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SARS-CoV-2

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

3D-Grafik des SARS-CoV-2-Virions[4]

Systematik
Klassifikation: Viren
Realm: Riboviria
Reich: Orthornavirae[3]
Phylum: Pisuviricota[3]
Klasse: Pisoniviricetes[3]
Ordnung: Nidovirales
Unterordnung: Cornidovirineae[3]
Familie: Coronaviridae
Unterfamilie: Orthocoronavirinae
Gattung: Betacoronavirus
Untergattung: Sarbecovirus
Art: Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus[1][2]
Unterart: severe acute respiratory syndrome coronavirus 2[1]
Taxonomische Merkmale
Genom: (+)ssRNA linear
Hülle: vorhanden
Wissenschaftlicher Name
{{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value)
Kurzbezeichnung
SARS-CoV-2[1]
Links
NCBI Taxonomy: 2697049
NCBI Reference: LC521925, LC522972, LC522973, LC522974, LC522975, LR757995, LR757996, LR757997, LR757998, MN908947, MN938384, MN975262, MN985325, MN988668, MN988669, MN988713, MN994467, MN994468, MN996527, MN996528, MN996529, MN996530, MN996531, MN997409, MT007544, MT019529, MT019530, MT019531, MT019532, MT019533, MT020781, MT020880, MT020881, MT027062, MT027063, MT027064, MT039873, MT039887, MT039888, MT039890, MT044257, MT044258, MT049951, NC_045512
ViralZone (Expasy, SIB): 764 (Gattung)
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)


Kolorierte Aufnahmen des National Institute of Allergy and Infectious Diseases[5]

SARS-CoV-2 (Abk. für englisch severe acute respiratory syndrome coronavirus 2,[1] deutsch Schweres-akutes-Atemwegssyndrom-Coronavirus 2[6], umgangssprachlich nur (neues) Coronavirus genannt; vormals auch „2019-nCoV“, „{{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value)“, „neuartiges Coronavirus 2019“ sowie „Wuhan-Coronavirus“[7]) ist ein im Dezember 2019 in der chinesischen Stadt Wuhan, Provinz Hubei, neu identifiziertes Virus der Virusfamilie Coronaviridae.[8] Das Virus verursacht die neue Atemwegserkrankung COVID-19[9][10] und war Auslöser der COVID-19-Pandemie, die von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) am 30. Januar 2020 als „gesundheitliche Notlage von internationaler Tragweite“ und am 11. März 2020 als Pandemie eingestuft wurde. Das Virus wird hauptsächlich durch Tröpfcheninfektion übertragen.

Entdeckungsgeschichte

Im Dezember 2019 wurde in der Stadt Wuhan eine Häufung schwerer Lungenentzündungen mit unbekannter Ursache festgestellt.[11] 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;[12] dafür wurde er von der chinesischen Polizei ermahnt. Li Wenliang erkrankte später selber an COVID-19 und verstarb an den Folgen.[13] Das Chinesische Zentrum für Krankheitskontrolle und -prävention entsandte am 31. Dezember 2019 ein Team in die Stadt.[14] 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 werde. Bis zum 3. Januar 2020 wurden der WHO insgesamt 44 Erkrankte gemeldet, darunter mehrere Schwerkranke. Da mehrere Erkrankte auf dem örtlichen wet market „Wuhan Huanan Großhandelsmarkt für Fische und Meeresfrüchte“ (chinesisch {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value), Pinyin {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value)) als Verkäufer oder Händler arbeiteten, wurde in diesem Markt der primäre Infektionsort vermutet.[15][16] 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. Allerdings standen die Infektionen der übrigen betroffenen Personen laut dieser Studie in keinerlei Zusammenhang zu diesem Ort.[17]

Am 7. Januar 2020 gab der mit der Virusidentifizierung befasste leitende chinesische Virologe Xu Jianguo ({{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value)) 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.[18][19] Am 13. Januar 2020 wurde die komplette Genomsequenz eines Isolats des neuen Coronavirus in der NCBI-GenBank hinterlegt (GenBank-Nummer MN908947).[20] Nahezu gleichzeitig wurde ein erstes Nachweisverfahren publiziert.[21][22][23]

Eine inzwischen vorgenommene phylogenetische Analyse der Genomsequenzen von Umweltproben (etwa von Oberflächen) des Marktes zeigte, dass sie mit den Viren der ersten Patienten aus Wuhan sehr nahe verwandt sind.[24] Nach einer Studie des Wuhan Hospitals hatte der erste identifizierte Patient den Markt allerdings nicht besucht.[25] Es zeigte sich also, dass nicht alle frühen COVID-19-Fälle mit dem Markt in Verbindung gebracht werden können und die Historie des Ausbruchs wohl komplizierter ist als zunächst angenommen.[24]

Benennung

In der Öffentlichkeit wird das Virus „SARS-CoV-2“ meist (nach der Virusfamilie) als „neuartiges Coronavirus“,[26] „neues Coronavirus“,[27] „Coronavirus“, nur „Corona“ oder gelegentlich (nach der Krankheit) als „Covid-19-Virus“ bezeichnet.[28][6]

Die von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) vom 13. Januar bis 11. Februar 2020 verwendete Bezeichnung „2019-nCoV“ galt nach Aussage der WHO nur als „vorläufig“.[29] 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.[30] 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[31] (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.[32] 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).[33]

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.[10][34] 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.[1] 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.[35] Zur Unterscheidung wird der Erreger von SARS auch als SARS-CoV-1 bezeichnet.[36]

Merkmale

Systematik

SARS-CoV-2 ist einer der Vertreter der Spezies Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus (SARS-assoziiertes Coronavirus, Akronym SARSr-CoV). 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 COVID-19 auslöst.

Die Spezies Severe acute respiratory syndrome-related coronavirus ist aktuell die einzige Spezies in der Untergattung Sarbecovirus. Der Name „Sarbecovirus“ bezieht sich auf die englische Bezeichnung {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value) (bzw. {{Modul:Vorlage:lang}} Modul:Multilingual:149: attempt to index field 'data' (a nil value)).[37][38]

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 ihre Verwandtschaft untereinander zeigt, findet man bei Li et al. (Ende Februar 2020).[39] 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.[40][41] Allerdings war es nach Meinung anderer Experten zum Zeitpunkt Anfang März 2020 noch zu früh, darüber eindeutige Aussagen machen zu können.[42][43][44][45] 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). Eine weitere Studie Anfang April machte zu diesem Zeitpunkt dann drei Stämme A, B und C aus. Stamm A ist dem Fledermausvirus BatCoV/RaTG13 am ähnlichsten und scheint sich von Wuhan aus weltweit verbreitet zu haben, in Festlandchina selbst ist aber der Stamm B vorherrschend, der außer in China auch in Ostasien verbreitet ist. Stamm C ist der hauptsächliche Typ in Europa.[46][47]

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.[48] 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 (Vorlage:IsS) bis zum 24. März 2020 vierzig verschiedene Mutationen allein bei Infizierten aus diesem Land identifiziert.[49][50][51] Eine der betroffenen Personen war mit zwei verschiedenen Ausprägungen von SARS-CoV-2 coinfiziert.[52][53]

Bei der Überwachung der genetischen Vielfalt und der Entwicklung des Virus müssen unterschieden werden:

  • Stille Mutationen, die sich wegen der Degeneration des Genetischen Codes nicht auf die kodierten Proteine auswirken und eine molekulargenetische Uhr definieren,
  • Mutationen mit Auswirkungen auf den Phänotyp (das Erscheinungsbild des Virus in all seinen Ausprägungen). Diese weisen offenbar bei SARS-CoV-2 auf fortlaufende Anpassung an seinen neuen menschlichen Wirt hin. Wichtig für die Entwicklung von Antikörpern und Impfstoffen ist es herauszufinden, welche Teile der kodierten Proteine stabil bleiben und konserviert werden, damit die Mittel durch Anpassung der Viren nicht schnell wirkungslos werden.[54]

Eine genaue Analyse dieser Sachverhalte findet sich bei Lucy van Dorp et al. (2020),[54] siehe auch Ärzteblatt vom 6. Mai 2020: die Infektiosität des Virus könnte sich mit der Zeit erhöhen,[55] eine Befürchtung, die grundsätzlich auch beim bisher nur schwer von Mensch zu Mensch übertragbaren MERS-CoV besteht. Eine Zusammenfassung auf deutsch findet sich auf scinexx.de vom 8. Mai 2020.[56]

Die im Westen dominierende Form des Virus, die sich ab Februar 2020 in Europa stark ausbreitete und von dort auch in andere Länder, hat eine Mutation D614G im Spike-Protein[57] und weicht damit von der Wuhan-Variante ab, was Auswirkungen auf die Impfstoffentwicklung hat, die generell die Wuhan-Variante zugrundelegt.

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[58]) umfasst 29.903 nt (Nukleotide) mit zwei 265 nt bzw. 229 nt langen untranslatierten Bereichen am 5′-Ende bzw. am 3′-Ende.[20] 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).[20] Die Abfolge der Gene entspricht jener des SARS-Virus und der aller Coronaviren.[59]

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.[58] Der GC-Gehalt (der Anteil der Nukleinbasen Guanin und Cytosin) liegt bei 38,0 Mol-Prozent.[60][61] Die beiden Virusisolate HKU-SZ-002a (NCBI-GenBank-Nummer MN938384[58]) und HKU-SZ-005b (NCBI-GenBank-Nummer MN975262[58]) 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)[62] aus der Familie der Hufeisennasen (Rhinolophidae) gefunden, die Wirtstiere wurden in Zhoushan in der ostchinesischen Provinz Zhejiang in den Jahren 2015 und 2017 untersucht.[61]

3D-Ansicht Spike-Protein, ACE-2-Bindungsregion magenta hervorgehoben

Ein weiteres Virusisolat (WIV04, NCBI-GenBank-Nummer MN996528[58]) 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)[62] in der chinesischen Provinz Yunnan isolierten Coronavirus BatCoV RaTG13; die Genomsequenzen stimmen zu 96,2 % überein.[63][36] Auch eine am 27. Januar 2020 publizierte genetische Analyse verwies auf Fledermäuse als mutmaßlicher Ursprungswirt des Virus.[64] 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.[65][66][67] 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.[61][65] 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.[61][65] 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.[1]

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 aber eine größere Ähnlichkeit mit der entsprechenden Nukleotidsequenz von BatCoV RaTG13 auf. Es wurde aufgezeigt, dass SARS-CoV-2 und SARS-CoV den gleichen Zellrezeptor nutzen, das Angiotensin-konvertierende Enzym 2 (ACE2).[65] Dies konnte experimentell sicher nachwiesen werden, vergleiche COVID-19#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.[14]

Replikationszyklus

SARS-CoV-2-Vermehrungszyklus

Der Replikationszyklus der Viren verläuft in mehreren Stufen[68].

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).[69] Allerdings ist noch nicht ausreichend geklärt, ob weitere Zelloberflächenmoleküle als Bindungspartner für das Glykoprotein S in Frage kommen. Im Vergleich zu SARS-CoV hat das Glykoprotein S von SARS-CoV-2 eine RGD-Peptidsequenz entwickelt, womit Rezeptoren der Integrinfamilie ebenfalls als Bindungspartner in Frage kommen[70].

Nach Bindung an den ACE2-Rezeptor spaltet die membranständige Serinprotease TMPRSS2 das virale Glykoprotein S, wodurch S als fusogenes Protein aktiviert wird und der Eintritt in die Wirtszelle erfolgt. Auch TMPRSS2 ist ein potentieller Ansatzpunkt für ein wirksames Medikament (2).[71][72]

Im nächsten Schritt dringen die Erreger in die Wirtszelle ein (vereinfachte Darstellung) (3).[73]

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).[74]

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 endoplasmatische Retikulum (ER) aufgenommen und lagern sich zu neuen Viren zusammen (self-assembly) (7).[75]

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

Durch Knospung 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. Eine molekulare Datierungsschätzung mittels Genom-Vergleich der verschiedenen SARS-CoV-2-Isolate legt einen Ursprung der Virusvariante im November 2019 nahe.[25][39] Van Dorp und ihre Kollegen ermittelten aufgrund phylogenetischer Analysen der verschiedenen Virusvarianten anfangs Mai 2020, dass das Virus zwischen dem 6. Oktober und dem 11. Dezember 2019 auf den Menschen übergesprungen sein sollte.[54]

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.[76] Chinesische Forscher verwiesen im Journal of Medical Virology auf Schlangen wie den Vielgebänderten Krait (Bungarus multicinctus) und die Chinesische Kobra (Naja atra),[77][78] 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.[79] Diese Hypothese wurde von anderen Virologen für unwahrscheinlich erklärt,[80] da es bisher keine Evidenz dafür gebe, dass Coronaviren auch Reptilien infizieren können. Bisher seien Coronaviren ausschließlich bei Säugetieren und Vögeln gefunden worden.[76]

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.[25]

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).[37]

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[81] (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 %.[36][25]

Nachdem in Malaiischen Schuppentieren (Manis javanica, englisch Sunda pangolin) Coronaviren mit hoher genetischer Übereinstimmung zum SARS-CoV-2 gefunden wurden (Manis-CoV,[80] Isolate SRR10168377 und SRR10168378),[39] gerieten diese in Verdacht, der Ursprung der Pandemie zu sein, zumal diese trotz Verbots in China gehandelt werden.[34][36][82][83][84][85][80] 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.[25]

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.[25]

Dies bedeutet, dass die aus den Malaiischen Schuppentieren isolierten Coronaviren in menschliche Zellen eindringen können, das aus Java-Hufeisennasen isolierte jedoch nicht.[25] 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.[25][86]

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.[25][87] Eine solche Rekombination kann, egal ob segmentiertes oder unsegmentiertes Genom, zu einem neuen Virus führen, das eine neue Wirtsspezies befallen und krank manchen kann.[25] 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.[25]

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.[25]

Marderhunde als mögliche Zwischenwirte

Darstellung des möglichen Übertragungsweges von Tier zu Mensch

Laut Christian Drosten könnten Marderhunde (Nyctereutes procyonoides) möglicherweise die gesuchten Zwischenwirte sein. Auch das ursprüngliche SARS-Virus (SARS-CoV-1) wurde in Marderhunden gefunden, die wegen ihres Fells in China gezüchtet werden und somit als Überträger auf den Menschen in Frage kommen.[88][89][90]

Haustiere als Wirte

Laut WHO gibt es keine Hinweise, dass Haustiere SARS-CoV-2 als Träger weiterverbreiten (Stand: Anfang März).[91][92] Jedoch können einige andere Viren aus der Corona-Virusfamilie Coronaviridae auch bei Haustieren Erkrankungen auslösen, z. B. die beiden Alphacoronaviren CCoV (Hunde) und FCoV (Katzen).[93]

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.[94] Die WHO bestätigte, die SARS-CoV-2-Proben seien „schwach positiv“[95] getestet worden. Obwohl bei dem Hund das Virus im Blut nachgewiesen werden konnte,[96] löste es bei diesem keine klinisch nachweisbaren Hinweise auf eine Erkrankung aus.[92] Das Tier wurde zuletzt am 12. und 13. März 2020 mit negativem Befund auf SARS-CoV-2 getestet, so dass seine Quarantäne beendet und es dem Besitzer zurückgegeben wurde. Zwei Tage nach Ende der Quarantäne verstarb der Hund, ohne dass ein direkter Zusammenhang mit dem Virusbefall nachweisbar war.[97]

Mitte März wurden in Hongkong zwei weitere Hunde positiv auf SARS-CoV-2 getestet, die ebenfalls ohne auffällige Symptome einer Infektion waren.[98]

In Lüttich (Belgien) wurde Ende März 2020 die Hauskatze eines Infizierten positiv auf SARS-CoV-2 getestet.[99] Das Tier erkrankte an Durchfall, hatte Atemprobleme und verstarb.[100] Eine Ende März 2020 in Hongkong bei einer Hauskatze nachgewiesene Infektion verlief hingegen symptomlos.[101] Antikörpernachweise hatten zuvor bereits in Wuhan ergeben, dass dort auch Katzen infiziert worden waren.[102] Zudem wurde mehrfach in Laborexperimenten belegt, dass infizierte Katzen die Viren an andere Katzen weitergeben können.[103][104]

Mitte April 2020 erschien ein Artikel über die Möglichkeit von streunenden Hunden als Zwischenwirt für die Übertragung von Sarbecoviren (RaTG13, Pangolin-CoV) von Wildtieren (Fledermäusen, Schuppentieren) auf den Menschen. Eine wichtige Rolle spielt dabei das Zinkfingerprotein ZAP.[105][106]

Weitere Wirbeltiere

Im New Yorker Bronx Zoo wurde Anfang April 2020 ein erwachsener Tiger positiv auf SARS-CoV-2 getestet,[107] nachdem bei ihm trockener Husten und keuchender Atem aufgefallen waren, jedoch keine Atemnot. Weiterhin wiesen auch zwei Löwen und fünf Tiger ähnliche Symptome auf, weswegen auch bei ihnen eine Infektion mit SARS-CoV-2 vermutet wurde. Infiziert wurden die Tiere vermutlich von einem asymptomatischen Bediensteten des Zoos. Wenige Tage nach dem Auftreten von Krankheitszeichen erholten sich die Tiere wieder.[108]

Durch Laborexperimente in Korea wurde belegt, dass Frettchen empfänglich für eine SARS-CoV-2-Infektion sind und diese auch an Artgenossen weitergeben können.[109] Das Friedrich-Loeffler-Institut bestätigte aufgrund eigener Test den Befund aus Korea und wies zugleich darauf hin, dass auch Nilflughunde empfänglich für eine SARS-CoV-2-Infektion sind, Schweine und Hühner hingegen nicht. Insbesondere die Empfänglichkeit von Frettchen sei ein wichtiger Befund, „da sie als Modelltiere für die Infektion des Menschen zur Erprobung von Impfstoffen oder Medikamenten eingesetzt werden könnten“.[110] Chinesische Forscher berichteten im April 2020 in der Fachzeitschrift Science, dass sich das Virus in Hunden, Schweinen, Hühnern und Enten nur schlecht („poorly“) vermehre, und bestätigten, dass Frettchen und Katzen infiziert werden können.[111] Auch Goldhamster, die nach einer Infektion mit SARS-CoV[-1] nur sehr schwache Symptome entwickelt hatten und daher als Modelltiere ungeeignet waren, ließen sich im Labor mit SARS-CoV-2 infizieren, zeigten deutliche Symptome und wiesen hohe Viruskonzentrationen in Lunge und Darm auf.[112]

Im April und Mai 2020 wurden Infektionen und Erkrankungen in vier niederländischen Nerzfarmen festgestellt. Das Virus wurde von infizierten Mitarbeitern eingeschleppt und vermutlich auch zwischen den Tieren weitergegeben. Die erkrankten Nerze zeigen ähnliche Symptome wie Menschen: Atemwegsbeschwerden, Probleme mit dem Verdauungstrakt, erhöhte Sterblichkeit.[113]

Primaten

Ob neben dem Menschen noch Menschenaffen an SARS-CoV-2 erkranken können, ist derzeit (Stand Ende März 2020) noch ungeklärt.[114]

  • Im Jahr 2016 wurde bei Schimpansen im Tai-Nationalpark (Elfenbeinküste) eine Infektion mit dem Humanen Coronavirus OC43 (HCoV-OC43, ein Betacoronavirus aus der Untergattung Embecovirus, Spezies Betacoronavirus 1)[115] beobachtet, das bei Menschen milde erkältungsartige Symptome hervorruft. Diese zeigten auch die Schimpansen. Es ist daher nicht ausgeschlossen, dass auch SARS-CoV-2 vom Menschen zumindest auf Menschenaffen überspringen könnte. Es wurde (insbesondere für Wildhüter) empfohlen, zu den Wildtieren einen Mindestabstand von 7 bis 10 Meter zu halten und auch gegenüber den Tieren entsprechende Quarantänezeiten einzuhalten.[116]
  • Neben Schimpansen (einschließlich Bonobos) könnten auch Gorillas und Orang-Utans bedroht sein, so wie die Schimpansen und Gorillas vom Humanen Metapneumovirus (HMPV, Familie Pneumoviridae).[117][116]
  • Eine chinesische Forschergruppe um Chuan Qin stellte im März 2020 vorläufige Ergebnisse ihrer Untersuchungen an Rhesusaffen als Preprint zur Verfügung. Hierbei ging es insbesondere um die Frage der Infektiosität nach überstandener Erkrankung.[118][119][120] Auch eine im Mai 2020 in Science publizierte Studie an Rhesusaffen berichtete von „schützender Immunität“ nach erstmaliger Erkrankung.[121]
  • Niederländische Forscher berichteten im März 2020 in Science, dass SARS-CoV-2 bei Javaneraffen eine „COVID-19-ähnliche Krankheit“ verursache, weswegen diese Tiere als Modell für das Testen von vorbeugenden und therapeutischen Strategien geeignet seien.[122]

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).[123] 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.[124]

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.[124] Die amerikanische Gesundheitsbehörde CDC hatte zuvor ähnliche Empfehlungen herausgegeben.[125]

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 beim Nachweis

→ Siehe: COVID-19#Diagnostik

RT-PCR

Die Nachweismethode der Charité ist die real-time quantitative Reverse-Transkriptase-Polymerase-Kettenreaktion (abgekürzt als qRT-PCR oder RT-qPCR).

Dabei reagiert der Test auf das Vorhandensein zweier bestimmter kurzer Gensequenzen (Nukleotidsequenzen), die kennzeichnend für die genannten Viren sind, bezeichnet als E-Gen und RdRp-Gen. Das E-Gen codiert für die Virushülle (E für engl. envelope ‚Hülle‘), das RdRp-Gen für die RNA-abhängige RNA-Polymerase (RdRp für engl. RNA-dependent RNA polymerase). Der Test reagiert auch auf bloße Virenreste und würde auch alle anderen Keime und Lebensformen erkennen, die (jetzt oder in Zukunft) zufällig in diesen genetischen Kennzeichen mit SARS-CoV-2 übereinstimmen.[23][126][127]

Ablauf

Der Test beinhaltet drei standardisierte Einzeltests (im Dt. „Assays“ genannt, aus dem Engl.) in einem definierten Verfahrensablauf:

  1. Screening: Das erste Assay (E-Gen) dient als Screening, da es mehrere Virusspezies der Untergattung Sarbecovirus (aus der Gattung Betacoronavirus) nachweist.
  2. Bestätigung: Verläuft das Screening positiv, so ist ein Bestätigungs-Assay (RdRp-Gen) durchzuführen.
  3. Charakterisierung: Falls auch dort ein positives Ergebnis erhalten wird, schließt sich als drittes ein Charakterisierungs-Assay an (ebenfalls RdRp-Gen).

Die letzten beiden Assays verwenden (neben anderen) 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.[23][127]

Für die Durchführung der qRT-PCR werden 90 Minuten bis drei Stunden benötigt.[128] Anstelle der real-time quantitative-Variante können die Produkte der Reverse-Transkriptase-PCR auch mittels Agarose-Gelelektrophorese nachgewiesen werden.[61]

Entwicklung

Die erste Version des real-time RT-PCR-Assays ist erstellt worden, bevor die Genomsequenz von SARS-CoV-2 veröffentlicht war. Für das Primerdesign wurden hier noch das erste SARS-assoziierte Coronavirus SARS-CoV-1 und weitere, bei Fledermausarten vorkommende SARS-assoziierte Coronaviren (Sarbecoviren[129]) verwendet. Nach der Veröffentlichung der Genomsequenz wurden die Primer ausgewählt, die für den Nachweis von SARS-CoV-2 geeignet sind.[23][127]

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,[130] eine erste Version war bereits am 13. Januar 2020 verfügbar.[127] Dazu haben chinesische Wissenschaftler bereitwillig unveröffentlichte Befunde beigetragen. Von internationalen Forschungsnetzen kamen grundlegende Daten, und die globale Sektion des Europäischen Virus-Archivs (EVAg) lieferte notwendige Produkte (SARS-CoV-1-RNA und RNA-Transkripte) für die Assays.[127] 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.[131] 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.[132]

In Deutschland wurde im März 2020 eine Methode vorgestellt, bei der Proben mehrerer Testpersonen zusammengeführt und gemeinsam getestet werden. Ein negativer Befund bedeutet, dass die Ergebnisse aller Proben zuverlässig negativ sind, und nur bei einem positiven Befund müssen die Proben einzeln untersucht werden. Daher lassen sich, so die Forscher, mit vergleichbarem Aufwand deutlich mehr Personen testen als mit herkömmlichen Verfahren, sofern die untersuchten Personen eine geringe Infektionswahrscheinlichkeit aufweisen. Damit ließe sich, so die Forscher, in Deutschland die Zahl der täglichen Untersuchungen auf 200.000 bis 400.000 steigern.[133]

Aussagekraft

Die wichtigsten Gütekriterien für die Aussagekraft (Validität) diagnostischer Labortests sind Spezifität und Sensitivität. Unter Spezifität wird die Wahrscheinlichkeit verstanden, dass eine eigentlich negative Probe auch als negativ erkannt wird (Ausschluss von Falsch-Positiven). Unter Sensitivität dagegen, die Wahrscheinlichkeit, dass eine eigentlich positive Probe auch als positiv erkannt wird (Ausschluss von Falsch-Negativen).

Spezifität

Dieser Test reagiert positiv auf SARS-CoV-2 und das SARS-CoV-1. Die Kreuzreaktivität auf SARS-CoV-1 ist gewollt, um SARS-CoV-1 (aus Laborbeständen) als positive Testkontrolle verfügbar zu machen.[134] Weitere Daten aus der Test-Entwicklung deuten darauf hin, dass der Test auf „wahrscheinlich alle asiatischen Viren“[135] (übersetzt aus dem Englischen) aus der Untergattung Sarbecovirus[129] ein positives Ergebnis liefert.

In der Entwicklung wurde sichergestellt, dass der Test nicht positiv auf die endemischen humanen Coronaviren (HCoV-229E, -NL63, -OC43, -HKU1), das MERS-CoV und viele andere übliche Erreger von respiratorischen Erkrankungen reagiert. Wie andere etablierte Teste für menschliche Coronaviren reagiert auch dieser Test positiv auf verschiedene, beim Menschen unbekannte Coronaviren (insbesondere solche von bestimmten Fledermausarten).[126]

Um festzustellen, dass der Test nicht auf ein anderes Virus ungewollt positiv reagiert, werden Proben getestet, die das Zielvirus nicht enthalten. Somit wird hier sichergestellt, dass der Test eine negative Probe in diesen Fällen auch tatsächlich als negativ anzeigt. Aufgrund dieser Untersuchungen wird die Spezifität dieses Tests als äußerst hoch eingeschätzt, sofern (aus anderen Erwägungen) sichergestellt werden kann, dass die getestete Probe frei von SARS-CoV-1 und anderen asiatischen Sarbecoviren ist.[126]

Dass dennoch selbst lange etablierte Teste im Nachhinein Mängel bei der Spezifität zeigen können, zeigt ein Beispiel aus dem Jahre 2006 eines PCR-Tests für das dem SARS-CoV-2 nahe verwandte SARS-CoV-1. Es zeigte sich, dass dieser SARS-CoV-1-Test auch positiv auf das Gattungs-verwandte humane Betacoronavirus HCoV-OC43 reagierte. Hier hatten auch parallele Antikörperteste das falsch-positive Ergebnis zunächst untermauert.[136] Daraus ergibt sich, dass diese Kreuzreaktion auch bei anderen SARS-CoV-1-Testen vorkommen könnte.

Obwohl der in diesem Abschnitt beschriebene SARS-CoV-2-Test ebenfalls gleichzeitig einen SARS-CoV-1-Test darstellt, ist diese spezielle Kreuzreaktion hier jedoch evident ausgeschlossen, da er, wie oben erwähnt, speziell auch gegen das HCoV-OC43 validiert wurde. Mutationen am HCoV-OC43 könnten das aber in Zukunft auch wieder ändern.

Sensitivität

Während die hohe Spezifizität weitgehend akzeptiert wurde, wird die Sensitivität des Tests des öfteren kritisiert und es wird von häufigen falsch-negativen Ergebnissen berichtet. Im Ergebnis führte das z. B. bei mehrfach hintereinander getesteten Patienten dazu, dass der Status immer wieder zwischen positiv, negativ und unklarem Ergebnis wechselte. Das Problem wird hier aber nicht auf der „technischen“ Seite des Tests gesehen, sondern in der richtigen Ausführung und Handhabung.[137][138]

Womöglich werden zu wenige Proben, Proben von den falschen Stellen oder Proben auf die falsche Art entnommen. Das kann dazu führen, dass das Virus in der Probe fehlt, aber im Menschen trotzdem vorhanden ist. Der Test fällt dann „technisch-korrekt“ negativ aus, obschon der Mensch Spuren des Virus in sich trägt.[139][137][138]

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.[140] 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[141] 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.[140]

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 seit 4. Februar 2020 auch außerhalb von Forschungseinrichtungen verwendet werden.[142] Ein Testkit ermöglicht die Untersuchung von 700 bis 800 Proben, 100 dieser Packungen gingen an US-amerikanische Labore, weitere 100 an internationale Laboratorien, die beispielsweise im Auftrag der WHO Untersuchungen durchführen.[143] Die Untersuchung dauert von der Probevorbereitung bis zum Vorliegen der Ergebnisse etwa vier Stunden.[128] Das Hamburger Unternehmen Altona Diagnostics sowie das Darmstädter Unternehmen R-Biopharm bieten 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.[144] Allerdings sind diese bisher nur für die Verwendung in der Forschung zugelassen.[145]

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,[146] andererseits kann damit auch gemeint sein, dass es sich um ein Point-of-Care-Testing (deutsch patientennahe Labordiagnostik) handelt,[146] 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 berichtet, 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.[128][147] 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.[148] 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).[128]

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.[128] 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.[149]

Eine deutsche Forschergruppe der Universität Bonn um Hendrick Streeck hat im April 2020 die Ergebnisse einer Schnelltestvalidierung vorgestellt[150]. Hierbei wurde der CoV-2 Rapid Test der Firma PharmACT im Rahmen eines Screenings der Bevölkerung getestet und mit parallel gewonnenen Proben zur PCR-Diagnostik verglichen. Von insgesamt 49 Personen waren 22 positiv in der PCR; der Schnelltest erkannte jedoch nur acht davon richtig als positiv (Sensitivität 36,4 %). Von den 27 PCR-negativen Personen wurden durch den Schnelltest nur 24 richtig als negativ diagnostiziert (Spezifität 89,9 %).

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.[146]

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.[151] 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.[152] Das Unternehmen arbeitete mit der WHO zusammen, um eine Validierung zu erreichen.[151] 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,[151] Testergebnisse liegen innerhalb von 60 Minuten vor.[152] In Deutschland ist die vorläufige Zulassung durch das Bundesinstitut für Arzneimittel und Medizinprodukte beantragt.[153] Die Diagnosegeräte wurden im Februar 2020 in französischen und chinesischen Krankenhäusern getestet[152] und erhielten die Zulassung der US-amerikanischen und europäischen Behörden (Stand 27. März 2020).[154] Im Vergleich zur routinemäßig eingesetzten RT-qPCR-Methode sind Kartuschentests teurer, zudem wird das dazugehörige Analyse-Gerät benötigt.[154]

Zwei weitere Diagnostik-Firmen in Deutschland entwickeln ebenfalls derartige Schnelltests.[153] Die US-amerikanische Firma Cepheid Inc hat im März 2020 eine beschleunigte Zulassung durch die FDA erhalten. Auch hier handelt es sich um ein Kartuschensystem auf der Basis von RT-qPCR mit dazugehörigem Analyzer, Testergebnisse sollen nach 45 Minuten vorliegen.[154] 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).[154] 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.[154]

Antikörpernachweis

Lateral Flow Test 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.[140] Dadurch wird es ein Assay geben, beispielsweise ein Immunassay wie ELISA oder einen Lateral Flow Test, mit dem Antikörper aus Patientenproben (Blutserum) durch Antigen-Antikörper-Reaktion nachweisbar sind. Der Lateral Flow Test kann als Schnelltest (siehe oben) bezeichnet werden, im Sinne von Point-of-Care-Testing (deutsch: patientennahe Labordiagnostik), ein bekanntes darauf basierendes Beispiel ist der Schwangerschaftstest.

Je nachdem, auf welche Antikörper geprüft wird, ist noch eine aktuelle Infektion nachweisbar (frühe Antikörper Immunglobulin M (IgM)) oder eine bereits abgeschlossene Infektion durch späte Antikörper Immunglobulin G (IgG),[155] dieser Antikörperklassenwechsel wird als Serokonversion bezeichnet. Es gab den Vorschlag, IgM-Antikörpernachweise zur Diagnose akuter Infektionen zu nutzen,[155] allerdings zeigte die Untersuchung chinesischer Wissenschaftler von 535 Plasmaproben von 173 Patienten, dass im Zeitraum 1 bis 7 Tage nach Einsetzen der Symptome nur bei knapp 30 % der Patienten IgM nachweisbar waren, während es im Zeitraum 8 bis 14 Tage 73 % der Patienten waren. Damit kann der IgM-Antikörpernachweis die PCR-Testung nur ergänzen.[156]

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.[157] 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.[140][158] Nach Kontakt mit SARS-CoV-2 werden nach etwa drei Wochen (entspricht etwa zwei Wochen nach Auftreten der Symptome) die Antikörper Immunglobulin A (IgA) gebildet, nach etwa 4 Wochen die IgG-Antikörper.[159] Bei der Untersuchung von 153 Patienten wurde ermittelt, dass die Serokonversion 20–30 Tage nach Einsetzen der Symptome erfolgt, also IgG-Antikörper in ausreichender Menge vorhanden sind.[156] Antikörpertests auf IgA und IgG sind somit nicht für die Akutdiagnostik erkrankter Patienten gedacht und ersetzen nicht die PCR-Analytik.[159] Ihre Ergebnisse liefern epidemiologische Daten, mit denen das Ausmaß des Ausbruchs ermittelt werden kann und helfen bei der Überprüfung der Wirksamkeit von Impfstoffen.[140][160]

Für die Aussagekraft des Antikörpertests ist die Wahl des richtigen Antigens ausschlaggebend. Falls ein bestimmter Antikörper an mehr als einem Antigen bindet, handelt es sich um eine Kreuzreaktivität, die zu falsch positiven Testergebnissen führt, da mehr als das eigentliche Antigen reagiert.[161] Als Antigene von SARS-CoV-2 sind die im Abschnitt Merkmale beschriebenen Strukturen geeignet, beispielsweise das Nukleokapsidprotein (N) oder das Spikeprotein (S) als Ganzes bzw. alternativ die S1- und S2-Domäne. In der Literatur werden mögliche Kreuzreaktionen zu den Coronaviren SARS-CoV-1, MERS-CoV, HCoV-HKU1, HCoV-OC43, HCoV-NL63, HCoV-229E sowie bei Katzen und Schweinen vorkommende Coronaviren genannt.[155][160] Bei der Validierung der entwickelten Methoden zum Antikörpernachweis sind die diagnostische Sensitivität (Richtig-positiv-Rate) und Spezifität (Richtig-negativ-Rate) wichtige Qualitätskriterien, die mit Hilfe folgender Tabelle veranschaulicht werden.[154][161]

Mögliche Ergebnisse eines Tests
  krank (infiziert) gesund (nicht infiziert)
Test positiv positiv (P) falsch positiv (FP)
Test negativ falsch negativ (FN) negativ (N)

Die Sensitivität des Testverfahrens gibt den Anteil der positiv Getesteten zur Gesamtheit der tatsächlich Infizierten an, die Spezifität hingegen gibt den Anteil der negativ Getesteten zur Gesamtheit der tatsächlich Nicht-Infizierten an, als Formeln ausgedrückt:

$ {\text{Sensitivität}}={\frac {\text{P}}{{\text{P}}+{\text{FN}}}} $   bzw.   $ {\text{Spezifität}}={\frac {\text{N}}{{\text{N}}+{\text{FP}}}} $

Für ein zuverlässiges Testergebnis werden für beide Kriterien Werte nahe 100 % angestrebt, eine hohe Sensitivität stellt sicher, dass kein Infizierter versehentlich übersehen wird, eine hohe Spezifität spricht dafür, dass kein „Fehlalarm“ (z. B. durch Kreuzreaktivität) ausgelöst wird.[161] Für die Methodenvalidierung serologischer Nachweise wird als Referenzmethode (auch als Goldstandard bezeichnet) der Neutralisationstest (NT),[161] im Detail der Plaque-Reduktions-Neutralisationstest (PRNT) verwendet. Für die als Proben eingesetzten Patientenseren gilt, dass bei den Patienten zuvor das SARS-CoV-2 durch PCR nachgewiesen wurde bzw. bei den Kontrollen die anderen Coronaviren oder weiteren Viren.[160] Für die Aussagekraft der Spezifität ist weiterhin wichtig, dass Proben mit Antikörpern gegen viele verschiedene Viren getestet werden.

Mikrotiterplatte mit einem ELISA, hier „Anti human IgG“ Double Antibody Sandwich ELISA.

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 IgG und 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.[63]

Seit März 2020 sind kommerzielle Antikörpernachweistests verfügbar. Im Rahmen der Validierung wurden zwei ELISA-Tests überprüft, die auf einer IgA- und IgG-Reaktion auf das S1-Protein basieren, dabei wurde eine eher geringe Spezifität festgestellt, da es zur Kreuzreaktivität mit dem Humanen Coronavirus OC43 kam und damit zu falsch positiven Ergebnissen. In der Sensitivität schnitt das IgA-ELISA besser ab. Allerdings basiert die Validierungsstudie nur auf einer geringen Anzahl von Patienseren, einmal n=10 von drei COVID-19-Patienten, zum anderen n=31 von neun COVID-19-Patienten.[160]

Zellkultur

Die Vermehrung des Virus zu Forschungszwecken in einer Zellkultur ist unter anderem in China, Australien, Frankreich, Deutschland und den USA gelungen.[14][162][163][164][165] 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.[14][63]

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.[166][167] 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.[168] In Deutschland betraf dies u. a. die Tübinger Biotechnologiefirma Curevac, die zusammen mit dem Paul-Ehrlich-Institut an der schnellen Impfstoffentwicklung arbeitete.[169][170] Das Robert Koch-Institut verwies darauf, dass derzeit klinische Studien mit Impfstoffen gegen MERS-CoV laufen würden.[19] 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.[171]

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[172]) 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.[173][174]

Hygienemaßnahmen

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.[175] Am 11. März 2020 stufte die WHO die bisherige Epidemie zu einer Pandemie hoch.[176]

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[177] 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,vorbeiVorlage:WarnungVorlage:Zukunft/Ohne Kategorie sofern nicht mit Zustimmung des Bundesrates etwas anderes verordnet wird. Am 29. April 2020 beschloss das Bundeskabinett einen Formulierungsvorschlag, nach dem Labore auch negative Testergebnisse melden sollen. Auch der Behandlungszustand zur Krankheit COVID-19 (einschließlich der Genesung) und der Serostatus sollen nach dem Zweiten Gesetz zum Schutz der Bevölkerung bei einer epidemischen Lage von nationaler Tragweite durch Ärzte und Gesundheitsämter gemeldet werden.[178][179] Am 14. Mai 2020 nahm der Bundestag einen entsprechenden Gesetzentwurf der Koalition an.[180] Am 15. Mai 2020 stimmte der Bundesrat zu.[181][182]

In Österreich besteht ebenfalls Anzeigepflicht und zwar nach dem Epidemiegesetz[183] von 1950 zusammen mit einer Verordnung.[184] Die Pflicht zur Anzeige besteht für Verdachts-, Erkrankungs- und Todesfälle aufgrund dieses Virus. Zudem wurde auch die Absonderungsverordnung[185] um das neue Coronavirus erweitert.[186]

Auch in der Schweiz existiert eine Meldepflicht.[187] Diese folgt aus dem Epidemiengesetz[188] der Schweiz in Verbindung mit der Epidemienverordnung[189] und der Verordnung des EDI über die Meldung von Beobachtungen übertragbarer Krankheiten des Menschen[190]. 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.[191]

Weblinks

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

Einzelnachweise

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  180. ↑ Schutzpaket für mehr Coronatests und Pflege-Prämien beschlossen. Deutscher Bundestag, 14. Mai 2020, abgerufen am 14. Mai 2020.
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News mit dem Thema SARS-CoV-2

27.07.2021
Anthropologie | Virologie | Bionik, Biotechnologie, Biophysik
Hochwirksame und stabile Nanobodies stoppen SARS-CoV-2
Ein Forscherteam hat Mini-Antikörper entwickelt, die das Coronavirus SARS-CoV-2 und dessen gefährliche neue Varianten effizient ausschalten. Die sogenannten Nanobodies binden und neutralisieren das Virus bis zu 1000 Mal besser als zuvor entwickelte Mini-Antikörper.
15.04.2021
Neobiota | Säugetierkunde
Ausbreitung zweier invasiver Arten: Waschbären und Marderhunde
Der aus Asien stammende Marderhund und der nordamerikanische Waschbär werden sich in Zukunft in Europa vermutlich noch weiter ausbreiten. Zu diesem Schluss kommen Wissenschaftler*innen in einer frisch veröffentlichten Studie.
27.01.2021
Anthropologie | Genetik | Virologie
Das Virus mutiert fröhlich vor sich hin
Bioinformatiker am Universitätsklinikum Jena verglichen in Kooperation mit Partnern in Berlin, Jena, Leipzig und Bad Langensalza das SARS-CoV-2-Genom in Thüringer Stichproben mit in Deutschland, Europa und weltweit verbreiteten Viruslinien.
29.10.2020
Virologie
Neue SARS-CoV-2-Variante hat sich im Sommer 2020 in Europa verbreitet
Forschende aus Basel und Spanien haben eine neue SARS-CoV-2-Variante identifiziert, die sich in den letzten Monaten in ganz Europa verbreitet hat, wie aus einer neuen, noch nicht von Fachleuten überprüften Studie hervorgeht.
06.08.2020
Botanik | Virologie
Können Bäume eine schwere Grippe bekommen?
Das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 wird derzeit weltweit intensiv erforscht, um es erfolgreich zurückdrängen zu können. Weit weniger bekannt als die Viren, die auf Menschen und Tiere übertragen werden, sind Krankheitserreger, die unsere heimischen Bäume infizieren.
08.07.2020
Virologie | Immunologie
Neutralisierende Antikörper im Kampf gegen COVID-19
Eine wichtige Verteidigungslinie im Kampf gegen SARS-CoV-2 ist die Bildung von neutralisierenden Antikörpern. Diese können die Eindringlinge ausschalten und haben ein großes Potenzial, zum Schutz und zur Therapie von COVID-19 effektiv eingesetzt zu werden. Dem Forscherteam um Univ.-Prof. Dr.
26.06.2020
Virologie | Immunologie
Die gefährliche Doppelrolle des Immunsystems bei COVID-19
Die Infektion mit dem neuen Coronavirus SARS-CoV-2 verläuft höchst unterschiedlich: Manche Betroffene merken gar nicht, dass sie infiziert sind, andere erkranken so schwer, dass ihr Leben in Gefahr ist.
22.05.2020
Anthropologie | Virologie
Coronavirus in Muttermilch: Übertragungsweg von SARS-CoV-2?
Virologen der Ulmer Universitätsmedizin haben das neue Coronavirus (SARS-CoV-2) in Muttermilch nachgewiesen. Die Forscher haben die Muttermilch von zwei Frauen untersucht, die nach der Entbindung positiv getestet worden waren.
20.05.2020
Immunologie | Neurobiologie
Interaktion von Immunsystem und Gehirn
Forschende der TU Braunschweig zeigen, dass das Immunsystem Einfluss auf Lernvermögen haben kann. Interferon ist ein wichtiger Botenstoff des Immunsystems, der bei der Bekämpfung von Krankheitserregern wie Grippeviren und vermutlich auch SARS-CoV-2 unterstützt.
28.04.2020
Virologie | Biochemie | Video
Wie das Coronavirus sein Erbgut vermehrt
Wenn sich ein Mensch mit dem neuartigen Coronavirus SARS-CoV-2 infiziert, vermehrt sich der Erreger in dessen Zellen rasend schnell. Dazu muss das Virus sein Erbgut, das aus einem langen RNA-Strang besteht, vervielfältigen. Diese Aufgabe übernimmt die virale „Kopiermaschine“, Polymerase genannt.
09.04.2020
Virologie | Immunologie | Biochemie
Technologie zur Antikörper-Herstellung aus Potsdamer Labor könnte bei der Bekämpfung des Coronavirus helfen
Weltweit wird unter Hochdruck an der Entwicklung eines Impfstoffes gegen den Coronavirus SARS-CoV-2 gearbeitet. Essenziell für die Virusforschung ist das Verständnis davon, wie Antikörper gebildet werden und wie sie funktionieren. Ein Forschungsteam um die Potsdamer Biologin Prof. Dr.
09.04.2020
Genetik | Virologie
Den genetischen Ursprüngen des Coronavirus auf der Spur
Einer Gruppe internationaler Forschender aus der Genetik und Archäologie aus Kiel und Cambridge ist es durch Anwendung phylogenetischer Netzwerkanalysen gelungen, den Ursprung und die Verbreitung des neuartigen Coronavirus (SARS-CoV-2) nachzuvollziehen, das die Lungenkrankheit COVID-19 verursacht.
08.04.2020
Anthropologie | Zytologie | Virologie
Forschung gegen das Corona-Virus – Gewebemodelle für schnelle Wirkstofftests
Die durch SARS-CoV-2 (severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, »Schweres akutes Atemwegssyndrom Coronavirus 2«) verursachte Pandemie schränkt öffentliches Leben und Wirtschaft in bisher ungekannter Weise ein.
06.04.2020
Virologie
Kein Virusnachweis im Blut asymptomatischer SARS-CoV-2-Patienten
Das Paul-Ehrlich-Institut hat im Verbund mit drei Instituten für Virologie die Labordaten von SARS-CoV-2-Infizierten ausgewertet. Im Blut asymptomatischer Patienten wie auch bei Patienten mit weniger ausgeprägten Symptomen konnte kein SARS-CoV-2-Genom nachgewiesen werden.
03.04.2020
Genetik | Virologie
Erste SARS-CoV-2-Genome aus Österreich veröffentlicht
Die ersten 21 SARS-CoV-2-Genome in Österreich wurden im Rahmen des kürzlich von CeMM gestarteten Projekts „Mutationsdynamik von SARS-CoV-2“ sequenziert und veröffentlicht. Dieses Projekt am CeMM wird in enger Zusammenarbeit mit der Medizinischen Universität Wien und weiteren Partnern durchgeführt.
02.04.2020
Virologie | Immunologie
Neues Coronavirus SARS-CoV-2: Flughunde und Frettchen sind empfänglich, Schweine und Hühner nicht
Das neue Coronavirus SARS-CoV-2 stammt ursprünglich vermutlich aus Fledermäusen und führte zu einer Pandemie. Ob es auch andere Tierarten infizieren kann, wird weltweit von verschiedenen Forschungsinstituten untersucht.
02.04.2020
Virologie | Immunologie
Bestätigte COVID-19-Fälle: Weltweite Sterblichkeitsrate liegt derzeit bei 4,7 Prozent
Eine soeben veröffentlichte, internationale Studie unter Beteiligung der Vetmeduni Vienna bietet einen Überblick zum aktuellen Wissensstand betreffend SARS-CoV-2/COVID-19. Die Daten zu Virusgenomik, Epidemiologie und der Entwicklung von Impfstoffen und spezifischen Medikamenten sollen weltweit WissenschaftlerInnen im Kampf gegen die Viruserkrankung unterstützen.
01.04.2020
Anthropologie | Virologie | Immunologie
Coronavirus: Virologische Details zur Münchner Fallgruppe
Anfang Februar haben Forschungsgruppen der Charité – Universitätsmedizin Berlin, der München Klinik Schwabing und des Instituts für Mikrobiologie der Bundeswehr ihre Erkenntnisse zur leichten Übertragbarkeit von SARS-CoV-2 in die Öffentlichkeit getragen.
19.03.2020
Virologie | Immunologie | Biochemie
Coronavirus SARS-CoV2: BESSY II-Daten beschleunigen die Suche nach Wirkstoffen
Ein Coronavirus hält die Welt in Atem. SARS-CoV-2 ist hochansteckend und kann schwere Lungenentzündung mit Atemnot (COVID-19) verursachen. Weltweit sucht die medizinische Forschung nach Möglichkeiten, wie man die Vermehrung der Viren mithilfe von Medikamenten verhindern kann.