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Sars-CoV-2

Wie wahrscheinlich sind Escape-Mutationen?

Mutante
Sinnbildliche Darstellung einer Mutation des Coronavirus. (Bild: peterschreiber.media/ iStock)

Mit steigenden Impfquoten lockern mehr und mehr Regierungen die Maßnahmen, die sie zur Eindämmung der Covid-19-Übertragung erlassen hatten. Doch das könnte die Ausbreitung von Virusmutationen fördern, die gegen den Impfstoff resistent sind, warnen Forscher anhand einer neuen Modellierungsstudie. Demnach senkt eine schnelle und konsequente Durchimpfung der Weltbevölkerung zwar das Risiko für resistente Stämme. Kommt es allerdings in einer Phase, in der bereits viele Menschen geimpft sind, erneut zu vermehrten Übertragungen – weil Maßnahmen wie Abstandhalten und Maskentragen zu schnell reduziert wurden – könnte sich eine impfstoffresistente Mutation ausbreiten.

Impfungen gegen das Coronavirus Sars-CoV-2 wecken bei vielen Menschen Hoffnungen, die Pandemie und die damit verbundenen Einschränkungen bald hinter sich lassen zu können. Da Hochrisikogruppen wie alte und chronisch kranke Menschen bereits in vielen Ländern zu großen Teilen geschützt sind und somit weniger schwere Verläufe und Todesfälle zu erwarten sind, lockern zahlreiche Regierungen bereits Maßnahmen wie Kontaktbeschränkungen und Maskenpflicht. Doch das könnte gefährlich sein, warnt ein Forschungsteam um Simon Rella vom Institute of Science and Technology (IST) Austria.

Ausbreitung resistenter Stämme modelliert

„Anhand eines statistischen Modells haben wir untersucht, wie sich die Impfrate und die nicht-pharmazeutischen Maßnahmen auf die Wahrscheinlichkeit auswirken, dass ein resistenter Stamm auftritt“, erklären die Forscher. „Dabei haben wir Parameter verwendet, die der Sars-CoV-Übertragung realistisch ähneln.“ In ihrem Modell nahmen sie an, dass sich ein Virus wie Sars-CoV-2 über drei Jahre hinweg in einer Population von zehn Millionen Menschen verbreitet, wobei nach einem Jahr die ersten Impfungen beginnen. Dabei variierten sie, wie schnell die Durchimpfung voranschreitet und wie stark die Übertragung durch zusätzliche Maßnahmen wie Kontaktbeschränkungen, Abstandsgebote und Maskenpflicht begrenzt wird.

Das Ergebnis: „Wie erwartet haben wir festgestellt, dass eine hohe Durchimpfungsrate die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines resistenten Stammes senkt“, berichten Rella und seine Kollegen. „Ein kontraintuitives Ergebnis unserer Analyse ist, dass das höchste Risiko für die Etablierung resistenter Stämme besteht, wenn ein großer Teil der Bevölkerung bereits geimpft wurde, die Übertragung aber nicht kontrolliert wird.“ In diesem Fall würde die hohe Übertragungsrate das Überleben des mutierten Virusstammes sichern, während die hohe Zahl von geimpften Personen gleichzeitig einen Selektionsvorteil gegenüber dem Wildtyp bedeutet. „Die Etablierung eines resistenten Stammes zu diesem Zeitpunkt kann zu mehreren Runden der Evolution resistenter Stämme führen, wobei die Impfstoffentwicklung im evolutionären Wettrüsten gegen neuartige Stämme aufholen muss“, warnen die Forscher.

Abstand halten trotz Impfung

„Unsere Ergebnisse legen nahe, dass politische Entscheidungsträger und Einzelpersonen die Beibehaltung nicht-pharmazeutischer Maßnahmen und übertragungsmindernder Verhaltensweisen während des gesamten Impfzeitraums in Betracht ziehen sollten“, erklären Rella und sein Team. Wird die Übertragung des Virus auch während der Impfkampagnen durch Maßnahmen wie Abstandsgebote niedrig gehalten, könnten resistente Stämme zwar entstehen, sich aber nur wenig verbreiten, sodass sie keinen großen Einfluss gewinnen und von selbst wieder verschwinden.

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„Zusätzliche Faktoren, die diese Maßnahmen noch wirksamer machen können, sind verstärkte und weit verbreitete Tests, rigorose Rückverfolgung von Kontakten, hohe Sequenzierungsraten bei positiven Fällen und Reisebeschränkungen“, so die Forscher. Den jeweils einzelnen Effekt dieser Faktoren haben sie nicht modelliert. Grundsätzlich sei ein engmaschiges Monitoring neu aufkommender Varianten sowie geeignete Gegenmaßnahmen jedoch wichtig, um zu verhindern, dass sich Stämme ausbreiten, gegen die die aktuellen Impfstoffe unwirksam sind.

Globale Zusammenarbeit wichtig

Eine große Rolle spielt dabei den Forschern zufolge die globale Zusammenarbeit: „Ohne eine globale Koordinierung könnten resistente Impfstämme in einigen Populationen eliminiert werden, in anderen jedoch fortbestehen“, warnen sie. Auch Nick Davies von der London School of Hygiene and Tropical Medicine, der nicht an der Studie beteiligt war, bekräftigt: „Jedes Land sollte seinen Teil dazu beitragen, die Entstehung eines fruchtbaren Bodens für die virale Evolution so weit wie möglich zu vermeiden – ein Ziel, das glücklicherweise weitgehend mit den Zielen der öffentlichen Gesundheit und der Wirtschaft übereinstimmt. Letztendlich ist der Umgang mit dem Auftreten eines Impfstoff resistenten Stammes jedoch ein globales Problem, kein nationales; sobald irgendwo eine Impfstoff-Escape-Mutante auftritt, wird sie zum Problem aller.“

Quelle: Simon Rella (Institute of Science and Technology (IST) Austria) et al., Scientific Reports, doi: 10.1038/s41598-021-95025-3
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