Studie zeigt: Superspreading-Events fördern das Auftreten neuer Varianten des Coronavirus

Dass die Pandemie zunehmen schwer einzuschätzen und auch einzusämmen ist, hat ihre Ursache in immer neuen Virusvarianten. Diese können sich schneller verbreiten, da sie ansteckender sind, oder auch die Impfung zum Teil umgehen.

Daher interessiert Forscher die Frage, wie sich diese Varianten entwickeln und was ihr Voranschreiten begünstigt. Wissenschaftler des Deutschen Krebsforschungszentrums in Heidelberg sowie des Applied Biomedical Science Institute in San Diego haben dies nun beispielhaft für die US-Bevölkerung analysiert – mithilfe der nationalen US-amerikanischen SARS-CoV-2 Sequenzdatenbank. Die Erkenntnisse wurden gerade in der Fachzeitschrift "Plos One" veröffentlicht. Sie gelten auch für andere Länder und können aufzeigen, wie sich Varianten wohl auch in Zukunft entwickeln. Die Erkenntnis der Forscherinnen und Forscher: Die Kombination aus Mutationen und Superspreading Events beschleunigt die Verbreitung genetischer Virusvarianten in der Bevölkerung.

Die Forscher analysierten die Genom-Daten von über 62.000 SARS-CoV-2-Proben aus 42 amerikanischen Bundesstaaten im Zeitraum von Januar 2020 bis April 2021. Interessanterweise fand das Team heraus, dass bereits ab März 2020 erste Abweichungen von der ursprünglichen Wuhan-Variante existierten. Ab dem Frühsommer vergangenen Jahres war diese Wuhan-Variante dann schon nicht mehr nachweisbar. Die Anzahl der Mutationen pro analysiertem Virusgenom stieg mit der Zeit langsam an. Anhand bestimmter Schlüsselmutationen definierten die Forscher insgesamt 14 verschiedene Varianten. Diese fanden sich auch nicht gleichermaßen in allen Bundesstaaten, sondern waren unterschiedlich stark verbreitet.

Für den Sommer 2020 beobachteten die Forscher dann eine starke plötzliche Häufung der Mutationen. „Wir vermuten, dass eine Abfolge von sogenannten Superspreader-Events diese Häufungen verursacht hat. Dadurch können sich auch seltene Mutationen, die zunächst nur bei weniger als einem Prozent aller Infizierten auftreten, plötzlich stark verbreiten“, erklärt die Wissenschaftlerin Nina Papavasiliou vom Deutschen Krebsforschungszentrum.

"Diese Mutanten zirkulieren alle in der Bevölkerung"

Von Oktober bis Dezember 2020 passierte etwas Unerwartetes. Es tauchte eine große Zahl neuer Mutationen im Gen für das Spike-Protein auf. Diese Mutationen wurden zunächst nicht als problematisch angesehen und waren noch dazu teilweise so selten, dass eigentlich zu erwarten war, dass sie verloren gehen würden. Stattdessen stieg die Häufigkeit der meisten dieser Varianten aber stetig enorm an. „Diese Mutanten zirkulieren alle in der Bevölkerung. Wir müssen uns bewusst sein, dass ein einziges weiteres Superspreader Event ausreichen kann, dass sie sich stark verbreiten und neue Varianten hervorbringen“, warnt Papavasiliou.

Gegen Ende 2020 tauchte dann mit der Alpha- oder "britischen Variante" (B.1.1.7) die erste besorgniserregende Variante in der US-amerikanischen Bevölkerung auf. Gleichzeitig stieg die Unterschiedlichkeit der Virusgenome insgesamt sprunghaft an. Erschreckend für die Forscher war die Erkenntnis, dass solche besorgniserregenden Virusvarianten in kürzester Zeit, innerhalb von nur drei Monaten, erneut Mutationen anhäufen.

Das Erbgut von SARS-CoV-2 galt zu Beginn der Pandemie als eher stabil – zumindest im Vergleich zu anderen Viren. Diese Auffassung teilen nicht mehr alle Wissenschaftler uneingeschränkt. Papavasiliou und ihre Kollegen kamen bei der genauen Analyse der Mutationsmuster nun einem Mechanismus auf die Spur, der wichtiger Treiber der genetischen Vielfalt sein könnte: Besondere Enzyme (APOBEC-Gruppe) zählen zur angeborenen Verteidigung der Säugetiere und Menschen gegen Entzündungen. Sie greifen das virale Erbgut an und können die Erreger damit unschädlich machen. Sie können aber auch die Entstehung von Mutationen bewirken.

Was heißt dies nun für die Zukunft der Pandemie, der Normalität und der Gesellschaft? Wie können wir uns vor weiteren Varianten schützen und sicherstellen, dass die Impfungen weiter wirken?

„Die Evolution von SARS-CoV-2 wird weitergehen. Mutationen entstehen andauernd, und Superspreader-Events verhelfen ihnen zum Durchbruch. Um zu verhindern, dass die Welt ständig von immer unerfreulicheren Virusvarianten heimgesucht wird, müssen wir uns weiter vor Infektionen schützen, insbesondere in Innenräumen und in Gegenden mit geringem Impfschutz“, sagt die Wissenschaftlerin. Mit anderen Worten: Große Feiern und Versammlungen in Innenräumen, Gelegenheiten, bei denen sich viele ungeimpfte Menschen oder Menschen treffen, sollten weiterhin mit Vorsicht geplant werden. Die rasche Impfung von weiteren Gruppen in der Bevölkerung spielt eine wichtige Rolle. Ebenso sollten weiterhin Masken vor Ansteckung und Superspreading-Events schützen.