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Epidemiologische Abklärung am Beispiel COVID-19

06.05.2020

Bei der epidemiologischen Abklärung geht es darum, darzustellen, wie sich ein Krankheitsausbruch innerhalb der Bevölkerung verbreitet: Dafür versucht man, Quellen der Infektion bzw. Übertragungsketten der Fälle durch persönliche Befragungen von erkrankten bzw. positiv getesteten Personen (= Fällen) zu identifizieren. Wenn man weiß, wie sich die Krankheit in der Bevölkerung verbreitet, können Maßnahmen gesetzt werden, die am wahrscheinlichsten dazu beitragen, die Verbreitung einzudämmen oder zu verlangsamen.

Beispiel Cluster A

Häufungen von Fällen innerhalb eines bestimmten Zeitraums in einer bestimmten Region werden als Cluster bezeichnet. Sie werden beim COVID-19-Ausbruch nach den Buchstaben des Alphabets geordnet, Cluster A ist somit der erste Cluster, der in Österreich aufgetreten ist.

In der Abklärung werden die Fälle eines Clusters einander zugeordnet: Man bildet so genannte Transmissionsketten, die zeigen, wie die Verbreitung zwischen den Fällen vor sich gegangen ist. Im Unterschied zur Fall-Definition wird dafür nicht das Datum der Labor-Diagnose herangezogen, sondern das Datum des Erkrankungsbeginns ("onset of symptoms"), das sich durch die genaue Befragung der Person ergibt: meistens zeigt eine infizierte Person Symptome, bevor ein Labor-Test gemacht wird.

-> Grafisch dargestellt ergibt sich ein Bild ähnlich eines Baumes, bei dem vom Stamm ausgehende verschiedene Äste abzweigen (siehe Anhang)

Die Abteilung Infektionsepidemiologie & Surveillance der AGES führt im Rahmen der epidemiologischen Aufklärung des COVID-19-Ausbruchs in Österreich auch die Quellensuche zur Auffindung von Transmissionsketten durch. Beim Cluster A konnte der erste Fall (Primärfall) eindeutig mit einer Reisetätigkeit nach Italien in Verbindung gesetzt werden. Die große Aufgabe in der Abklärung besteht darin, unter einer bestimmten Zahl an Menschen, die alle untereinander Kontakt hatten, herauszufinden, wer Quelle ist und wer Folgefall. Wenn ein Folgefall wiederum eine weitere Person infiziert, ergibt sich daraus eine neue so genannte Fallgeneration. In weiterer Folge konnte gezeigt werden, dass dieser Primärfall beim Cluster A eine lokale Transmissionskette in Gang gesetzt hat, in der es mittlerweile sechs Fallgenerationen gibt.

Der Primärfall im Cluster A kam mit Symptomen einer Verkühlung aus Italien zurück. Vier Tage nach der Rückkehr wurde er getestet, das Ergebnis lag binnen 24 Stunden vor: SARS-CoV-2-positiv. Der Betroffene kam in Quarantäne. In diesen vier Tagen hatte dieser Primärfall allerdings soziale Kontakte. Die Kontaktpersonen wurden ebenfalls getestet. Es zeigte sich, dass einige von ihnen ebenfalls positiv waren (1. Fallgeneration) und wiederum andere Personen infiziert hatten (2. Fallgeneration) usw. bis hin zur 6. Fallgeneration (siehe Grafik: Je größer der Punkt, desto mehr Übertragungen)

Aus dieser Abklärung lassen sich mehrere Schlussfolgerungen ableiten, die durch die Abklärung anderer Cluster bestätigt werden:

  • Infizierte sind oft bereits kontagiös (d. h. sie können das Virus übertragen), bevor sie selbst merken, dass sie Symptome haben

  • Die Übertragung auf andere Menschen erfolgt meist binnen weniger Tage (3 bis 5 Tage). Dieses kurze Zeitintervall macht die Kontaktpersonen-Erhebung zu einem Wettlauf mit der Zeit

  • Eine Übertragung erfolgt, wenn mehrere Menschen für längere Zeit (kumulativ 15 Minuten, z. B. 1 x 15 Minuten oder 3 x 5 Minuten) am selben Ort sind (z. B. gemeinsamer Sport, gemeinsames Singen, Seminare, Vereinstreffen, Begräbnisse...)

  • Für die meisten Cluster lassen sich so genannte "Punktexpositionen" festmachen – eine Person steht am Beginn der Kette, hat sie längeren Kontakt mit anderen Personen, kommt es zu weiteren Übertragungen.

  • Quarantänemaßnahmen und Barrieren zeigen Wirkung: Rechtzeitig erkannt, endet die Übertragung

  • Derzeit gibt es keine Transmissionsketten, die eine Übertragung durch öffentlichen Verkehr oder Besuch eines Geschäfts belegen.

Mit fortschreitender Epidemie werden Transmissionsketten kürzer: Das Bewusstsein innerhalb der Bevölkerung über Symptome und Risikogebiete wächst, dadurch nehmen die Menschen bei Verdacht schneller Kontakt mit Ärzten und Gesundheitsbehörden auf. In der Folge können Containment-Maßnahmen wie z. B. Quarantäne, Abstandsregeln, mechanische Barrieren schneller umgesetzt werden - die Transmissionskette wird unterbrochen.

https://www.ages.at/en/wissen-aktuell/publikationen/beispiel-clusteranalyse-cluster-a/

Serielles Intervall, Reproduktionszahl

Durch den Vergleich mehrerer Transmissionsketten werden bestimmte statistische Daten gewonnen, mit denen sich der Verlauf einer Epidemie darstellen lässt: Das so genannte Serielle Intervall beschreibt den Zeitraum zwischen der Erkrankung eines Falles und der Erkrankung seines Folgefalles. Dabei gilt es Fälle mit Kontakten, die eine Virusübertragung ermöglichen (Tröpfchenkontakt), auf Basis ihres Erkrankungsbeginns plausibel in eine Infektionskette zusammenzuführen. Dadurch ergeben sich Ketten von Quellenfall-Folgefall Paaren. Je kürzer das serielle Intervall ist, desto rascher entstehen neue Fallgenerationen. Derzeit beträgt das serielle Intervall in Österreich im Mittel 4,5 Tage. https://www.ages.at/en/wissen-aktuell/publikationen/schaetzung-des-seriellen-intervalles-von-covid19-oesterreich/

Das serielle Intervall wird für die statistische Berechnung der Reproduktionszahl herangezogen. Diese schätzt die durchschnittliche Zahl der Fälle, die von einer infizierten Person ausgehen. Liegt die Zahl über 1, nimmt die Zahl der Infektionen kontinuierlich zu, liegt sie unter 1, geht die Zahl der Infektionen zurück. https://www.ages.at/en/wissen-aktuell/publikationen/epidemiologische-parameter-des-covid19-ausbruchs-oesterreich-2020/

Entwicklung in Österreich

Eine epidemiologische Abklärung ist nicht statisch: Die Zahl der abgeklärten Fälle und ihre Zuordnung zu Clustern ändern sich mit dem Fortschreiten der epidemiologischen Abklärung. Für die Zuordnung zu einem Cluster wird jenes Setting gewählt, in dem die meisten Übertragungen innerhalb der jeweiligen Fallhäufung erfolgten.

Tabelle 1: Clusteranalyse, Stand 05.05.

Clusterfälle

3.822

Cluster

169

Cluster-Typen

5

Cluster-Settings

11

Mit 05.05. konnten 3.822 COVID-19-Fälle einem von 169 ermittelten Clustern zugeordnet werden (siehe Tabelle 1). Die Cluster werden derzeit in 5 Cluster-Typen eingeteilt. In jedem Cluster-Typ gibt es so genannte Cluster-Settings: Das bedeutet, dass die Mehrzahl der Infektionen (= Clusterfall) auf bestimmte Settings, z. B. Freizeitaktivität, Familie, Arbeitsplatz oder Altenheim zurückgeführt werden können. Es gib aber auch Settings mit mehreren Ansteckungsorten. Beim Cluster-Typ "lokale Häufung" (insgesamt 128 Cluster) beispielsweise sind 15 Cluster ausschließlich auf Freizeitaktivitäten sowie zwei Cluster auf Freizeitaktivität und Haushalt bzw. ein Cluster auf Freizeitaktivität und Senioren-/Alten-/Pflegeheim zurückzuführen.

-> Grafik zur Verteilung der Cluster nach Kalenderwoche des Beginns und Cluster-Typ siehe Anhang

Tabelle 1: Verteilung der Cluster nach Setting und Verteilung der Clusterfälle nach Setting

Cluster-Setting

Cluster Anzahl

Cluster Anteil %

Clusterfälle Anzahl

Clusterfälle Anteil %

Senioren-/Alten-/Pflegeheimc

60

35,5 %

1.127

29,5 %

Freizeitaktivität und Haushalta,b

3

1,8 %

1.075

28,1 %

Haushalt und Arbeitslatza,b

4

2,4 %

460

12,0 %

Freizeitaktivität

20

11,8 %

370

9,7 %

Haushaltb

40

23,7 %

280

7,3 %

Freizeitaktivität und Senioren-/Alten-/Pflegeheima,c

2

1,2 %

199

5,2 %

Krankenhausd

13

7,7 %

149

3,9 %

Arbeitsplatz

15

8,9 %

92

2,4 %

Reisegruppen-Häufung

10

5,9 %

43

1,1 %

Freizeitaktivität und Haushalt und Arbeitsplatza,b

1

0,6 %

25

0,7 %

Freizeitaktivität und Arbeitsplatza

1

0,6 %

2

0,1 %

Total

169

3.822

a Es gibt auch Cluster mit mehr als einem relevanten Setting der Übertragung
b Setting "Haushalt" inkludiert Haushalt, Familie und Freunde
c Setting "Senioren-/Alten-/Pflegeheim" beinhaltet Heimbewohner (n = 781), Pflegepersonal und Folgefälle im Haushalt
d Setting "Krankenhaus" beinhaltet hauptsächlich Krankenhaus-Personal

Quelle: AGES

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