Coronavirus SARS-CoV-2 (COVID-19)

Hintergrund

Am 31.12.2019 berichtete die städtische Gesundheitskommission von Wuhan (WMHC) erstmals über einen Ausbruch von Pneumonien in der chinesischen Metropole Wuhan (11 Millionen Einwohner), Provinz Hubei in China. Der Ausgangspunkt des Ausbruchs mit einem neuartigen Coronavirus scheint ein am 01.01.2020 geschlossener Fischmarkt in Wuhan zu sein, wo außer Fischen auch andere Tiere wie Geflügel, Fledermäuse und Wildtiere verkauft wurden.

Erreger

Elektronmikrospische Darstellung mehrerer Coronaviren

SARS-CoV-2 im Elektronenmikroskop

Extrem vergrößerte elektronmikrospische Darstellungvon drei nebeneinanderliegenden Coronaviren

Hochauflösende Darstellung von SARS-CoV-2 im Elektronenmikroskop

Als Auslöser dieser neuen, von der WHO als COVID-19 (coronavirus disease 2019) benannten Erkrankung wurde am 07.01.2020 das neuartige Coronavirus 2019-nCoV identifiziert. Das Virus gehört wie MERS-CoV und SARS-CoV zu den β-Coronaviren. Aufgrund seiner engen genetischen Verwandtschaft mit dem SARS-Erreger wird 2019-nCoV mittlerweile offiziell als SARS-CoV-2 bezeichnet.

Coronaviren können relativ leicht ihr Wirtsspektrum erweitern und die Artengrenze überspringen. Die bekannten humanpathogenen Coronavirus-Spezies (HCoV) fallen in zwei Genera:

  • Alphacoronavirus
    • HCoV-229E
    • HCoV-NL63
  • Betacoronavirus
    • HCoV-HKU1
    • HCoV-OC43

Diese vier Spezies zirkulieren weltweit endemisch. Sie verursachen vorwiegend milde Erkältungskrankheiten, können aber mitunter schwere Pneumonien hervorrufen, vor allem im frühen Kindesalter sowie bei alten und immunsupprimierten Menschen.

Die ebenfalls zum Genus Betacoronavirus gehörenden Spezies SARS-CoV, MERS-CoV und SARS-CoV-2 sind erst vor kurzer Zeit aus tierischen Reservoirs auf den Menschen übergetreten. Es handelt sich daher also um zoonotische Infektionen, d. h. die Viren überschreiten eine Speziesbarriere. Diese Viren können beim Menschen auch schwer verlaufende Infektionen, meist der Atemwege, auslösen. Insbesondere bei älteren Patienten mit Vorerkrankungen kann es auch zu Todesfällen kommen. In Zusammenhang mit der ursprünglichen Häufung von Pneumonien bei Aufenthalt bzw. Tätigkeit auf dem Fischmarkt in Wuhan werden Mensch-Tier-Kontakte als mögliche Quelle für das SARS-CoV-2 angenommen, wobei die genaue Quelle noch ungeklärt ist.

Das neue Coronavirus SARS-CoV-2 wurde vom Ausschuss für Biologische Arbeitsstoffe (ABAS) mit Beschluss 1/2020, letztmalig aktualisiert am 08.12.2020 in Risikogruppe 3 mit der Kennzeichnung „Z“ eingruppiert. Die Kennzeichnung „Z“ weist darauf hin, dass es sich um einen zoonotischen Erreger handelt, der zwischen Tier und Mensch übertragbar ist. Mit Richtlinie (EU) 2020/739 der Kommission vom 03.06.2020 erfolgte die Legaleinstufung von SARS-CoV-2 seitens der EU ebenfalls in Risikogruppe 3.

SARS-CoV-2 verwendet das zellmembranständige Enzym ACE-2 als Rezeptor, um in die Wirtszellen zu gelangen; unterstützt wird der Zelleintritt durch die zelluläre Protease TMPRSS2 und andere Proteasen. ACE-2 und TMPRSS2 werden auf hohem Niveau im Nasenepithel koexprimiert, wodurch man sich die effiziente Vermehrung in und Ausscheidung von SARS-CoV-2 aus den oberen Atemwegen erklärt. Eine ebenfalls hohe Dichte an ACE-2 findet sich in Darmschleimhautzellen, der Innenauskleidung der Blutgefäße (Endothel), dem Nierenepithel und Herzmuskelzellen. Histopathologische Studien zeigen einen Organtropismus u.a. für Lunge, Darm, Niere, Herz und ZNS (zentrales Nervensystem).

COVID-19 kann sich daher in vielfältiger Weise und nicht nur in der Lunge, sondern auch in anderen Organsystemen manifestieren. Die Manifestationsorte sind u. a. von der Dichte der ACE-2-Rezeptoren in den Geweben abhängig, die dem Virus den Eintritt in die Zelle ermöglichen. Neben direkten zellschädigenden Effekten durch die Virusvermehrung im Gewebe tragen auch überschießende Immunreaktionen sowie Durchblutungsstörungen in Folge einer Hyperkoagulabilität zu schweren Verläufen einer COVID-19-Erkrankung bei.

Von der Stadt Wuhan und der Provinz Hubei ausgehend, hat das Virus zuerst China erfasst und sich dann rasant auf allen Kontinenten ausgebreitet, so dass die WHO dieses Infektionsgeschehen seit dem 11.03.2020 als Pandemie einstuft. Der globalen Corona-Gesundheitsnotstand wurde am 05. Mai 2023 aufgehoben und die höchste pandemische Alarmstufe damit für beendet erklärt.

Übertragbarkeit

Das neue Coronavirus SARS-CoV-2 ist bei engem Kontakt direkt oder als Tröpfcheninfektion von Mensch zu Mensch übertragbar. Übertragungsfähig sind sowohl präsymptomatisch und symptomatisch als auch asymptomatisch Infizierte.

Der genaue Zeitraum, in dem Ansteckungsfähigkeit besteht, ist noch nicht klar definiert. Als sicher gilt, dass die Ansteckungsfähigkeit in der Zeit um den Symptombeginn am größten ist und dass ein erheblicher Teil von Transmissionen bereits etwa 1 – 2 Tage vor dem Auftreten erster klinischer Symptome erfolgt. Zudem ist gesichert, dass bei normalem Immunstatus die Kontagiosität im Laufe der Erkrankung abnimmt und dass schwer erkrankte Patienten mitunter länger infektiöses Virus ausscheiden als Patienten mit leichter bis moderater Erkrankung. Nach derzeitigem Kenntnisstand geht bei leichter bis moderater Erkrankung die Kontagiosität 10 Tage nach Symptombeginn deutlich zurück. Bei schweren Krankheitsverläufen und bei Vorliegen einer Immunschwäche können Patienten auch noch erheblich länger als 10 Tage nach Symptombeginn ansteckend sein.

Die Infektion erfolgt vor allem als Tröpfcheninfektion, also die Übertragung über Tröpfchen, die beim Husten oder Niesen sowie beim Atmen und, Sprechen oder Singen entstehen und bei Unterschreitung des Mindestabstands von 1,5 m leicht auf die Schleimhäute von Nase und Mund gelangen. Die Übertragung als Schmierinfektion und eine Ansteckung über die Bindehaut der Augen sind zumindest theoretisch möglich.

Ein weiterer wichtiger Übertragungsweg besteht durch Aerosole in der Raumluft. Beim Atmen und Sprechen, aber noch weitaus stärker beim Schreien und Singen werden vorwiegend kleine Partikel (Aerosole) ausgeschieden, beim Husten und Niesen entstehen zusätzlich deutlich mehr größere Tröpfchen. Während insbesondere größere respiratorische Tröpfchen schnell zu Boden sinken, können die kleineren Aerosole - auch über längere Zeit - in der Luft schweben und sich in geschlossenen Räumen verteilen. Ob und wie schnell die Tröpfchen und Aerosole absinken oder in der Luft schweben bleiben, ist neben der Größe der Partikel von einer Vielzahl weiterer Faktoren, u.a. der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit, abhängig. Das Tragen eines Mund-Nasen-Schutzes oder einer FFP2-Maske kann das Risiko einer Übertragung durch Partikel jeglicher Größe im unmittelbaren Umfeld um eine infizierte Person reduzieren.

Bei längerem Aufenthalt in kleinen, schlecht oder nicht belüfteten Räumen kann sich die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung durch Aerosole auch über eine größere Distanz als 1,5 m erhöhen, insbesondere dann, wenn eine infektiöse Person besonders viele kleine Partikel (Aerosole) ausstößt, sich längere Zeit in dem Raum aufhält und exponierte Personen besonders tief oder häufig einatmen. Durch die Anreicherung und Verteilung der Aerosole im Raum ist das Einhalten des Mindestabstandes zur Infektionsprävention ggf. nicht mehr ausreichend. Ein effektiver Luftaustausch kann die Aerosolkonzentration in einem Raum vermindern. Geschlossene Räume sollten daher regelmäßig und ausgiebig gelüftet werden. Übertragungen im Außenbereich kommen insgesamt selten vor.

Grundsätzlich gelten das Abstandhalten zu anderen Personen, das Einhalten von Hygieneregeln, das Tragen von Mund-Nasen-Schutz oder FFP2-Masken sowie Lüften (AHA + L-Regel) als wichtige Maßnahmen, die insbesondere auch die Übertragung von (noch) nicht erkannten Infektionen verhindern.

Virusvarianten

Bei Viren kann es im Zuge ihrer Vermehrung zu punktweisen Veränderungen an einzelnen Nukleotiden (Basen) im Viruserbgut (Genom) kommen. Die Entstehung solcher Mutationen ist ein natürlicher Vorgang, der auch bei SARS-CoV-2 zur Entstehung verschiedener Mutanten geführt hat. Von einer Variante spricht man dagegen, wenn sich eine Viruslinie von SARS-CoV-2 etabliert hat, die sich von anderen Linien durch ihr Mutationsprofil unterscheidet. I.d.R. unterscheiden sich Varianten durch mehrere Mutationen an verschiedenen Stellen des Virusgenoms.

Im Verlauf der SARS-CoV-2 Pandemie hat sich das Hauptaugenmerk immer wieder auf bestimmte Varianten konzentriert.

Die WHO klassifiziert diese in drei Kategorien:

  • Variants of Concern (VOCs), die aufgrund erhöhter Übertragbarkeit, veränderter Pathogenität oder verminderter Wirksamkeit von Gegenmaßnahmen als besonders besorgniserregend eingestuft werden;
  • Variants of Interest (VOIs), die engmaschig beobachtet werden; sowie
  • Variants Under Monitoring (VUMs), die genetische Merkmale aufweisen, die eine weitere Beobachtung erfordern.

Im März 2023 aktualisierte die WHO ihr Varianten-Überwachungssystem grundlegend: Da seit Februar 2022 über 98 % aller sequenzierten SARS-CoV-2-Proben der Omikron-Familie zugehören, werden Omikron-Sublinien seitdem eigenständig als VOI oder VUM bewertet. Griechische Buchstabenbezeichnungen werden fortan ausschließlich für VOCs vergeben.

Im Verlauf der Pandemie wurden insgesamt fünf SARS-CoV-2-Varianten als VOC eingestuft:

  • Alpha: B.1.1.7 (erstes Auftreten in Großbritannien, September 2020)
  • Beta: B.1.351 (erstes Auftreten in Südafrika, Mai 2020)
  • Gamma: B.1.1.28.1 (erstes Auftreten in Brasilien, November 2020)
  • Delta: B.1.617.2 (erstes Auftreten in Indien, Oktober 2020) – zur besseren phylogenetischen Nachverfolgung ab August 2021 in Sublinien mit dem Präfix AY unterteilt
  • Omikron: B.1.1.529 (erstes Auftreten in Botswana und Südafrika, November 2021) – mit einer Vielzahl von Sublinien (BA.1–BA.5) sowie rekombinanten Linien

Alpha, Beta, Gamma und Delta zirkulieren nicht mehr und werden von der WHO seit 2023 als „früher im Umlauf befindliche VOCs" geführt. Omikron und seine Nachkommenlinien bilden seither den genetischen Hintergrund der globalen SARS-CoV-2-Evolution.

Aktuelle Situation (Stand: Anfang 2026): Derzeit sind keine SARS-CoV-2-Varianten als aktiver VOC eingestuft. Das Infektionsgeschehen wird vollständig durch Omikron-Nachkommenlinien bestimmt. Die WHO führt aktuell:

VOI (Variant of Interest): JN.1 (eine BA.2.86-Sublinie, dominant im Winter 2023/24, weiterhin genetische Basis vieler zirkulierender Sublinien)

VUMs (Variants Under Monitoring), u.a.: KP.3.1.1, LP.8.1, NB.1.8.1 (sog. „Nimbus"), XEC (Rekombinante aus KP.3.3 und KS.1.1, dominant Ende 2024) sowie XFG (sog. „Stratus", Rekombinante aus LF.7 und LP.8.1.2, aufkommend Anfang 2025) sowie BA.3.2 (sog. „Cicada", ein phylogenetisch jüngerer Nachkomme der ursprünglichen BA.3-Linie, entstanden zwischen Ende 2023 und Mitte 2024, die trotz ihrer Abstammung von der früh kaum zirkulierten BA.3-Linie wieder an Bedeutung gewonnen hat).

Im Unterschied zur früheren Dominanz einzelner Varianten zirkulieren seit der Omikron-Ära mehrere Sublinien gleichzeitig. Alle bislang beobachteten Omikron-Sublinien teilen charakteristische Eigenschaften: hohe Übertragbarkeit, Replikation im oberen Respirationstrakt, tendenziell mildere Krankheitsverläufe im Vergleich zu früheren VOCs sowie ausgeprägte Immunflucht-Eigenschaften. Die WHO koordiniert die globale Variantenüberwachung seit 2024 über das neu gegründete WHO Coronavirus Network (CoViNet).

Aktuelle Informationen zu den in Deutschland und Bayern zirkulierenden SARS-CoV-2-Varianten finden sich auf den Seiten des Projekts Bay-VOC (bay-voc.lmu.de) sowie beim RKI (rki.de/covid-19-varianten).

Die kontinuierliche Surveillance der in Deutschland und Bayern zirkulierenden SARS-CoV-2-Varianten erfolgt u. a. durch Gesamtgenomsequenzierung positiver Proben. Aktuelle Ergebnisse für Bayern werden auf der LGL-Seite zur genombasierten Basisdiagnostik und SARS-CoV-2-Abwassersurveillance (https://bay-voc.lgl.bayern.de/index.xhtml) veröffentlicht.

Das RKI sowie internationale Behörden, wie die europäische ECDC und die WHO definieren darüber hinaus sogenannte "variants of interest" (VOI), deren Vorkommen und geographische Ausbreitung ebenfalls kontrolliert werden sollten.

Fälle in Deutschland bzw. Bayern

Im Rahmen der behördlichen Erregersurveillance werden Virusvarianten aber weiterhin erfasst, um veränderte Situationen und neue zirkulierende Viruslinien rechtzeitig zu erkennen:

Generell wird allen Bürgerinnen und Bürgern empfohlen, das Angebot zu einer Schutzimpfung gegen SARS-CoV-2 entsprechend der jeweils aktuellen STIKO-Empfehlung anzunehmen und sich impfen zu lassen.

Patienten, die positiv auf das Virus getestet werden, werden entsprechend der Schwere ihrer Symptomatik gegebenenfalls in einem Krankenhaus medizinisch überwacht.

Symptome

Die Inkubationszeit von COVID-19 beträgt im Mittel 5-6 Tage mit einer Spannweite von 1 bis zu 14 Tagen. Die häufigsten klinischen Symptome einer Infektion mit SARS-CoV-2 umfassen nach derzeitigem Stand vor allem Husten und Fieber sowie schnupfenartige Symptome mit Rachenentzündung, Halsschmerzen, einer laufenden Nase, Atembeschwerden und Kurzatmigkeit sowie Störungen des Geruchs- und Geschmackssinns. In einigen Fällen wurde auch von Durchfall berichtet. Symptomlose Verläufe insbesondere bei jüngeren Infizierten kommen vor. Mindestens 80 % der Erkrankungen verlaufen mit milden bis moderaten Symptomen. Schwerere Erkrankungsverläufe mit Lungenbeteiligung bis hin zur Pneumonie sind möglich. In Einzelfällen ist ein akutes Lungenversagen (acute respiratory distress syndrome, ARDS) möglich, wobei es insbesondere bei älteren Patienten mit Vorerkrankungen zu Todesfällen kommen kann. Zur Therapie stehen mittlerweile verschiedene antivirale Medikamente zur Verfügung (s. RKI-Seite zur COVID-19-Therapie). Die Therapie erfolgt somit abhängig von der Schwere der Erkrankung symptomatisch. Mittlerweile sind mehrere Impfstoffe gegen SARS-CoV-2 entwickelt und zugelassen und werden zur Immunisierung der Bevölkerung eingesetzt.

Risikogruppen für schwere Verläufe

Schwere Verläufe sind eher selten, können aber auch bei Personen ohne bekannte Vorerkrankung auftreten und werden auch bei jüngeren Patienten beobachtet.
Nach Angaben des RKI werden bei folgenden Personengruppen schwere Krankheitsverläufe häufiger beobachtet (aktuelle Details s. RKI-Steckbrief zu COVID-19):

  • ältere Personen (mit stetig steigendem Risiko für einen schweren Verlauf ab etwa 50–60 Jahren; 85% der in Deutschland an COVID-19 Verstorbenen waren 70 Jahre alt oder älter [Altersmedian: 82 Jahre])
  • Männliches Geschlecht
  • Raucher (schwache Evidenz)
  • stark adipöse (übergewichtige) Personen
  • Personen mit bestimmten Vorerkrankungen, ohne Rangfolge:
    • des Herz-Kreislauf-Systems (z. B. koronare Herzerkrankung und Bluthochdruck)
    • chronische Lungenerkrankungen (z. B. COPD)
    • chronische Nieren- und Lebererkrankungen
    • psychiatrische Erkrankungen (z. B. Demenz)
    • Patienten mit Diabetes mellitus (Zuckerkrankheit)
    • Patienten mit einer Krebserkrankung
    • Patienten mit geschwächtem Immunsystem (z. B. aufgrund einer Erkrankung, die mit einer Immunschwäche einhergeht oder durch die regelmäßige Einnahme von Medikamenten, die die Immunabwehr beeinflussen und herabsetzen können, wie z. B. Cortison)

Nachweis

Der Nachweis kann mittels PCR oder immunologischen Testverfahren geführt werden. Als Probenmaterial aus den tiefen Atemwegen eignen sich:

  • Bronchoalveoläre Lavage
  • Sputum (nach Anweisung produziert bzw. induziert)
  • Trachealsekret

Als Probenmaterial aus den oberen Atemwegen eignen sich:

  • Nasopharynx-Abstrich, -Spülung oder -Aspirat
  • Oropharynx-Abstrich

Ein negatives PCR-Ergebnis schließt die Möglichkeit einer Infektion mit SARS-CoV-2 nicht vollständig aus. Gegebenenfalls muss der Test mit erneut gewonnenem Probenmaterial wiederholt werden.

Einschätzung durch die WHO

Die WHO hat am 30.01.2020 das Ausbruchsgeschehen mit dem neuen Coronavirus (SARS-CoV-2) zu einer sogenannten Gesundheitlichen Notlage internationaler Tragweite erklärt. Dies versetzt die WHO in die Lage, Empfehlungen zur Seuchenbekämpfung auszusprechen. Die weitere Entwicklung führte dazu, dass die weltweite Ausbreitung von COVID-19 am 11.03.2020 von der WHO zu einer Pandemie erklärt wurde.

Am 05. Mai 2023 hat die WHO den globalen Corona-Gesundheitsnotstand aufgehoben und die höchste pandemische Alarmstufe für beendet erklärt, nachdem die Pandemie bereists seit einem Jahr einem nachlassenden Trend folgte.

Meldepflicht nach Infektionsschutzgesetz (IfSG)

Es besteht für die Coronavirus-Krankheit-2019 (COVID-19) eine Arzt-Meldepflicht nach §6 IfSG sowie für den direkten und indirekten Nachweis von SARS-CoV und SARS-CoV-2 eine Labor-Meldepflicht nach §7 IfSG, soweit die Nachweise auf eine akute Infektion hinweisen. Die Ergebnisse der variantenspezifischen PCRs und der Gesamtgenomsequenzierungen müssen ebenfalls nach §7 IfSG an das zuständige Gesundheitsamt gemeldet werden.

Über das Deutsche Elektronische Melde- und Informationssystem für den Infektionsschutz (DEMIS) werden Erregernachweise von SARS-CoV-2 elektronisch an die zuständigen Gesundheitsämter gemeldet. Die elektronische Meldung soll eine weitere Beschleunigung des Meldeverfahrens ermöglichen.

Prävention durch die Behörden

Die bayerischen Gesundheitsbehörden beobachten die Entwicklung auch weiterhin sehr genau. Sie stehen dabei in engem Kontakt mit dem Bund und den anderen Bundesländern. Koordiniert wird die Beobachtung der Lage in Deutschland durch das RKI.

Darüber hinaus liefert die genombasierte Basisdiagnostik am LGL sowie das SARS-CoV-2-Abwassermonitoring wichtige Daten zur Einschätzung der epidemischen Lage in Bayern (https://bay-voc.lgl.bayern.de/index.xhtml).