SARS-CoV-2 infiziert Menschen schneller als erwartet

Deutsches Ärzteblatt vom Mittwoch, 2.2.2022


Eine minimale Dosis von SARS-CoV-2, wie sie bereits in einem Tröpfchen Nasensekret enthal­ten sein kann, hat in einer humanen Challenge-Studie ausgereicht, um die Hälfte der Probanden zu infi­zieren.

Die ersten Symptome traten nach dem Bericht in Nature Portfolio (2022; DOI: 10.21203/rs.3.rs-1121993/v1) bereits nach 42 Stunden auf und damit früher als bisher angenommen. Die Antigentests bildeten mit einer gewissen Verzögerung zu Beginn der Infektion die Virusausscheidung in der Regel besser ab als ein PCR-Test.

Das „Human Challenge Programm“ hatte schon vor seinem Beginn für Schlagzeilen gesorgt. Die Idee, Menschen absichtlich mit SARS-CoV-2 zu infizieren, um den Verlauf einer COVID-19 Erkrankung zu be­obachten, wurde von Medizinethikern als höchst bedenklich eingestuft.

Dabei sind in der Vergangenheit bereits häufiger kontrollierte Infektionen durchgeführt worden, um die Pathogenese verschiedener Krankheiten zu untersuchen, vom gemeinen Schnupfen bis zur Malaria. So lange es sich um behandelbare Erkrankungen handelt, scheint dies zumindest in angelsächsischen Ländern Ethikkommissionen nicht zu stören.

Bei SARS-CoV-2 kann es zwar zu tödlichen Verläufen kommen. Diese waren allerdings bei den 36 Teil­neh­mern im Alter von 18 bis 29 Jahren nicht zu befürchten, da sie sich in einem guten Gesundheitszu­stand befanden und keine COVID-19-Risikofaktoren aufwiesen. Alle haben die kontrollierte Infektion nach Auskunft von Christopher Chiu vom Imperial College London und Mitarbeitern gut überstanden.

Vorsichtshalber hatten die Forscher eine niedrige Dosis von 10 TCID50 genommen. Eine TCID50 ist die mediane Virusmenge, mit der sich im Labor eine Zellkultur erfolgreich infizieren lässt. TCID steht für „Tissue Culture Infectious Dose“.

Die Infektion wurde im Royal Free Hospital in London in einem Raum mit negativem Luftdruck durchge­führt, damit die Viren nicht versehentlich an die Umwelt abgegeben werden. Die ersten 10 Teilnehmer erhielten nach dem ersten Auftreten von Symptomen vorsorglich eine Behandlung mit Remdesivir, dem damals einzigen wirksamen Virustatikum, das wie man inzwischen weiß, zu Beginn der Infektion die beste Wirkung erzielt.

Nachdem keiner der ersten 10 Patienten schwer erkrankte, wurde auf die Remdesivir-Infusionen verzich­tet. Zu diesem Zeitpunkt stand auch ein erstes Antikörper-Präparat zur Verfügung, das bei einem schwe­ren Verlauf eingesetzt werden sollte. Dies erwies sich allerdings als unnötig, da keiner der Probanden schwer erkrankte. Nur 7 der 36 Teilnehmer (39 %) entwickelten eine Temperatur von 37,8 °C oder höher, bei 5 kam es zu einem Anstieg des C-reaktiven Proteins auf über 5 mg/l.

Die kontrollierten Infektionen wurden vor dem Auftreten der Alpha-Variante durchgeführt. Infiziert wurde mit dem Wildtyp (mit D614G-Mutation). Die Ergebnisse sind deshalb streng genommen nicht auf die derzeitige Omikron-Variante übertragbar.

Bei 18 Teilnehmern (53 %) kam es zu einer Infektion, die sich schneller bemerkbar machte als erwartet. Die Virologen hatten die Inkubationszeit von SARS-CoV-2 beim Wildtyp bisher auf 5 bis 7 Tage geschätzt. Die ersten Viren wurden im Rachenabstrich bereits nach median 40 Stunden (1,67 Tage) mit der Polyme­rase-Kettenreaktion (PCR) nachgewiesen.

Im Nasenabstrich wurden sie erst nach median 58 Stunden (2,4 Tage) gefunden. Die Viruslast erreichte im Rachen nach 112 Stunden (4,7 Tage) und in der Nase nach 148 Stunden (6,2 Tage) den Gipfel, sie war in der Nase jedoch höher als im Rachen (8,87 versus 7,65 log10/ml).

Die PCR-Tests blieben länger positiv als erwartet. Bei allen infizierten Teilnehmern waren nach 14 Tagen noch Virusgene nachweisbar. Die Quarantänezeit von 10 Tagen wurde um 5 Tage verlängert. Die Teilneh­mer wurden entlassen, nachdem der Ct-Wert eine kritische Grenze von 33,5 erreicht hatte. Bei einer Nach­untersuchung nach 28 Tagen hatten immer noch 6 von 18 Teilnehmern im Nasenabstrich und 2 von 18 im Rachenabstrich einen positiven PCR-Test.

Im Antigentest („lateral flow test“) war die Dauer der Infektion überschaubarer. Die mittlere Dauer betrug 156 Stunden (6,5 Tage) in der Nase und 150 Stunden (6,25 Tage) im Rachen. Seit der Inokulation waren 244 Stunden (10,2 Tage) beziehungsweise 208 Stunden (8,7 Tage) vergangen.

Der Nachweis infektiöser Viren in Zellkulturen gelang aus einem Nasenabstrich zuletzt 12 Tage und aus einem Rachenabstrich zuletzt 11 Tage nach der Inokulation. Dies bedeutet, dass die Antigentests die Infektiosität der Probanden besser abbildeten als die PCR-Tests.

Der PCR-Test fiel allerdings 24 bis 48 Stunden früher positiv aus als der Antigentest. Gegenüber der Viruskultur betrug der Unterschied nur 24 Stunden. Dies bestätigt frühere Beobachtungen, nach denen der Antigentest die Infektion mit einer gewissen Verzögerung anzeigt. Das Ende der Infektion lässt sich aber besser erfassen als mit dem PCR-Test. Nach der letzten positiven Zellkultur blieb der Antigentest noch für 24 bis 72 Stunden positiv. Der PCR-Test kann noch über Tage bis Wochen Virusgene aufspüren.

Das Immunsystem der jungen gesunden Probanden reagierte schnell auf die Infektion. Nach 14 Tagen wurde ein Antikörper-Titer von median 425 erreicht. Nach 28 Tagen war er auf 863,5 angestiegen.

Die ersten Symptome traten 2 bis 4 Tage nach der Inokulation auf. Am häufigsten waren Symptome der oberen Atemwege wie eine verstopfte Nase, Rhinitis, Niesen oder Halsschmerzen. Zu den systemischen Symptomen gehörten Kopfschmerzen, Muskel-/Gelenkschmerzen, Unwohlsein und Fieber.

Den Höhepunkt erreichte die Erkrankung bei den jungen gesunden Erwachsenen nach 112 Stunden – also lange vor der Produktion der Antikörper. Offensichtlich kam das angeborene Immunsystem gut mit der Infektion zurecht.

Bei 12 Teilnehmern (67 %) kam es zu Geruchsstörungen, 9 (50 %) verloren ihren Geruchssinn vorüberge­hend vollständig. Die Störungen hielten über die Dauer der Infektion an. 1 Teilnehmer hatte nach 180 Tagen noch Geruchsstörungen, befand sich laut den Medizinern jedoch auf dem Weg der Besserung.


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