Datenanalyse

Wie sieht die zweite Coronawelle aus? So gehen Virologen bei ihren Prognosen vor

Wird die zweite Coronavirus-Welle grösser als die erste? Epidemiologen zeichnen mögliche Bilder der nahen Zukunft.

Wird die zweite Coronavirus-Welle grösser als die erste? Epidemiologen zeichnen mögliche Bilder der nahen Zukunft.

Forscher haben verschiedene Szenarien für die zweite Coronawelle berechnet. Von welchen Zahlen und Annahmen gehen sie dabei aus? Wir zeigen es am Beispiel einer Studie von Epidemiologen der ETH Lausanne - und zeichnen die möglichen Szenarien in einem vereinfachten, bewegten Modell nach.

Es kommt eine zweite Coronawelle auf die Schweiz zu. Davon gehen zumindest Epidemiologen aus. Einige von ihnen, wie der deutsche Virologe Christian Drosten, rechnen sogar damit, dass die zweite Welle in Deutschland schlimmer ausfallen wird als die erste. Übertriebene Angst? Oder fundierte, belegbare Tatsache?

Die Szenarien für eine zweite Welle in der Schweiz, welche Forschende der ETH Lausanne und der Johns Hopkins Universität in Baltimore vergangene Woche in einer Studie präsentiert haben, reichen von dramatisch bis vernachlässigbar - je nach Lockerungen der Schutzmassnahmen.

Die Ausgangslage: Wie viele sind derzeit angesteckt?

Ihren Berechnungen legen sie zunächst die von den Kantonen gemeldeten Infizierten- und Sterbezahlen zu Grunde.

Da aber viele Corona-Infizierte keine Symptome zeigen und so nicht vom Gesundheitssystem erfasst sind, schätzen die Forscher die Dunkelziffer als sehr hoch ein. Ausgehend von den Todesfällen gehen die Experten von zwischen 240 000 und 300 000 bisher Infizierter in der Schweiz aus - also von einem rund acht Mal höheren Wert als offiziell erhoben. Damit sieht die Übersicht der ersten Welle so aus:

Heute, nach überstandener ersten Welle, sind demnach von 8,6 Millionen Schweizerinnen und Schweizern erst rund 250 000 infiziert. Die Immunität im Land ist also bei weitem noch zu klein, um eine mögliche zweite Welle abwehren zu können. In folgender Grafik der Infizierten im Verhältnis zur Gesamtbevölkerung ist dies deutlich zu sehen.

Die wichtigste Variable: Die Reproduktionszahl

Will man nun die zu erwartende zweite Welle berechnen, kommt die Reproduktionszahl R ins Spiel. R gibt an, wie viele Personen von einer erkrankten Person durchschnittlich angesteckt werden können. Ist die Zahl unter 1, wie in den vergangenen Tagen während des Lockdowns, gehen die Ansteckungen zurück. Ist sie höher als 1, steigt die Kurve exponentiell an.

Die Covid-19-Krankheit hat eine sehr hohe Reproduktionszahl von gegen 3, solange keine Schutzmassnahmen getroffen werden. Dies macht das Coronavirus so unberechenbar zum Beispiel gegenüber einer Grippe, die ein R = 1.3 aufweist. Die untenstehende Grafik zeigt die von den Forschern aufgrund der Coronavirus-Ansteckungszahlen ermittelte Bandbreite der Zahl R in der Zeit zwischen Mitte Februar und Mitte April in der Schweiz. Während des Corona-Lockdowns fiel die Reproduktionszahl von rund 3 auf etwa 0,5.

© CH Media

Die Covid-19-Task-Force des Bundes hat diese Modellierung der Reproduktionszahl vorgenommen: https://ncs-tf.ch/de/lagebericht

Würden sich die Schweizerinnen und Schweizer ab kommender Woche nun wieder wie zuvor im öffentlichen Raum bewegen und würden Grossanlässe wieder durchgeführt, hätte man gemäss der ETH-Studie schnell wieder ein R von knapp 3 erreicht.

Drei Szenarien - mit hohen, mittleren oder keinen Schutzmassnahmen

Die Epidemiologen haben in ihrer Arbeit drei Szenarien mit unterschiedlichen R aufgezeichnet: Grün (mit weiterhin relativ hohen Schutzmassnahmen, R = 1.2), Blau (gemässigte Schutzmassnahmen, R = 1.5) und Rot (gestoppte Schutzmassnahmen, R = 2.7). Die untenstehende Grafik aus der Studie bildet die zu erwartenden Intensivstation-Pflegefälle ab. Eine Überlastung der Bettenzahlen wäre im Bereich 2000 erreicht.

© CH Media

Doch weshalb die vielen sich überschneidenden Linien? Die Szenarien wurden mit unterschiedlichen Grundbedingungen (wie der Ansteckungsdauer der Patienten oder der nach der ersten Welle vorliegenden Infiziertenzahl) immer wieder neu gezeichnet, was eine gewisse Bandbreite an möglichen Coronavirus-Wellen ergibt.

Ansteckungsdauer von rund sechs Tagen

Neben der Variable R ist auch die Ansteckungsdauer eines Patienten entscheidend. Die Inkubationszeit, also die Zeit von der Ansteckung bis zu ersten Symptomen, wird derzeit auf durchschnittlich 5,2 Tage geschätzt. Das deutsche Robert-Koch-Institut geht davon aus, dass ein Angesteckter bereits zwei Tage vor Symptombeginn infektiös ist und danach für rund weitere drei bis vier Tage.

Eine vereinfachte Modellrechnung zeigt die möglichen Wellen, die die Schweiz zu erwarten hat

Aufgrund dieser Daten haben wir eine an die Studie angelehnte, vereinfachte Modellrechnung erstellt, um die mögliche zweite Welle fassbar zu machen. Ausgehend davon, dass die Schutzmassnahmen auch nach dem Lockdown relativ hoch bleiben (R = 1.2), lässt sich untenstehende Kurve voraussagen.

Für das Modell haben wir folgende Annahmen getroffen:

  • die Reproduktionszahl R bleibt während der kommenden Monate konstant
  • die Krankheitsentwicklung wird alleine auf die Schweiz beschränkt betrachtet und verläuft in allen Kantonen gleich (was in Wirklichkeit natürlich nicht der Fall ist)
  • ein ehemaliger Coronainfizierter bleibt immun gegen das Virus
  • bis Ende Jahr ist kein Impfstoff einsatzbereit

Würde der Lockdown nicht aufgehoben und so die Reproduktionszahl auf 0.5 bleiben, ergäbe sich dieses Modellbild:

Was dieses Bild zeigt, ist eine in den vergangenen Tagen immer wieder ausgesprochene Erkenntnis: Das Thema Corona wird uns noch länger beschäftigen - gerade auch wenn wir es schaffen, R tief zu halten.

Schneller hätten wir gemäss den Virologen das Virus bei normalem Lebensstil hinter uns gebracht. Bei R = 2.7 (ohne Schutzmassnahmen) wären bis Mitte September fast acht Millionen Schweizer immun - mit dem grossen Nachteil temporär überlasteter Spitäler. Die Forscher gehen bei diesem Szenario von 26000 Corona-Todesfällen bis Mitte September aus. In der Grafik erkennbar sind diese dennoch kaum.

Wenn wir die Reproduktionszahl R langsam erhöhen, ergibt sich folgende Bewegtgrafik. Je weniger wir uns an Vorsichtsmassnahmen halten, desto grösser wird R, desto grösser wird die Welle. Aber auch: desto früher ist die sogenannte Herdenimmunität erreicht. Sind 60 bis 70 Prozent der Bevölkerung angesteckt, wird die Ausbreitung des Virus entscheidend gebremst.

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