Ebola: Die Mathematik der Epidemie

8. Oktober 2014
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Mit neuen Eckwerten, die Wissenschaftler errechneten, kann die Ebola-Epidemie in Westafrika mathematisch genau beschrieben werden. Ihre Daten könnten Gesundheitsbehörden helfen, die Epidemie einzudämmen.

Die Ebola-Epidemie im Westen Afrikas scheint aus dem Ruder zu laufen. Lokale und weltweite Gesundheitsbehörden sind mehr denn je daran interessiert zu wissen, wie sich die Epidemie weiterentwickeln wird, und wie sie allenfalls doch noch eingedämmt werden kann. Dabei helfen ihnen bestimmte Kenngrößen. Die Reproduktionsrate ist eine solche. Sie besagt, wie viele bisher gesunde Menschen eine mit dem Erreger infizierte Person im Schnitt ansteckt. Ebenfalls wichtig sind Inkubationszeit und Ansteckungszeit, also wie lange es von der Ansteckung bis zum Ausbruch von Symptomen dauert und in welchem Zeitraum nach der Ansteckung ein Patient infektiös ist.

Bei der gegenwärtigen Ebola-Epidemie gibt es mehrere Schätzungen dieser Kennzahlen. Sie wurden anhand von offiziellen Daten der Krankheitsfälle getroffen. Ein Team um Tanja Stadler, Professorin für Computational Evolution am Departement Biosysteme der ETH Zürich in Basel, hat diese Kenngrößen nun ausgerechnet – anhand der Gensequenz des Virus in verschiedenen Patientenproben und einem von der Gruppe entwickelten statistischen Computerprogramm.

Dunkelziffer erhoben

Die Sequenzen des Virus sind solche, die amerikanische, britische und sierra-leonische Wissenschaftler aus Blutproben von Patienten in Sierra Leone ermittelt hatten, und zwar in den ersten Wochen nachdem die Epidemie aus dem benachbarten Guinea in das Land überschwappte, im Mai und Juni 2014. Neuere Sequenzen seien derzeit nicht öffentlich erhältlich, sagt Stadler. Aus den Daten errechneten die Wissenschaftler eine Reproduktionsrate des Virus von 2,18. Dieser Wert ist im Bereich der bisherigen, anhand der Prävalenz geschätzten Werte, die zwischen 1,2 und 8,2 liegen.

„Ein großer Vorteil unserer Methode ist, dass wir damit auch die Dunkelziffer und somit das wahre Ausmaß der Epidemie errechnen können“, so Stadler. Denn bei den offiziellen Patientenzahlen handelt es sich immer nur um die den Gesundheitsbehörden gemeldeten Fälle. Die Zahl der tatsächlich Infizierten ist in der Regel um einiges höher. Mit den Daten, die den ETH-Forschern zur Verfügung standen, ermittelten sie eine Dunkelziffer von 30 Prozent. „Dies gilt aber nur für die untersuchte Situation im Mai und Juni in Sierra Leone. Wir müssen davon ausgehen, dass die Dunkelziffer heute weit höher ist“, präzisiert Stadler.

Virus-Stammbaum erstellt

Ermitteln konnten die Forscher schließlich auch die Inkubationszeit von Ebola (5 Tage, wobei dieser Wert mit einer großen Unsicherheit behaftet ist) und die Ansteckungszeit: Patienten können das Virus zwischen 1,2 und 7 Tagen nach ihrer Ansteckung weitergeben.

Um diese Werte zu erhalten, erstellten die Forscher anhand der Gensequenzen der verschiedenen Virusproben einen sogenannten phylogenetischen Stammbaum. „Das Ebola-Virus verändert sich im Körper von Patienten von Tag zu Tag, so dass sich die Virussequenz von Patient zu Patient leicht unterscheidet“, erklärt Stadler. In Kenntnis der verschiedenen Sequenzen konnten die Wissenschaftler bestimmen, zu welchem Zeitpunkt in der Vergangenheit es zu einer Ansteckung zwischen den Patienten gekommen ist. Daraus wiederum ließen sich die epidemiologischen Kenngrößen errechnen.

Bereits bei HIV getestet

Wichtig sind diese Werte, wenn es darum geht, Strategien zu entwickeln, um die Epidemie einzudämmen sowie die Wirksamkeit dieser Maßnahmen zu überprüfen. Eine solche Maßnahme ist beispielsweise eine Ausgangssperre. „Dauert sie länger als die Inkubationszeit, sind im Anschluss daran nur noch Personen, die Symptome zeigen, Träger der Krankheit“, sagt Stadler. Die Reproduktionsrate wiederum ist einer der wichtigsten Benchmarks von Gesundheitsdiensten. Das vordringlichste Ziel der Behörden ist, diese Rate auf einen Wert unter eins zu senken. Dies würde besagen, dass sich eine Epidemie nicht mehr weiter ausbreitet.

Die ETH-Wissenschaftler entwickelten das nun verwendete Computerprogramm in den vergangenen Jahren und testeten es damals mit Daten von HIV– und Hepatitis-C-Patienten. Nun passten sie das Programm an, um es für die Ebola-Epidemie verwenden zu können. Die Wissenschaftler hoffen nun, dass trotz der widrigen Umstände in den Epidemiegebieten das Erbgut der aktuell zirkulierenden Ebola-Viren sequenziert wird. Stadler: „Unser Programm steht nun bereit. Wenn wir aktuelle Ebola-Sequenzen erhalten, können wir damit buchstäblich über Nacht einen detaillierten Einblick in die Ausbreitung der Epidemie erhalten.“

Originalpublikation:

Insights into the Early Epidemic Spread of Ebola in Sierra Leone Provided by Viral Sequence Data
T. Stadler et al.; PLOS Current Outbreaks; 2014

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5 Kommentare:

Jeder seriöse Naturheilpraktiker versteht sich als Komplementär- oder Integrativmediziner/in, d. h. er/sie wird in der Naturheilkunde keine Alternative, sondern eine kooperative Ergänzung zur Schulmedizin sehen und die Grenzen der Anwendung beachten. Infektionskrankheiten sind primär unbedingt schulmedizinisch zu behandeln.
So sehr diese Plattform von kontroversen Diskussionen lebt, kann ich die Häme in Ihrem Kommentar, Herr Tsirigiotis, nicht nachvollziehen. Sicher gibt es Scharlatane, die das Leiden anderer schamlos ausnutzen. Aber die rekrutieren sich keineswegs nur aus Naturheilkundlern. Und zu Ebola: Hoffen wir alle, dass die Schulmedizin, die Epedemie in den Griff bekommt. Und vielleicht kann dann die Naturheilkunde auch einen Beitrag zur Roboranz und Rekonvaleszens leisten.

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Gast
Gast

Das ist ein sehr schöner Kommentar. Ich freue mich endlich auch mal von der Seite einer Heilpraktikerin nicht nur Anschuldigung, sonder auch Skepsis gegenüber der eigenen Methode zu lesen. Ich mache das auf schulmedizinischer Ebene genauso und habe nichts gegen Homöopathie, wenn sie nicht schadet.

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Sehr geehrter Christoph Tsirigiotis,
ich bin zwar nicht Ihre Kollegin, aber ich erlaube es mir Ihnen zu beantworten.
Uns verbindet was, und zwar ich bin eine Skeptikerin. Ich hinterfrage alles was ich nicht verstehen kann, auch wenn es mir als wissenschaftlich verkauft wird, hinterfrage ich es. Ich bin keine Wissenschaftlerin und kann nicht alle Theorien überprüfen und begreifen. Ich arbeite nicht mit der Homöopathie, weil an die Wirkung der Globuli nicht glaube. Wobei, an deren “Bewirkung” schon.
Auf dem Doccheck erschien ein Artikel, in dem geschildert wurde, dass Gläubige Patienten einen besseren Krankheitsverlauf haben und wenn ich mich nicht täusche, sogar weniger Schmerzen. Homöopathie ist eine Glaube und es ist gut, dass die in unseren irreligiösen Gesellschaft gibt. Klar ist es manchmal ätzend, wenn so manche keine Grenzen erkennen können. Ich denke aber das “”ganzheitlich” tätige KollegInnen ” dazu in der Lage sind. Es gibt jede Menge Erkrankungen die Stress-bezogen sind, Globuli helfen es einfach einzudämmen. ich persönlich habe mir andere Methoden dazu gewählt.
Ich habe mich gefragt ob sie überhaupt ein Arzt sind, wenn sie es nicht verstehen, vielleicht sind sie aber ein ausgezeichneter Chirurg.
mit freundlichen Grüßen

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Und wo sind nun wieder die “ganzheitlich” tätigen KollegInnen? Mit welchen Globuli o.Ä. kriegt man Ebola in den Griff?
Geht nicht? Warum? Und warum sollte es dann bei anderen Erkrankungen funktionieren?

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Gast
Gast

dann mal hinfahren und Blut abnehmen,
liegt südlich von der Schweiz

#1 |
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