​​​​​​​COVID-19: Bioaerosole: Ein wichtiger Übertragungsweg von SARS-CoV-2?


Mittlerweile ist es weitgehend anerkannt, dass auch sogenannte Bioaerosole, die schon beim ganz normalen Atmen entstehen, eine wichtige Rolle bei der Übertragung spielen.1 „Wir sind ziemlich sicher, dass Aerosole einer der Wege sind, über die sich Covid-19 verbreitet“, sagte der frühere Präsident der Internationalen Gesellschaft für Aerosole in der Medizin, Gerhard Scheuch, bereits im Sommer 2020 in Gemünden (Wohra) der Deutschen Presse-Agentur. Um das Infektionsrisiko durch Bioaerosole zu reduzieren, ist die Inhalation mit physiologischer Kochsalzlösung eine kostengünstige und effektive Methode.

Ein heterogenes Gemisch aus festen oder flüssigen Schwebeteilchen in einem Gas wird in der Physik generell als Aerosol bezeichnet. Die Schwebeteilchen heißen Aerosolpartikel oder Aerosolteilchen. Die kleinsten Teilchen sind nur wenige Nanometer groß, wobei es nach oben bezüglich der Größe keine klare Abgrenzung gibt.

Die respiratorische Aufnahme von flüssigen, virushaltigen Aerosolteilchen aus der Luft (Tröpfcheninfektion) ist ein wichtiger Übertragungsweg von Sars-CoV-2 - das ist inzwischen die gängige Meinung in der wissenschaftlichen Fachwelt der sich auch das RKI und mittlerweile auch die WHO angeschlossen haben.

Aerosole können auch von Menschen erzeugt und abgegeben werden. Diese sogenannten Bioaerosole entstehen beispielsweise beim Atmen und Sprechen, aber noch stärker beim Schreien und Singen. Das unterscheidet Bioaerosole von therapeutischen Aerosolen, die durch aerosolerzeugenden Systeme -wie beispielsweise einen Vernebler- erzeugt werden. Wie groß die Rolle der Bioaerosole bei der Übertragung von SARS-CoV-2 ist, ist jedoch noch nicht vollständig geklärt.

Man nimmt an, dass Bioaerosole in den sehr kleinen Atemwegen oder durch die Wiedereröffnung verschlossener kleiner Atemwege entstehen. Ist eine Person beispielsweise mit COVID-19 infiziert, können sich bei diesem Prozess feinste virushaltige Aerosolteilchen bilden, die sich ablösen und an die Luft abgegeben werden. Dieses Bioaerosol kann anschließend von Personen in der Nähe eingeatmet werden.

Gerhard Scheuch, ein weltweit anerkannter Aerosolexperte, zählt zu den Wissenschaftlern, die die Infektion durch Bioaerosole für einen der wichtigsten Übertragungswege halten. Er weist darauf hin, dass aufgrund ihrer physikalischen Eigenschaften gerade die sehr kleinen Teilchen zwischen 0,1-0,5 µm, die hauptsächlich beim normalen Atmen entstehen2, stundenlang in der Luft schweben können. In geschlossen, schlecht belüfteten Räumen können sich dadurch Virus beladene Teilchen anreichern. Damit steigt das Infektionsrisiko auch über eine größere Distanz als 2 m hinaus, insbesondere dann, wenn eine infektiöse Person besonders viele kleine Partikel ausstößt (High Performer; Superspreader) und exponierte Personen besonders tief einatmen (Singen im Chor, Fitness-Studio; Restaurant).

Auch die Studienergebnisse der „Tönnies-Fälle“ in Rheda-Wiedenbrück, dem größten Fleischverarbeitungskomplex Deutschlands, untermauern die These einer Übertragung durch Bioaerosole. Es konnte nachgewiesen werden, dass das Virus ausgehend von einem einzigen Mitarbeiter auf mehrere Personen in einem Umkreis von mehr als acht Metern übertragen wurde3. Eine weitere Studie untersuchte die SARS-CoV-2 Infektionen in einem Restaurant in China4. Die Autoren konnten zeigen, dass die Übertragung über die Luft und Verteilung durch das Belüftungssystem für diese Infektionen verantwortlich war. Diese Ausbrüche lassen sich laut Scheuch nur erklären, wenn die Aerosolpartikel klein genug sind, um von der Luft über eine bestimmte Strecke transportiert zu werden2.

Neue Ergebnisse von einem Forscherteam der Universität Florida lassen kaum mehr einen Zweifel daran, dass Bioaerosole eine wichtige Rolle bei der Übertragung von COVID-19 spielen. Die Forscher konnten lebende Erreger von SARS-CoV-2, die von einem Patienten ausgestoßen wurden, noch in 2,0 bis 4,80 m Entfernung in der Raumluft nachweisen. Das Fazit der Autoren: “Patienten mit respiratorischen Manifestationen von COVID-19 produzieren in Abwesenheit von aerosolerzeugenden Verfahren Aerosole, die lebensfähiges SARS-CoV-2 enthalten. Diese Aerosole können als Quelle für die Übertragung des Virus dienen“5.

Diese Ergebnisse lassen folgenden Schluss zu: „Die Infektion über die Raumluft ist nicht der einzige, aber vielleicht der wichtigste Ansteckungsweg. Er muss beachtet werden“, wie Gerhard Scheuch der Hessischen Niedersächsischen Allgemeinen im Juni 2020 sagte.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage: gibt es Möglichleiten die Gefahr durch Bioaerosole einzudämmen?

Wissenschaftliche Untersuchungen zeigten, dass man durch regelmäßiges Inhalieren sich selbst und andere besser vor Ansteckung schützen kann. Die Inhalation einer einfachen isotonischen Kochsalzlösung kann die Abgabe von Bioareosolen aus der Lunge durchschnittlich um 72% für 6 Stunden reduzieren6,7. Die gezielte Inhalation mit einer isotonischen Kochsalzlösung ist damit ein effektives und kostengünstiges Mittel, um den Ausstoß von Bioaerosolen einzudämmen und das Ansteckungsrisiko zu reduzieren. Dies ist überall dort von Bedeutung, wo viele Personen in nicht ausreichend belüfteten Innenräumen zusammenkommen, wie beispielsweise im öffentlichen Personenverkehr, Konzerte oder Schulen. Auch zur Prophylaxe von Erkältungskrankheiten ist das Inhalieren von Kochsalzlösung hervorragend geeignet. Es hält die Schleimhäute in den Atemwegen feucht und unterstützt deren Selbstreinigungsfunktion der Lunge8.

 

  1. https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Steckbrief.html#doc13776792bodyText1
  2. Scheuch G, Breathing Is Enough:For the Spread of Influenza Virus and SARS-CoV-2 by Breathing Only. JOURNAL OF AEROSOL MEDICINE AND PULMONARY DRUG DELIVERY Volume 33, Number 4, 2020 Mary Ann Liebert, Inc. Pp. 1–5; DOI: 10.1089/jamp.2020.1616
  3. Günther T et al., Preprint-Plattform „SSRN, Posted 23 July 2020
  4. COVID-19 Outbreak Associated with Air Conditioning in Restaurant, Guangzhou, China, 2020. Lu J, Gu J, Li K, Xu C, Su W, Lai Z, Zhou D, Yu C, Xu B, Yang Z. Emerg Infect Dis. 2020 Jul;26(7):1628-1631. doi: 10.3201/eid2607.200764. Epub 2020 Apr 2. PMID: 32240078 Free PMC article.
  5. John A Lednicky et. al., Preprint August 2020, doi: https://doi.org/10.1101/2020.08.03.20167395
  6. D. A. Edwards u. a., „Inhaling to mitigate exhaled bioaerosols“, Proc Natl Acad Sci U S A. 101, Nr. 50 (2004): 17383–88.
  7. Jennifer Fiegel, Robert Clarke, und David A. Edwards, „Airborne Infectious Disease and the Suppression of Pulmonary Bioaerosols“, Drug Discovery Today 11, Nr. 1–2 (Januar 2006): 51–57, https://doi.org/10.1016/S1359-6446(05)03687-1.
  8. Einfaches Inhalieren kann Tröpfcheninfektion effektiv eindämmern: www.lungenaerzte-im-netz.de