Dossier Covid-19

Der Ausbruch des Coronavirus Covid-19 ist offiziell eine Pandemie. Aber die Geschichte hat uns gelehrt, dass die Menschheit genau in diesen Momenten zu kreativen Lösungen kommt. Innovation Origins berichtet darüber täglich im Dossier Covid-19.

Schon eine Woche nach Anordnung zeigten die Maßnahmen der österreichischen Regierung Wirkung: Die Reduktion der Personenkontakte verlangsamte die Ausbreitung des SARS-CoV-2 Virus. Für das Start-up dwh eine Bestätigung. Genau das hatte ihr Computermodell prognostiziert. Jetzt simulierte dwh verschiedene Szenarien zu einer schrittweisen Rücknahme der Maßnahmen. Der Übergang zu einem regulären Schulbetrieb nach Ostern ist dabei eher unwahrscheinlich.

Die Zahl der SARS-CoV-2 Infektionen steige zwar noch, aber der tägliche prozentuelle Anstieg habe sich reduziert. Wir sind auf einem guten Weg, erklärt Niki Popper, Gründer von dwh und oordinator des interfakultären Zentrums Computational Complex Systems der TU Wien. Am Anfang der COVID-19 Krise verdoppelte sich die Zahl der bestätigten Infektionen alle zwei bis 2,5 Tage. Zuletzt habe sich das Wachstum verringert und jetzt sei von einer Verdopplungszeit von vier bis sechs Tagen auszugehen. Genau das war es, was sein Computermodell vorab berechnet habe, so der Forscher.

Die Maßnahmen sollen zunächst bis nach Ostern eingehalten werden und Popper ist schon zur Simulation von Szenarien zur Rücknahme der Maßnahmen übergegangen. Eine Aufgabe, die gemeinsam mit der Medizinischen Universität Wien und der Gesundheit Österreich GmbH bearbeitet werden soll. Basis für diese Abschätzung werden gemessene Zahlen sein – und zwar jene von Tests. Dazu gelte es, möglichst viele Menschen auf das SARS-CoV-2 Virus zu testen.

Schrittweise Rücknahme der Maßnahmen

Theoretisch wären noch weitere Verschärfungen der Maßnahmen denkbar, wie etwa das Stilllegen von öffentlichen Verkehrsmitteln, das Schließen von noch mehr Betrieben oder die Verhängung eines generellen Ausgangsverbots. Poppers Simulationen zeigen allerdings, dass sich Verschärfungen ab einem gewissen Punkt nicht mehr spürbar auswirken. Er vergleicht das mit einem vollgesaugten Schwamm, aus dem man das Wasser bis zur totalen Komprimierung herausdrücken kann. Ist dies erfolgt, wirkt sich zusätzlicher Druck kaum noch aus.

Gleich nach Ostern wieder zu einem normalen Alltag überzugehen, würde indes erneut zu einer raschen Ausbreitung von COVID-19 führen. Vielmehr gelte es punktuell durchdachte Maßnahmen zu setzen, wie etwa die Zahl der Personenkontakte bei Risikogruppen einzuschränken. Zur Risikogruppe zählen zum einen Einsatzkräfte und zum anderen über 65-Jährige sowie gesundheitlich Vorbelastete.

Für die schrittweise Rücknahme der Maßnahmen haben die Forscher mit ihrem Computermodell drei Szenarien simuliert:

Beibehalten des Staus Quo

Zum aktuellen Zeitpunkt sind Schulen und circa ein Viertel der Arbeitsstätten geschlossen. Bei Freizeitkontakten geht man davon aus, dass diese um etwa die Hälfte gesenkt wurden. Bliebe man bei diesem Maßnahmenpaket, dann würde die Zahl der SARS-CoV-2 Infektionen über den Sommer kontinuierlich zurückgehen.

Öffnen der Arbeitsstätten

In einem zweiten Szenario würde man nach Ostern die Arbeitsstätten wieder öffnen. Die Schulen würden aber weiter geschlossen bleiben und die Freizeitkontakte reduziert. Dabei würde der Rückgang der SARS-CoV-2 Infektionen langsamer fortschreiten. Dennoch käme das Gesundheitssystem nicht an seine Belastungsgrenze.

Öffnen der Arbeitsstätten und Schulen

In einem dritten Szenario werden Arbeitsstätten ab Ostern wieder geöffnet und ab 4. Mai – zwei Wochen vor der Matura – der Schulbetrieb wieder aufgenommen. Bloß die Zahl der Freizeitkontakte bleibt weiterhin um 50 Prozent reduziert. Das würde zwar nicht zu einem explosiven Anstieg der SARS-CoV-2 Infektionen führen, aber der Anstieg würde das Niveau der derzeitigen ersten Welle doch übertreffen.

Abschließend verweist Popper auf die generelle Unsicherheit von Langzeitprognosen – umso mehr als über die Ausbreitung des SARS-C0V-2 Virus noch wenig bekannt sei. Weshalb es wichtig sei, die Modelle Woche für Woche weiter zu verbessern und an das neueste Datenmaterial anzupassen.

Problem der Dunkelziffer

Offen bleibt auch die Frage nach der Dunkelziffer: Wie viele Person haben sich mit dem SARS-CoV-2 Virus infiziert und wissen es nicht, weil sie keine Symptome haben? Erste Überlegungen zu Schätzungen gibt es im Institut für Höhere Studien (IHS), das ebenfalls mit dem Team Popper kooperiert.

Hier finden Sie einen Link zum Blogbeitrag des IHS Ein Blick in die Glaskugel – Welche drei Faktoren es für das Verständnis der SARS-CoV-2 Fallzahlen braucht

Für Popper ist eine hohe Dunkelziffer keine zwingend schlechte Nachricht. Weil diese den Anteil der bekannten schweren Fälle nach unten verschieben würde. Auch wäre man bei einer hohen Dunkelziffer dem Ziel der Herdenimmunität näher. Dann würde es vielleicht nicht mehr so lange dauern, bis ausreichend viele Menschen gegen das Virus immun wären.

Agentenbasiertes Computermodell

Das Computermodell der Ausgründung der TU Wien ist agentenbasiert. In der Simulation der Ausbreitung von COVID-19 werden einzelne virtuelle Personen abgebildet, die bestimmte Verhaltens- und Kontaktmuster haben. Reale Personen werden also durch digitale Zwillinge am Computer repräsentiert und über den gesamten zeitlichen Verlauf der Epidemie hinweg verfolgt. Die virtuelle Person legt jeden Tag bestimmte Wege zurück – etwa zum Arbeitsplatz und wieder nach Hause. Simuliert wird Tag für Tag, welche Person welche Kontakte zu welchen anderen Personen hat.

Die Datenbanken der Statistik Austria ermöglichen regionale Bevölkerungsdaten aus ganz Österreich. Dazu kommen externe Faktoren wie die topographische Situation, die regionsspezifische Mobilität und die Gesundheitsinfrastruktur. In der Topographie spielt etwa die Seehöhe eine Rolle, in der Gesundheitsinfrastruktur die Krankenhauskapazitäten. Letzteres klärt die Frage: Wo können wie viele Quarantänebetten zur Verfügung gestellt werden?

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