Aerosolübertragung

Inhalt dieses Menüpunkts

A Allgemeine Hinführung zur Thematik und zu den vier aerosolbezogenen Menüpunkten

  • Inhalt der vier Menüpunkte zur Aerosolübertragung

B Aerosolübertragung allgemein – Indizien und Hintergrundinfos

I. Beobachtungen die Forscher von der Aerosolübertragung überzeugten

  1. Ansteckungen bei besonderen Aerosolisierungsverfahren im Krankenhaus
  2. Die beobachtete lange Überlebensdauer des Virus in der Luft
  3. Luftübertragung ähnlicher Krankheiten wie SARS und MERS
  4. Nachweis von lebensfähigen SARS-CoV-2-Viren in der Luft von Krankenhäusern
  5. Corona-Ausbrüche in Kontexten, wo Abstandhalten offenbar nichts bewirkt hat
  6. Überraschend weniger Nutzen von Handhygiene als viele denken – Aktivierung von Oberflächen-Viren schwierig
  7. Kaum Ansteckungscluster im Außenbereich
  8. Luftübertragung von Covid-19 bei Tieren beobachtet
  9. Sprache und Singen generiert unterm Strich viel mehr Tröpfchen und Aerosole als Husten
  10. Aerosol ist nicht gleich Aerosol – auch größere Tropfen fliegen weiter
  11. Beobachtung: In Minitröpfchen (Aerosolen) sind verhältnismäßig mehr Krankheitserreger als in größeren Tröpfchen
  12. Mathematische Berechnungen und Computersimulationen machen Ansteckungsszenarien über die Luft als wesentlich dominanteren Weg vor der Tröpfcheninfektion plausibel

II. Widerspruch zu Argumenten gegen die Aerosolübertragung

III. Die Superspreader-Problematik: Viruslast entscheidend! Nicht jedes Aerosol trägt einen Virus, nicht jede virenbeladene Aerosolansammlung ist ansteckend

A – Allgemeine Hinführung zur Thematik und zu den vier aerosolbezogenen Menüpunkten

In der Anfangszeit der Pandemie wurde nahezu die gesamte Aufmerksamkeit auf die Vermeidung von Tröpfchen- und Schmierinfektionen gelegt. Die Gesundheitsorganisationen, allen voran die WHO, ging dabei davon aus, dass Covid-19 keine Krankheit ist, die durch die Luft, also vermittels Aerosole übertragen wird (Aerosole sind sehr kleine Teilchen, die der Schwerkraft trotzen und scheinbar schwerelos sind). Diese Ansicht einzelner wurde anfangs sogar bekämpft.Im Laufe des Jahres 2020 hat allerdings eine Kette von Indizien immer mehr Wissenschaftler davon überzeugt, dass die Aerosolübertragung von Covid-19 tatsächlich eine gewichtige Rolle spielt, wenn nicht – meines Erachtens zutreffend – sogar der Hauptübertragungsweg von Covid-19 ist. In der Wissenschaft setzt sich diese Erkenntnis von einem hohen Anteil von Aerosolübertragungen aktuell immer mehr als die richtige durch. Das ist jedoch bei vielen Regierungen noch nicht oder nicht zur Genüge angekommen.

Ein Problem bei dem Nachweis der Luftübertragung war zunächst, dass diese generell schwierig unmittelbar nachzuweisen ist. Experimentelle Versuche mit Menschen hierzu verbieten sich als unethisch, wenn man davon ausgeht, dass die Krankheit im Schnitt 10- bis 16-mal so tödlich ist wie die Grippe und viele bisher noch unabsehbare Langzeitfolgen nach sich ziehen kann. Auch bei anderen luftgetragenen Krankheiten wie den Masern und der Tuberkulose gab es lange Widerstand gegen die Hypothese von der Luftübertragung. Viele Jahrzehnte wurde sie bei Tuberkulose zurückgewiesen, bis sich am Ende herausstellte, dass Tuberkulose sich sogar vor allem, wenn nicht gänzlich über die Luft verbreitet (Roy et al. 2004).

In dieser Zusammenstellung von Menüpunkten zum Thema Aerosolübertragung liegt mir daran, genügend Hintergrundinformationen zur Thematik zu liefern und argumentativ zu zeigen, warum wir Covid-19 als luftübertragene Krankheit gerade beim Singen und beim Singen in Gruppen besonders ernst nehmen sollten, damit unsere Schutzmaßnahmen sinnvoll daran angepasst werden können. Was wir im Zusammenhang mit Covid-19 beobachten, ist eine Ansammlung von Puzzleteilen, die zusammengefügt am Ende ein Bild ergeben, welches die Ausbreitung der Pandemie am elegantesten unter der Annahme erklärt, dass die Luftübertragung hier eine sehr gewichtige, wenn nicht die gewichtigste Rolle spielt. Viele Schutzkonzepte zur Ansteckungsvermeidung in Chören sind aber nach wie vor viel zu sehr auf die Vermeidung von Tröpfchen- und Schmierinfektionen ausgelegt und laufen Gefahr, dass die Chorsänger und Choristen die eigentliche Gefährdung über Aerosole nicht genügend im Blick haben und nicht danach handeln. Der Erkenntnisprozess ist hier allerdings und abhängig von der Informationspolitik ihrer Regierungen in den den einzelnen Ländern sehr unterschiedlich.

Auf der Grundlage sinnvoller Schutzmaßnahmen, die die Aerosolübertragung im Blick hat, lässt sich dann überzeugend dafür eintreten, dass Singgruppen weitersingen können, aber solange nicht Medikation und Impfung die Gefahr weitgehend gebannt haben, unter Einhaltung von besonderen Schutzregeln, die wir dafür bereit sein sollten, so lange noch zu tragen, um uns und andere zu schützen. Zu behaupten, wie dies aktuell in verschiedenen Ländern von Chören propagiert wird, dass Singen nicht gefährlich (besser: nicht ansteckungsgefährdend) oder Singen nicht gefährlicher (besser: nicht ansteckungsgefährdender) sei als Sprechen, um überhaupt singen zu können oder den Chorbetrieb sogar normal weiterführen zu können, trägt weder dem tatsächlichen Erkenntnisstand über die Ansteckungsbedingungen von Covid-19 noch dem besonderen Schutzbedürfnis von Sänger*innen und Chorleiter*innen Rechnung. Es besteht dann die Gefahr, dass es weiter zu größeren Ansteckungsereignissen in Singgruppen kommt und Regierungen das Singen genau deshalb wieder verbieten. Man sollte vielmehr den Tatsachen ins Auge sehen, zeigen, dass man die Situation ernst nimmt und angemessene Vorkehrung treffen, die ein weitgehend sicheres Singen ermöglichen. Dann ist es umso glaubwürdiger, wenn man auch mit großem Recht mit dem unbestrittenen gesellschaftlichen und gesundheitlichen Wert des Singens und des Gruppensingens für eine Ermöglichung des Singens einsteht.

Inhalt der vier Menüpunkte zur Aerosoleübertragung

  1. Aerosolübertragung allgemein Indizien (Text hier auf der Seite unten ab B): Was Wissenschaftler auf die Spur gebracht hat, dass die Übertragung über die Luft ein wichtiger Ansteckungsweg bei Corona ist
  2. Vergleich Ansteckungswege: Ein tabellarischer und erläuterter Vergleich der Ansteckungswege bei Corona, der die Dominanz der Luftübertragung nahe legt, sowie eine Darstellung der Gründe, warum die anfänglich so hoch eingeschätzte Kontaktübertragung nur eine weit untergeordnete Rolle spielt und Maßnahmen dazu nicht übergewichtet werden sollten
  3. Aerosolübertragung beim Singen: Erläuterung der besonderen Ansteckungsbedingungen beim Singen durch Aerosole anhand zum Teil auch kontroverser wissenschaftlicher Studien und Einschätzungen von Fachleuten
  4. Studien zum Singen: Einzelstudien zum Singen, die Aufschluss über die Gefährdung und/oder Schutzmaßnahmen geben können, aber auch Risikoeinschätzungen trage ich hier zusammen und erläutere oder auch bespreche sie. Die Fortführung dieses Punktes hat aktuell keine Priorität.

B – Aerosolübertragung allgemein – Indizien und Hintergrundinfos

I. Ich liste hier eine Reihe von Beobachtungen auf, die Forscher auf die Spur gebracht haben, dass Covid-19 mindestens auch, wenn nicht sogar primär über die Luft (via Aerosole) übertragen wird. Es geht dabei überhaupt nicht darum, dass die traditionell postulierten Ansteckungswege über Tröpfchen und Kontakte verharmlost und entsprechende Maßnahmen zur Verhinderung von jenen wegdiskutiert werden sollen, sondern nur um das Ansteckungsverhalten in ein neues Licht zu rücken (Dies natürlich besonders im Hinblick auf den Zweck dieser Seite, die Gefährdungssituation in Chören ernst zu nehmen und durch geeignete Schutzmaßnahmen aufzufangen, die uns das Singen trotzdem erlauben.)

II. Von Gegnern der Hypothese einer Luftübertragung von Covid-19 oder von denjenigen, die deren Rolle gering ansehen, werden stetig wiederkehrend Argumente vorgetragen, die beim näheren Hinsehen den Belastungstest nicht bestehen und zum Teil schon seit Jahren überholt sind. Diese Argumente bespreche ich im Anschluss.

III. Hat man das besondere Ansteckungspotenzial der Aerosole verstanden und eingesehen, muss man nicht sogleich in die Gegenrichtung überreagieren und jedes Aerosol als gefährlich einstufen. Nicht jede Aerosolansammlung ist ansteckend. Es müssen einige Bedingungen dazu zusammenfinden, so dass größere Gruppenansteckungen nicht so häufig vorkommen, aber häufig genug, um die Pandemie nach wie vor im Gang zu halten.

I. Beobachtungen, die Forscher von der Luftübertragung überzeugten

1. Ansteckungen bei besonderen Aerosolisierungsverfahren im Krankenhaus

In der Anfangszeit der Pandemie wurde beobachtet, dass sich medizinisches Fachpersonal in Krankenhaussituationen bei aersolgenerierenden Verfahren bei Covid-19 Patienten ansteckte. Bekannt war diese Übertragungsweise bereits von anderen Krankheiten, und ein besonderer Schutz hierbei wurde schon vor Auftreten von Covid-19 diskutiert (vgl. z. B. Luongo et al. 2016; Judson und Munster 2019). Die Ansteckung über virenbeladene Aerosole hier wurde daher als prinzipiell möglich betrachtet, und die WHO hat den Schutz gegen solche Ansteckungen schon früh in ihren Schutzmaßnahmen-Katalog aufgenommen (vgl. etwa hier) Da die WHO aber seinerzeit energisch zurückwies, dass Corona über die Luft übertragen wird, wurde die Ansteckung über Aerosole bei der Intubation als eine besondere Ausnahme von der Regel bezeichnet:

“Die Übertragung in der Luft von SARS-CoV-2 erfolgt nur in bestimmten Labor- oder Gesundheitseinrichtungen wie Isolationsräumen, Intensivstationen für kritische Pflege, wenn Gesundheitspersonal Aerosol-Erzeugungsverfahren an Patienten durchführen.”

WHO-Tweed

Dieser Argumentation folgten schon damals nicht alle Wissenschaftler.

2. Die beobachtete lange Überlebensdauer des Virus in der Luft

Eines der ersten Forschungsergebnisse amerikanischer Wissenschaftler unter Beteiligung der amerikanischen Seuchenschutzbehörde CDC (van Doremalen et al. 2020) zur möglichen Luftübertragung von SARS-CoV-2, das sich soweit im Gesundheitswesen herumgesprochen hat, war das Ergebnis, dass das Virus 3 h in einem künstlich erzeugten Aerosol in der Luft überleben kann. Die ermittelte durchschnittliche Halbwertszeit bei der Überlebensdauer des Virus betrug dabei 1,1 h, ging aber auch hinauf bis auf 2,64 h. Die beteiligten Wissenschaftler schlossen, dass Luftübertragung möglich ist und Massenausbrüche erklären könnte. An dieser Studie wurde Kritik geäußert, die künstliche Erzeugung des Aerosols sei eine gestellte Situation, die nicht mit der Realität korrespondiere (vgl. z. B. durch Schweizer, englische und französische Mediziner Peters et. al 2020). Solche künstlich erzeugten Aerosole seien nicht vergleichbar mit den Tröpfchen, die beim Husten oder Niesen entstehen. Diese Aussage ist jedoch nicht richtig, wie etwa viele hier besprochene Studien zeigen (vgl. Konkrete Studien zum Singen). Ergebnisse einer jüngeren amerikanischen Studie deuten nun darauf hin, dass SARS-CoV-2 in Aerosolen sogar bis zu 16 Stunden lebensfähig bleibt (Fears et al. 2020).

3. Luftübertragung ähnlicher Krankheiten wie SARS und MERS

Aufmerksam möchte ich auch darauf machen, dass mindestens drei internationale Studien existieren, die in konkreten Fällen die Luftübertragung des mit dem jetzigen verwandten Virus SARS-CoV-1 2003 für die sinnvollste Erklärungsvariante konkreter Fälle hielten. Eine Studie zeigte die Übertragungswahrscheinlichkeit von SARS in einem Hongkonger Krankenhaus via Aerosole auf (Li et al., 2005). Eine weitere Studie legte nahe, wie sich Passagiere eines Flugs von Honkong nach Peking angesteckt haben (Chen et. al, 2011). Weiter stellte ein Team von Wissenschaftlern fest, dass sich bei einem explosionsartigen Ausbruch von SARS im Hotelkomplex Amoy Garden in Honkong das Virus offenbar über das Abwassersystem verbreitet hatte und das warme Luft infektiöse Viren in höhere Stockwerke getrieben hatte (Yu et al. 2004). Die Forscher schrieben in ihrem Abschlussbericht:

„Die Ausbreitung des Virus in der Luft scheint diesen großen Ausbruch von SARS in der Gemeinschaft zu erklären, und zukünftige Bemühungen zur Prävention und Kontrolle müssen das Potenzial für die Ausbreitung dieses Virus in der Luft berücksichtigen“.

Sind Erkenntnisse in diesem Zusammenhang auf SARS-CoV-2 übertragbar? Ja. Tatsächlich sogar unmittelbar: Bereits im Januar war, was erst spät bekannt wurde, in China in einer Toilette in einer seit lange leerstehenden Wohnung in einem höher gelegenen Stockwerk eines Hochhauses, in dem es im Stockwerk tiefer Coronainfizierte gab, virale RNA von SARS-CoV-2 gefunden worden. Weiter wurde im Februar 2020 bekannt, dass in einem Hochhaus in Gangzhou Bewohner im 25. und 27. Stock über das Abwassersystem durch Infizierte im 15. Stock angesteckt worden waren.

4. Nachweis von lebensfähigen SARS-CoV-2-Viren in der Luft von Krankenhäusern

Untersuchungen im Umfeld von Corona-Patienten in Krankenhäusern in Wuhan (Liu et al 2020), Guo et al. 2020), Changchun (Jiang et al. 2020), Nanjing (Ding et al. 2020), Nebraska (Santarpia et al. 2020) und Singapur (Chia et al. 2020) haben gezeigt, dass die Luft nicht nur im unmittelbaren Umfeld der Kranken verseucht war, sondern dass Luftproben über 4 m Entfernung von den Patientenbetten und sogar in den Fluren vor den Patientenzimmern positiv getestet wurden. In einem Krankenhaus in Singapur wurde das Virus sogar in der Klimaanlage gefunden. Hier ist gegen die Luftübertragung eingewendet worden, dass nicht nachgewiesen wurde, ob das Virenmaterial noch lebensfähig war. Dazu muss man sagen: Ein Virus aus der Luft zu isolieren ist extrem schwierig, da es sehr empflich ist und mit großer Wahrscheinlichkeit Schaden dabei erleidet. Deshalb kamen Forschern der University of Florida im Sommer 2020 auf die Idee, im Krankenzimmer zweier Corona-Patienten mit dem Gerät, das die Viren sammelte, zunächst Wasserdampf zu erzeugen um die Aerosole zu vergrößern und dann erst einzufangen (Lednicky et al. 2020). Mit diesem Verfahren konnten sie bei Luftproben im Abstand von 2 und 4,8 m von den Patienten bis zu 74 infektiöse Viren pro Liter Luft einsammeln und in Zellkulturen anzüchten. Der Nachweis, dass in Aerosolen gebundene Viren in der Luft und weiter als 2 m von Ursprungsquelle entfernt infizieren können, ist damit bisher am unmittelbarsten erbracht worden.

5. Corona-Ausbrüche in Kontexten, wo Abstandhalten offenbar nichts bewirkt hat

Wie gerade beschrieben wurden wie im Fall der Ansteckungen über das Abwassersystem Situationen bekannt, bei denen Ansteckungen über die Luft als die naheliegendste Lösung auf der Hand liegen und die nicht durch die klassisch postulierten Ansteckungswege über Tröpfchen oder Kontakte vernünftig erklärt werden können.

Verkehrsmittel: Eine Reihe Studien liegen zu Ausbrüchen in Verkehrsmitteln vor, die vernünftigerweise den Rückschluss auf Luftübertragung als dominanten Ansteckungsweg nahelegen. So wertete amerikanische und chinesische Wissenschaftler den Fall einer Busreise aus, wo 128 Passagiere verteilt auf 2 Busse 100 Minuten lang in 2 Bussen zu einer religiösen Veranstaltung gereist waren. In einem der beiden Busse, wo ein infizierte Person mitfuhr, kam es zu einer Masseninfektion mit 23 Fällen. Die Auswertung ergab, dass es kaum eine Rolle spielte, ob die Fahrgäste in der Nähe der infizierten Person sahen oder nicht (Shen et al. 2020).

Bild: www.elpais.com

Einer der berühmtesten Ausbrüche von Corona ist der auf dem Kreuzfahrtschiff Diamond Princess. Eine erste im April 2020 veröffentlichte Auswertung kam zu dem Schluss, dass eine Luftübertragung hier nicht zum Tragen kam (Xu et al. 2020). Eine weitere Studie widersprach dieser Einschätzung und sah die Befunde am besten durch eine Übertragung über die Klimaanlage gedeutet (Almilaji und Thomas 2020). Den Wissenschaftlern fiel auf, dass die Rate symptomatisch Infizierter während der Quarantänezeit in Kabinen mit zuvor bestätigten Fälle nicht signifikant höher war als in Kabinen ohne bestätigten Fällen. In einer weiteren Studie simulierten Forscher 21600 Übertragungsszenarien, die den Anteil der Luftübertragung bei diesem Ausbruchsgeschehen als deutlich höher einstuften als über die anderen Ansteckungswege (Azimi et al. 2020).

Chöre: Eine wichtige Rolle spielten hier Masseninfektionen in drei Chören mit sehr hohen Angriffsraten bis zu 87 % der Beteiligten. Die 87 % beziehen sich dabei auf die beobachteten sympomatischen Fälle. Es ist jedoch gut möglich, dass 100 % der Chorsänger infiziert waren. Die Fälle dieser Chöre wurden im Frühjahr 2020 von der Presse breitgetreten (Es gab damals, aber auch im 2. Halbjahr 2020 eine ganze Reihe mehr ähnlich gelagerter Fälle mit 90 %, wenn nicht sogar 100 % Infektionen (ich liste solche bekannt gewordenen Fälle im Menüpunkt Betroffene Singgruppen auf).

a) Im US-Bundesstaat Washington steckte eine infizierte Person 52 von 61 Anwesenden während einer Chorprobe des Skagit Valley Chorale, in deren Gesamtlänge von 2,5 Stunden nur 85 Minuten von allen gemeinsam gesungen wurde, mit Corona an (Hamner et al. 2020, Miller et al. 2020). Einige mussten auf die Intensivstation, 2 starben.

Bild: www.cdc.gov

b) Bei einer Konzertprojekt von Bachs Johannespassion erkrankten Anfang März 2020 im Gemischen Chor Amsterdam 102 von 130 Sängern (+ Dirigent, Orchestermusiker und z. T. die Solisten). 1 Sänger und 3 Partner von Sänger*innen starben an Corona.

c) Nach einer Probe des Berliner Domchors im März meldeten sich 60 von 80 Beteiligten inkl. Dirigent und Korrepetitorin mit Covid-19-tpyischen Symptomen krank und etwas die Hälfte, die getestet wurde, hatte auch entsprechend positive Ergebnisse. Betroffen waren Menschen im ganzen Raum, und Korrepetitorin und Dirigent standen in deutlich größerem Abstand, als angenommen wurde, dass Tröpfchen fliegen können. Das nachstehende Youtube-Video zeigt die Probenräumlichkeiten und die Abstände zur infizierten Person. Der Dirigent stand 7 m von ihr entfernt.

Für den Fall des Berliner Domchors interessierte sich das deutsche RKI, was wohl auch dazu beitrug, dass Deutschland einer der ersten Staaten war, der die Luftübertragung von Covid-19 für einen wichtigen Ansteckungsfaktor hielt. Am besten ausgewertet wurde der Ausbruch im Skagit Valley Chorale in Mount Vernon. Zwei Wissenschaftlerteams haben den Ausbruch im Skagit Valley Chorale in Mount Vernon detailreich ausgewertet und neue Erkenntnisse für die Luftübertragungsroute gebracht. Das erste Team stellte Wahrscheinlichkeitsberechnungen auf und kam zu dem Schluss, dass mit sehr großer Wahrscheinlichkeit nur eine einzige Person infiziert war und das Ansteckungsgeschehen in einer Probe ausgelöst hatte (Hamner et al. 2020). Das zweite Team wertete den Fall im Hinblick auf die Gefährdung einer Luftübertragung via Aerosole aus (Miller et al. 2020). Die Chormitglieder hatten bereits freiwillig Schutzregeln auf sich genommen hatten, auch wenn sie ideale Sicherheitshabstände nicht einhalten konnten: Man begrüsste sich nicht mit Körperkontakt, Desinfektionsmittel stand parat, setzte sich etwas weiter auseinander. Snacks wurden zwar gereicht, aber nur von wenigen genommen. Brisant war, dass das erste Team von der amerikanischen Seuchenschutzbehörde CDC war und erstmals offiziell nahe legte, dass das Singen selbst Quelle der Ansteckungen gewesen sein könnte, womit die CDC erstmals die Möglichkeit der Luftübertragung einräumte. Die Erkenntnis sollte in den Steckbrief der CDC von Covid-19 aufgenommen werden. Kirchliche Kreise übten jedoch seinerzeit hier ihren Einfluss aus und setzten das CDC unter Druck, entsprechende Hinweise zum Singen und zu Schutzmaßnahmen beim Singen nicht zu veröffentlichen. In konservativen Kirchen wurde so trotz Corona zum Teil weiter und vor allem unter Missachtung geeigneter Schutzmaßnahmen gegen die Aerosolübertragung gesungen. Eine neuere Studie mit Bewegungsdaten von 100 Millionen Personen zeigt denn auch nicht überraschend auf, dass in den USA damals die Kirchen nach Restaurants auf dem 2. Platz die Liste der Superspreader-Events anführten (Chang et al. 2020).

Zahlreiche weitere Fälle von hochinfizierten Chören wurden rapportiert, viele davon aber nicht in der internationalen Presse bekannt. Ich liste Beispiele im Menüpunkt Betroffene Singgruppen auf. Bereits im März war der professionelle Chor des Operettentheaters Zarzuela Madrid mit einer Angriffsrate von 90 % betroffen. Auch nach dem Lockdown der verschiedenen Länder kam es zu solchen Massenausbrüchen, und betroffene Chöre oder Veranstalter verwiesen mit Nachdruck darauf, dass sie sich an Schutzkonzepte gehalten hatten (die allerdings meistenteils den Übertragungsweg über Aerosole nicht besonders ernst nahmen oder von ihren Regiergungen nicht zu entsprechenden Maßnahmen angehalten wurden).

Restaurants: Es gibt eine chinesische Untersuchung, die zu dem Schluss kommt, dass die wahrscheinlichste Erklärung für eine Mehrfachinfektion in einem Restaurant in Guangzhou die Klimanalage ist (Lu et al. 2020). Dort wurden an drei Tischen in zum Teil deutlich größerem Abstand als 2 m 9 Personen durch eine infizierte Person angesteckt – offenbar begünstigte durch die Klimaanlage.

Kaufhäuser: Bereits im Januar 2020 wurden in Tianjin und Wenzhou in China Superspreading-Events mit indirekten Übertragungen in Shopping-Centern beobachtet (Cai et al. 2020; Wu et al. 2020).

Callcenter: In Südkorea wurde der Fall eines Callcenters in einem Hochhaus ausgewertet, in dem Corona weit überwiegend auf einem Stockwerk mit zwei Großräumen ausbrach (Park et al. 2020). 79 von 137 Angestellten im 11. Stockwerk infizierten sich, die meisten im einen Großraum, nur 5 in dem andern (+ Seitenraum). Obwohl die Angestellten Treppenhaus, Aufzüge und Aufenthalträume mit den Arbeitern der anderen Stockwerke teilten, lag der Anteil der Infizierten im übrigen Gebäude nur bei 0,3 %, was deutlich für die Übertragung über die Luft und gegen eine solche durch verseuchte Oberflächen spricht. Die Situation in einem Callcenter unterscheidet sich von vielen anderen Bürosituationen generell dadurch, dass hier sehr viel und laut gesprochen wird, und damit die Aerosolproduktion sehr hoch ist.

Bild: www.cdc.gov

Fleischverarbeitende Betriebe: Wie im Fall von Chören oder singenden religiösen Gruppen wurden immer wieder und in vielen Ländern seit Beginn der Pandemie über Corona-Massenausbrüche in fleischverarbeitenden Betrieben berichtet. Anfänglich wurde die Gründe dafür hauptsächlich in den sozialen Bedingungen der Arbeiter gesucht. Aber mehr und mehr rückte hier die Luftübertragung in den Blickpunkt der Aufmerksamkeit. Eine Auswertung des bekannten Massenausbruchs bei Tönnies zeigte, dass Arbeiter sich in der Fleischeverarbeitung selbst und 8 m entfernt von der infizierten Person angesteckt haben. Hohe Luftfeuchtigkeit, tiefe Temperaturen und Umluftklimaanlagen wurden hier als begünstigende Faktoren der Luftübertragung ausgemacht (Günther et al. 2020).

Bild: Günther et al. 2020

6. Überraschend weniger Nutzen von Handhygiene als viele denken – Aktivierung von Oberflächen-Viren schwierig

Ein Team um den Virologen Prof. Hendrik Streek suchte im Rahmen einer Studie im Kreis Heinzberg, wo es nach einer Karnevalssitzung zu einem Ausbruch von Corona gekommen war, in 21 Haushalten, in denen Familien mit Corona-Infizierten unter Quarantäne standen (26 von 43 der Erwachsenen waren infiziert), nach Spuren von infektiösen Viren . Sie stellten dabei nur wenig RNA-Material von Viren auf Oberflächen fest und zweifelten an der Bedeutsamkeit der Übertragung von Covid-19 im Zusammenhang mit kontaminierten Oberflächen, konstatierten nichtsdestotrotz:

“Da wir eine Übertragung durch Oberflächen nicht ausschließen können, sind hygienische Verhaltensmaßnahmen in den Haushalten von Sars-CoV-2-infizierten Personen wichtig, um eine mögliche Übertragung durch Oberflächen zu vermeiden.”

Bereits eine Meta-Studie aus dem Jahr 2006 (die die amerikanische Seuchenschutzbehörde CDC explizit als Hauptreferferenz zum Thema anführt) zum Nutzen von Händewaschen als Bekämpfungsmethode von Atemwegsinfektionen dokumentierte den Effekt, dass die Handhygiene (zumindest in Industrielängern mit einem durchschnittlich höheren allgemeinen Hygienelevel als in Entwicklungsländern) nur für die Verhinderung von etwa 16 % der Ansteckungen verantwortlich gemacht wird (Rabie und Curtis 2006). Das heißt zwar, dass der Ansteckungsweg über die Schmierinfektionen via die Hände in jedem Fall ernstzunehmen ist und die Hygienemaßnahmen im Fall von SARS-CoV-2 gegen den möglichen Ansteckungsweg der Schmierinfektion rechtfertigt. Auf dem Hintergrund, dass dann 84 % der Ansteckungen auf andere Faktoren zurückzuführen zu sein scheinen, ist es dann aber doch überraschend, welch ein Schwergewicht bei der Eindämmung der Pandemie auf die Handhygiene und die Desinfizierung gelegt wurde. Auf dem Hintergrund nur 16 % verhinderbarer Infektionen ist es daher verständlich, dass Wissenschaftler so weit gegangen sind und von staatlicher Irreführung in vielen Ländern gesprochen haben, die wohl eher auf Unwissenheit beruht. Mit gutem Recht wurde vielfach ein angepasster Maßnahmenkatalog gefordert. Der deutsche Virologieprofessor Christian Drosten äußert sich hierzu so:

„Wenn man einen Bereich zugunsten eines anderen unterbetonen will, dann wäre das wirklich der Desinfektionsmittelbereich im Alltag.”

Prof. Christian Drosten, Virologe an der Charité Berlin

7. Kaum Ansteckungscluster im Außenbereich

Bereits im April 2020 erschienen zwei Studien, eine aus Japan, eine aus China, die feststellten das Mehrfachansteckungen signifikant häufiger in Innenräumen stattfanden als in Außenräumen, was am besten durch den Unterschied der Luftqualität hier wie dort und damit auf eine Ansteckung über Aerosole hinweist. Bei der japanischen Studie, die nur 111 Cluster betrachtete, gab es 19-mal mehr Ansteckungscluster im Innenbereich. Viel extremer fällt dagegen die chinesische Studie aus. Sie zeigt, dass bei 318 bekannten Ansteckungsclustern, wo sich gleichzeitig drei oder mehrere Personen angesteckt haben, ausnahmslos alle Ausbrüche in Innenräumen stattgefunden hatten (Qian et al, 2020). Nur in einem einzigen der ausgewerteten Fälle hatten sich überhaupt 2 Personen an der frischen Luft gleichzeitig infiziert. Die Forscher schließen daraus:

„dass die gemeinsame Nutzung von Innenräumen ein großes SARS-CoV-2-Infektionsrisiko darstellt.”

Offenbar geht es also um die Virenkonzentration in der Luft, die verständlicherweise openair viel geringer ist.

8. Luftübertragung von Covid-19 bei Tieren beobachtet

Bereits im Frühjahr 2020 wurde bei einer Studie mit Frettchen, die sich leicht mit Corona infizieren können, Versuche zum Ansteckungsverhalten bei Corona gemacht (Kim et al. 2020). Die Tiere in einem Käfig infizierten sich leicht untereinander. Nun leitete man die Luft aus dem einen Käfig in den anderen und stellte fest, dass die Tiere dort zwar nicht sichtbar erkrankten, ein Frettchen jedoch Antikörper entwickelten. Als Reaktion wurde seinerzeit oft gesagt, dass dies kein Beweis für die Gefährdung einer Luftübertragung von Corona bei Menschen sei. Die Forscher schlossen, dass der enge Kontakt Voraussetzung für eine Übertragung sei. Jedoch ist auch das kein Gegenbeweis gegen eine Luftübertragung, zumal nicht ermittelt wurde, ob sich die Frettchen im 1. Käfig über verseuchte Oberflächen, über Tröpfchen oder über Aerosole in nächster Umgebung infiziert haben. Weitere Versuchsanordnungen haben mittlerweile auch die Möglichkeit der Luftübertragung von Covid-19 bei Frettchen (Kutter et al. 2020), syrischen Goldhamstern und bei Mäusen (Bao et al. 2020) nachgeweisen. Zudem reduzierte das Platzieren von chirurgischen Masken zwischen Hamsterkäfigen die Übertragung von Covid-19 zwischen den darin befindlichen Tieren signifikant, was auch auch auf den Luftübertragungsweg hinweist.

Bild: Kutter et al. 2020

9. Sprache und Singen generiert unterm Strich viel mehr Tröpfchen und Aerosole als Husten

Am Anfang der Pandemie wurden hauptsächlich Husten und Niesen für die Ausscheidung von virenbeladenen Tröpfchen verantwortlich gemacht. Jedoch lagen schon damals Untersuchungen vor, die zeigten, dass Lautäußerungen mehr Tröpfchen und Aerosole produzieren können als Husten, man eigentlich der Frage nach dem Einfluss von Sprache (auch Schreien und Singen) auf das allgemeine Infektionsgeschehen dringend näher nachgehen sollte. Forscher, etwa ein australisch-chinesisch-israelisches Team hatten zu dem Zeitpunkt bereits nachgewiesen, dass Aerosole auch im normalen Umgang entstehen, beim Sprechen 10mal mehr als beim Atmen.

Eine am 13. 5. 2020 von der National Academy of Science, der Elitewissenschaftsorganisation, die die amerikanische Regierung berät, veröffentlichte und geprüfte Studie präsentiert ihre Ergebenisse so (Stadnytskyi et al. 2020):

„Hochempfindliche Beobachtungen der Laserlichtstreuung haben gezeigt, dass laute Sprache Tausende von oralen Flüssigkeitströpfchen pro Sekunde emittieren kann. In einer geschlossenen, stehenden Luftumgebung verschwinden sie mit Zeitkonstanten im Bereich von 8 bis 14 min aus dem Sichtfenster, was Tröpfchenkernen von ca. 4 μm Durchmesser oder 12 bis 21 μm Tröpfchen vor der Dehydratisierung. Diese Beobachtungen bestätigen, dass es eine erhebliche Wahrscheinlichkeit gibt, dass normales Sprechen in engen Umgebungen eine Übertragung von Viren in der Luft verursacht.“

10. Aerosol ist nicht gleich Aerosol – auch größere Tropfen fliegen weiter

Ein Missverständnis, das für viele Fehlintepretationen gesorgt hat, ist die Schwarz-Weiß-Trennung zwischen Aerosol und Tröpfchen. Bald 100 Jahre lang lernten Mediziner die Regel kennen, dass Aerosole kleiner als 5 μm (Mikrometer) Durchmesser schwerelos im Raum verbleiben, während man oberhalb von dieser Marke von Tröpfchen spricht, die ballistisch innerhalb von spätestens 2 m nach ihrer Absonderung von Mund oder Nase auf den Boden fallen. Richtig daran ist die Schwerelosigkeit der Aerosole unterhalb von 4 μm. Von diesem Durchmesser an aufwärts verhalten sich die emittierten Partikel jedoch als Kontinuum zwischen gradueller Schwerelosigkeit und Ballistik. Bereits im letzten Jahrhundert haben Aerosol-Forscher darauf aufmerksam gemacht, dass eine strenge Demarkationslinie zwischen Aerosolen und Tröpfchen nicht haltbar ist.

1980 beschreibt der Professor für Mikrobiologie Vernon Knight, der aus medizinischer Perspektive das Verhalten von Aerosolen untersuchte, das Sinkverhalten von Tröpfchen aus der Mundhöhe eines durchschnittlichen Erwachsenen so (Knight 1980): Unterhalb 3 μm bleiben Aerosole unbestimmt lange schwerelos in der Luft. 5-μm-Tröpfchen brauchen 62 Minuten, bis sie auf dem Boden landen, 10-μm-Tröpfchen 17 min, 20-μm-Tröpfchen 4 min und 100-μm-Tröpfchen immerhin noch 10 sek.

Tatsächlich ist der Sachverhalt noch viel komplizierter, da anfänglich genierte Flüssigkeitsaerosole und Tröpfchen nicht ihre Größe behalten, sondern auch noch abhängig von der allgemeinen Luftfeuchtigkeit je kleiner, desto schneller verdunsten, bis nur noch so genannten Tröpfchenkerne übrig bleiben, die sich je nach Größe auch wie Aerosole verhalten. Das heißt aber nicht, dass das SARS-CoV-2-Virus, das von einem Fettmantel umgeben ist, so es denn mit Tröpchen oder Aerosolen reist, auch sofort mit austrocknet (zu Halbwertszeiten siehe oben). Einen Anhaltspunkt für das Verdunstungsverhalten bietet die folgende Graphik.

Graphik: Morawska 2006

Nun kann aber die natürliche Raumluftströmung so groß sein, dass alle diese Teilchen während ihres Sinkflugs sehr viel weiter als 2 m getragen werden können und sich der Theorie, dass man in 2 m vor ihnen sicher sei, widersetzen. Die Raumluftströmung ist dabei durch viele Faktoren bestimmt und resultiert etwa aus offenen oder nicht 100 % verschlossenen Fenstern oder Türen, aus Bewegungen von Menschen im Raum, aus der Thermik der Anwesenden (der Körper erwärmt die Umgebungsluft, die dann aufsteigt) oder aus der Sprache (Konsonanten verursachen Luftwirbel, die Warmluft aus dem Mund steigt auf). Der Berliner Aerosolforscher Prof. Martin Kriegel stellt mit Hinweis auf diesen Sachverhalt die Definition von Aerosolen in einem Interview so klar:

“Von Aerosolen spricht man immer, wenn die von ihrem Gewicht so klein sind, dass die normale Luftbewegung, die im Raum ist, dieses Partikelchen bewegt… Diese Aerosole, die sinken zwar auch zu Boden, aber die Geschwindigkeit der Luft im Raum ist immer deutlich größer, so dass sie sich ideal eigentlich mit dieser Luft mit bewegen.”

Prof. Martin Kriegel (Aerosolforscher)

Forscher des MIT in Boston unter Prof. Lydia Bourouiba hatten in den letzten Jahren schon herausgearbeitet, dass Husten und Niesen ebenfalls Aerosole produziert und dass diese spontan in Wellenbewegungen über weite Entfernungen geschleudert werden (Niesen 8 m, Husten 5 m), wie im Video gut zu sehen ist:

Bourouibas Forschung widerlegt zumindest die erwähnte alte Annahme, dass Kleinsttröpfchen auf kurze Entfernung austrocknen und stellt somit das Paradigma von der Tröpfcheninfektion infrage: Offenbar schützt die Wärme und die Feuchtigkeit der Aerosolwolke als Ganzes die Kleinsttröpfchen vor Austrocknung, die dadurch um den Faktor 1000 verzögert werden kann. D. h. möglicherweise infektiöse Aerosolwolken bleiben über lange Zeit im Raum und werden in stehender Luft durch weitere menschliche Aerosolproduktion permanent vermehrt.

11. Beobachtung: In Minitröpfchen (Aerosolen) sind verhältnismäßig mehr Krankheitserreger als in größeren Tröpfchen

Bereits am Anfang der Pandemie wurde bei Luftprobenentnahmen festgestellt, dass SARS-Cov-2-Viren offenbar in allen Größen von Aerosolen enthalten sein können, dass aber die Gesamtkonzentration viraler RNA in Aerosolen unterhalb von 2,5 µm konzentrierter ist als in Größen darüber (Liu et al 2020).

Graphik: Liu et al 2020

Auch bei SARS-CoV-1 überwog die Anzahl der gefundenen Virenpartikeln in Partikeln kleiner als 2,5 µm leicht gegenüber größeren Partikeln (Jiang et al. 2020).

Graphik: SARS-CoV-1 Mengenverteilung in Partikeln, Jiang et al. 2020 auf der Grundlage von Xu et al. 2005

Das deckt sich mit anderen Beobachtungen, die die Bedeutung gerade kleiner Aerosole als Träger für Krankheitserreger gezeigt haben. Tatsächlich reisen sie bevorzugt auf kleineren Aerosolen unter 3 µm durch die Luft, überraschenderweise viel mehr als auf größeren Partikeln. Nur diese kleinen Aerosole sind in der Lage, mit den an ihnen haftenden Viren die Immunabwehrsysteme der Schleimhäute in Mund, Nase und Bronchien auszutricken und unmittelbar die Lungenbläschen zu erreichen, wo sie großen Schaden anrichten können. Auch andere Viren nutzen die kleineren Aerosole als bevorzugten Übertragungsweg. So war etwa die Anzahl gemessener Influenzaviren, die mit um 0,08 bis 0,12 µm eine ähnliche Größe wie das SARS-CoV-2-Virus (0,12 µm) besitzen in Aerosolen unter 5 µm 8,8-mal größer als die Gesamtzahl aller nachgewiesener Influenzaviren in allen größeren Aersolen und Tröpfchen zusammengenommen (Gralton et al., 2013). Eine Gruppe um den Virologieprofessor Donald Milton, den die amerikanischen Chor- und Gesangslehrerverbände zu einer Risikoeinschätzung zur Zukunft des Singens befragt hatten, fand bei Untersuchungen zur Influenza 87 % der Virenpartikel in Aerosolen kleiner als 1 µm. Selbst bei dem vergleichsweise großen Tuberkulosebazillus (0,2 bis 0,5 μm x 2 bis 5 μm Größe) stellte sich bei Messungen heraus, dass erstaunlicherweise 59 % dieser Krankheitserreger auf Aerosolen kleiner als 3,3 µm übertragen wurden (Patterson et al, 2018). Diese Befunde zeigen, wie plausibel die Übertragung auch von SARS-CoV-2 durch die Luft ist und wie ernst dieser Übertragungsweg genommen werden sollte.

12. Mathematische Berechnungen und Computersimulationen machen Ansteckungsszenarien über die Luft als wesentlich dominanteren Weg vor der Tröpfcheninfektion plausibel

Eine bereits im Januar 2020 wohl noch ohne den Hintergrund von Covid-19 und im Juni bei Sciencedirect publizierte interdisziplinäre Studie der Universitäten von Hongkong vom Juni 2020 stellt fest, dass die Grundlagen der klassisch angenommenen Übertragung über Tröpfchen im Nahbereich überraschend unerforscht ist (Chen et al 2020). Die beteiligten Wissenschaftler haben auf der Grundlage bekannter Daten komplexe mathematische Berechnungen erstellt, um den Anteil von Tröpfchen und Aerosolen bei der Krankheitsübertragung im Nahbereich unterhalb von 2 m zu untersuchen. Auf dem Hintergrund von Tröpfchenentstehung, Verdunstungsverhalten der Tröpfchen, Geschwindigkeit, Schwerkraft, Exposition usw. zeigen diese Berechnungen, dass die Tröpfchenübertragung nur dann überwiegen kann, wenn die Tröpfchen größer als 100 μm sind und sich jemand mit dem Gesicht beim Sprechen weniger als 20 cm und beim Husten weniger als 50 cm vom Mund des Sprechenden oder Hustenden entfernt befindet. In allen anderen Fällen dominiert demnach die Aerosolübertragung. Bei ballistischen Tröpfchen kleiner als 50 μm entfallen bei einer Entfernung von 30 cm selbst beim Husten nur 10 % auf die klassisch postulierte Tröpfchenübertragung. Wenn die Ergebnisse stimmen, so gerät das klassische Tröpfchenparadigma massiv ins Wanken. Durch die Berechnungen wird deutlich gezeigt, dass das Abstandhalten hauptsächlich deshalb wirkt, weil Menschen dadurch weniger Aerosolen und nicht, wie bislang offenbar vielfach fälschlich kommuniziert wurde, weil sie größeren Tröpfchen ausgesetzt sind.

Auch die Computer-Berechnungen zum Ausbruch auf dem Kreuzfahrtschiff Diamond Princess kamen zu der gleichen Erkenntnis (Azimi et al. 2020):

Kurzstreckenübertragung war der dominierende Modus nach Beginn der Passagierquarantäne, wenn auch hauptsächlich aufgrund der Aerosolübertragung, nicht aufgrund von Tröpfchen.

Eine japanische Studie aus dem Frühjahr 2020 zeigt, wie beim Sprechen und Husten Aerosolwolken entstehen, deren Existenz man noch lange im Raum messen kann und die chaotisch zirkulieren. Die Verantwortlichen, u. a. Kazuhiro Tateda, Präsident der Japanischen Vereinigung für Infektionskrankheiten (TJAID), schliessen daraus, dass bei Gesprächen in einem geschlossenen Raum Fenster und Türen an zwei Enden immer offen gehalten werden müssen, um sicherzustellen, dass diese Mikrotröpfchen nach aussen fliessen können und nicht im Raum stagnieren.

Eine Gemeinschaftsstudie mehrerer Forschergruppen der Aalto-Univerität Helsinki ging der Verbreitung von durch Husten produzierten Aerosolwolken nach und zeigte mithilfe einer Simulation eines Supercomputers, dass diese in Geschäften über Regalreihen hinweg wandern, wie das nachfolgende Youtube-Video dokumentiert.

Eine Studie der City University of New York weist auf die chaotische Ausbreitung der Aerosolwolken in geschlossenen Räumen hin. Fugaku, der leistungsfähigste Computer der Welt in Japan wurde im Herbst 2020 zur Bekämpfung der Corona-Pandemie eingesetzt und erstellte komplizierte Simulationen von Tröpfchen und Aerosolübertragung (übrigens auch im Chor), die die Rolle der aerogenen Übertragung herausstrichen.

II. Widerspruch zu Argumenten gegen die Aerosolübertragung

Als die ersten Stimmen laut wurden, dass SARS-CoV-2 sich über die Luft übertragen soll, war die Gegenwehr in medizinischen Kreisen groß, und die WHO hatte wie beschrieben in ihrem Faktencheck die These damals noch als “incorrect” abgestempelt.

Jedoch die Belege für die Luftübertragungsthese mehrten sich, und Anfang Juli schickten 239 Wissenschaftler einen offenen Brief an die WHO mit der Aufforderung, die Luftübertragung ernst zu nehmen und entsprechende Maßnahmen zu implementieren (Morawska und Milton 2020). Nur wenige Tage später erschien eine gegenteilige Studie unter Leitung des Harvard-Mediziners Michael Klompas, worin der Versuch unternommen wurde, die Luftübertragung außer in Ausnahmefällen wie schlecht belüfteten Räumen, als nicht zutreffend oder nicht dominant zu verwerfen (Klompas et al. 2020). Als Antwort auf diese Studie veröffentlichte Jose Luis Jimenez, Chemieprofessor und langjähriger Aerosol-Forscher, eine Gegenargumentation COVID-19 Data Dives: Why Arguments Against SARS-CoV-2 Aerosol Transmission Don’t Hold Water bei Medscape, in der er den Finger auf die Schwachstellen der Gegener der Aerosolübertragungsthese legte.

Die Argumente und ihrer Gegenargumente sind folgende:

  • Reproduktionsfaktor als Gegenargument zur Luftübertragung?: Seit Beginn der Pandemie widersprechen Ärzte auf den vergleichsweise niedrigen Reproduktionsfaktor bei Covid-19. So sagte der Schweizer Infektiologe Hugo Sax im Frühjahr, dass Corona nicht über die Luft übertragen wird: “Sonst gäbe es viel mehr Fälle.” In die gleiche Richtung argumentierte Michael Klompas in der viel beachteten Hardvard-Studie gegen die Evidenz der Luftübertragung im Juli 2020 (Klompas et al. 2020). Noch im Oktober 2020 berief sich Stefan Kuster (Leiter übertragbare Krankheiten des Schweizer BAG) in einer Pressekonferenz auf den vergleichsweise niedrigen Reproduktionsfaktor als Gegenargument dafür, dass Aerosolübertragung ein große Rolle in der Pandemie spielt. Die Welt hätte, so Kuster, keine Chance gehabt, wenn Covid-19 mit einem Reproduktionsfaktor von 1,6 so funktioniere wie die Masern mit einem von 18. Diese Argumentation ist nicht logisch, da der eine Faktor mit dem anderen nichts zu tun hat. Auf diese logische Schwachstelle hebt ein Wissenschaftlerteam bereit 2019 im Zusammenhang mit der vermuteten Luftübertragung der Influenza ab: “Obwohl viele Infektionen in der Luft hochansteckend sind, ist dies streng genommen nicht Teil der Definition” (Tellier et al. 2019) Dem Argument widersprechen Aerosol-Forscher mit dem Argument, dass Klompas und sein Team selbst als mögliche Alternativerklärung gegenüberstellen: „Entweder ist die Menge an SARS-CoV-2, die für eine Infektion nötig ist, viel größer als bei Masern, oder Aerosole sind nicht der dominante Übertragungsweg.“ Aerosolforscher Jiminez kommentiert in seiner oben zitierten bei Medscape publizierten Antwort auf die Klompas-Studie, der Reproduktionsfaktor sei überhaupt das schwächste Argument und fügt hinzu: “SARS-CoV-2 ist in den meisten Fällen einfach viel weniger ansteckend.”
  • Ansteckungen nicht über größere Entfernungen?: Klompas und sein Team argumentierten in der gerade genannten Studie, dass sich die eher mit der Influenza vergleichbare Ansteckungsrate von Covid-19 kaum in Einklang bringen lasse mit der Ansteckung über weite Entfernungen, die man bei Masern etwa beobachte. Indes macht Jose l. Jiminez als Repräsentant der Gegenseite auch hier geltend, dass eine Aerosolansteckung, eben gerade wenn die Infektiosität nicht so hoch ist wie bei den Masern, auf kurze Entfernungen sehr viel effektiver ausfalle. Aerosole werden ja auf die Entfernung zunächst einmal sehr verdünnt, bevor sie erst nach und nach zu einer kritischen Masse anwachsen können, die ansteckend sein kann. Mittlerweile liegen wie oben gezeigt genügend Daten (etwa aus Chören, aus Fleischfabriken, aus öffentlichen Verkehrsmitteln) dafür vor, dass auch SARS-CoV-2-Viren bei Ansteckungen größere Entfernungen über die Luft verursachen kann. Was bei diesen unfreiwilligen “Mustermodellversuchen” als primärer Ansteckungsweg nahe lag, sollte auch zu denken geben, wenn es um Alltagssituationen geht, in denen Ansteckungen geschehen und die nicht in gleicherweise eindeutig der Aerosol-Ansteckung zugeordnet werden können. In der Tat haben, wie oben gezeigt, Computerberechnungen – u. a. die vom leistungsstärksten Rechner der Welt Fugako – gezeigt, dass die allermeisten Ansteckungen im Nahbereich unter 2 m auf Aerosole und nicht auf größere Tröpfchen zurückzuführen sind. Eine Wissenschaftlerteam aus Hongkong hat berechnet, dass der bei einem typischen Gesprächsabstand von etwa 1 Meter die Aussetzung gegenüber Aerosolen etwa 2000-mal höher ist als die Aussetzung gegenüber Tröpfchen (Chen et al. 2020). Das ist deutlich. Das vielfach geäußerte irreführende Argument sollte endlich begraben werden.
  • Chirurgische Masken würden nicht helfen und Krankenhauspersonal müsste mehr infiziert sein?: Lange Zeit war die vorherrschende und auch von der WHO supportierte Auffassung, dass einfache chirurgische Masken gegen SARS-CoV-2-Viren in der Luft nichts ausrichten würden. Sie würden nur größere Tröpfchen zuverlässig abhalten. Wenn solche chirurgischen Masken trotz der größeren Zwischenräume in der Gitterstruktur ihres Stoffes, durch die SARS-CoV-2-Viren von der Größe von 0,12 μm eigentlich ungehindert durchfliegen können, im Krankenhaus Ansteckungen verhindern konnten, dann sollte eigentlich der Aerosol-Weg nicht dominant sein. Hierauf lässt sich einiges sagen. Zunächst einmal gab es verhältnismässig viele Ansteckungen des Personals trotz dieser Masken auch in Krankenhäusern. So dann schwirren Viren nicht einfach so durch die Luft, sondern brauchen zwingend neben größeren Tröpchen eben auch Aerosole. Die Saugfähigkeit der Masken und die Elektrostatik hindert dann einen Teil dieser Aerosole an der Durchdringung der Maske. Daneben sind viele Menschen mit Symptomen, gerade dann, wenn sie wegen ihnen bereits ins Krankenhaus aufgenommen oder gar beatmet werden müssen, weit weniger ansteckend, als in den Tagen vor Auftreten der ersten Symptome oder bei Symptombeginn. Sie können also kaum Viren freisetzen, wenn nicht die respiratorische Aerosolproduktion via Atmen, Sprechen, Lachen, Singen oder Schreien mit im Spiel ist.
  • Keine überlebensfähigen SARS-CoV-2-Viren aus der Luft isoliert?: Dieses Argument konnte vielleicht am Anfang der Pandemie noch punkten, und der zitierte Arzt Klompas konnte es im Juli noch nicht besser wissen. Das Argument kann aber spätestens seit dem Zeitpunkt, wo es Forschern der University of Florida gelungen ist, reproduktionsfähige Viren aus der Luft zu isolieren (s. o.), nicht mehr geäußert werden (Lednicky et al. 2020). Aber selbst wenn dies nicht gelungen wäre, so verweist Prof. Jiminez darauf, dass selbst bei Krankheiten wie den Masern, deren Luftübertragungsmöglichkeit außer Frage steht und allgemein akzeptiert ist, kein reproduktionsfähiger Virus aus der Luft isoliert werden konnte. Viren sind außerordentlich fragile Gebilde, die bei solchen Versuchen sehr leicht Schaden erleiden. Selbst im Fall der Tuberkulose, einer Krankheit, die nur über die Luft übertragbar ist (s. o.), ist dies beim viel größeren Tuberkulose-Bakterium nur in einem Fall gelungen – und das in einem sehr kleinen Raum direkt nach einem Huster.

III. Die Superspreader-Problematik: Viruslast entscheidend! Nicht jedes Aerosol trägt einen Virus, nicht jede virenbeladene Aerosolansammlung ist ansteckend

Die Ansteckung über die Luft ist wie bislang gezeigt also höchst plausibel. Das heißt nun aber im Umkehrschluss nicht, dass man überall von in der Luft schwirrenden Viren infiziert würde, wenn man nur welche einatmet. Hierzu kursieren einige falsche Vorstellungen, denen ich vorbeugen möchte: Viren fliegen nicht allein durch die Luft, sondern gebunden an Tröpfchen und Aerosole. Eine Ansteckung über die Luft hängt also davon ab, dass man innerhalb eines (noch nicht bestimmbaren?) Zeitraums genügend virenbeladene Aerosole eingeatmet hat, um dadurch genügend infiziert zu werden. Hier treiben Superspreader, die eine sehr hohe Virenlast entwickeln, das globale Ansteckungsgeschehen an. Einzelne Menschen emittieren auch besonders viele Aerosole. Auf diese Situationen müssen Schutzmaßnahmen auch in Chören prophylaktisch reagieren, um größere Ansteckungsszenarien in Chören zu vermeiden und die Pandemie nicht weiter anzufachen.

  • Viren brauchen zwingend Träger in der Luft: Wenn von Übertragung über die Luft die Rede ist, stellen sich viele vor, dass Viren einfach durch die Luft schwirren können. Das ist nicht richtig. Die Viren brauchen dazu zwingend Tröpfchen oder Aerosole als Träger. Das hat beispielsweise Auswirkungen auf die Erkenntnis, warum Masken schützen können, obwohl die Zwischenräume in ihrer Gitterstruktur oft deutlich größer ausfallen als das mit 0,1 μm sehr kleine Virus. Die Größe der Tröpfchen oder Aerosole wie auch die Saugfähigkeit des Maskenmaterials führt dazu, dass möglicherweise an ihnen haftende Viren von Masken zurückgehalten werden können. Aufgrund der Aufmerksamkeit der Presse der Aerosolinfektion gegenüber halten viele Menschen nun Aerosole generell für gefährlich. Dass beim Atmen, Sprechen, Schreien oder Singen Aerosole entstehen, ist jedoch ein völlig normaler Vorgang, und Aerosole sind zunächst einmal völlig neutral. Erst wenn sie wie größere Tröpfchen auch Viren tragen, geht von ihnen eine potenzielle Gefahr aus.
  • Zur Ansteckung (vermutlich) hohe Viruslast in der Luft und längere Aussetzungszeit nötig: Manche haben auch Angst, dass sie sofort über die Luft angesteckt werden könnten, wenn sie nur einem Infizierten begegnen. Die Wahrscheinlichkeit dazu tendiert wohl gegen Null, wenn man den Sicherheitsabstand einhält und die Zeit, in der man mit einer infizierten Person in einem schlecht belüfteten kleineren Raum verbringt, klein hält. Die Zeit reicht dann bei Einhaltung der empfohlenen Sicherheitsabstände wohl schlicht nicht aus, um überhaupt genügend Viren über die Raumluft einzuatmen. Wie in vielen Fällen gilt hier wohl: Die Dosis macht’s. Das muss man sich wohl so vorstellen, dass zwar nicht jedes eingeatmete Virus noch funktionsfähig ist, dass aber bei einer höheren Dosis mehr funktionsfähige Viren dabei sind, die parallel zueinander Zellen infizieren können. Je mehr Zellen dann zu dem Zeitpunkt gleichzeitig infiziert werden, desto schwerer kann wohl der Krankheitsverlauf von Covid-19 ausfallen.
  • Superspreader treiben die Pandemie an: Nun ist die Viruslast bei der Mehrzahl der Infizierten ohnehin recht gering, so dass sie oft überhaupt niemand anstecken, noch nicht einmal die Familie unterm eigenen Dach. Oder aber sie stecken gerade noch Familienmitglieder an, mit denen sie engen Kontakt hatten oder schlecht belüftete Räume geteilt haben, sonst aber niemanden. Es wird geschätzt, dass nur jeder Fünfte so viele Viren produziert, dass er andere damit anstecken kann. Diese 20 % der Infizierten sind grob gesagt für 80 % Prozent aller insgesamt Infizierten verantwortlich. Virologen wie Christian Drosten oder Christan Althaus gehen davon aus, dass sich die Pandemie über Cluster verbreitet, wohinter Superspreader-Events stehen. Auch wenn es den Anschein hat, dass es ein diffuses Verbreitungsgeschehen gibt, sollen der Schein hier trügen und eigentlich doch Superspreader-Events stattgefunden haben, die aber unentdeckt bleiben. Vor dort aus wird dann der Virus in die Familien getragen, wo die Ansteckungen naturgemäss schneller auffallen und besser zurück verfolgbar sind. Bevorzugte Clusterbildung scheint daher in Bars, Restaurants, Kirchen, Chören, Fitnessstudios, Fleischverarbeitungsbetrieben und eben überall, wo viele Aerosole produziert werden, aufzutreten. Eine amerikanische Studie hat anhand von Berechnungen auf der Grundlage von fast 100 Millionen Mobilfunknutzern und 5,4 Mrd. Bewegungsdaten pro Stunde sehr zuverlässig aufgezeigt, dass sich außerhalb von Familen der größte Anteil der Ansteckungsereignissen in Restaurants abgespielt haben müssen, was bis dahin vielfach unentdeckt blieb (Chang et al 2020). Im Ranking der Ansteckungsplätze folgten auf die Restaurants Kirchen, wobei man sagen muss, dass in amerikanischen Kirchen vielfach trotz Pandemie weiter gesungen wurde, weil christlich-konservative Kreise auf die Regierung Druck ausgeübt haben, entsprechende Hinweise zur Luftübertragung lange Zeit – bis Anfang November 2020 – nicht in die Beschreibung von Covid-19 aufzunehmen (s. o.).
  • Superspreader haben eine enorm hohe Viruslast: Die Unterschied des Infektiosität liegen primär in der Viruslast begründet. Diese kann zwischen schwach infizierten und Superspreadern enorm voneinander abweichen. Menschen mit geringer Viruslast können etwa nur 1000 Viren pro ml in ihrem Speichel haben und damit nur nicht oder nur sehr schwer jemanden anstecken. Superspreader dagegen können eine extrem hohe Viruslast von 100 Mrd. Viren pro ml Speichel entwickeln. Ein solcher Superspreader ist theoretisch wie praktisch in der Lage, selbst größere Räume bis zu Kirchen und Hallen – abhängig von seiner Tätigkeit und gemeinsamer Aufenthaltsdauer – in vergleichsweise kurzer Zeit viral so zu kontaminieren, dass andere angesteckt werden können: Je mehr Aerosole er emittiert, desto größer die Wirkung. Man weiss mittlerweile recht sicher, dass Corona-Infizierte die größte Viruslast ein bis zwei Tage vor Ausbruch der Symptome tragen. Treten die Symptome auf, ist die Virenlast bereits auf dem Rückzug (vgl. hierzu Metastudie Benefield et al. 2020). Wenn der Infizierte aber nicht viel spricht oder singt, geht die Ansteckungsgefahr von ihm mehr dann aus, wenn er durch Husten (und wohl seltener Niesen) Tröpfchen und Aerosole absondert. Der Erkrankte ist dann noch für einige Tage, aber in stetig abnehmendem Masse infektiös. Manche bleiben allerdings für längere Zeit infektiös. Aber selbst bei Menschen mit einer sehr hohen Viruslast kann es auch sein, dass überhaupt keine Symptome auftreten und dass sie nicht einmal merken, dass sie im Moment ihrer größten Viruslast möglicherweise viele andere Menschen infizieren. Auf diese Situation ist die Gesellschaft und sind wir in den Chören zum Teil noch zu wenig eingestellt. Im Moment ist es noch schwierig zu sagen, wie häufig es zu den immens hohen Viruslasten kommt. Nicht jeder potenzielle Superspreader wird auch zu einem: der passende Ort und die passende Zeit dafür müssen zusammenkommen.
  • Superspreader aber zur Gruppeninfektion nicht zwingend nötig: Auch wenn vielleicht nur jeder 100. Infizierte die Viruslast eines Superspreaders aufbringen würde, so zeigen Berechnungen der Aerosolforscher G. Buonanno, L. Morawska und L. Stabile vom Juli 2020 dass aerogen verursachte Masseninfektionen nicht unbedingt “durch das seltene Vorhandensein eines Superspreaders verursacht werden, sondern wahrscheinlich durch das Nebeneinander von Bedingungen, einschließlich Emissions- und Expositionsparametern, erklärt werden können, was zu einem sehr wahrscheinlichen Ereignis führt, das als ‘Superspreading-Ereignis’ definiert werden kann”. In eine tendenziell ähnliche Richtung verweisen Messungen und Berechnungen des Hermann-Rietschel-Instituts Berlin, die aufzeigen, wie bei mehreren Infizierten in einem Raum das Infektionsrisiko schnell stark anwachsen kann (Hartmann et al. 2020).
  • Rolle der Superemitter unklar: Verschiedene Aerosolstudien weisen darauf hin, dass es neben den Superspreadern, die eine massive Viruslast aufweisen, auch so genannte Superemitter gibt, die 10 bis 20 x mehr Aerosole emittieren als andere Personen. Verschiedentlich wurde der Verdacht geäußert, dass Superemitter bevorzugt Superspreader sind. Im Verhältnis zu den riesigen Unterschieden bei der Viruslast fällt diese Relation jedoch recht bescheiden aus. Jedoch wird ein Superemitter bei gleicher Viruslast in jedem Fall ansteckender sein. Verschiedene Studien haben gezeigt, dass es oft – aber nicht zwingend! – ältere Menschen sind, die erheblich mehr Aerosole emittieren als jüngere. Superspreader sollen deutschen Medien zufolge auf der Grundlage einer japanischen Studie bevorzugt präsymptomatische oder asymptomatische infizierte Frauen unter 30 % sein (Furuse et al. 2020). Die Datenlage der Studie ist jedoch außerordentlich dünn – zu dünn, um solche pauschalen Aussagen zu machen.

Dieser Menupunkt sollte nachvollziehbar machen, warum die Luftübertragung überhaupt ernstgenommen werden soll. Im nächsten Menüpunkt möchte ich tabellarisch die Ansteckungswege gegenüber halten und zeigen, warum die Luftübertragung vermutlich überhaupt der primäre Ansteckungsweg bei SARS-CoV-2 ist. Zum Teil sind solche Hinweise hier schon genannt worden und werden dort noch einmal kurz aufgegriffen.

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