirtszelle durch Kopieren vervielfältigt (RNA-Replikation). Dazu sind die Enzyme der Wirtszelle selbst nicht in der Lage, diese Aufgabe wird von der viralen RNA-Polymerase übernommen, die viele Kopien der gesamten Virus-RNA herstellt (6).

Sind virale RNA-Kopien und Virusproteine in ausreichender Menge von der Wirtszelle hergestellt, werden sie ins endoplasmatisches Retikulum (ER) aufgenommen und lagern sich zu neuen Viren zusammen (selfassembly) (7)[59].

Die fertigen Viruspartikel werden als Golgi-Vesikel aus dem ER abgeschnürt (Knospung) (8).

Durch Exocytose gelangen die Viren aus der Wirtszelle (9).

Herkunft und Wirtsspektrum

Seitdem man die Krankheit als Viruskrankheit erkannt hat, werden verschiedene Tiergruppen als Ursprung oder wenigstens Überträger des Erregers diskutiert.

Das Friedrich-Loeffler-Institut prüft die Übertragbarkeit der Krankheit durch Frettchen (Marderverwandte – Musteloidea) und Nilflughunde (Fledertiere – Chiroptera) als Modellorganismen.[60] Eine molekulare Datierungsschätzung mittels Genom-Vergleich der verschiedenen SARS-CoV-2-Isolate legt einen Ursprung der Krankheit im November 2019 nahe.[20][31]

Schlangen und Vögel

Fachleute vermuteten zu Beginn der Epidemie in China, dass als Hauptwirt ein anderes Säugetier oder Geflügel infrage komme. Der Übergang vom Tier auf den Menschen könne jedoch über einen noch nicht identifizierten Zwischenwirt erfolgt sein.[61] Chinesische Forscher verwiesen im Journal of Medical Virology auf Schlangen wie den Vielgebänderten Krait (Bungarus multicinctus) und die Chinesische Kobra (Naja atra),[62][63] die auf dem Großmarkt, der als Infektionsort der ersten Infizierten vermutet wird, neben anderen lebenden Wildtieren (sogenannten Ye Wei) wie Fledermäusen oder Kaninchen angeboten werden.[64] Diese Hypothese wurde von anderen Virologen für unwahrscheinlich erklärt,[65] da es bisher keine Evidenz dafür gebe, dass Coronaviren auch Reptilien infizieren können. Bisher seien Coronaviren ausschließlich bei Säugetieren und Vögeln gefunden worden.[61]

Schuppentiere und Fledermäuse

Hufeisennasen-Fledermäuse – möglicherweise mehrere höhlenbewohnende Arten – waren das Reservoir des Erregers SARS-CoV[-1] das die SARS-Epidemie einige Jahre zuvor ausgelöst hatte, mit dem Larvenroller (Paguma larvata) als möglichem Zwischenwirt zwischen Fledermaus und Mensch. Seitdem wurden verschiedene weitere Betacoronaviren (insbesondere auch SARS-artige der Untergattung Sarbecovirus) vor allem bei Fledermäusen, aber auch bei Menschen gefunden.[20]

SARS-ähnliche Coronaviren (d. h. der Untergattung Sarbecovirus) wurden 2017 in Höhlen in der chinesischen provinz Yunnan in verschiedenen Hufeisennasenarten gefunden: der Java-Hufeisennase (Rhinolophus affinis, englisch intermediate horseshoe bat), der Chinesischen Hufeisennase (R. sinicus) und der Großen Hufeisennase (R. ferrumequinum); sowie in der Stoliczka-Dreizackblattnase (Aselliscus stoliczkanus).[29]

Aufgrund der Ähnlichkeit der Bindungsstelle (englisch receptor binding domain, RBD) des Spike-Proteins an den menschlichen Rezeptor ACE2 gilt inzwischen das Virus-Isolat BatCoV RaTG13 (gefunden in Java-Hufeisennasen Rhinolophus affinis, englisch intermediate horseshoe bat in Yunnan), als wichtiger Kandidat für den Ursprung von SARS-CoV-2, auch wenn nicht klar ist, ob die Übertragung direkt erfolgte. Die Übereinstimmungen der Genom-Sequenz zwischen RaTG13 und SARS-CoV-2 beträgt 96 %.[28][20]

Nachdem in Malaiischen Schuppentieren (Manis javanica, englisch Sunda pangolin) Coronaviren mit hoher genetischer Übereinstimmung zum SARS-CoV-2 gefunden wurden (Manis-CoV,[65] Isolate SRR10168377 und SRR10168378),[31] gerieten diese in Verdacht, der Ursprung der Pandemie zu sein, zumal diese trotz Verbots in China gehandelt werden.[26][28][66][67][68][69][65] Die Übereinstimmung betrug in diesem Fall 90 % über das gesamte Genom, aber 99 % in einer spezifischen Region des Spike-Proteins (S-Protein), die es dem Virus erlaubt, an die ACE-Rezeptoren der menschlichen Zellen zu binden.[20]

Interessanterweise ist das in den Java-Hufeisennasen R. affinis isolierte Virus RaTG13 gerade in diesem Genom-Abschnitt zu SARS-CoV-2 mit nur 77 % Übereinstimmung vergleichsweise unterschiedlich.[20]

Dies bedeutet, dass die aus den Malaiischen Schuppentieren isolierten Coronaviren in menschliche Zellen eindringen können, das aus Java-Hufeisennasen isolierte jedoch nicht.[20] Außerdem ist dieses Ergebnis verträglich mit der Annahme, dass das neuartige Coronavirus SARS-Cov-2 das Ergebnis einer Rekombination der RNA-Moleküle zweier verschiedener Viren sein könnte, eines dem RaTG13 aus Fledermäusen, das andere den beiden Isolaten aus den Schuppentieren nahestehend. Dann wäre SARS-CoV-2 eine neue Chimäre aus diesen beiden früheren Viren.[20][70]

Zwar besitzen Coronaviren anders als etwa Influenzaviren ein unsegmentiertes Genom (monopartit), d. h. nur ein einziges Nukleinsäuremolekül (hier RNA). Dass es dennoch auch bei dieser Virusfamilie einen Rekombinationsmechanismus gibt, wurde bereits früher beschrieben, insbesondere um den Ursprung des alten SARS-Virus SARS-CoV[-1] zu erklären.[20][71] Eine solche Rekombination kann, egal ob segmentiertes oder unsegmentiertes Genom, zu einem neuen Virus führen, dass eine neue Wirtsspezies befallen und krank manchen kann.[20] Das Rekombinationsereignis kann daher zum Ausgangspunkt einer neuen Epidemie werden, wie es bei SARS vermutet (und bei Influenza stets befürchtet) wird. Voraussetzung ist die Doppelinfektion (Koinfektion) eines (einzelnen) Wirtsindividuums durch die beiden Ausgangsviren.[20]

Allerdings bleibt bislang (Stand 25. März 2020) ungeklärt, in welcher Spezies die hypothetische Doppelinfektion stattgefunden haben könnte, und unter welchen Umständen dies geschehen sein könnte.[20]

Haustiere als mögliche weitere Wirte

Laut WHO gibt es keine Hinweise, dass Haustiere das Virus als Träger weiterverbreiten.[72][73]

Während innerhalb der Corona-Virusfamilie Coronaviridae einzelne Viren auch bei Haustieren Erkrankungen auslösen können, z. B. die beiden Alphacoronaviren CCoV (Hunde) und FCoV (Katzen),[74] ist bislang kein Fall bekannt, in dem ein Haustier an SARS-CoV-2 erkrankte.[72][75][73] Am 28. Februar 2020 gab die Regierung Hongkongs bekannt, erstmals einen Hund positiv auf das Virus getestet zu haben, der im Haushalt seiner infizierten Halter lebte.[76] Die WHO bestätigte, die SARS-CoV-2-Proben seien „schwach positiv“[77] getestet worden. Obwohl bei dem Hund das Virus im Blut nachgewiesen werden konnte,[78] löste es bei diesem keine Erkrankung aus.[73] Mitte März wurden zwei weitere Hunde positiv auf SARS-COV-2 getestet, die ebenfalls ohne auffällige Symptome einer Infektion waren.[79]

In Belgien (Lüttich) wurde Ende März 2020 die Hauskatze eines Infizierten positiv auf SARS-CoV-2 getestet.[80]

Ob neben dem Menschen noch andere Menschenaffen an SARS-CoV-2 erkranken können, ist ungeklärt.[81]

Risikogruppe nach Biostoffverordnung

Für Beschäftigte, die durch ihre berufliche Tätigkeit mit Infektionserregern in Kontakt kommen können, gilt in Deutschland die Biostoffverordnung (BioStoffV). Der bei der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) eingerichtete Ausschuss für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS) hat SARS-CoV-2 am 19. Februar 2020 vorläufig in die Risikogruppe 3 nach der BioStoffV eingeordnet (zweithöchste Stufe).[82] Grundsätzlich erfolgt die Einstufung in Risikogruppen in den Technischen Regeln für biologische Arbeitsstoffe (TRBA), die von der BAuA veröffentlicht werden, für Viren ist dies die TRBA 462: Einstufung von Viren in Risikogruppen. Beim Auftreten neuartiger, noch nicht zugeordneter Krankheitserreger erfolgt zunächst eine vorläufige Einstufung durch den ABAS. In der Begründung wird auf die Ähnlichkeit von SARS-CoV-2 mit dem SARS-CoV-1 hingewiesen, der die SARS-Pandemie 2002/2003 ausgelöst hat, und auch die Ähnlichkeit in geringerem Umfang mit dem MERS-CoV wird erwähnt. Diese beiden Viren wurden ebenfalls der Risikogruppe 3 zugeordnet. Der ABAS nennt die „derzeit fehlenden Möglichkeiten zu Impfprävention und Therapie sowie die große Verbreitungsmöglichkeit in der Bevölkerung“ als Begründung für die vorläufige Zuordnung zur Risikogruppe 3.[83]

Außerdem werden Empfehlungen zur Arbeit mit dem Virus bei der Diagnostik im Labor gegeben: Nicht gezielte Tätigkeiten (vergleiche § 5 BioStoffV) – ausgehend vom Untersuchungsmaterial, also beispielsweise die Probenvorbereitung, Probenaufbereitung und die Inaktivierung, um den Nachweis mittels RT-PCR (siehe Abschnitt Nachweismethoden) durchzuführen – können unter den Bedingungen der Schutzstufe 2 durchgeführt werden. Dabei sind alle Tätigkeiten, bei denen mit Aerosolbildung zu rechnen ist, in einer mikrobiologischen Sicherheitswerkbank der Klasse II durchzuführen. Außerdem ist die entsprechende persönliche Schutzausrüstung zu tragen. Gezielte Tätigkeiten nach § 5 BioStoffV dürfen nur in Laboratorien der Schutzstufe 3 durchgeführt werden, dies betrifft z. B. die Vermehrung des Virus in einer Zellkultur.[83] Die US-amerikanische Seuchenkontrollbehörde Centers for Disease Control and Prevention (CDC) hatte zuvor ähnliche Empfehlungen herausgegeben.[84]

Krankheitsentstehung

Durch das Virus SARS-CoV-2 wird die Krankheit COVID-19 (für englisch coronavirus disease 2019 ‚Coronavirus-Krankheit 2019‘) ausgelöst. Informationen zu Übertragungsweg, Inkubationszeit, Symptomen und Behandlung finden sich im diesbezüglichen Artikel. Die weltweite Ausbreitung der Krankheit ist im Artikel COVID-19-Pandemie beschrieben.

Klinische Erscheinungen

Klassifikation nach ICD-10
U07.1 COVID-19, Virus nachgewiesen
U07.2 COVID-19, Virus nicht nachgewiesen
ICD-10 online (WHO-Version 2019)

Nachweismethoden

Vorgehensweise bei der Diagnostik

Zu geeignetem Probenmaterial für die PCR-Diagnostik gibt es beispielsweise Vorgaben von WHO und RKI.[85][86]

RT-PCR

Die Nachweismethode der Charité ist die real-time quantitative Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (abgekürzt als qRT-PCR oder RT-qPCR). Sie basiert auf der Detektion von zwei Nukleotidsequenzen, bezeichnet als E Gen und RdRp Gen. Das erste Gen codiert für die Virushülle (E für engl. envelope ‚Hülle‘), das zweite Gen für die RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRP für engl. RNA-dependent RNA polymerase). Für das Primerdesign wurden das SARS-assoziierte Coronavirus und weitere, bei Fledermausarten vorkommende SARS-assoziierte Coronaviren (SARS-CoV) verwendet. Die erste Version des real-time RT-PCR-Assays ist erstellt worden, bevor die Genomsequenz von SARS-CoV-2 veröffentlicht wurde. Nach deren Veröffentlichung wurden die Primer ausgewählt, die auch für den Nachweis von SARS-CoV-2 geeignet sind. Das erste Assay (E Gen) dient als Screening, da es mehrere Virusspezies der Untergattung Sarbecovirus (aus der Gattung Betacoronavirus) nachweist. Verläuft diese Untersuchung positiv, so ist ein Bestätigungs-Assay (RdRp Gen) durchzuführen. Falls auch hier ein positives Ergebnis erhalten wird, schließt sich als drittes ein Charakterisierungs-Assay an (ebenfalls RdRp Gen). Die letzten beiden Assays verwenden eine Gensonde, die für SARS-CoV-2 spezifisch ist, beim zweiten Assay ist zusätzlich eine Sonde enthalten, die zur Nukleotidsequenz sowohl des RNA-Teilstücks des SARS-CoV-1 als auch des SARS-CoV-2 passt.[18][87]

COVID-19-Testkit

Die molekularbiologische Nachweismethode, die im Konsiliarlabor an der Charité verwendet wird, wurde in Zusammenarbeit mit der Berliner Biotechnologiefirma TIB Molbiol im Schnellverfahren entwickelt,[88] eine erste Version war bereits am 13. Januar 2020 verfügbar.[87] Dazu haben chinesische Wissenschaftler bereitwillig unveröffentlichte Befunde beigetragen. Von internationalen Forschungsnetzen kamen grundlegende Daten, und die globale Sektion des Europäischen Virus-Archivs (European Virus Archive – Global, EVAg) lieferte notwendige Produkte (SARS-CoV RNA und RNA-Transkripte) für die Assays.[87] Auch weitere Gruppen von Wissenschaftlern haben ihre entwickelten Methoden veröffentlicht. Dabei handelt es sich um PCR-Protokolle oder Auflistungen geeigneter Primer und deren für die RT-PCR verwendete Stoffmengenkonzentration, beispielsweise von den Centers for Disease Control and Prevention (CDC) in den USA, den CDC in China oder der Universität Hongkong. Sie unterscheiden sich darin, welche Gene der Virus-RNA nachgewiesen werden, beispielsweise das N Gen (N für das Nukleokapsid-Phosphoprotein), das ORF1ab Gen (codiert für das ORF1ab-Polyprotein) oder das Gen für das Spike-Protein.[89] Von der in Berlin entwickelten Nachweismethode wurden in den ersten zwei Monaten bereits 40.000 Testkits, zur Untersuchung von 4 Millionen Proben, in über 60 Länder verkauft.[90] Für die Durchführung der qRT-PCR werden 90 Minuten bis drei Stunden benötigt.[91] Anstelle der real-time quantitative-Variante können die Produkte der Reverse-Transkriptase-PCR auch mittels Agarose-Gelelektrophorese nachgewiesen werden.[47]

Weitere Methoden

Genomanalyse

Laboratorien mit Ausstattung für eine Genomanalyse (DNA-Sequenzierung des Genoms), also einem Sequenzierautomaten, können SARS-CoV-2 auch auf diese Weise identifizieren.[85] Vollständige Genomanalysen von SARS-CoV-2-Isolaten zum Vergleich sind beispielsweise in der Gendatenbank des National Center for Biotechnology Information (NCBI) oder über die GISAID Plattform[92] verfügbar (vergleiche Abschnitt Molekulargenetik).

Nukleinsäurenachweis

Testsystem der CDC zum Labornachweis des Virus.
Für die Durchführung von NAAT benötigter Thermocycler, hier ein Modell, mit dem 96 Proben gleichzeitig behandelt werden können.

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) berichtete bereits Mitte Januar 2020 über die Entwicklung von vereinfachten molekularbiologischen Verfahren, die Nucleic Acid Amplification Technology (NAAT), deren Assays validiert wurden. Die NAAT-Methode beruht ebenfalls auf der RT-PCR, das fertig zusammengestellte Assay bietet jedoch den Vorteil, einfacher in der Handhabung zu sein und lässt sich von entsprechend ausgestatteten Routine-Laboratorien verwenden.[85]

Am 5. Februar 2020 gab die US-amerikanische Behörde CDC bekannt, ein derartiges Assay (Testkit) für die Anwendung in akkreditierten Diagnoselaboratorien zur Verfügung zu stellen. Das Assay wird als Centers for Disease Control and Prevention (CDC) 2019-Novel Coronavirus (2019-nCoV) Real-Time Reverse Transcriptase (RT)-PCR Diagnostic Panel bezeichnet und ist für den Nachweis sowohl des neuartigen Coronavirus wie auch SARS-ähnlicher Coronaviren in Proben der oberen und unteren Atemwege von Patienten vorgesehen. Zuvor erfolgte eine beschleunigte Zulassung durch die Gesundheitsbehörde Food and Drug Administration (FDA), somit darf das Assay auch außerhalb von Forschungseinrichtungen verwendet werden.[93] Ein Testkit ermöglicht die Untersuchung von 700 – 800 Proben, 100 dieser Packungen gingen an US-amerikanische Labore, weitere 100 an internationale Laboratorien, die beispielsweise im Auftrag der WHO Untersuchungen durchführen.[94] Die Untersuchung dauert von der Probevorbereitung bis zum Vorliegen der Ergebnisse etwa vier Stunden.[91] Das Hamburger Unternehmen Altona Diagnostics bietet seit Februar 2020 ein ähnliches Testkit für die RT-PCR an, das ebenfalls weltweit vertrieben wird. Ein Testkit ermöglicht die Analyse von etwa 100 Proben.[95] Allerdings ist es bisher nur für die Verwendung in der Forschung zugelassen.[96]

Schnelltest

Der in den Medien verwendete Begriff Schnelltest ist nicht klar definiert, einerseits ist damit die Erwartung verbunden, die Zeitdauer bis zum Vorliegen eines Testergebnisses im Vergleich zur mittlerweile routinemäßig eingesetzten RT-qPCR-Methode zu verkürzen,[97] andererseits kann damit auch gemeint sein, dass es sich um ein Point-of-Care-Testing (deutsch patientennahe Labordiagnostik) handelt,[97] bei dem der Schritt „Probentransport zur Analyse im Zentrallabor“ entfällt, da entsprechende Geräte vor Ort, beispielsweise in einer Arztpraxis verwendet werden. Somit werden auch Kartuschensysteme, die auf der RT-PCR-Methode beruhen, in den Medien manchmal als Schnelltest bezeichnet, hier aber in einem eigenen Abschnitt dargestellt.

Ende Januar 2020 hatte Xinhua, dass die chinesische Behörde National Medical Products Administration (NMPA) am 26. Januar vier Testkits eines neuen Testverfahrens zugelassen habe. Das Assay ist von dem Biotechnologieunternehmen Sansure Biotech aus Changsha entwickelt worden. Mit Hilfe der dafür geeigneten Laborautomatisierung sollen Testergebnisse bereits nach 30 Minuten vorliegen.[91][98] Die staatliche Nachrichtenagentur teilte weiterhin mit, dass eine in Wuxi in der östlichen Provinz Jiangsu ansässige Firma in Zusammenarbeit mit dem National Institute for Viral Disease Control and Prevention eine Schnellmethode entwickelt habe. Mit dem Testkit soll das Virus innerhalb von 8 – 15 Minuten nachgewiesen werden, die Firma könne täglich so viele Testkits produzieren, dass damit die Untersuchung von 4000 Proben möglich sei und das Verfahren soll bereits in der Provinz Hubei eingesetzt worden sein.[99] Die Xinhua-Meldungen enthalten keinen Hinweis auf die dabei verwendeten molekularbiologischen Methoden. Weiterhin wird an der chinesischen Tianjin-Universität in Zusammenarbeit mit einer Pekinger Biotechnologiefirma ein Schnellverfahren entwickelt, bei dem nach 15 Minuten Resultate vorliegen sollen. Es befindet sich im Probeeinsatz (Stand Februar 2020).[91]

Forscher der Hong Kong University of Science and Technology meldeten Anfang Februar 2020 die Entwicklung eines tragbaren Gerätes, mit dem das neuartige Coronavirus innerhalb von 40 Minuten nachweisbar sein soll. Für das im Vergleich zur herkömmlichen qRT-PCR schnellere Verfahren werden modifizierte Chip-Thermocycler verwendet.[91] Auch Forscher des Institute for Health Innovation & Technology (iHealthtech) an der National University of Singapore berichteten im Februar 2020 darüber, eine Schnellmethode zu entwickeln. Sie basiert auf der seit 2018 verwendeten enVision-Technologie, mit der Nukleinsäuren innerhalb von 30 bis 60 Minuten nachgewiesen werden. Es wird geschätzt, dass bis zur Marktreife des neuen Testverfahrens noch mehrere Monate benötigt werden.[100]

Medien berichteten im März, in den USA sei ein Schnelltest des Herstellers Cepheid zugelassen worden, der für den Einsatz in Krankenhäusern geeignet sei.[101][102][103] Am 28. März berichteten Medien, in den USA sei ein weiterer Schnelltest im Rahmen eines Dringlichkeitsverfahrens bis auf Widerruf zugelassen worden, der ein positives Testergebnis innerhalb von fünf Minuten, ein gesichertes negatives Ergebnis innerhalb von 13 Minuten liefere. Das mobile Labor für diesen Test sei „etwa so groß wie ein Toaster“. Der Hersteller beabsichtige, innerhalb eines Monats rund fünf Millionen Tests zu produzieren.[101]

Kartuschentest

Bei einem Kartuschensystem wird ein technisch aufwändiges, aber dennoch von den Größenabmessungen transportables Gerät (engl. analyzer) verwendet, in dem eine dafür konstruierte Kartusche (engl. cartridge) eingesetzt wird. Die Kartusche wird zuvor mit dem Probenmaterial, z. B. dem Abstrichtupfer bestückt, weitere Chemikalien und biologische Arbeitsstoffe für die Probevorbereitung und die Analyse sind in der Kartusche enthalten. Die für den Einmalgebrauch konzipierte Kartusche verkürzt die Dauer bis zum Vorliegen des Testergebnisses und bietet für den Benutzer den Vorteil, den Kontakt mit den Infektionserregern zu minimieren (vergleiche Abschnitt Risikogruppe nach Biostoffverordnung). Kartuschentests, auch als engl. panel bezeichnet, werden seit 2018 für die Diagnostik von Krankheitserregern, die Atemwegserkrankungen verursachen, eingesetzt. Die Methode basiert auch hier auf der RT-qPCR, der real-time quantitativen Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion, da aber gleichzeitig Gene mehrerer Krankheitserreger analysiert werden, wird sie der Multiplex-PCR zugerechnet.[97]

Das Biotechnologieunternehmen Qiagen N.V. entwickelte am Standort in Hilden einen Kartuschentest als Schnelltest, der auf einem bereits international für die Diagnostik von Krankheitserregern zugelassenen Verfahren basiert, mit dem sich u. a. SARS-assoziierte Viren und EHEC nachweisen lassen.[104] Das Verfahren wurde um den Nachweis der im SARS-CoV-2-Genom vorhandenen Gene ORF1b und E erweitert und die Ergebnisse wurden mit denen der RT-PCR-Methode verglichen.[105] Das Unternehmen arbeitete mit der WHO zusammen, um eine Validierung zu erreichen.[104] Das tragbare Diagnosegerät ist für den Einsatz in Arztpraxen oder an Flughäfen geeignet. Als Probenmaterial ist ein Abstrich aus dem Rachenraum oder eine Blutprobe geeignet,[104] Testergebnisse liegen innerhalb von 60 Minuten vor.[105] In Deutschland ist die vorläufige Zulassung durch das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte beantragt.[106] Die Diagnosegeräte wurden im Februar 2020 in französischen und chinesischen Krankenhäusern getestet[105] und erhielten die Zulassung der US-amerikanischen und europäischen Behörden (Stand 27. März 2020).[107] Im Vergleich zur routinemäßig eingesetzten RT-qPCR-Methode sind Kartuschentests teurer, zudem wird das dazugehörige Analyse-Gerät benötigt.[107]

Zwei weitere Diagnostik-Firmen in Deutschland entwickeln ebenfalls derartige Schnelltests.[106] Die US-amerikanische Firma Cepheid Inc hat im März 2020 eine beschleunigte Zulassung durch die FDA erhalten. Auch hier handelt es sich um ein Kartusschensystem auf der Basis von RT-qPCR mit dazugehörigem Analyzer, Testergegnisse sollen nach 45 Minuten vorliegen.[107] Von den passenden Analyse-Geräten werden zur Zeit weltweit etwa 23.000 verwendet, zumeist in Krankenhäusern, ein Analyzer kann bis zu vier Kartuschen gleichzeitig aufnehmen (Stand 27. März 2020).[107] Die Robert Bosch GmbH entwickelte zusammen mit der britischen Firma Randox Laboratories ebenfalls einen Kartuschentest, mit dem Testergebnisse nach 2,5 Stunden vorliegen sollen. Das Testsystem soll im April 2020 auf den Markt kommen, hat bisher jedoch nur eine Zulassung für Forschungseinrichtungen.[107]

Antikörpernachweis

Test-Kit für Antikörpernachweis IgG und IgM; linkes Test-Kit: negativer Befund; rechtes Test-Kit: positiver Befund

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) berichtete Mitte Januar 2020 über die Entwicklung von Antikörpernachweisen als serologische Untersuchung. Dadurch wird es ein Assay (beispielsweise ein Immunassay wie ELISA) geben, mit dem Antikörper aus Patientenproben (Blutserum) durch Antigen-Antikörper-Reaktion nachweisbar sind. Die WHO und das Robert-Koch-Institut in Deutschland rufen dazu auf, Serumproben von bestätigten oder Verdachtsfällen in der Akutphase zu sammeln und zu asservieren.[108] Die WHO empfiehlt, die erste Probe in der ersten Krankheitswoche und die zweite Probe drei bis vier Wochen später zu nehmen. Damit lässt sich eine Serokonversion überprüfen.[85][86]

In einem chinesischen Forschungslabor wurden im Januar 2020 erste ELISA-Tests durchgeführt, als Antigen wurde das Nukleokapsidprotein (N) eines Fledermaus-Coronavirus mit Ähnlichkeit zu SARS-CoV-2 verwendet. Damit ließen sich in Serumproben eines Patienten die Antikörper Immunglobulin G (IgG) und Immunglobulin M (IgM) nachweisen und deren Titer über mehrere Tage während des Krankheitsverlaufes bestimmen. In einem zweiten Test wurden Serumproben, die 20 Tage nach den ersten Symptomen entnommen wurden, untersucht. Alle Patientenseren, aber nicht die Seren von Gesunden zeigten eine stark positive IgG-Reaktion, einige Patientenseren zeigten zusätzlich eine IgM-Reaktion, was auf eine aktuelle Immunantwort, also eine momentane Infektion hindeutet.[49]

Nach Angaben des Virologen Christian Drosten seien Schnelltests, die auf Antikörper gegen das Virus testen, in den ersten zehn Tagen der Infektion „vollkommen nutzlos“, da Antikörper erst nach etwa sieben bis zehn Tagen nach Infektion gebildet werden. Ferner wiesen Schnelltests immer eine höhere Fehlerrate als Labortests auf. Unter Umständen denkbar seien Nachweise per Schnelltest nach überstandener Infektion, in Abklärung mit dem Hausarzt. Vergleiche von Antikörper-Schnelltests mit denen etablierter Tests laufen.[109] Antikörper-Schnelltests seien bislang nicht validiert, ihre Zuverlässigkeit unklar.[110]

Antigennachweis

Drosten erwartet für die nächsten Wochen bis Monate auch Antigen-Schnelltests. Sie könnten das Virus selbst in der Frühphase der Infektion nachweisen, seien aber weniger empfindlich als PCR-Tests. Ein Nachweis in der Frühphase der Infektion sei damit schwierig, gleichwohl könne die große Viruslast des neuartigen Coronavirus vorteilhaft sein, um das Virus etwa ab dem zweiten oder dritten Tag zu erkennen. Derartige Tests könnten den PCR-Test damit teilweise ablösen.[109]

Zellkultur

Die Vermehrung des Virus zu Forschungszwecken in einer Zellkultur ist unter anderem in China, Australien, Frankreich, Deutschland und den USA gelungen.[10][111][112][113][114] Die chinesischen Wissenschaftler verwenden hierbei Epithelzellen des menschlichen Atemtrakts, die das mehrschichtige mukoziliäre Epithelgewebe (Flimmerepithel) simulieren, ebenso werden die Zelllinien Vero E6 und Huh-7 (isoliert aus humanem Leberkarzinom) eingesetzt.[10][49]

Behandlung

Für die Krankheit COVID-19 gibt es bisher keine spezifische Behandlung, eine Therapie zielt darauf ab, die Symptome zu lindern. Es wird jedoch untersucht, ob bereits bekannte Virostatika auch bei einer Infektion mit SARS-CoV-2 wirksam sind.

Vorbeugung

Entwicklung von Impfstoffen

Bereits unmittelbar nach Veröffentlichung der RNA-Sequenz des Virus wurde in mehreren Laboren mit der Impfstoffentwicklung begonnen.[115][116] Die internationale Impfstoffinitiative CEPI (Coalition for Epidemic Preparedness Innovations) plante, bis Mitte Juni 2020 erste Tests mit bis dahin entwickelten Impfstoffen durchzuführen. Dafür erhielten mehrere potentiell geeignete Unternehmen finanzielle Unterstützungen.[117] In Deutschland betraf dies u. a. die Tübinger Biotechnologiefirma Curevac, die zusammen mit dem Paul-Ehrlich-Institut an der schnellen Impfstoffentwicklung arbeitete.[118][119] Das Robert Koch-Institut verwies darauf, dass derzeit klinische Studien mit Impfstoffen gegen MERS-CoV laufen würden.[14] Allerdings sind klinische Studien lediglich der erste Schritt, es würde bei erfolgreichem Studienverlauf voraussichtlich frühestens in mehreren Monaten ein Impfstoff zur Verfügung stehen, der allerdings in einer ersten Phase sicher nicht für die gesamte Bevölkerung bereitgestellt werden könnte.[120]

Impfung gegen andere Infektionen

Die Berliner Senatsgesundheitsverwaltung empfahl Ende Februar 2020 allen Menschen über 60 Jahre und chronisch Kranken, ihren Impfstatus zu überprüfen und gegebenenfalls die Impfung gegen Pneumokokken (Impfstoffe wie Pneumovax 23 waren jedoch im März 2020 nur noch eingeschränkt lieferbar[121]) und Keuchhusten (Pertussis) durchführen oder auffrischen zu lassen. Da Menschen über 60 Jahren und chronisch Kranke durch SARS-CoV besonders gefährdet sind, seien sie vorsorglich zu schützen.[122][123]

Hygienemaßnahmen

Für die Allgemeinbevölkerung werden insbesondere folgende Hygienemaßnahmen empfohlen:

  • auf eine gründliche Händehygiene achten: u. a. regelmäßig, mindestens 20 Sekunden mit Seife Händewaschen (insbesondere beim nach-Hause-Kommen, vor und nach dem Essen, vor und nach Kontakt mit anderen Menschen, nach dem Toilettengang, nach Niesen oder Husten);
  • zu anderen Person stets 1,5 bis 2 Meter Abstand halten (auf keinen Fall Körperkontakt, wie beim Händeschütteln oder Küssen);[124]
  • korrekte Hustenetikette: Möglichst in die Armbeuge husten oder niesen, nicht in die Hand;
  • den Kontakt zu (und damit eine potentielle Infektion von) (Hoch-)Risiko-Gruppen, vornehmlich älteren Personen (> 60 Jahre) verringern oder ganz zu vermeiden;[125]
  • möglichst niemals Augen, Nase oder Mund berühren;
  • zuhause bleiben, wenn man sich krank fühlt (außer zu einem vorher telefonisch vereinbarten Arztbesuch), auch bei milden Symptomen (wie z. B. leicht laufender Nase oder Kopfschmerzen);
  • bei Krankheitssymptomen keinesfalls persönlich eine Praxis oder ein Krankenhaus aufsuchen, sondern erst beim Arzt oder Gesundheitsamt (in Deutschland etwa über den ärztlichen Bereitschaftsdienst unter 116 117 oder im akuten Notfall beim Notruf unter 112) anrufen;[126][127]
  • beim Husten, Niesen oder Naseputzen von anderen Menschen abzuwenden und möglichst in ein Taschentuch zu niesen / husten, das danach sofort entsorgt werden muss, sowie sich anschließend jedes Mal gründlich die Hände zu waschen;[128]
  • den Kontakt zu anderen Menschen möglichst generell reduzieren (siehe Social Distancing).

Ob das Tragen eines einfachen Mund-Nasen-Schutzes in der Öffentlichkeit das Risiko, sich selbst anzustecken, wesentlich reduziert, ist umstritten.[129] Es kann jedoch zumindest andere (und potenziell auch den Träger selbst) vor einer Infektion schützen und wird daher von vielen Virologen empfohlen (mehr dazu).

Epidemiologie

SARS-CoV-2 verursacht die neuartige Erkrankung namens COVID-19 (für englisch corona virus disease 2019), die im Dezember 2019 in der Millionenstadt Wuhan der chinesischen Provinz Hubei auffällig wurde, sich im Januar 2020 in der Volksrepublik China zur Epidemie entwickelte und sich schließlich weltweit als COVID-19-Pandemie ausbreitete. Um einer Ausbreitung in Staaten ohne leistungsfähige Gesundheitssysteme entgegenzuwirken, rief die Weltgesundheitsorganisation (WHO) am 30. Januar 2020 die internationale Gesundheitsnotlage aus.[130] Am 11. März 2020 erklärte die WHO die bisherige Epidemie offiziell zu einer Pandemie.[131]

Am 13. Januar 2020 wurde aus Thailand – und damit außerhalb der Volksrepublik China – die erste laborbestätigte Infektion mit SARS-CoV-2 gemeldet, am 23. Januar 2020 wurde der erste Infektionsfall außerhalb von Asien in den Vereinigten Staaten von Amerika gemeldet. Es gab jeweils eine Verbindung zu Reisen nach oder von Wuhan.[132] Am 27. Januar 2020 wurden erstmals auch in Deutschland Infektionen nachgewiesen.[133] Am 2. Februar 2020 trat auf den Philippinen der erste Todesfall außerhalb Chinas auf. Es handelte sich um einen Chinesen aus Wuhan.[134] Am 15. Februar 2020 meldete Frankreich den ersten Todesfall außerhalb Asiens, eine aus China eingereiste Person. Am 23. Februar 2020 wurden aus Italien die ersten beiden Europäer gemeldet, die an COVID-19 verstarben.[132] Im WHO-Bericht vom 26. Februar 2020 wurden in Österreich und der Schweiz die ersten Infektionsfälle gemeldet.[132]

Bis zum 31. Januar 2020 waren bereits fast 10.000 Infizierte und mehr als 200 Todesfälle der WHO gemeldet worden[132] und am 9. Februar 2020 überstieg die Zahl der registrierten Todesfälle mit über 800 die Gesamtzahl der Todesfälle der SARS-Pandemie 2002/2003.[135][136] Der WHO-Bericht vom 26. Februar 2020 meldete erstmals mehr Neuinfektionen außerhalb Chinas als innerhalb und am 7. März 2020 meldete die WHO über 100.000 Infizierte weltweit, bei 3.486 Toten. Im Verlauf der Pandemie erhöhten sich die Fallzahlen rasch, am 19. März meldete die WHO erstmals über 200.000 Infizierte, bei 8.778 Toten, bereits vier Tage später, am 23. März, über 300.000 Infizierte, bei 14.510 Toten, nach nur zwei weiteren Tagen, am 25. März, bereits über 400.000 Infizierte, bei 18.440 Toten und nach zwei weiteren Tagen, am 27. März 2020, über 500.000 Infizierte, bei 23.335 Toten.[132]

Meldepflicht

In Deutschland ist laut Infektionsschutzgesetz (IfSG) das Auftreten einer bedrohlichen übertragbaren Erkrankung an das zuständige Gesundheitsamt zu melden (§ 6 Abs. 1 Nr. 5 IfSG). Entsprechendes gilt für den Nachweis eines gefährlichen Erregers nach den in § 7 Absatz 2 IfSG bestimmten Umständen. Mit Wirkung vom 1. Februar 2020 wurde durch die Coronavirus-Meldepflichtverordnung eine Ausdehnung der Meldepflicht beschlossen. Das deutsche Bundesgesundheitsministerium konnte sich dabei auf eine Ermächtigung zum Erlass von Verordnungen berufen (§ 15 Absatz 2 IfSG). Nach dieser Verordnung sind sowohl der Verdacht einer Erkrankung, die Erkrankung und der Tod als auch der laborchemische Nachweis einer akuten Infektion mit dem neuartigen Coronavirus meldepflichtig. Die Meldung des Verdachts hat nur zu erfolgen, wenn der Verdacht sowohl durch das klinische Bild als auch durch einen wahrscheinlichen epidemiologischen Zusammenhang begründet ist. Dabei ist die Empfehlung[137] zu berücksichtigen, die das Robert Koch-Institut veröffentlicht. Ausnahmsweise muss man bei diesem Virus auch melden, wenn sich der Verdacht nicht bestätigt. Diese Verordnung gilt bis zum 1. Februar 2021, sofern nicht mit Zustimmung des Bundesrates etwas anderes verordnet wird.

In Österreich besteht ebenfalls Anzeigepflicht und zwar nach dem Epidemiegesetz[138] von 1950 zusammen mit einer Verordnung.[139] Die Pflicht zur Anzeige besteht für Verdachts-, Erkrankungs- und Todesfälle aufgrund dieses Virus. Zudem wurde auch die Absonderungsverordnung[140] um das neue Coronavirus erweitert.[141]

Auch in der Schweiz existiert eine Meldepflicht.[142] Diese folgt aus dem Epidemiengesetz[143] der Schweiz in Verbindung mit der Epidemienverordnung[144] und der Verordnung des EDI über die Meldung von Beobachtungen übertragbarer Krankheiten des Menschen[145]. Nach Anhang 1 der Verordnung des EDI müssen Ärzte einen klinischen Verdacht und die Veranlassung einer erregerspezifischen Labordiagnostik und den nötigen epidemiologischen Zusammenhang melden. Nach Anhang 3 der Verordnung des EDI müssen Labore einen positiven und negativen Befund (also Nachweis) melden. Das Bundesamt für Gesundheit hat hierzu Verdachts-, Beprobungs-, Meldekriterien veröffentlicht.[146]

Weblinks

Commons: SARS-CoV-2 – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

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  6. Verordnung über die Ausdehnung der Meldepflicht nach § 6 Absatz 1 Satz 1 Nummer 1 und § 7 Absatz 1 Satz 1 des Infektionsschutzgesetzes auf Infektionen mit dem erstmals im Dezember 2019 in Wuhan/Volksrepublik China aufgetretenen neuartigen Coronavirus („2019-nCoV“). CoronaVMeldeV. Bundesministerium der Justiz und für Verbraucherschutz, Bundesamt für Justiz (Deutschland), 30. Januar 2020, abgerufen am 4. März 2020.
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  142. Neues Coronavirus: Informationen für Gesundheitsfachpersonen. Verdachts- und Meldekriterien sowie Meldeformular. Bundesamt für Gesundheit, 5. März 2020, abgerufen am 5. März 2020.
  143. Bundesgesetz über die Bekämpfung übertragbarer Krankheiten des Menschen. Epidemiengesetz, EpG. Bundeskanzlei, 1. Januar 2017, abgerufen am 6. März 2020.
  144. Verordnung über die Bekämpfung übertragbarer Krankheiten des Menschen. (Epidemienverordnung, EpV) vom 29. April 2015 (Stand am 1. März 2019). Bundeskanzlei, abgerufen am 6. März 2020.
  145. Verordnung des EDI über die Meldung von Beobachtungen übertragbarer Krankheiten des Menschen. vom 1. Dezember 2015 (Stand am 1. Februar 2020). Bundeskanzlei, abgerufen am 6. März 2020.
  146. Meldeformulare. COVID-19 Meldung Update 04.03.2020. Bundesamt für Gesundheit, 4. März 2020, abgerufen am 5. März 2020.


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