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Wird das Coronavirus bei der Übertragung durch die Luft besser?

Neuere Varianten des Coronavirus wie Alpha und Delta sind hoch ansteckend und infizieren weit mehr Menschen als das ursprüngliche Virus. Zwei neue Studien bieten eine mögliche Erklärung: Das Virus entwickelt sich, um sich effizienter über die Luft zu verbreiten.

Die Erkenntnis, dass sich das Coronavirus in Innenräumen in der Luft befindet, hat die Bemühungen zur Eindämmung der Pandemie im vergangenen Jahr verändert und heftige Debatten über Masken, soziale Distanzierung und Belüftung im öffentlichen Raum ausgelöst.

Die meisten Forscher sind sich mittlerweile einig, dass das Coronavirus hauptsächlich durch große Tröpfchen übertragen wird, die schnell auf den Boden sinken, und durch viel kleinere Tröpfchen, sogenannte Aerosole, die in Innenräumen über längere Strecken schweben und sich direkt in der Lunge absetzen können, wo das Virus am schädlichsten ist.

Die neuen Studien ändern diese Ansicht nicht grundlegend. Die Ergebnisse signalisieren jedoch in einigen Situationen die Notwendigkeit besserer Masken und deuten darauf hin, dass sich das Virus auf eine Weise verändert, die es noch beeindruckender macht.

„Dies ist kein Armageddon-Szenario“, sagte Vincent Munster, Virologe am National Institute of Allergy and Infectious Diseases, der eine der neuen Studien leitete. „Es ist wie eine Modifikation des Virus zu einer effizienteren Übertragung, was wir meiner Meinung nach alle erwartet haben, und wir sehen es jetzt in Echtzeit. ”

Das Team von Dr. Munster zeigte, dass kleine Aerosole viel längere Strecken zurücklegen als größere Tröpfchen und die Alpha-Variante viel eher Neuinfektionen durch Aerosolübertragung verursacht. Die zweite Studie ergab, dass Menschen, die mit Alpha infiziert waren, etwa 43-mal mehr Viren in winzige Aerosole ausatmeten als diejenigen, die mit älteren Varianten infiziert waren.

Die Studien verglichen die Alpha-Variante mit dem Originalvirus oder anderen älteren Varianten. Aber die Ergebnisse könnten auch erklären, warum die Delta-Variante so ansteckend ist – und warum sie alle anderen Versionen des Virus verdrängt hat.

„Es deutet wirklich darauf hin, dass sich das Virus weiterentwickelt, um die Übertragung über die Luft effizienter zu gestalten“, sagte Linsey Marr, ein Experte für luftübertragene Viren am Virginia Tech, der an keiner der Studien beteiligt war. „Es würde mich nicht wundern, wenn dieser Faktor bei Delta noch höher wäre. ”

Die Ultratransmissibilität der Varianten kann auf eine Mischung von Faktoren zurückzuführen sein. Es kann sein, dass für eine Infektion niedrigere Dosen der Varianten erforderlich sind oder dass sich die Varianten schneller replizieren oder dass mehr von der Variante des Virus in Aerosole ausgeatmet wird – oder alle drei.

Die Alpha-Variante erwies sich als doppelt so übertragbar wie das Originalvirus, und die Delta-Variante weist Mutationen auf, die ihre Ansteckungsfähigkeit noch weiter verstärkten. Da sich das Virus weiter verändert, könnten sich neuere Varianten als noch übertragbarer erweisen, sagten Experten.

Aber die Werkzeuge, die uns zur Verfügung stehen, funktionieren immer noch gut, um die Ausbreitung zu stoppen. Selbst locker sitzende Tücher und chirurgische Masken blockieren etwa die Hälfte der feinen, virushaltigen Aerosole, so die diesen Monat in der Zeitschrift Clinical Infectious Diseases veröffentlichte Studie über Menschen, die mit Varianten infiziert sind.

Zumindest in einigen überfüllten Räumen sollten die Menschen jedoch in Betracht ziehen, auf Schutzmasken umzusteigen, sagte Don Milton, ein Aerosolexperte an der University of Maryland, der die Forschung leitete.

„Angesichts der Tatsache, dass es sich in Richtung einer besseren Aerosolerzeugung zu entwickeln scheint, brauchen wir eine bessere Eindämmung und einen besseren persönlichen Schutz“, sagte Dr. Milton über das Virus. „Wir empfehlen den Menschen, enger sitzende Masken zu tragen. ”

Um zu vergleichen, wie sich verschiedene Varianten durch die Luft verbreiten, forderte sein Team Teilnehmer mit leichten oder asymptomatischen Infektionen auf, das Alphabet zu rezitieren, laut „Happy Birthday“ zu singen oder den Slogan der University of Maryland „Go Terps!“ zu rufen.

Menschen, die mit der Alpha-Variante infiziert waren, hatten große Mengen an Virus in Nase und Rachen, viel mehr als diejenigen, die mit dem ursprünglichen Virus infiziert waren. Aber selbst nachdem man diesen Unterschied bereinigt hatte, setzten diejenigen, die mit der Variante infiziert waren, etwa 18-mal so viel Virus in die kleinsten Aerosole frei.

Aber die Forscher untersuchten nur vier mit Alpha infizierte und 45 mit älteren Varianten. Dies könnte die beobachteten Unterschiede zwischen den Varianten verzerren, sagte Seema Lakdawala, ein Experte für Atemwegsviren an der University of Pittsburgh, der an keiner der neuen Studien beteiligt war.

Infizierte können das Virus an viele, viele andere weitergeben – oder an keinen. Wie viel Virus sie ausstoßen, kann davon abhängen, wo sie sich in den Atemwegen replizieren, von der Beschaffenheit des Schleims in seiner Umgebung und mit welchen anderen Mikroben er möglicherweise mitfährt.

„Wir haben wirklich keine Ahnung, warum manche Menschen Superspreader sind und andere nicht“, sagte Dr. Lakdawala. „Es gibt eine große Heterogenität zwischen den Individuen. ”

Daten von einer größeren Anzahl von Teilnehmern wären überzeugender, aber die beiden Studien zusammen deuten darauf hin, dass ein verbesserter Transport durch Aerosole zumindest teilweise zur Ansteckungsfähigkeit der Variante beiträgt, sagte sie.

An der Studie von Dr. Munster waren überhaupt keine Menschen beteiligt, sondern syrische Hamster. Die Verwendung der Tiere ermöglichte es dem Team, die Versuchsbedingungen streng zu kontrollieren und sich nur auf die Bewegung von Aerosolen zu konzentrieren, sagte Dr. Munster.

Die Forscher trennten Hamsterpaare mit Röhren unterschiedlicher Länge, die einen Luftstrom, aber keinen physischen Kontakt ermöglichten. Sie untersuchten, wie gut sich die verschiedenen Varianten von infizierten „Spender“-Hamstern zu nicht infizierten „Wächter“-Hamstern verbreiteten.

Wenn die Käfige mehr als zwei Meter voneinander entfernt waren, konnten nur die kleinsten Aerosole – Partikel kleiner als 5 Mikrometer – die Sentinel-Hamster infizieren. Und das Team stellte erwartungsgemäß fest, dass die Alpha-Variante das ursprüngliche Virus bei der Infektion der Wächterhamster übertraf.

Die Ergebnisse wurden auf bioRxiv veröffentlicht, einer Website, auf der Artikel veröffentlicht werden, bevor sie in einer wissenschaftlichen Zeitschrift veröffentlicht wurden.

Die Forscher testen jetzt die Delta-Variante und erwarten, dass sie noch effizienter ist, sagte Dr. Munster.

Zusammengenommen unterstreichen die neuen Erkenntnisse die Bedeutung von Masken für geimpfte Menschen, insbesondere in überfüllten Räumen, sagten Experten. Obwohl Menschen mit Durchbruchinfektionen nach der Impfung das Virus deutlich seltener verbreiten als ungeimpfte Menschen, erhöht die Ansteckungsgefahr der Varianten die Wahrscheinlichkeit.

Da Milliarden von Menschen weltweit geimpft und Milliarden noch ungeimpft sind, kann sich das Virus immer noch auf unerwartete Weise verändern, sagte Dr. Munster: „Es könnte zusätzlichen evolutionären Druck geben, der die evolutionäre Richtung dieses Virus prägt. ”

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