Es könnte wirklich gefährlich werden. Denn wieder infizieren sich überall in Deutschland mehr Menschen, wieder müssen mehr und mehr Patientinnen und Patienten schwer erkrankt auf der Intensivstation versorgt werden. Die dritte Welle ist angekommen – und sie könnte Deutschland heftig treffen. Wenn es keine neuen Einschränkungen gibt, dann rechnet Lothar Wieler, der Chef des Robert Koch-Instituts (RKI), damit, dass sich bis zu 100.000 Menschen täglich mit dem Coronavirus anstecken könnten. "Es gibt sehr deutliche Signale, dass diese Welle noch schlimmer werden kann als die ersten beiden Wellen", sagte er kürzlich auf einer Pressekonferenz.

Was genau meint er damit, wie geht es nun weiter? Können Impfungen und Schnelltests dabei helfen, die dritte Welle zu stoppen? Um diese Fragen zu beantworten, verwenden Wissenschaftlerinnen und Forscher mathematische Modelle, entwerfen Szenarien. Die dritte Welle haben sie schon Anfang des Jahres kommen sehen.

Der Grund: Virusvariante B.1.1.7 – das Coronavirus ist mutiert. An sich ist das nicht ungewöhnlich: Um sich in infizierten Zellen zu vermehren, stellt das Virus immer mehrere Erbgut-Dubletten von sich her. Jedes Mal unterlaufen dabei einige Fehler – als ob sich bei jeder Kopie aus dem Drucker einige kleine Fehler einschleichen. Meistens ändert sich dadurch nicht viel. In seltenen Fällen verändern diese kleinen Fehler das Virus aber entscheidend: Die Mutante kann dann zum Beispiel ansteckender werden und sich schneller verbreiten. Genau das ist bei Virusvariante B.1.1.7 passiert.

Dass die dritte Welle kommt, war bekannt

Um zu modellieren, wie sich die Fallzahlen entwickeln, betrachten Forschende oftmals B.1.1.7 und andere Varianten des Coronavirus getrennt. So berechnen sie zwei Verlaufskurven – eine für B.1.1.7 und eine für andere Varianten des Virus. Wie diese Kurven sich entwickeln, hängt im Wesentlichen davon ab, wie hoch der R-Wert liegt – also wie viele Menschen eine infizierte Person im Durchschnitt ansteckt. In Studien schätzen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, dass R für B.1.1.7 zwischen 43 und 90 Prozent höher liegt als für andere und bisherige Varianten des Virus (Science: Davies et al., 2021).

Selbst als die Inzidenz im Februar insgesamt noch zurückging, konnten Epidemiologen und Virologinnen so bereits deutlich erkennen, dass sich immer mehr Menschen mit B.1.1.7 ansteckten. "Die Mutante befand sich bei uns schon ab Mitte Februar in einem exponentiellen Wachstum", sagt der Physiker und Datenexperte Dirk Brockmann im Interview mit ZEIT ONLINE. Damit war klar: Die Variante würde sich auch in Deutschland durchsetzen, und die Fallzahlen würden bald wieder steigen – sollte man sie nicht durch verschärfte Maßnahmen bremsen.

Beide Prognosen haben sich bewahrheitet. Rund 90 Prozent aller Ansteckungen gehen mittlerweile auf Variante B.1.1.7 zurück, seit Mitte Februar stiegen die Fallzahlen, erst langsam, dann seit Anfang März rasant. Die Inzidenz liegt nun an Ostern derzeit wieder so hoch wie Anfang November, als der "Lockdown light" beschlossen wurde (und dann nicht funktionierte).

Es reicht nicht, zu den Beschränkungen aus dem Januar zurückzugehen

"Die Maßnahmen in Deutschland gegen B.1.1.7 waren bereits zu schwach, als die Politik den Winterlockdown Anfang März aufgehoben und den Stufenplan und die Lockerungen verabschiedet hat", sagt Brockmann. Selbst, wenn alle Lockerungen wieder zurückgenommen, also Schulen, Friseure und Gartencenter wieder geschlossen werden, könnte es sein, dass dies nicht ausreicht, um die dritte Welle zu brechen.

Was also verraten die Modelle darüber, wie es in den nächsten Wochen und Monaten weitergeht? Das RKI veröffentlicht mittlerweile eine Prognose in seinem Lagebericht. Sollten die Fallzahlen weiter ansteigen wie bisher, dann prognostiziert das Modell schon im April eine Inzidenz von mehr als 300 Neuinfektionen pro 100.000 Einwohnern und pro Woche.

Die Intensivstationen könnten voller werden als im Januar

Auch die Deutsche Interdisziplinäre Vereinigung für Intensiv- und Notfallmedizin (Divi) benutzt ein mathematisches Modell, um vorherzusehen, wie sich die Belegung der Intensivstationen in den nächsten Wochen entwickeln könnte. Und auch von dort hört man mittlerweile eindringliche Warnungen: Sollten nicht sofort strengere Maßnahmen beschlossen werden, dann könnten sogar mehr Patienten schwer erkranken als während der zweiten Welle.

Generell gilt: Vorhersagen für die nächsten Wochen sind einfacher zu machen als solche, die weiter in der Zukunft liegen. Gerade die Zahl der Menschen, die bald auf der Intensivstation behandelt werden, lässt sich ohne große Unsicherheiten aus den aktuellen Fallzahlen in den verschiedenen Altersklassen berechnen. Einfach, weil es dauert, bis ein Infizierter oder eine Infizierte so krank ist, dass er oder sie in eine Klinik muss. "Bis auf mehr als 4.500 Patienten werden wir auf jeden Fall wieder hochgehen. Das ist unvermeidbar", sagt Christian Karagiannidis, der medizinisch-wissenschaftliche Leiter des Divi-Intensivregisters in einer Stellungnahme.

Wie es danach weitergeht, entscheidet sich vor allem daran, ob ein noch härterer Lockdown kommt und wie schnell nun in Deutschland geimpft wird. Erkranken werden in den nächsten Wochen vor allem diejenigen, die noch nicht geimpft wurden. Und weil bisher besonders gefährdete Gruppen, gerade auch Ältere, geimpft wurden, heißt das: Anteilig werden wohl in den nächsten Wochen etwas weniger Menschen schwere Covid-19-Symptome bekommen. Schon jetzt erkranken über 80-Jährige im Verhältnis zu den anderen Altersgruppen seltener als Anfang des Jahres, bevor geimpft wurde. Allerdings zeigen neueste Studien aus England, dass eine Infektion mit der Variante B.1.1.7 häufiger tödlich endet als mit anderen Varianten des Coronavirus (Nature: Davies et al., 2021, BMJ: Challen et al., 2021).

Sollten die Fallzahlen also weiter stark steigen, wird der Impfeffekt nicht ausreichen, um eine Überlastung der Intensivstationen zu vermeiden, zeigen die Szenarien des Divi-Prognosemodells. Mit einem harten Lockdown könne man demnach erreichen, dass die Kurve bei rund 5.000 Intensivpatienten wieder abflachen würde. Schon bei diesem Wert könnte die Intensivversorgung kritisch werden. "Warten wir noch länger, und stoppen erst bei einer Inzidenz von 300 Ende April oder Anfang Mai, werden wir mehr als 6.000 Menschen mit Covid-19 auf Intensiv sehen", sagt Karagiannidis in der Stellungnahme des Divi, mehr also als zum Höhepunkt der zweiten Welle: "Ob wir das dann packen, wage ich zu bezweifeln." 

Immunflucht hilft dem Coronavirus, Antikörpern zu entkommen

Und noch ein anderes Szenario bereitet aktuell vielen Forscherinnen und Wissenschaftlern Sorgen: Das Virus könnte abermals mutieren, und dadurch die Wirksamkeit der Impfungen mindern. Bei der sogenannten Immunflucht verändern sich gewisse Oberflächenstrukturen des Erregers so, dass Antikörper, die zum Beispiel bei Geimpften gegen das Ursprungsvirus noch wirksam waren, eine neue Variante schlechter bekämpfen können. In der Variante B.1.351, die zunächst in Südafrika aufgetreten war, sowie in der Variante P1, die in Brasilien verbreitet ist, gibt es eine solche Änderung bereits, Forschende nennen sie E484K: Sie könnte die neutralisierenden Antikörper von Genesenen und Geimpften tatsächlich weniger wirksam machen (Nature: Wang et al., 2021).

Bedingungen wie in einem Testlabor

Zwar bilden sich all diese Mutationen zufällig, aber wir schaffen im Moment die besten Voraussetzungen dafür, dem Zufall nachzuhelfen. "Das Setting im Moment ist so, wie wir experimentell Evolution im Labor simulieren und vorantreiben würden", erklärt Björn Meyer. Er erforscht am französischen Institut Pasteur die Biologie, die hinter den Mutationen steckt. "Wir haben viele infizierte Menschen, bei denen sich das Virus jeweils stark vermehrt." In der Bevölkerung gebe es zudem nun viele Leute mit einer Teil-Immunität, wer zum Beispiel einmal geimpft wurde oder Menschen, deren Immunschutz nachlassen kann, seit sie sich mit dem Virus infiziert haben. "Ich lasse dem Virus damit Luft und Spielraum, um dem zu entkommen", erklärt er das Szenario.

Viele Viren und Infektionen bedeuten eben eine größere Chance für Mutationen. Und je häufiger diese leicht veränderten Viren mit Menschen in Kontakt kommen, die eine gewisse Immunität haben, desto wahrscheinlicher wird eine Variante dabei sein, die eine Immunflucht ausbildet und gegen die Impfstoffe weniger ausrichten könnten. Allein deshalb sind die steigenden Infektionszahlen schon jetzt eine Gefahr für die spätere Eindämmung.

B.1.1.7 gilt bisher nicht als eine solche Fluchtmutante, und dennoch ist sie ein Beispiel für erfolgreiche Virusevolution. Insgesamt 17 kleine Änderungen sorgen dafür, dass sich das Virus mit seinem Stachelprotein besser an bestimmten Rezeptoren auf Körperzellen festhalten kann, dass es in der Folge leichter in die Zelle gelangt und dort angekommen die erste Angriffslinie der Immunabwehr besser ausschalten kann.

Aber auch aus B.1.1.7 selbst könnte noch eine Fluchtmutante werden, zeigt ein Blick nach Tirol: Dort haben sich mehrere Menschen mit B.1.1.7 infiziert, bei der zusätzlich die schon genannte Mutation E484K nachgewiesen wurde. Sie könnte also dafür verantwortlich sein, dass Impfungen schlechter wirken. Noch scheint die Tiroler Kombination glücklicherweise nicht weiter verbreitet zu sein.

Auch B.1.1.7 kann gestoppt werden

Trotz all dieser beunruhigenden Entwicklungen, lässt sich die dritte Welle aber brechen. In England und in Portugal, wo B.1.1.7 schon für eine neue Welle gesorgt hatte, ehe die Variante hier angekommen ist, gehen mittlerweile die Fallzahlen zurück. Die Maßnahmen sind dabei dieselben, die auch für das ursprüngliche Virus galten: Kontakte – vor allem in Innenräumen – vermeiden, wenn es nicht anders geht: Masken tragen, Abstand halten, lüften.

Ausgeschöpft sind diese mittlerweile wohlbekannten Regeln in Deutschland nicht. Selbst im Winter gab es noch Spielraum: "Im Winterlockdown ist die Mobilität nur halb so stark zurückgegangen wie im ersten Lockdown, im vergangenen Frühjahr", sagt der Physiker Brockmann. Es wäre also möglich, die Kontakte noch stärker einzuschränken.

Wärmeres Wetter im Frühjahr und Sommer könnte ebenfalls helfen, die Welle zu bremsen, alleine schon, weil sich dann Menschen wieder mehr draußen treffen. Allein mit höheren Temperaturen die Welle zu brechen, gilt vielen Expertinnen und Experten aber als unwahrscheinlich. Dadurch könnte die Ansteckungen zumindest etwas gebremst werden, auch wenn es unwahrscheinlich ist, dass das Wetter allein ausreicht, um die dritte Welle zu brechen.

Hoffnung auf den Impfeffekt im Herbst

Kurzfristig könnten jetzt die Osterferien einen bremsenden Effekt haben. Auch eine Schnellteststrategie könnte die Fallzahlen erheblich drücken, zeigen Modellrechnungen von US-amerikanischen Wissenschaftlerinnen. Die Forscher haben dabei vorgerechnet, dass sich die Prävalenz auf etwa ein Viertel der sonst erwarteten Fälle senken lässt, wenn jeder zweite alle drei Tage einen Schnelltest macht (Science Advances: Larremore et al., 2021). Die Genauigkeit der Tests spiele dabei keine so große Rolle. Wichtiger sei, wie oft getestet wird: Mindestens alle drei Tage zu testen, kann den R-Wert viermal stärker verringern als ein Test alle zwei Wochen. Eben weil zusätzliche Infektionen trotz falsch-positiver Ergebnisse auffallen und falsch-negative Schnelltests eher bei weniger ansteckenden Personen vorkommen.

Der Nutzen von Massenschnelltests wurde auch in der Praxis schon beobachtet: Eine Studie von slowakischen und britischen Forscherinnen hat gezeigt, dass nach zwei Massenschnelltests in besonders betroffenen Regionen der Slowakei die Fallzahlen um 58 Prozent zurückgingen (Science: Pavelka et al., 2021). Am ersten Novemberwochenende 2020 durften sich alle Menschen zwischen zehn und 65 Jahren in der Slowakei schnelltesten lassen, in Regionen mit hoher Inzidenz eine Woche später ein zweites Mal. Mehr als 5,3 Millionen Schnelltest wurden von medizinischem Personal durchgeführt. Durch diese Maßnahme wurden 50.500 vorher unerkannte Infektionen entdeckt und die Personen isoliert. Die Studienautoren räumen aber ein, dass auch weitere Maßnahmen die Fälle gesenkt haben könnten, wie zum Beispiel Kontaktbeschränkungen. Solche Maßnahmen erklären aber wahrscheinlich nicht die gesamte Absenkung, sie drücken die Inzidenz etwa um 30 Prozent, wie im November in Großbritannien.

Schnelltests entdecken nicht alle Infizierten

Für eine landesweite Schnellteststrategie in Deutschland gebe es derzeit wohl nicht genügend Tests, sagt die Physikerin Viola Priesemann vom Max-Planck-Institut in Göttingen. Das Bundesgesundheitsministerium gibt an, dass im März 150 Millionen Schnelltests bestellbar waren und die Länder 130 Millionen Selbsttests für März und April bei den Herstellern abrufen konnten. Um alle Menschen in Deutschland zweimal pro Woche zu testen, bräuchte es in einem Monat mehr als 600 Millionen Tests. Priesemann warnte außerdem vor einem Gefühl falscher Sicherheit. An österreichischen Schulen haben Schnelltests unter Schülerinnen nur 20 Prozent der Infizierten gefunden, wie eine Begleituntersuchung mit PCR-Tests ergab. Mehr als 40 Prozent der im PCR-Test positiven Schüler waren dabei wohl nicht mehr ansteckend. Unter den Lehrerinnen und Lehrern entdeckten die Schnelltests die Hälfte aller Infektionen. Antigenschnelltests schlagen erst bei einer höheren Viruslast als PCR-Tests zuverlässig an. Sie zeigen also nur an, ob die getestete Person hochansteckend ist.

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Eine Schnellteststrategie kann bei der Kontrolle der dritten Welle helfen, aber allein kann sie sie kaum stoppen. Lockerungen im Tausch für Schnelltests wurden in einigen Regionen, wie etwa in Tübingen, in einem Modellversuch getestet. Dort dürfen seit Mitte März Cafés, Theater und Geschäfte öffnen, Gäste und Kundinnen brauchen nur einen tagesaktuellen Schnelltest nachzuweisen. In den vergangenen drei Wochen hat sich die Inzidenz in Tübingen fast vervierfacht, ähnlich wie in den umliegenden Landkreisen. Wissenschaftlerinnen vom Thinktank RapidTests sprechen sich deswegen auch gegen Tests zur Lockerung aus: "Diese Debatte wird nicht evidenzbasiert geführt", sagen die Forscher über das Freitesten in einer Stellungnahme. Sie sehen die Stärke in breit angelegten regelmäßigen Testungen, um "möglichst viele ansteckende Personen frühzeitig zu erkennen und zu isolieren".

Im Herbst können wir mehr Kontakte zulassen

Am Ende wird es die Impfung sein, die es erlaubt, wieder zu einer Normalität zurückzufinden. "Der Impffortschritt bestimmt, wie schnell wir öffnen können", sagt die Physikerin Viola Priesemann vom Göttinger Max-Planck-Institut. In einer noch nicht begutachtete Studie hat sie zusammen mit anderen Forschern modelliert, wie sich der Impffortschritt in den nächsten Wochen und Monaten auf die Infektionszahlen auswirken wird. Je mehr Menschen geimpft sind, desto mehr Kontakte wird man erlauben können, ohne dass sich das Virus wieder rasant verbreitet.

"Zum Herbst hin können wir mehr und mehr Kontakte haben. Wir denken, dass Masken, Hygienemaßnahmen und der Verzicht auf große Veranstaltungen schon ab Juni ausreichen könnten, zumindest wenn insgesamt das Testen und die Kontaktnachverfolgung funktionieren und wir keine ungünstige Fluchtvariante bekommen", sagt Priesemann. Einige Monate wird es bis dahin noch dauern: "Was mich selbst überrascht hat: Wie lange dann doch die Intensivstationen voll sein können." Noch immer könnte sich ein Teil der Bevölkerung anstecken. "Über das letzte Jahr hat sich nur ein kleiner Teil der Deutschen infiziert und schon das hat für viele Wochen für volle Intensivstationen gesorgt", sagt Priesemann. Hinzu kommt: Wer geimpft wurde, wird zwar deutlich seltener schwer an Covid-19 erkranken, einen absoluten Schutz bieten aber auch die Impfungen nicht.

Wie lange es dauert, bis Öffnungsschritte möglich werden, hängt aber nicht nur vom Impffortschritt ab. Sondern eben auch vom Infektionsgeschehen. Je mehr Ansteckungen stattfinden, desto weniger Fälle können etwa die Gesundheitsämter nachverfolgen und somit helfen, die Pandemie einzudämmen. Niedrige Fallzahlen könnten also den Effekt der Impfungen verstärken, und Lockerungen möglich machen, die endlich nachhaltig sind.