Forscher identifizieren Viruslinien - und zeigen, wie Corona nach Europa kam

Erst im zweiten Anlauf: Als im Januar 2020 die ersten Fälle von Covid-19 in Deutschland auftraten, waren sie nicht der Startpunkt der europäischen Corona-Pandemie – dieser erste Ausbruch wurde erfolgreich eingedämmt, wie nun Genanalysen bestätigen. Erst mit der Einschleppung von Sars-CoV-2 aus China nach Italien konnte sich das Virus ausbreiten. Auch in den USA war es erst eine zweite Einschleppung, die den Siegeszug der Seuche ermöglichte.

Seit ihrem Ursprung im chinesischen Wuhan hat sich die Corona-Pandemie über die gesamte Welt ausgebreitet. Dabei sind trotz der eher niedrigen Mutationsrate des Coronavirus zahlreiche leicht unterschiedliche Varianten von Sars-CoV-2 entstanden. Die subtilen Unterschiede der verschiedenen Viruslinien ermöglichen es Forschern, den Ausbreitungsweg des Virus und damit den Verlauf der Pandemie zu rekonstruieren.

Blick zurück an den Anfang der Pandemie

Wie und wann das Coronavirus nach Europa und in die USA gelangte, haben nun Michael Worobey von der University of Arizona und seine Kollegen untersucht. Dafür verglichen sie die virale RNA-Sequenz von einigen der jeweils frühesten Covid-19-Fälle in beiden Regionen. In den USA war dies ein Infektionscluster im Bundesstaat Washington ab dem 15. Januar 2020, in Europa traten die ersten Fälle Ende Januar 2020 in Bayern und dann Anfang Februar in Italien auf.

Ausgehend von diesen ersten Fällen simulierten die Forscher jeweils verschiedene Ausbreitungsszenarien für SARS-CoV-2 und verglichen deren Ergebnisse dann mit den vor Ort gewonnen Virengenomen und epidemiologischen Daten. "Das erlaubte es uns, sozusagen das Band zurückzuspulen und wieder und wieder zu schauen, wie sich die Epidemie entfaltete", erklärt Worobey. "So konnten wir die in den Simulationen ermittelten Szenarien mit den Mustern vergleichen, die wir in der Realität gesehen haben."

Europa: Bayrischer Ausbruch wurde gestoppt

Das Ergebnis: Sowohl in den USA als auch in Europa konnten sich die zuerst eingeschleppten Viren noch nicht etablieren. Frühe Eindämmungsmaßnahmen verhinderten zunächst eine weitere Übertragung. "Erst spätere Einführungen des Virus aus China nach Italien und nach Washington begründeten dann die ersten Infektions-Netzwerke in Europa und den USA", berichten die Forscher.

Konkret ergaben die Analysen, dass die am 20 Januar 2020 von der chinesischen Mitarbeiterin des Autozulieferers Webasto nach Deutschland eingeschleppte Virenvariante zwar eine kurze Infektionskette verursachte. Durch die schnelle Isolierung und Nachverfolgung der Fälle gelang es aber, die weitere Ausbreitung zu stoppen. Die mit Viren in Wuhan identische Gensignatur dieser Sars-CoV-2-Variante taucht in späteren Fällen nicht mehr auf.

Deutschland war nicht der Ursprung des italienischen Ausbruchs

Auch die Quelle des ersten großen europäischen Ausbruchs in Norditalien klären die Analysen: Die Vergleiche entkräften die Theorie, nach denen sich der erste Infektionscluster in Bayern doch unterschwellig weiter ausgebreitet hat und das Virus schließlich von einem Reisenden nach Italien weitergetragen wurde. Das sei den Daten zufolge unwahrscheinlich: "Es gibt den Gendaten zufolge nicht ein einziges Virus im italienischen Ausbruch, das mit dem bayrischen Stamm identisch ist", sagen Worobey und sein Team.

Stattdessen unterscheiden sich alle in Norditalien ab Anfang Februar 2020 isolierten Coronavirus-Proben in mindestens einer Mutation vom bayrischen Infektionscluster. "Unsere Daten und Simulationen stützen das Szenario einer unabhängigen Einschleppung des Virus aus China erst nach Deutschland und dann nach Italien", konstatieren die Forscher. Ihren Ermittlungen zufolge begann der Ausbruch in Norditalien mit einer direkter Einschleppung von Sars-CoV-2 aus Hubei um den 28. Januar 2020 herum.

Von Italien aus gelangte das Coronavirus über Reisende zurück nach Deutschland und in andere europäische Länder. Diese Virenvariante wurde dann am 12. Februar auch nach New York City eingeschleppt und löste dort den schweren Ausbruch aus, wie Worobey und sein Team berichten.

USA: Indexfall war keiner

Auch über das Infektionsgeschehen an der Westküste der USA gibt die Studie neue Einblicke. Demnach gelang es dort ebenfalls, die erste Einschleppung von Sars-CoV-2 zu stoppen. Die Virusvariante des Indexfalls, einer Chinesin, die am 15. Januar aus Wuhan nach Seattle gekommen war, konnte sich im weiteren Verlauf des Ausbruchs nicht vermehren oder halten, wie die Genvergleiche ergaben.

Stattdessen trugen die meisten der in den folgenden Wochen beprobten Covid-19-Patienten eine leicht veränderte Variante des Coronavirus in sich. Auch die epidemiologischen Simulationen sprechen gegen den Indexfall als Herd der gesamten folgenden Epidemie: "Wir haben nicht ein einziges Szenario der Epidemie simulieren können, das mit den realen Virenabstammungslinien übereinstimmt", sagen die Wissenschaftler.

Sie schließen daraus, dass der erste große Corona-Ausbruch an der US-Westküste von einer oder wahrscheinlicher sogar mehreren erneuten Einschleppungen des Virus aus China um den 1. Februar 2020 herum verursacht wurde.

"Die ersten Funken wurden ausgetreten"

Nach Ansicht der Forscher demonstrieren diese Ergebnisse, dass die schnelle Reaktion der Behörden und die frühen Eindämmungsmaßnahmen in Seattle und Bayern den Begin der Pandemie in Deutschland und den USA zumindest verzögert haben. Erst als dann weitere Reisende aus China erneut und mehrfach Sars-CoV-2 nach Italien und Seattle mitbrachten, konnte sich das Virus rapide und zunächst unerkannt verbreiten.

"Die frühen Maßnahmen führten dazu, dass die ersten Funken noch erfolgreich ausgetreten werden konnten", sagt Worobey. "Auch wenn die Epidemie letztlich doch durchkam, waren dies frühe Siege, die uns zeigen, wie es geht: Umfangreiches Testen und die Fallverfolgung sind machtvolle Waffen."

(Science, 2020; doi: 10.1126/science.abc8169)

Quelle: University of Arizona

Dieser Artikel wurde verfasst von Nadja Podbregar

*Der Beitrag "Forscher identifizieren Viruslinien - und zeigen, wie Corona nach Europa kam" wird veröffentlicht von scinexx. Kontakt zum Verantwortlichen hier.