ArchivDeutsches Ärzteblatt9/2021SARS-CoV-2-Varianten: Evolution im Zeitraffer
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Für den Fortgang des pandemischen Geschehens spielen Fragen zu Eigenschaften, Verbreitung und Bedeutung mutierter Varianten von SARS-CoV-2 eine große Rolle. Die molekulare Surveillance erfolgt am Robert Koch-Institut unter anderem mittels Gesamtgenomsequenzierungen.

Foto: freshidea/stock.adobe.com
Foto: freshidea/stock.adobe.com

Das Betacoronavirus SARS-CoV-2 gelangte höchstwahrscheinlich als zoonotischer Erreger gegen Ende 2019 in die menschliche Bevölkerung, vermutlich in Form einer einzelnen Transmission (monophyletischer Ursprung) aus einem noch immer unbekannten Tierreservoir (1, 2). Ebenso wie zum Beispiel bei Influenzaviren und HIV handelt es sich bei SARS-CoV-2 um ein RNA-Virus, dessen Genom durch eine viral kodierte RNA-abhängige RNA-Polymerase repliziert wird. Trotz der Korrekturaktivität der viralen Exonuklease nsp14 verläuft die Replikation des viralen Genoms nicht fehlerfrei. Dies begünstigt Kopierfehler und damit den Erwerb von Mutationen im viralen Genom.

Die Wahrscheinlichkeit des Auftretens solcher Mutationen hängt dabei von verschiedenen Faktoren ab, insbesondere der Fehlerrate der viralen RNA-Polymerase und der Gesamtgröße der viralen Population. Ausgehend von einem monophyletischen Ursprung wurde die genetische Diversifizierung von SARS-CoV-2 begünstigt durch die explosionsartige weltweite Verbreitung. Basierend auf den genomischen Unterschieden sind weltweit mittlerweile mindestens 9 verschiedene Kladen bestehend aus 1 021 verschiedenen Viruslinien beziehungsweise -varianten definiert (3). Diese unterscheiden sich in definierten Positionen der viralen Erbinformation, die mit Veränderungen der kodierten Virusproteine und damit besonderen Eigenschaften der jeweiligen Viruslinie einhergehen können.

Eindeutige Identifikation

Die Zuordnung zu bekannten oder neuen Viruslinien kann zweifelsfrei nur über eine Sequenzierung des vollständigen Virusgenoms erfolgen. Von den 3 parallel verwendeten Nomenklatursystemen hat jedes bestimmte Stärken, zur Feindifferenzierung wird derzeit sehr häufig die phylogenetische PANGOLIN-Klassifizierung nach Rambaut verwendet, da sie regelmäßig aktualisiert wird und einfach in ihrer Anwendung ist (4, 5).

Zu einem gewissen Teil ist die genetische Fluktuation von RNA-Viren immer zufallsbedingt. Im Rahmen sogenannter Superspread-Ereignisse kann es beispielsweise zur weitreichenden Ausbreitung eines Virustyps kommen, der anschließend die Viruspopulation dominiert; in geografisch abgegrenzten Gebieten können „founder effects“ zum Tragen kommen, bei denen die regionale Viruspopulation von wenigen „Gründerviren“ abstammt und sich in ihrer Zusammensetzung erheblich von den Viruspopulationen in anderen Regionen unterscheiden kann (6). Viele der beobachteten Mutationen wirken sich nicht erkennbar auf die Viruseigenschaften aus. Mitunter führen die Mutationen jedoch zu Änderungen in viralen Proteinen (z. B. des Spike-Rezeptorbindeproteins), die sich auf die biologischen Erregereigenschaften (z. B. gesteigerte Infektiosität durch erhöhte Rezeptorbindeaffinität) oder auf die Erkennung durch das menschliche Immunsystem (z. B. durch die Veränderung eines Antikörperepitops) auswirken können.

Inwieweit bestimmte Mutationen die Fitness des Virus beeinflussen und ihm so eine erfolgreiche Anpassung an den Selektionsdruck in der menschlichen Population ermöglichen, wird seit Beginn der Pandemie intensiv erforscht. Von besonderem Interesse sind in diesem Zusammenhang Veränderungen des Spike-Rezeptorbindeproteins. Hierbei handelt es sich um ein 1 273 Aminosäuren umfassendes Protein, das aus 2 Untereinheiten besteht, die durch proteolytische Spaltung eines linearen Vorläufers entstehen (Grafik 1A).

Spike-Protein-Gen mit variantenspezifischen Mutationen
Grafik 1a
Spike-Protein-Gen mit variantenspezifischen Mutationen

Das Spike-Protein ist für die Vermehrungsfähigkeit des Virus essenziell, da es den Eintritt in die menschliche Wirtszelle vermittelt, wo die eigentliche Replikation des Virus stattfindet. Die S1-Untereinheit trägt die N-terminale Domäne (NTD) und die rezeptorbindende Domäne (RBD), welche die Bindung an das zelluläre ACE2-Rezeptorprotein vermittelt (Grafik 1B); anschließend erfolgt über die S2-Untereinheit die Fusion mit der Wirtszellmembran.

Lokalisation der B.1.1.7- bzw. B.1.351-typischen RBD-Mutationen im SARS-CoV-2-Spike-Protein
Grafik 1b
Lokalisation der B.1.1.7- bzw. B.1.351-typischen RBD-Mutationen im SARS-CoV-2-Spike-Protein

Das Spike-Protein ist gleichzeitig die Zielstruktur neutralisierender (protektiver) Antikörper, die insbesondere auf Regionen der RBD und der NTD abzielen (7, 8). Änderungen im Spike-Protein können sich deshalb auf die Infektiosität des Virus sowie auf die Antikörperneutralisation auswirken (3).

Ein erstes Beispiel einer im Sinne der Virusverbreitung erfolgreichen Mutation innerhalb des Spike-Proteins ist der Aminosäureaustausch D614G, welcher während der ersten Pandemiewelle im Frühjahr 2020 erworben wurde. Aufgrund einer Konformationsänderung des Spike-Proteintrimers sind Viren des 614G-Genotyps infektiöser als der D614-Ursprungsgenotyp (9, 10, 11). Der 614G-Genotyp geht mit höherer Viruslast und stärkerer Übertragbarkeit einher. Er herrscht mittlerweile weltweit vor, während Viren des ursprünglichen Genotyps D614 fast gar nicht mehr zirkulieren (12).

Besorgniserregende Varianten

Molekulare Surveillance ermöglicht die Beobachtung und Feindifferenzierung zirkulierender SARS-CoV-2-Varianten. Besondere Aufmerksamkeit gebührt hierbei neuen Varianten mit Mutationen, die sich auf die Übertragbarkeit, Immunkontrolle, Virulenz oder Nachweisbarkeit des Erregers auswirken. Je nachdem, wie deutlich die Hinweise auf derart veränderte Erregereigenschaften sind, werden solche Varianten als Variante unter Beobachtung (variant under investigation, VUI) oder besorgniserregende Variante (variant of concern, VOC) bezeichnet. Die WHO listet derzeit 3 VOCs: B.1.1.7, B.1.351 und P.1 (Tabelle).

Variants of Concern von SARS-CoV-2
Tabelle
Variants of Concern von SARS-CoV-2

B.1.1.7 [501Y.V1; VOC 202012/01]

Im Dezember 2020 wurde aus Großbritannien über die zunehmende Ausbreitung der neuartigen SARS-CoV-2-Linie B.1.1.7 (auch: 20I/501Y.V1) mit besorgniserregenden Eigenschaften hinsichtlich Infektiosität und Ausbreitung berichtet (5, 13). Viren der Linie B.1.1.7 weisen 23 Polymorphismen auf, von denen 17 in Aminosäureänderungen der Virusproteine resultieren, die vorwiegend das Spike-Protein betreffen (Grafik 1). Eine charakteristische Deletion im Spike-kodierenden S-Gen (S del 69/70) verursachte falsch-negative Nachweise des viralen S-Gens mittels bestimmter Multiplex-PCR-Systeme. Dieser S-Gen-Ausfall war es, der initial die Aufmerksamkeit auf die Virusvariante lenkte und so die frühe Erkennung dieser neuartigen Viruslinie in Großbritannien sowie zeitnahe Analysen zu ihrer Verbreitung anhand von klinisch-diagnostischen Labordaten ermöglichte.

Die B.1.1.7-Variante hat sich mittlerweile zur vorherrschenden Variante in Großbritannien entwickelt und wurde bislang (Stand 17. Februar 2021) in 88 Ländern nachgewiesen, einschließlich der Bundesrepublik Deutschland. Auch in anderen Ländern wird eine rasche Verbreitung mit Entwicklung hin zur Prädominanz beobachtet (14, 15).

Ursächlich für die erfolgreiche Verbreitung von B.1.1.7 scheint eine im Vergleich zu anderen SARS-CoV-2-Varianten leichtere Übertragbarkeit zu sein: Die Zahl von COVID-19-Fällen, bei denen im Rahmen der PCR-Diagnostik ein S-Gen-Ausfall berichtet wurde (als proxy für diese Variante), stieg rascher an als die von Fällen ohne S-Gen-Ausfall (16). Kontaktnachverfolgungsdaten demonstrierten unter den Kontaktpersonen von mit B.1.1.7 Infizierten eine höhere Secondary Attack Rate (1361 Infizierte pro 9228 Kontaktpersonen [15 %]) im Vergleich zu Kontaktpersonen, die mit anderen Viruslinien infizierten waren (1244 pro 11269 [11 %]) (17). Darüber hinaus deuten unterschiedliche Modellierungsrechnungen auf eine um das rund 1,5-fach erhöhte Reproduktionszahl der B.1.1.7-Variante hin (15, 16, 18). Während für B.1.1.7-
Infektionen initial eine unveränderte Klinik angenommen wurde, deuten bei begrenzter Studienlage erste Daten auf eine erhöhte Fallsterblichkeit hin (19, 20, 21). Die Erfahrungen aus Großbritannien, wo die B.1.1.7-Variante zum Anstieg der Fallzahl beigetragen hat, zeigen die möglicherweise weitreichenden Folgen der Ausbreitung einer hochtransmissiblen Variante von SARS-CoV-2 auf. Gerade weil von einer noch höheren Transmissibilität ausgegangen werden muss, sind die Maßnahmen zur Viruseindämmung (Containment) wichtig. Dies betont die hohe Bedeutung einer engmaschigen Surveillance zur frühzeitigen Detektion und molekularen Charakterisierung bekannter sowie auch neuartiger Viruslinien.

B.1.351 [501Y.V2]

Nahezu zeitgleich mit Berichten über die neue Variante aus Großbritannien wurde im Dezember 2020 über die Ausbreitung einer weiteren VOC in Südafrika berichtet, ausgehend von der Provinz Ostkap (22). Auch diese Linie, B.1.351 (auch 20H/501Y.V2), entwickelte sich rasch zur lokal vorherrschenden Variante, weshalb eine erhöhte Transmissibilität vermutet wird.

Sie ist durch 9 Aminosäureänderungen gekennzeichnet, von denen 8 das Spike-Protein betreffen (Grafik 1); hierzu gehört die von B.1.1.7 bekannte, jedoch unabhängig erworbene N501Y-Mutation, die für eine erleichterte Bindung an menschliche Wirtszellen verantwortlich gemacht wird (23, 24). Zusätzlich zum N501Y-Polymorphismus finden sich weitere Mutationen in der RBD (K417N und E484K) und zahlreiche Polymorphismen in der NTD des Spike-Proteins. Beide Domänen tragen Epitope für neutralisierende Antikörper, weshalb sie entscheidende Strukturen sowohl für die Immunantwort als auch die Vakzinierung und Antikörpertherapie darstellen. Für den Aminosäureaustausch E484K ist bekannt, dass er Resistenz gegen bestimmte monoklonale Antikörper vermittelt (25, 26, 27).

Vorab veröffentlichte In-vitro-Studien implizierten zudem eine verringerte Aktivität von Rekonvaleszenten- beziehungsweise Geimpftenplasma gegen Viren, die diese 3 Mutationen tragen. Darüber hinaus gibt es Meldungen, nach denen in Impfstoffstudien der Phase III in Südafrika eine verringerte Effektivität der Vakzine gefunden wurde, was auf die dortige Zirkulation der B.1.351-Linie zurückgeführt wird (28, 29). Es ist also möglich, dass sich die B.1.351-Linie so rasch ausgebreitet hat, weil sie über eine intrinsisch höhere Transmissibilität als der ursprüngliche Genotyp verfügt (23, 24) und/oder weil sie partiell Mechanismen der menschlichen Immunantwort entkommen kann. Sie könnte daher eine Grundlage für die Entstehung sogenannter Immune-Escape-Varianten darstellen.

P.1 [501Y.V3]

Im brasilianischen Bundesstaat Amazonas nehmen derzeit Infektionen mit einer weiteren SARS-CoV-2-Variante rasch zu, die als P.1 bzw. 501Y.V.3 bezeichnet wird. Sie weist ebenfalls eine Reihe von Spike-Protein-Polymorphismen auf, darunter auch 3 RBD-Mutationen an Positionen, die auch in der B.1.351-Linie verändert sind (K417, E484, N501). Aufgrund des Genotyps wird auch für diese Variante eine erhöhte Transmissibilität beziehungsweise verringerte Effektivität neutralisierender Antikörper diskutiert (30).

Die Mechanismen, die VOCs eine überdurchschnittliche Übertragbarkeit verleihen, sind derzeit nur im Ansatz verstanden. Sie scheinen jedoch durch gemeinsame Polymorphismen im viralen S-Protein wie N501Y getrieben zu sein. Diese verstärken die Bindung an das ACE2-Rezeptorprotein und geben einen Hinweis auf konvergente Anpassungsmechanismen des ursprünglich zoonotischen Virus (23, 24). Denkbar ist, dass die spezifisch in VOCs gefundenen Aminosäureaustausche zu einer Verringerung der minimalen Infektionsdosis führen und die infektiöse Form des Virus stabilisieren, den zellulären Tropismus beeinflussen oder die virale Fitness in anderer Form erhöhen.

Die zellulären und virologischen Determinanten, die einen VOC-Phänotyp bestimmen, herauszuarbeiten, ist Gegenstand intensiver Forschungsanstrengungen. Neben vergleichenden Analysen in Zellkultur-, Organoid- und Tiermodellen stehen hierfür klinische Beobachtungen (z. B. Manifestationsformen, Dauer, Menge der Virusausscheidung), syndrombasierte und integrierte Molekulare Surveillance zur Erfassung der Prävalenz und Verbreitung von Varianten sowie der Schwere der Infektion und pathologische Untersuchungen zur Erkennung von Unterschieden in der klinisch-pathologischen Manifestation zur Verfügung.

Aktuelle Situation in Deutschland

Das Robert Koch-Institut (RKI) und das Konsiliarlabor für Coronaviren der Charité – Universitätsmedizin Berlin führen seit Beginn der Pandemie Genomsequenzierungen von SARS-CoV-2- durch, unter anderem im Rahmen der Integrierten Molekularen Surveillance (IMS) für SARS-CoV-2. Die besondere Bedeutung der IMS liegt in der Tatsache, dass die Informationen über das Genom der jeweiligen SARS-CoV-2-Variante zusammen mit den klinisch-epidemiologischen Informationen der jeweiligen Fälle ausgewertet werden. Somit können in kurzer Zeit Zusammenhänge von Viruslinien mit Krankheitsverläufen erkannt werden.

Basierend auf den erhobenen Genomdaten und Daten, die in Repositorien wie GISAID eingestellt werden, liegen derzeit (Stand: 11. Februar 2021) Informationen zu insgesamt 5 875 deutschen (2020: 4 552; 2021: 1 323) SARS-CoV-2-Gesamtgenomsequenzen vor. Grafik 2A gibt einen Gesamtüberblick über die Verwandtschaft der in Deutschland seit Beginn der Pandemie sequenzierten SARS-CoV-2-Genome. Es wird ersichtlich, dass eine Diversifikation erfolgt ist und im Zeitverlauf die Häufigkeitsverteilung der unterschiedlichen Kladen variiert.

Deutsche SARS-CoV-2-Gesamtgenomsequenzen seit Beginn der Pandemie
Grafik 2a
Deutsche SARS-CoV-2-Gesamtgenomsequenzen seit Beginn der Pandemie
Linienverteilung der in IMS sequenzierten SARS-CoV-2, KW 50/2020–KW4/2021
Grafik 2b
Linienverteilung der in IMS sequenzierten SARS-CoV-2, KW 50/2020–KW4/2021

Es ist wichtig zu erwähnen, dass die sequenzierten Viren keine repräsentative Auswahl aller in Deutschland zirkulierenden Viren darstellen: Aufwendige Laboruntersuchungen wie die Gesamtgenomsequenzierung kommen vor allem in besonderen Situationen zum Einsatz, etwa bei Ausbruchsgeschehen, bei schweren klinischen Verläufen oder dem Verdacht auf das Vorliegen einer VOC. Daher unterliegen viele der in Sequenzdatenbanken wie GISAID hinterlegten Datensätze einer Verzerrung, in der sehr homogene Datensätze aus einzelnen Untersuchungen beziehungsweise mittlerweile auch VOC-Sequenzen überrepräsentiert sind.

Molekulare Surveillance

Das Projekt „Integrierte Molekulare Surveillance für SARS-CoV-2 (IMS-SC2)“ an RKI und Charité wurde etabliert, um (i) die genetische Variabilität und Evolution von SARS-CoV-2 in Deutschland kontinuierlich zu überwachen, (ii) einen differenzierten, durch molekulargenetische Analysen unterstützten Einblick in das Auftreten sowie die Ausbreitungs- und die Transmissionsdynamiken des Virus zu gewinnen,und (iii) einen Zusammenhang zwischen Infektionen mit bestimmten Virusvarianten und klinisch-epidemiologischen Erscheinungsbildern zu erkennen.

Dementsprechend wird ein großer Anteil der Sequenzen anhand von zufällig ausgewählten SARS-CoV-2-positiven Proben aus der geografischen Breite Deutschlands erhoben. Daraus resultiert ein Datensatz, der das Infektionsgeschehen mit geringeren Verzerrungen hinsichtlich der Probenauswahl repräsentiert, als es bei Proben der Fall ist, die aus diagnostischen Zwecken zur Sequenzierung ausgewählt wurden.

Zum Zweck der Surveillance senden derzeit (Stand 17. Februar 2021) 17 über Deutschland verteilte Diagnostiklabore wöchentlich zufällig ausgewählte Proben zur Gesamtgenomsequenzierung an das RKI. Darüber hinaus erfolgen fokussierte Untersuchungen auf Veranlassung des Öffentlichen Gesundheitsdienstes, ebenfalls breit über Deutschland verteilt. Seit Dezember 2020 sind so im Rahmen des IMS-SC2-Projektes am RKI 658 SARS-CoV-2-Genome sequenziert worden, darunter 440 im Rahmen der Surveillance von zufällig ausgewählten Proben.

Grafik 2A zeigt für die Kalenderwochen (KW) 50/2020 bis 4/2021 die Verteilung dieser Zufallsstichprobe auf die unterschiedlichen SARS-CoV-2-Linien im Zeitverlauf. Derzeit entfällt der größte Teil der zirkulierenden Viren auf die Linie B.1.177, die sich im Sommer 2020 ausgehend von Urlaubsrückkehrern aus Spanien ausbreitete und seitdem in ganz Europa vorherrscht. Es gibt bislang keine publizierten Hinweise darauf, dass sich B.1.177-Viren in ihren biologischen Eigenschaften beziehungsweise ihrer Transmissibilität von anderen SARS-CoV-2-Linien unterscheiden (31).

Eine ebenfalls hohe Prävalenz zeigen Viren der in ganz Europa weitverbreiteten Linien B.1.221 und B.1.160. Der Anteil der besorgniserregenden Variante B.1.1.7 an der Gesamtzahl der Sequenzen der zufällig ausgewählten IMS-SC2-Proben lag im Erhebungszeitraum noch auf niedrigem Niveau, zeigte jedoch einen deutlichen Aufwärtstrend mit einem relativen Anteil von 3,9 % in KW 3–4.

Damit stehen die IMS-SC2-Surveillance-Ergebnisse im Einklang mit anderen Erhebungen des RKI: Eine Ad-hoc-Analyse fand in KW 4 einen Anteil B.1.1.7-positiver PCR- Ergebnisse von 5,6 %, der anschließend rapide auf 22 % anstieg (32, 33). Die Testzahlerfassung des RKI demonstrierte ebenfalls einen VOC-Anteil von 5 % in KW 4, der in KW 5 auf 12 % und in KW 6 auf 22,8 % anstieg. Es handelt sich aber nicht um eine zufällige Stichprobe (32, 33).

Seit Januar 2021 ist der Deutsche Elektronische Sequenzdaten-Hub (DESH) aktiv, über den sequenzierende Labore SARS-CoV-2-Sequenzdaten an das RKI übermitteln (34). Diese technische Plattform, welche im Rahmen der Corona-Surveillanceverordnung realisiert wurde und die Grundlage und Modell auch für die IMS anderer Erreger sein kann, ermöglicht die deutschlandweite Zusammenführung von Sequenzdaten und wird kontinuierlich weiterentwickelt. Eine Analyse der an DESH übermittelten Daten von Zufallsstichproben aus sequenzierenden Laboren in ganz Deutschland sowie der IMS-SC2-Sequenzdaten zufällig selektierter SARS-CoV-2-Proben demonstrierte in KW 3 einen Anteil von 4,4 % für B.1.1.7-Sequenzen an den in Deutschland sequenzierten SARS-CoV-2-Genomen, der in KW 4 auf 9,0 % und in KW 5 auf 15,4 % angestiegen ist (33).

Grafik 2C zeigt für die Kalenderwochen 1–5/2021 den steigenden B.1.1.7-Anteil an den Gesamtgenomsequenzen in DESH bei insgesamt noch sinkender 7-Tage-Neuinzidenz (Summe aller Varianten).

Anteil der VOC B.1.1.7 an sequenzierten SARS-CoV-2-Genomen
Grafik 2c
Anteil der VOC B.1.1.7 an sequenzierten SARS-CoV-2-Genomen

Viren der Linie B.1.351 werden mit einem Anteil von 1,23 % (Stand 17. Februar 2021) in Sequenzdaten gefunden, die via DESH an das RKI übermittelt werden. Viren der Linie P.1 wurden bislang weder in der IMS-SC2 noch in den via DESH übermittelten Daten detektiert, sind in Deutschland aber bereits zumindest einmal nachgewiesen worden (33).

Zusammenfassende Bewertung

Mit zunehmender Verbreitung und Populationsgröße von SARS-CoV-2 steigt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens phänotypisch-relevanter Mutationen im Virusgenom. Die daraus resultierende hohe genetische Diversität ermöglicht eine Selektion angepasster Virusvarianten, deren Fitness zum Beispiel aufgrund leichterer Übertragbarkeit oder geringerer Suszeptibilität gegen die menschliche Immunantwort erhöht ist. Das unabhängige Auftreten von VOCs mit ähnlichen oder gar denselben Mutationen (S-N501Y; K417N/T; E484K) in
3 unterschiedlichen Weltregionen ist ein Indiz für konvergente Evolution.

Anlass zur Besorgnis stellt derzeit die um rund 50 % leichter übertragbare Linie B.1.1.7 dar (16,18). Daten aus der Integrierten Molekularen Surveillance von RKI und Konsiliarlabor für Coronaviren an der Charité sowie aus groß angelegten multizentrischen Ad-hoc-Analysen demonstrieren, dass der Anteil der durch B.1.1.7 verursachten Neuinfektionen Ende Januar 2021 bei knapp 6 % und 2 Wochen später bei geografischer Diversität durchschnittlich bereits bei 22 % lag (32, 33).

Somit dominiert diese Variante das Infektionsgeschehen in Deutschland noch nicht komplett, aber eine weitere Ausbreitung und ein Einfluss auf die Transmission muss erwartet werden. Die Ad-hoc-Analysen werden in den kommenden Wochen wiederholt werden, um den zeitlichen Verlauf des VOC-Anteils in Deutschland zu verfolgen. Wie effektiv die derzeitigen Maßnahmen die Ausbreitung der VOCs begrenzen, wird sich aus den Surveillancedaten-Ergebnissen der nächsten Tage und Wochen ablesen lassen.

Sicher ist aber, dass aufgrund der höheren Transmission die Eindämmung der VOC B.1.1.7 schwieriger ist als die der bisher dominierenden SARS-CoV-2-Varianten. Das Auftreten von Virusvarianten, die partiell oder komplett resistent gegen neutralisierende Antikörper oder Rekonvaleszentenseren sind, deutet darauf hin, dass sich SARS-CoV-2 an den herrschenden Immunselektionsdruck anpassen kann. Eine solche Antigendrift könnte die Wirksamkeit von Impfstoffen negativ beeinflussen und würde unter Umständen eine Anpassung der Impfstoffkomposition erfordern, ähnlich wie dies für Influenza schon der Fall ist (35). Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit einer engmaschigen Überwachung der Evolution von SARS-CoV-2. Die Coronavirus-Surveillanceverordnung (CorSurV) vom 19. Januar 2021 unterstützt zu diesem Zweck eine erhebliche Steigerung der SARS-CoV-2-Gesamtgenomsequenzierungen mit dem Ziel der Sequenzierung von 5–10 % aller SARS-CoV-2-positiven Proben in Deutschland (je nach Inzidenz).

Quantitative und longitudinale Analysen auf Basis der in DESH erfassten Genomsequenzen erlauben die Etablierung eines Frühwarnsystems zur Erkennung von sich überproportional ausbreitenden bekannten, aber auch neuen Varianten, die dann gezielt beobachtet und analysiert werden können. Diese Surveillance leistet somit einen wertvollen Informationszugewinn für die Pandemiekontrolle. Unabhängig von SARS-CoV-2 ist die jetzt etablierte IMS ein Modell, das künftig auch für weitere Infektionserreger etabliert und genutzt werden sollte, um den Gesundheitsschutz in Deutschland weiter zu verbessern.

RKI-Autorengruppe „SARS-CoV-2

Integrierte Molekulare Surveillance“

Korrespondenz:
PD Dr. rer. nat. Thorsten Wolff
Robert Koch-Institut, Fachgebiet 17: Influenzaviren und weitere Viren des Respirationstraktes,
E-Mail: wolfft@rki.de

Interessenkonflikte: Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

Der Beitrag unterlag keinem Peer-Review-Verfahren.

Eine vollständige Liste der Autoren:
http://daebl.de/PC74

Literatur im Internet:
www.aerzteblatt.de/lit0921
oder über QR-Code.

Autoren

Dr. med. Djin-Ye Oh M.Sc 1*,

Dr. rer. nat. Stefan Kröger2*,

Dr. rer. nat. Marianne Wedde1,

Felix Hartkopf 3,

Dr. rer. nat. Matthias Budt1,

Dr. rer. nat. Janna Seifried2,

Dr. rer. nat. Aleksandar Radonic3,

Essia Belarbi PhD4,

Dr. rer. nat. Martin Hölzer3,

Dr. rer. nat. Sindy Böttcher1,

Dr. rer. nat. Grit Schubert 4,

Sandra Kaiser M.Sc3,

Teresa Domaszewska PhD2,

Andreas Sachse4,

Dr. rer. nat. Oliver Drechsel 3,

Romina Grajcar2,

Dr. rer. nat. Matthew Huska3,

Lanxin Zhang M.Sc5,

Dr. rer. nat. Annika Brinkmann6,

Kyanoush Yahosseini PhD3,

PD Dr. med. Linus Grabenhenrich3,

Dr. med. Osamah Hamouda MPH 2,

Dr. med. vet. Ralf Dürrwald1,

Prof. Dr. med. Walter Haas²,

Sébastien Calvignac-Spencer PhD4,

Torsten Semmler Dr. rer. nat.3,

Prof. Dr. med. Lars Schaade6,

Prof. Dr. med. Martin Mielke1,

Max von Kleist PhD, M.Sc5,

Dr. rer. nat. Stephan Fuchs3,

Prof. Dr. med. vet. Lothar H. Wieler3,

PD Dr. rer. nat. Thorsten Wolff 1

1 RKI, Abteilung 1, Infektionskrankheiten

2 RKI, Abteilung 3, Infektionsepidemiologie

3 RKI, MF, Methodenentwicklung und
Forschungsinfrastruktur

4 RKI, Projektgruppe 3, Epidemiologie
hochpathogener Erreger

5 RKI, Projektgruppe 5, Systemmedizin von
Infektionskrankheiten

6 RKI, ZBS, Zentrum für Biologische Gefahren und Spezielle Pathogene

* Diese Autoren trugen gleichermaßen bei.

Danksagung

Die Autoren danken Prof. Dr. Christian Drosten und Dr. Victor Corman für die fortwährende Unterstützung des Labornetzwerkes sowie die enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit im Bereich der virologischen Surveillance von SARS-CoV-2. Dank gilt den Autoren zufolge auch den derzeit 17 Laboren des IMS-SC2-Labornetzwerkes, die durch die kontinuierliche Bereitstellung von Probenmaterial die regelmäßige Analyse von SARS-CoV-2-Genomen aus verschiedenen Regionen Deutschlands erst ermöglichen. Darüber hinaus danken sie allen sequenzierenden Laboren für die Bereitstellung von Genomsequenzdaten über die DESH-Plattform des RKI oder öffentliche Repositorien wie GISAID. Des Weiteren danken die Autoren Dr. Ulrike Elgeti, Dr. Jana Eckert und Dr. Astrid Broschkowski für die kritische Durchsicht des Manuskripts.P5 Systemmedizin von Infektionskrankheiten.

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Dr. med. Djin-Ye Oh M.Sc1*,
Dr. rer. nat. Stefan Kröger2*,
Dr. rer. nat. Marianne Wedde1,
Felix Hartkopf3,
Dr. rer. nat. Matthias Budt1,
Dr. rer. nat. Janna Seifried2,
Dr. rer. nat. Aleksandar Radonic3,
Essia Belarbi PhD4,
Dr. rer. nat. Martin Hölzer3,
Dr. rer. nat. Sindy Böttcher1,
Dr. rer. nat. Grit Schubert4,
Sandra Kaiser M.Sc3,
Teresa Domaszewska PhD2,
Andreas Sachse4,
Dr. rer. nat. Oliver Drechsel3,
Romina Grajcar2,
Dr. rer. nat. Matthew Huska3,
Lanxin Zhang M.Sc5,
Dr. rer. nat. Annika Brinkmann6,
Kyanoush Yahosseini PhD3,
PD Dr. med. Linus Grabenhenrich3,
Dr. med. Osamah Hamouda MPH2,
Dr. med. vet. Ralf Dürrwald1,
Prof. Dr. med. Walter Haas2,
Sébastien Calvignac-Spencer PhD4,
Torsten Semmler Dr. rer. nat.3,
Prof. Dr. med. Lars Schaade6,
Prof. Dr. med. Martin Mielke1,
Max von Kleist PhD, M.Sc5,
Dr. rer. nat. Stephan Fuchs3,
Prof. Dr. med. vet. Lothar H. Wieler3,
PD Dr. rer. nat. Thorsten Wolff1

1 RKI, Abteilung 1, Infektionskrankheiten
2 RKI, Abteilung 3, Infektionsepidemiologie
3 RKI, MF, Methodenentwicklung und Forschungsinfrastruktur
4 RKI, Projektgruppe 3, Epidemiologie hochpathogener Erreger
5 RKI, Projektgruppe 5, Systemmedizin von Infektionskrankheiten
6 RKI, ZBS, Zentrum für Biologische Gefahren und Spezielle Pathogene

* Diese Autoren trugen gleichermaßen bei.
Spike-Protein-Gen mit variantenspezifischen Mutationen
Grafik 1a
Spike-Protein-Gen mit variantenspezifischen Mutationen
Lokalisation der B.1.1.7- bzw. B.1.351-typischen RBD-Mutationen im SARS-CoV-2-Spike-Protein
Grafik 1b
Lokalisation der B.1.1.7- bzw. B.1.351-typischen RBD-Mutationen im SARS-CoV-2-Spike-Protein
Deutsche SARS-CoV-2-Gesamtgenomsequenzen seit Beginn der Pandemie
Grafik 2a
Deutsche SARS-CoV-2-Gesamtgenomsequenzen seit Beginn der Pandemie
Linienverteilung der in IMS sequenzierten SARS-CoV-2, KW 50/2020–KW4/2021
Grafik 2b
Linienverteilung der in IMS sequenzierten SARS-CoV-2, KW 50/2020–KW4/2021
Anteil der VOC B.1.1.7 an sequenzierten SARS-CoV-2-Genomen
Grafik 2c
Anteil der VOC B.1.1.7 an sequenzierten SARS-CoV-2-Genomen
Variants of Concern von SARS-CoV-2
Tabelle
Variants of Concern von SARS-CoV-2
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JFT33
am Montag, 15. März 2021, 11:47

Klinsche Versorgungsforschung

Sehr geehrter Herr PD Wolff,
ihr Artikel trägt leider nichts zur Versorgungforschung bei.
Seit 1 Jahr versorgt uns das RKI mit wenig nützlichen Daten der 7-Tagesinzidenzen.
Für Handlungsstrategien wären folgende systematische Kennzahlen im zeitlichen Verlauf notwendig:
Ambulante Behandlungen in Relation der 7-Tage-Neuinfektionen an Covid-19
Krankenhausaufnahmen in Relation der der 7-Tage-Neuinfektionen an Covid-19
Verlegung auf Intensivstation in Relation der 7-Tage-Neuinfektionen an Covid-19
Asymptomatische Menschen in Relation der 7-Tage-Neuinfektionen an Covid-19
Systematische Untersuchungen zu der7-Tage-Neuinfektionen an Covid-19 in ausgewählten, repräsentativen Kleinpopulationen.
Diese Zahlen werden uns vom RKI systematisch seit 1 Jahr vorenthalten. Das ECDC liefert uns diese Kenndaten z.T. für Deutschland und für andere Länder fast komplett.
Die finanziellen Mittel für diese Datenerhebung bzw. Untersuchungen sind vorhanden, wenn Herr BM Spahn 41 Mrd. € pro Jahr für die „Bürgerschnelltestung“ der asymptomatischen Menschen bereitstellen kann.
Wenn 37,5 Mio Schnelltest pro Woche durchgeführt werden die der7-Tage-Neuinfektionen an Covid-19 auf ca. 375.000 schnellen alle zunächst asymptomatisch!!
PS. Nehmen Sie meine Ausführungen nicht persönlich, Sie sind ja nicht der Chef des RKIs, der alles zu verantworten hat.

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