Sagt die Virusdosis oder -last voraus, wie krank man durch COVID-19 wird?

Kreuzfahrtpassagiere, die sich Mitte März an der argentinischen Küste einschifften, wussten noch mehr als eine Woche nach der Abfahrt des Schiffes nicht, dass sie sich in einem COVID-19-Hotspot aufhielten.

Der Grund, warum diese Passagiere nichts wussten? Weil die Mehrheit der Fälle auf dem Kreuzfahrtschiff asymptomatisch war.

Forscher verweisen nun auf diesen Ausbruch auf einem Kreuzfahrtschiff, bei dem alle Passagiere mit chirurgischen Masken ausgestattet waren, als Beweis dafür, dass eine allgemeine Maskierung zu einem höheren Anteil an asymptomatischen COVID-19-Fällen führen kann. Andere Ausbrüche mit überwiegend asymptomatischen Fällen, bei denen eine weit verbreitete Maskierung vorgenommen wurde, z. B. in Gefängnissen und Fleischverarbeitungsbetrieben, liefern epidemiologische Daten dafür, dass Masken das virale Inokulum verringern könnten – und damit auch den Schweregrad der Erkrankung.

Monica Gandhi, MD, und George Rutherford, MD, von der Universität von Kalifornien in San Francisco stellten in ihrem Artikel im New England Journal of Medicine die Hypothese auf, dass eine weit verbreitete Maskierung der Bevölkerung wie eine Art „Variolation“ wirken könnte, bei der die Menschen einer geringeren Menge an Viruspartikeln ausgesetzt werden und eine Immunreaktion hervorrufen.

Gandhi erklärte gegenüber MedPage Today, dass das virale Inokulum, d. h. die anfängliche Virusdosis, die ein Patient aufnimmt, ein wahrscheinlicher Bestimmungsfaktor für den endgültigen Schweregrad der Erkrankung ist. Dies ist unabhängig von der anschließenden Viruslast des Patienten, d. h. der Menge des sich replizierenden Virus, die in Kopien pro ml gemessen wird.

Die „Variationshypothese“ besagt, dass das Inokulum ab einem gewissen Grad das Immunsystem überwältigt und zu einer schweren Erkrankung führt. Bei einer geringeren Menge (und der Schwellenwert kann von Person zu Person variieren) bekämpft die Person die Infektion erfolgreich und erkrankt nur leicht oder gar nicht.

„Krankheiten, bei denen das Immunsystem eine große Rolle dabei spielt, wie krank man wird – und das Immunsystem trägt zur Pathogenese bei – scheinen nicht in der Lage zu sein, mit einem großen viralen Inokulum umzugehen“, sagte Gandhi in einem Interview.

Schwere COVID-19-Erkrankungen können durch eine Reaktion verursacht werden, die als Zytokinsturm bekannt ist, eine Immunreaktion, bei der der Körper seine eigenen Zellen und Gewebe angreift und nicht das Virus selbst. Obwohl diese Theorie noch nicht bewiesen ist (und andere Theorien, wie der Bradykinin-Sturm, vorgeschlagen wurden), könnte eine hohe Anfangsdosis von SARS-CoV-2 der Auslöser sein.

Versuche, bei denen Menschen verschiedene Dosen viraler RNA verabreicht werden, sind natürlich nicht ethisch vertretbar. Tierstudien liefern jedoch erste Beweise dafür, dass das virale Inokulum die Schwere der Erkrankung beeinflussen könnte, so Gandhi. In einer Studie mit syrischen Hamstern beispielsweise hatten diejenigen, die mit einer höheren Dosis von SARS-CoV-2 infiziert wurden, einen schlechteren Verlauf als diejenigen, die mit einer geringeren Virusmenge infiziert wurden.

Maskierte Hamster erkrankten einer separaten Studie zufolge auch seltener an COVID-19 als solche ohne Maske. Und wenn sie doch erkrankten, verlief die Krankheit milder.

„Wir wissen, dass ein höheres Inokulum eines infektiösen Agens die Menschen im Allgemeinen kränker macht“, sagte Dr. Peter Katona, Spezialist für Infektionskrankheiten und Professor an der University of California in Los Angeles.

Während es einige neue Forschungsergebnisse gibt, die darauf hindeuten, dass das virale Inokulum bei COVID-19 eine Rolle bei der Schwere der Erkrankung spielen könnte, haben andere Spezialisten für Infektionskrankheiten untersucht, wie die Viruslast – die Menge der viralen RNA im Blut – ebenfalls ein Faktor für die Schwere der Erkrankung sein könnte.

In der Fachzeitschrift The Lancet Respiratory Medicine berichtete eine Gruppe um Carlos Cordon-Cardo, MD, PhD, von der Icahn School of Medicine am Mount Sinai in New York, dass die Viruslast von Patienten, die an einer COVID-19-Erkrankung starben, deutlich höher war als die von Patienten, die überlebten (mittlerer log10-Wert 6,4 Kopien pro ml gegenüber 5,2 Kopien pro ml). Darüber hinaus beobachteten die Forscher für jede zusätzlich nachgewiesene Einheit viraler RNA ein um 7 % erhöhtes Sterblichkeitsrisiko.

Eine frühere Studie, die in The Lancet Infectious Diseases veröffentlicht wurde, ergab ebenfalls, dass die mittlere Viruslast bei schweren Coronavirus-Fällen mehr als 60-mal so hoch war wie bei leichten Fällen, so Yang Liu, MD, von der Nanchang University in China, und Kollegen.

Cordon-Cardos Gruppe schrieb, dass die Kategorisierung von COVID-19-Patienten zwar immer noch eine Herausforderung darstellt, dass aber „die Umwandlung qualitativer Tests in eine quantitative Messung der Viruslast Klinikern bei der Risikostratifizierung von Patienten und der Auswahl zwischen verfügbaren Therapien und Studien helfen wird.“

Ravina Kullar, PharmD, MPH, eine Expertin für Infektionskrankheiten und Epidemiologin, die im Namen der Infectious Disease Society of America spricht, sagte, dass die Frage, wie Anbieter Patienten mit einer hohen Viruslast behandeln sollten, von entscheidender Bedeutung sei.

Patienten mit einer hohen Viruslast „sollten möglicherweise von Anfang an mit dem Steroid Dexamethason und nicht mit einem Virostatikum behandelt werden, um einen Zytokinsturm zu verhindern, der zu schlechteren Ergebnissen führen könnte“, sagte Kullar.

Die Forschung, die untersucht, ob Patienten mit einer hohen Viruslast schlechtere Ergebnisse erleiden oder nicht, ist jedoch nicht schlüssig. Eine in JAMA Internal Medicine veröffentlichte Studie aus Südkorea ergab, dass sich die Viruslast bei asymptomatischen Patienten nicht von derjenigen mit Symptomen unterschied.

Die Experten glauben zwar, dass es Beweise dafür gibt, dass die Viruslast einen Hinweis darauf geben könnte, wie schwer COVID-19 verlaufen könnte, aber sie glauben auch nicht, dass sie der einzige Faktor ist, der zu einer schweren Erkrankung beiträgt.

„Ich glaube, dass alles vom Immunsystem eines Menschen abhängt“, sagte Kullar. „

Patienten, die älter sind, Vorerkrankungen wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen oder Krebs haben oder deren Immunsystem geschwächt ist, haben immer noch ein Risiko für eine schwere Erkrankung, und die Viruslast allein ist möglicherweise kein genauer Prädiktor.

Katona sagte, dass viele Fragen über die Viruslast und den Schweregrad der Erkrankung unbeantwortet bleiben: wie sie beispielsweise mit der Übertragbarkeit zusammenhängt und wie sie am besten gemessen werden kann (Speichel- oder Nasen-Rachen-Proben).

„Wir kennen einige der Unbekannten, aber es gibt auch eine Menge unbekannter Unbekannter“, sagte Katona. „Ich bin davon überzeugt, dass die Viruslast einen Unterschied macht. Wir waren nur noch nicht in der Lage, das konsequent zu zeigen.“