3 neue Studien zu SARS-CoV2 und Aerosolen: Warum die Belüftung wohl wichtiger ist als die Desinfektion von Oberflächen

Ute Eppinger

Interessenkonflikte

8. September 2020

Dass Klimaanlagen wohl eine Rolle bei der Verbreitung von COVID-19 spielen, hatte Medscape unlängst berichtet. Nun unterstreichen 2 in Clinical Infectious Diseases veröffentlichte Studien und eine im JAMA erschienene Arbeit die Rolle der Aerosol-Verbreitung bei COVID-19 – und die Bedeutung effizienter Belüftungssysteme.

  • In einer der Studien wurde festgestellt, dass Patienten im Frühstadium der Krankheit Millionen von viralen RNA-Partikeln pro Stunde ausatmen können.

  • In der anderen Studie wurde ein COVID-19-Ausbruch, der 81% der Bewohner und 50% des Pflegepersonals eines niederländischen Pflegeheims betraf, mit einer unzureichenden Belüftung in Verbindung gebracht.

  • Auch die 3. Arbeit – bei der ein Mann während einer Busfahrt 23 Mitreisende infiziert hatte – bringt die Ansteckung mit der Belüftungsanlage in Verbindung.

Übertragung eher durch Aerosole als durch große Tröpfchen

In der ersten Studie analysierten Dr. Jianxin Ma vom Center for Disease Control and Prevention des Chaoyang Distrikts Peking und Kollegen Atemproben von 49 COVID-19-Patienten aus 10 Ländern, 4 hospitalisierten Patienten ohne COVID-19 und 15 gesunden Menschen aus Peking mit Hilfe der PCR [1]. Sie untersuchten auch 26 Luftproben und 242 Oberflächenabstriche von Quarantäne-Hotels, Krankenhäusern und persönlichen Gegenständen.

Von den ausgeatmeten Atemluftproben waren 26,9% positiv getestet worden auf SARS-CoV-2-RNA, und 5,4% der Oberflächenabstriche waren positiv. Die virale RNA-Emissionsrate in der Atemluft war im frühen Krankheitsstadium am höchsten. Die Atemproben von 2 Patienten waren positiv auf SARS-CoV-2 getestet worden, Oberflächenabstriche ihrer Mobiltelefone, Hände und Toiletten hingegen negativ. Virale RNA wurde auch an einem Belüftungskanal unter dem Bett eines anderen Patienten nachgewiesen.

Unter den 242 Oberflächen-Abstrichen fand sich virale RNA am häufigsten auf Toilettenschüsseln (16,7%), Fußböden (12,5%), auf Oberflächen, die der Patient berührt hat (4,0%, z.B. Kissenbezüge, Mobiltelefone oder Computer-Tastaturen) sowie auf Oberflächen, die das Pflegepersonal berührt hatte (2,6%). Nur 2 von 22 Oberflächenproben von Mobiltelefonen wurden positiv auf virale RNA getestet.

Die Autoren schreiben, dass die virale Emissionsrate wohl auch vom Aktivitätsniveau des Patienten und seinem Krankheitsstadium abhängt und auch durch das Alter beeinflusst werden kann – hochbetagte Patienten sind in der Regel weniger mobil, ihr Aktivitätsniveau ist geringer.

Die Ergebnisse unterstützen frühere Studien, die zu dem Schluss kamen, dass COVID-19 wahrscheinlich eher durch Aerosole als durch große Tröpfchen oder kontaminierte Oberflächen verbreitet wird, so die Forscher. Diese Studien hatten die aerosolgetragene Ausbreitung in Räume wie bei einer Chorprobe im Bundesstaat Washington und einem Restaurant in Guangzhou, China, dokumentiert.

„Obwohl wir die Infektiosität und die Übertragungswahrscheinlichkeit und andere virenfreisetzende Aktivitäten wie Sprechen und Singen nicht untersucht haben, zeigt unsere Studie, dass das Ausatmen eine wichtige Rolle bei der SARS-CoV-2-Emission in die Luft spielt. Das könnte wesentlich zu den beobachteten aerosol-übertragenen Clusterinfektionen beigetragen haben“, schreiben die Autoren.

 
Unsere Studie zeigt, dass das Ausatmen eine wichtige Rolle bei der SARS-CoV-2-Emission in die Luft spielt. Dr. Jianxin Ma und Kollegen
 

Luftumwälzung mit nur geringer Frischluftzufuhr

In der zweiten Studie berichten Dr. Peter de Man von der Abteilung für Mikrobiologie und Infektionskontrolle des Franciscus Gasthuis & Vlietland Hospitals, Rotterdam, und seine Kollegen in einem Forschungsbrief von einem COVID-19-Ausbruch in einem Pflegeheim [2]. In dem Heim erkrankten 17 Bewohner und 17 Mitarbeiter auf einer von 7 Stationen des Heimes. Von den anderen 6 Stationen wurde dagegen keiner der 95 Bewohner oder 106 Mitarbeiter positiv getestet.

De Man und seine Kollegen schreiben, dass in den Niederlanden in der Woche des Ausbruchs die COVID-19-Prävalenz gering war: Es wurden nur 493 Einwohner positiv getestet. Im April hingegen – als das Infektionsgeschehen sehr hoch war – lag die wöchentliche Zahl der Fälle bei 8.391.

Um die Übertragung von SARS-CoV-2 zu verhindern, wurden alle Mitarbeiter des Heims ab dem 26. April auf bestimmte Stationen eingeteilt und verpflichtet, chirurgische Masken zu tragen. Die Bewohner lebten in Einzelzimmern und verbrachten einen Teil des Tages in gemeinsamen Wohnzimmern; einige Bewohner waren mobil.

Die Autoren hegten den Verdacht, dass das Lüftungssystem der betroffenen Station zum Ausbruch beigetragen haben könnte. Sie fanden heraus, dass auf der Station ein Energie-effizientes System installiert worden war, bei dem die Raumluft nur dann aufgefrischt wurde, wenn die CO2-Konzentrationen in den Innenräumen erhöhte Werte aufwiesen. Überschritt die CO2-Konzentration einen bestimmten Schwellenwert aber nicht, zirkulierte die ungefilterte Raumluft auf der Station einfach nur. Im Gegensatz dazu wurden die 6 nicht vom Virus betroffenen Stationen regelmäßig mit Außenluft aufgefrischt.

Der Brief unterstützt die Ergebnisse einer Studie, die in der gleichen Zeitschrift am 6. Juli veröffentlicht worden ist: Dort wurde vor den Gefahren der COVID-19-Übertragung über die Luft in schlecht belüfteten Umgebungen gewarnt.

„Wir empfehlen, bei der Prävention von COVID-19 die Möglichkeit der Aerosol-Übertragung in Gesundheitseinrichtungen und anderen Gebäuden zu berücksichtigen, in denen Lüftungssysteme ungefilterte Innenluft umwälzen“, schreiben die Autoren in ihrem Bericht vom 28. August.

 
Wir empfehlen, … die Möglichkeit der Aerosol-Übertragung in Gesundheitseinrichtungen und anderen Gebäuden zu berücksichtigen, in denen Lüftungssysteme ungefilterte Innenluft umwälzen. Dr. Peter de Man und Kollegen
 

Heizung im Bus als Virenverteiler

Auf die Rolle von Belüftungsanlagen deutet jetzt auch eine in JAMA erschienene weitere chinesische Studie hin. Dr. Ye Shen, Epidemiologe und Biostatistiker an der Universität Athen, und Kollegen beschreiben eine Ansteckung mit COVID-19 während einer Busfahrt von Laienbuddhisten Mitte Januar [3]. 2 Busse fuhren je zweimal 50 Minuten, die Insassen nahmen an einer Veranstaltung (150 Minuten) in einem Tempel in Ostchina teil.

Ein infizierter Mann in einem der beiden Busse steckte dabei 23 weitere der 68 Insassen an. Der Mann saß in Reihe 8 von 15. Es infizierten sich auch Passagiere, die ganz hinten im Bus saßen. Auffällig war, dass sich weder der Busfahrer noch die Passagiere angesteckt hatten, die in der Nähe von Türen oder von zu öffnenden Fenstern saßen.

Der Busfahrer hatte die Heizung und die Luftzirkulation angestellt, sodass die Luft im Bus während der Fahrt ständig bewegt wurde. Die Belüftungsanlage dürfte die Viruspartikel durch den gesamten Innenraum transportiert haben. In der Nähe der Ausgänge und der Fenster hingegen, wo es Luftaustausch gab, infizierten sich kaum Passagiere.

Die Forscher schreiben aber auch, dass ihre Untersuchungen nicht beweisen, dass der Mann tatsächlich derjenige war, der alle anderen angesteckt hatte.

 

Kommentar

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