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„Reisen setzen den Mechanismus der Kontaktnachverfolgung furchtbar unter Druck”

Ein Gespräch mit Prof. Dr. Kai Nagel

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Mit Ihrem Projekt zur Covid-19 Analyse modellieren Sie das Infektionsgeschehen. Wie funktioniert das und auf welchen Daten beruht die Modellierung?

Wir kommen ursprünglich aus der Mobilitätsforschung und arbeiten mit synthetischen Modellen für die Bewegung von Personen und Gütern im Raum. Dieses Bewegungsmodell setzen wir nun für die Abbildung der Dynamik der Virusausbreitung ein. Das heißt, wir starten mit einer zufällig gewählten infizierten Person. Diese bewegt sich dann im Modell und trifft auf andere Personen, die sie anstecken kann. Die angesteckten Personen gehen dann im Modell durch ihre Krankheitsprogression: Sie sind zuerst angesteckt, aber nicht ansteckend, dann sind sie ansteckend, aber ohne Symptome, später zeigen sie eventuell Symptome, vielleicht müssen sie ins Krankenhaus, unter Umständen kommen sie auf die Intensivstation und am Ende gesunden sie hoffentlich. Die Übertragungswahrscheinlichkeit bei einer Begegnung wird durch eine Gleichung beschrieben, die Parameter wie die Dauer des Aufenthalts am selben Ort, die Enge des Raumes, den Luftaustausch und das (Nicht-)Tragen von Masken enthält. Außerdem enthält die Gleichung einen Kalibrierungsparameter, der so gesetzt werden muss, dass das Modell auf die realen Daten passt. Es ist ein relativ komplexes und detailliertes Modell.

In den letzten Tagen sind die Neuinfektionen in Deutschland stark gestiegen. Kam das für Sie überraschend oder war das aus den Modellen bereits ersichtlich?

Es war relativ klar, dass die Neuinfektionen erneut explodieren werden, danach sah es den ganzen Sommer über aus. Eine Sache, die dabei wenig diskutiert wird, ist die sogenannte Kontaktnachverfolgung und die anschließende  häusliche Quarantäne, also dass Infektionsketten nachverfolgt werden und Personen, die mit nachweislich infizierten Individuen Kontakt hatten, vorsorglich unter Quarantäne gestellt werden. Das betrifft relativ viele Menschen: Wenn es beispielsweise in Berlin 300 Neuinfektionen gibt und jede neu infizierte Person 30 Kontakte hatte, dann hätte man 9.000 Kontakte, die an einem Tag nachverfolgt und in Quarantäne geschickt werden müssen. Eine unglaubliche Arbeit, die kaum zu leisten ist. Über den Sommer war die Situation etwas ruhiger, deswegen war diese Arbeit leistbar. Solange das geleistet wird, wird das Infektionsgeschehen unterdrückt. Sind die Infektionszahlen aber einmal sehr hoch, ist es schwierig, das noch hinzukriegen. Was die steigenden Infektionszahlen jetzt auslöst, ist unseren Simulationen nach der Übergang von Sommer zu Winter. Es ist kälter geworden und die Menschen sind nach drinnen gegangen, wo die Infektionsdynamik deutlich virulenter ist als draußen. Der Zeitpunkt war schwer vorherzusagen, weil man nicht wusste, wann das Wetter umschlagen würde, aber im Rückblick passt das ganz gut zusammen. 

„Wenn zum Beispiel jedes Mal bevor man zu einer Familienfeier geht eine Münze geworfen wird und man nur hingehen darf, wenn die Münze Kopf zeigt, dann reduziert das das Infektionsgeschehen – und zwar kurioser Weise nicht linear, sondern quadratisch.“

Was ist der Mehrwert von Modellen im Umgang mit der Pandemie?

Mittels Modellen kann man Maßnahmen durchprobieren, bevor man sie implementiert. Das ist der Vorteil – der Nachteil ist, dass das Modell richtig sein muss und man dem Modell trauen muss. Man muss das aber auch skeptisch hinterfragen. Es gibt allerdings Dinge, die wir in unseren Modellen recht deutlich sehen. Wenn zum Beispiel jedes Mal bevor man zu einer Familienfeier geht eine Münze geworfen wird und man nur hingehen darf, wenn die Münze Kopf zeigt, dann reduziert das das Infektionsgeschehen – und zwar kurioser Weise nicht linear, sondern quadratisch. Wenn also jede Person 50 Prozent ihrer Partys ausfällen lässt, geht das Infektionsgeschehen auf diesen Partys um 75 Prozent zurück. Wir können auch berechnen, welche Anteile unterschiedliche Sektoren der Gesellschaft am Infektionsgeschehen haben und was es bringen würde, in den jeweiligen Sektoren bestimmte Maßnahmen zu ergreifen. Wir sehen zum Beispiel, dass die Öffnung der Schulen ohne begleitende Maßnahmen durchaus ein Problem ist, weil man dort sehr eng beieinander sitzt. Beim öffentlichen Verkehr hingegen ist das Problem nicht so groß, da es im Großen und Ganzen eine gute Lüftung gibt. 

Also kann man aus Ihren Modellen auch ablesen, was der Einzelne tun kann um eine Ansteckung und Weiterverbreitung des Virus zu vermeiden?

Ja, zumindest statistisch. Wir können natürlich keine individuellen Risikoanalysen machen, aber es wird aus unseren Modellen relativ klar, wie man das Risiko reduzieren kann. Allerdings sind das meist Dinge, von denen man auch in der Zeitung lesen kann. Das Modell macht ja nichts weiter, als die Dynamik, die im Grunde bekannt ist, in einem großen Bild zusammenzuführen.

Mit welchen konkreten Fragestellungen zu Covid-19 beschäftigen Sie sich aktuell in dem Modell?

In dem Modell geht es sehr stark um den Effekt von Schulschließungen, also die Frage, unter welchen Voraussetzungen man die Schulen eben nicht nochmal schließen muss oder auch welchen Effekt es damals gehabt hätte, sie offen zu lassen. Weitere Themen sind die sogenannten nicht-pharmazeutischen Interventionen, mit denen man das Infektionsgeschehen reduzieren kann, wie zum Beispiel Kontaktreduzierung und das Tragen von Masken. Wir modellieren, welche Wirkung nicht-pharmazeutische Interventionen, das Schließen bestimmter Segmente, unterschiedliche Arten der Kontaktnachverfolgung und Reiserückkehrer*innen haben. Wir versuchen immer aufzugreifen, was gerade zur Diskussion steht und dazu Aussagen zu treffen.

Jeder infizierte Neuzugang startet eine neue Infektionskette. Diese Infektionskette muss dann von den Gesundheitsämtern nachverfolgt werden, das schafft also viel zusätzliche Arbeit.“

Sie haben gerade die Reiserückkehrer*innen angesprochen. Welchen Einfluss haben Reisen und Mobilität auf das Infektionsgeschehen und lässt sich das in Modellen berechnen?

Ja, das lässt sich berechnen. Es gibt Modelle, die den Austausch von Krankheit zwischen geographischen Regionen simulieren. Wir haben beispielsweise ein Modell für den Großraum Berlin und haben uns angeschaut, was passiert, wenn von außen die Menge an Personen reinkommt, die man im Moment aufgrund der Messungen vermutet. Was im Wesentlichen passiert, ist, dass jeder infizierte Neuzugang eine neue Infektionskette startet. Diese Infektionskette muss dann von den Gesundheitsämtern nachverfolgt werden, das schafft also viel zusätzliche Arbeit. Ab einem gewissen Punkt dürfte das auch dazu beitragen, dass die Gesundheitsämter nicht mehr hinterherkommen. In dem Moment springen die Infektionszahlen nach oben und es gerät außer Kontrolle. Reisen setzen diesen ganzen Mechanismus der Kontaktnachverfolgung furchtbar unter Druck.

Es gibt viele Maßnahmen, die man in dem Moment, in dem die Gesundheitsämter überlastet sind, ergreifen kann, und man kann diejenigen wählen, die man politisch oder gesellschaftlich für sinnvoll hält. Die Reduzierung von Krankheitsimport durch Reisebeschränkungen ist also eine mögliche Maßnahme, sie ist aber nicht die einzige.“

Lassen ihre Modellierungen darauf schließen, dass Reisebeschränkungen die Infektionszahlen verringern?

Eigentlich müsste man ein ein Monitoring der Gesundheitsämter durchführen, also schauen, inwieweit diese noch mit der Kontaktnachverfolgung hinterherkommen. In dem Moment, wo sie nicht mehr hinterherkommen, müsste man sie unterstützen, indem man zusätzliche Maßnahmen einführt, die das Infektionsgeschehen reduzieren. Da kann man dann überlegen, welche zusätzlichen Maßnahmen man wählt. Man kann den Krankheitsimport reduzieren, indem man Reisebeschränkungen einführt, man kann aber auch die Besucherdichte in Restaurants reduzieren – man muss sie gar nicht ganz schließen – oder man kann versuchen, private Partys in Privatwohnungen zu reduzieren oder eine Maskenpflicht in Schulen einführen. Es gibt also viele Maßnahmen, die man in dem Moment, in dem die Gesundheitsämter überlastet sind, ergreifen kann, und man kann diejenigen wählen, die man politisch oder gesellschaftlich für sinnvoll hält. Die Reduzierung von Krankheitsimport durch Reisebeschränkungen ist also eine mögliche Maßnahme, sie ist aber nicht die einzige.

Beruhen die aktuellen Maßnahmen auf modellhaften Annahmen oder sind dies ad hoc-Vorschläge aus der Politik?

Wir berichten regelmäßig an das Bundesministerium für Bildung und Forschung und hören von dort, dass unsere Berichte an das Kanzleramt weitergegeben werden. Wir sind auch nicht das einzige Projekt, das in diesem Bereich gefördert wird. Was die Politik macht, ist eigentlich immer relativ kongruent mit dem, was wir auch für richtig halten. Insofern ist meine Vermutung, dass das, was die Gemeinschaft der Wissenschaftler*innen sagt, durchaus von der Politik aufgegriffen und umgesetzt wird. 

Zur Person

Prof. Dr. Kai Nagel ist Professor für Verkehrssystemplanung und Verkehrstelematik am Institut für Land- und Seeverkehr der Technischen Universität Berlin. Er leitet das Projekt „MODUS-COVID: Modellgestützte Untersuchung von Schulschließungen und weiteren Maßnahmen zur Eindämmung von COVID-19”.

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