17.06.2020 16:58

Corona im Fokus: HHU-Expertise zur Pandemie

Super-Spreader-Ereignis im Kreis Heinsberg, internationale Verflechtungen in Düsseldorf

Von: Redaktion / C.G.

In einer groß angelegten Studie, in der 55 komplette Coronavirus-Genome aus NRW sequenziert wurden, haben Wissenschaftler/innen der Heinrich-Heine-Universität aus verschiedenen Einrichtungen in Universität und Klinikum die Ursprünge und die Entwicklung der Coronavirus-Pandemie im Kreis Heinsberg und im Großraum Düsseldorf untersucht. Die Studienergebnisse sind nun publiziert.

Die aus dem Kreis Heinsberg untersuchten viralen Proben weisen ein ähnliches Veränderungsmuster auf, während die aus Düsseldorf stammenden viralen Proben dagegen deutlich diverser sind. Abbildung: Walker et al.

Die Untersuchung basiert darauf, dass Viren sich genau wie alle anderen Lebensformen im Laufe der Zeit durch zufällige Mutationen subtil verändern. Wenn die Erreger verschiedener Patienten dabei ein ähnliches Veränderungsmuster zeigen, ist es wahrscheinlich, dass sich die Patienten entweder gegenseitig angesteckt haben oder zumindest durch eine Übertragungskette verbunden sind.  Prof. Dr. Klaus Pfeffer, Direktor des Instituts für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, erklärt die Bedeutung der Untersuchung: „Obwohl die von uns gefundenen Mutationen wahrscheinlich keinen Einfluss auf den Verlauf oder die Schwere der Krankheit haben, ermöglichen sie es uns doch, Aussagen darüber zu treffen, wie das Virus nach NRW gekommen ist und wie es sich seitdem ausgebreitet hat". 

So weisen die aus dem Kreis Heinsberg untersuchten viralen Proben ein ähnliches Veränderungsmuster auf. Die relative Verwandtschaft aller Heinsberger Viren-Proben zeigt an, dass der Heinsberger Coronavirus-Ausbruch tatsächlich auf ein einzelnes Übertragungsereignis zurückzuführen ist: die Karnevalsfeier. „Die nach Heinsberg gekommenen Viren haben sich offensichtlich im Rahmen dieser Karnevalsveranstaltung weiterverbreitet", erklärt Prof. Dr. Alexander Dilthey, Institut für Medizinische Mikrobiologie und Krankenhaushygiene und Letztautor der Publikation der Studienergebnisse. Der Weg, den das Virus nach Heinsberg genommen hat, bleibt allerdings unklar. Nah verwandte virale Stämme zirkulieren beispielsweise im Vereinigen Königreich und in Belgien. „Wenn mehr virale Genom-Daten aus Deutschland und Europa zur Verfügung stünden, könnte man Übertragungsketten wie die nach Heinsberg führende vermutlich noch besser auflösen", wünscht sich Dr. Andreas Walker, Institut für Virologie und Erstautor der Veröffentlichung.

Die aus Düsseldorf stammenden viralen Proben sind dagegen deutlich diverser; basierend auf den viralen Sequenzierungs-Daten lassen sich mindestens fünf „Cluster“ von jeweils nah miteinander verwandten viralen Typen definieren. Eine Analyse internationaler Viren-Daten zeigt, dass nahe Verwandte von in Düsseldorf zirkulierenden viralen Stämme sich in vielen verschiedenen Ländern finden, so z.B. in Australien, den USA, Island, dem Vereinigten Königreich, den Niederlanden, oder sogar dem Senegal. Prof. Dr. Jörg Timm, Direktor des Instituts für Virologie, sagt: „Diese Daten weisen deutlich darauf hin, dass das Virus in mehrfachen, voneinander unabhängigen Übertragungsereignissen nach Düsseldorf gekommen ist.“ Erklären ließe sich das durch die vielen internationalen Verbindungen Düsseldorfs in der Geschäftswelt und über den internationalen Flughafen.

Trotz der räumlichen Nähe zwischen Düsseldorf und Heinsberg finden sich nur wenige virale Isolate des „Heinsberg-Typs" in Düsseldorf. Dies könnte dafür sprechen, dass die in Heinsberg getroffenen Quarantäne- und Hygiene-Maßnahmen eine weitere Ausbreitung verlangsamt oder gestoppt haben. Die Forscher weisen darauf hin, dass für eine Abklärung dieser Hypothese noch mehr virale Genome aus Düsseldorf und NRW sequenziert werden müssten.

Die COVID-19 Pandemie ist die erste, deren Ausbreitung Forscher*innen mit Hilfe modernster Genom-Sequenzierungstechniken mitverfolgen können, während sie abläuft. Die virale Genom-Sequenzierung, die heute schon mit modernsten Nanopore-Sequenzierungsverfahren durchgeführt wird, möchten die Düsseldorfer Wissenschaftler*innen noch schneller und skalierbarer machen. Ziel ist, sie vielleicht einmal nicht nur zur Beschreibung, sondern auch zur gezielteren Unterbrechung von Infektionsketten einsetzen zu können. Die Heinrich-Heine-Universität spielt eine in Deutschland führende Rolle bei der Sequenzierung des neuen SARS-CoV-2-Erregers und beteiligt sich maßgeblich an verschiedenen internationalen und nationalen Initiativen, wie z.B. DeCOI, der "Deutschen COVID-19 OMICS Initiative".

Publikation:

Genetic structure of SARS-CoV-2 reflects clonal superspreading and multiple independent introduction events, North-Rhine Westphalia, Germany, February and March 2020. Walker A , Houwaart T , Wienemann T, Malte Kohns Vasconcelos M, Strelow D, Senff T,  Hülse L, Adams O, Andree M,  Hauka S, Feldt T, Jensen B, Keitel V, Kindgen-Milles D, Timm J,  Pfeffer K, Dilthey A

Die weltweite Ausbreitung des Coronavirus SARS-CoV-2 wirft zahlreiche Fragen nicht nur zu den gesundheitlichen, sondern auch zu wirtschaftlichen, rechtlichen und sozialen Folgen auf. Die Wissenschaft liefert hier entscheidende Fakten und Antworten. Viele Forscherinnen und Forscher der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf (HHU) aus unterschiedlichen Disziplinen sind durch ihre Arbeit aktuell gefragte Gesprächspartner der Medien oder auch direkt in das Pandemie-Krisenmanagement eingebunden. Die HHU möchte ihre wissenschaftliche Expertise in die öffentliche Diskussion einbringen, um so zur Einordnung und Bewältigung der Corona-Krise beizutragen.

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