SARS-CoV-2: Ausbruch in Wuhan könnte schon Monate früher begonnen haben

San Diego – Das neue Coronavirus, das Ende Dezember 2019 in Wuhan entdeckt wurde und als SARS-CoV-2 eine Pandemie auslösen sollte, hat möglicherweise bereits im November, wenn nicht schon früher, die ersten Menschen infiziert. Dies schließen US-Forscher aus Berechnungen der molekularen Uhr und aus Computersimulationen zur Frühphase der Epidemie in Science (2021; DOI: 10.1126/science.abf8003).

Das neue Coronavirus ist wie sein Vorläufer SARS-CoV-1, das 2002/3 eine kurze Pandemie verursachte, aus Coronaviren entstanden, die im Tierreich verbreitet sind (auch wenn das Reservoir und sein mög­licher Zwischenwirt bisher nicht identifiziert werden konnten).

Die ersten bekannten Infektionen beim Menschen werden bisher auf Ende Dezember 2019 datiert. Anfangs wurde angenommen, dass die Viren über den lokalen Großhandelsmarkt für Fische und Meeresfrüchte in die 8-Millionen-Stadt gelangt sind. Diese Hypothese gilt inzwischen als widerlegt, da bei vielen der ersten Erkrankungsfälle keine Verbindung mit dem Markt nachgewiesen werden konnte.

Vereinzelte Zeitungsberichte legen nahe, dass es in Wuhan bereits früher zu Erkrankungen gekommen ist. Laut einem Bericht der South China Morning Post hat es bereits am 17. November eine glaubwürdige Erkrankung gegeben. Wissenschaftler haben zudem Hinweise gefunden, nach denen es in Frankreich im Dezember 2019 und in Kalifornien im Januar 2020 einzelne Infektionen gegeben hat.

Eine Möglichkeit, das „Geburtsdatum“ eines Virus zu bestimmen, bietet die molekulare Uhr. Sie geht davon aus, dass sich Viren mit einer konstanten Mutationsgeschwindigkeit verändern. Durch die Analyse der Unterschiede zwischen den Genomen in späteren Isolaten kann das Alter des gemeinsamen Vorfahren bestimmt werden.

Ein Team um Joel Wertheim von der Universität von Kalifornien in San Diego hat eine solche Analyse an 583 Genomen von SARS-CoV-2 vorgenommen, die in Wuhan vor dem Ende des Cordon sanitaire im April isoliert wurden. Die chinesische Regierung hatte die Region seit Ende Januar mehr oder weniger herme­tisch abgeriegelt.

Nach den Berechnungen der Forscher könnte die erste Infektion um den 9. Dezember herum erfolgt sein. Das 95-%-Konfidenzintervall reicht vom 17. November bis zum 20. Dezember. Die Geburtsstunde des Virus könnte noch weiter zurückliegen. Zum einen ist davon auszugehen, dass der Index-Patient schon einige Zeit infiziert war, bevor er mindestens 2 Personen angesteckt hat, die dann weitere Personen infizierten.

Erst ab diesem Zeitpunkt kommt es zu einer Diversifizierung der Virusgene, die sich mit der molekularen Uhr datieren lässt. Zum anderen ist es möglich, dass der Index-Patient in Wirklichkeit nur das Ende einer früheren Infektionskette ist, in der immer nur einzelne Personen infiziert wurden.

Dieses Szenario ist aus Sicht von Wertheim durchaus möglich, wenn die Infektiosität der Viren zu Beginn der Epidemie geringer war als heute. Diese Annahme erscheint unter den Erfahrungen des letzten Jahres plausibel. Die Infektiosität von SARS-CoV-2 hat seit Beginn der Epidemie zugenommen. Dies geschah Anfang 2020 beispielsweise mit der Mutation D614G und Ende des Jahres mit der Mutation N501Y.

Wenn die Transmissionsrate im Dezember 2019 nur halb so hoch war wie im Frühjahr 2020, dann könnte sich der Ausbruch der Epidemie über Wochen hingezogen haben. Die Computersimulationen der Forscher ergaben, dass unter diesen Voraussetzungen 2/3 der zoonotischen Infektionen, also der Sprünge vom Tierwirt auf den Menschen, zu keiner anhaltenden Epidemie geführt haben. In einer ländlichen Umge­bung, in der zoonotische Infektionen wegen der geringeren Kontakte zwischen den Bewohnern unwahrscheinlicher sind, könnten sogar etwa 95 % aller zoonotischen Ereignisse in einer Sackgasse geendet haben.

Dies würde bedeuten, dass die Viren mehrfach zum „Speziessprung“ angesetzt haben, bevor sie sich in dem neuen Wirt etablieren haben. Zu einer dauerhaften Epidemie konnte es erst kommen, als die ersten Infizierten den Ballungsraum Wuhan aufsuchten, wo die Übertragungschancen wegen der häufigeren Kontakte mit anderen Menschen größer sind.

Die Ergebnisse der Studie lassen die Berichte in den chinesischen Medien, wonach das Virus bereits im November Erkrankungen verursacht hat, glaubwürdig erscheinen. Wertheim hält es aufgrund der Simulationen für möglich, dass SARS-CoV-2 Anfang November 2019 und möglicherweise bereits Mitte Oktober 2019 in der Provinz Hubei auf niedrigem Niveau im Umlauf war.

Im Prinzip könnte dies auch die Einzelfälle erklären, zu denen es im Dezember 2019 in Frankreich und im Januar 2020 in Kalifornien kam. Auch diese Infektionsketten scheiterten (aus Sicht des Virus) möglicherweise an einer zu geringen Infektiosität.

rme