Massen-Testen und Kontaktverfolgung kombinieren für ne effektive Pandemie-Antwort

In der jüngeren Geschichte hatten Pandemien, die durch Atemwegsviren verursacht wurden, einen grossen Einfluss auf die öffentliche Gesundheit. Die COVID-19-Pandemie, die durch das SARS-CoV-2-Virus ausgelöst wurde, und die Influenza-Pandemie von 1918 sind zwei grosse Beispiele. Wenn wir nach vorne schauen, ist die Möglichkeit weiterer Pandemien real, was die Notwendigkeit einer besseren Vorbereitung auf diese Bedrohungen verdeutlicht. Trotz der Bemühungen, Krankheiten zu kontrollieren, gibt es noch viele Herausforderungen, die angegangen werden müssen.

Eine Methode, die vorgeschlagen wurde, um Ausbrüche zu managen, ist das Massentestverfahren, also das regelmässige Testen grosser Personengruppen. Frühe Erfahrungen haben gezeigt, dass Massentests nützlich sein können, wie in einigen Orten und besonders in China während des COVID-19-Ausbruchs zu sehen war. Im Vergleich zu anderen Strategien wie sozialer Distanzierung könnte Massentests weniger Einschränkungen im täglichen Leben mit sich bringen, was es zu einer attraktiveren Option macht.

#Die Rolle von Massentests

Forschungen haben gezeigt, dass häufiges Testen in Kombination mit der Isolation von positiv getesteten Personen dazu beitragen kann, die Ausbreitung von Atemwegsviren zu kontrollieren. Wenn ein grosser Teil der Bevölkerung teilnimmt und isoliert bleibt, kann dies die Reichweite des Virus erheblich einschränken. Frühere Studien konzentrierten sich jedoch hauptsächlich auf die Auswirkungen des Testens von Einzelpersonen und liessen komplexere Strategien wie die Kontaktverfolgung aussen vor.

Die Kontaktverfolgung beinhaltet die Identifizierung und Benachrichtigung von Personen, die möglicherweise Kontakt zu einer infizierten Person hatten. Diese Methode hilft, die Ausbreitung des Virus zu stoppen, indem sie diejenigen in Quarantäne schickt, die möglicherweise infiziert sind, bevor sie das Virus weitergeben können. Einige Studien haben gezeigt, dass die Kontaktverfolgung gut funktioniert bei Krankheiten, die sich nicht stark verbreiten, bevor Symptome auftreten. Für Viren wie SARS-CoV-2, die sich jedoch auch vor dem Auftreten von Symptomen verbreiten können, sind zusätzliche Massnahmen erforderlich, um den Ausbruch einzudämmen.

Digitale Kontaktverfolgung wurde als schnellere Möglichkeit vorgeschlagen, um Kontakte nachzuvollziehen, deren Erfolg hängt jedoch stark von der Bereitschaft der Öffentlichkeit ab, teilzunehmen und den Prozess korrekt zu befolgen.

#Kombination von Ansätzen für mehr Effektivität

Die Nutzung von Massentests und Kontaktverfolgung zusammen stellt eine vielversprechende Strategie dar, um die Virusübertragung zu reduzieren. Diese Kombination ist wichtig, da Testressourcen begrenzt und kostspielig sind, besonders wenn ein Virus sich schnell verbreitet. Studien haben gezeigt, dass die Kombination dieser beiden Methoden COVID-19 in Ländern wie Grossbritannien, China und Hongkong effektiv managen kann.

Allerdings gibt es noch nicht viele Forschungen dazu, wie diese beiden Strategien zusammenwirken, um gegen zukünftige Atemwegs-Pandemien zu kämpfen. Das ist eine wichtige Lücke, die gefüllt werden muss.

#Ziele und Absichten

Das Ziel dieses Vorhabens ist es zu untersuchen, wie die Hinzufügung von Kontaktverfolgung zu einer Massenteststrategie deren Gesamteffektivität verbessern kann. Wir werden uns anschauen, wie sich diese Verbesserung je nach Virusart ändert (unter Berücksichtigung von Faktoren wie dem Zeitpunkt, an dem die Menschen ihre maximale Viruslast erreichen, und wie ansteckend sie sind) und wie die Massentests organisiert sind (wie oft getestet wird und wie schnell die Ergebnisse kommen).

Um die Auswirkungen der Kombination von Massentests und Kontaktverfolgung vollständig zu bewerten, werden wir verschiedene Erreger analysieren, die denen von früheren Ausbrüchen ähnlich sind, wie die Influenza von 1918, SARS-CoV-1 und SARS-CoV-2 sowie eine Reihe anderer potenzieller Viren.

#Modellentwicklung

Wir haben ein Modell erstellt, um zu simulieren, wie verschiedene Ausbrüche auf Massentests und Kontaktverfolgung reagieren. Dieses Modell beginnt mit einer bestimmten Anzahl von infizierten Personen und verfolgt ihre Bewegungen zwischen den Zuständen – unentdeckt, symptomatisch, quarantänepflichtig oder genesen – im Laufe der Zeit. Die Simulation berechnet die erwartete Anzahl neuer Infektionen basierend auf Testungen, Symptomnachweis und Kontaktverfolgung.

#Viruslast und Testen

Die Viruslast ist ein Mass für die Menge an Virus, die im Körper einer infizierten Person vorhanden ist, was beeinflusst, wie ansteckend sie ist. Unser Modell verwendet spezifische Eigenschaften von Viren, um vorherzusagen, wie sich die Viruslast im Laufe der Zeit ändert und wie dies das Testen beeinflusst.

Die Wahrscheinlichkeit, das Virus in einem Test nachzuweisen, hängt von der Viruslast zum Zeitpunkt der Testung ab. Verschiedene Testmethoden haben unterschiedliche Empfindlichkeiten, was bedeutet, dass einige Tests besser darin sind, das Virus zu erkennen als andere. PCR-Tests sind beispielsweise normalerweise ziemlich sensitiv, aber es kann Fehler im Prozess geben, die die Ergebnisse beeinflussen.

Wir berücksichtigen auch, wie ansteckend eine Person zu verschiedenen Zeitpunkten basierend auf ihrer Viruslast ist. Jede Stunde schätzen wir, wie viele neue Infektionen eine Person möglicherweise verursacht, abhängig von ihrem Zustand (unentdeckt, symptomatisch, quarantänepflichtig oder isoliert).

#Dynamik von Kontaktverfolgung und Testen

In unserem Modell wechseln infizierte Personen zwischen verschiedenen Zuständen basierend auf Tests und Symptomnachweis. Zunächst sind sie unentdeckt, können aber Symptome entwickeln oder isoliert werden, basierend auf Testergebnissen oder effektiver Kontaktverfolgung.

Die Wirksamkeit von Quarantäne und Isolation wird bewertet, da Personen, die entdeckt und isoliert werden, weniger wahrscheinlich das Virus übertragen. Wenn eine Person positiv testet, wird empfohlen, isoliert zu bleiben, was ihre Fähigkeit, das Virus zu verbreiten, erheblich reduziert.

Wenn Kontaktverfolger jemanden identifizieren, der Kontakt zu einer infizierten Person hatte, wird empfohlen, sich zu isolieren, was die Übertragung weiter verhindert. Das Ziel ist es, so viele Kontakte wie möglich schnell nachzuvollziehen, idealerweise innerhalb von 24 Stunden nach der Benachrichtigung.

Individuen werden ermutigt, häufig zu testen, als Teil einer Massenteststrategie, insbesondere wenn sie symptomatisch sind oder als Kontaktperson nachverfolgt wurden. Der Grossteil der Menschen (geschätzt etwa 90 %) wird erwartet, diesen Testempfehlungen zu folgen.

#Wirksamkeit des kombinierten Ansatzes

Um die Wirksamkeit der Verwendung beider Strategien zu analysieren, haben wir begonnen, gut bekannte Viren wie die Influenza von 1918, SARS-CoV-1 und SARS-CoV-2 zu betrachten. Wir bewerten, wie gut Massentests und Kontaktverfolgung zusammenarbeiten und betrachten verschiedene Szenarien basierend auf Testfrequenz und dem Prozentsatz der nachverfolgten Kontakte.

Aus unseren Ergebnissen scheint es, dass die Kombination dieser beiden Methoden die effektive Reproduktionszahl (Re) erheblich senken kann, was angibt, wie viele Personen im Durchschnitt eine infizierte Person anstecken wird. Wenn die Tests sehr häufig durchgeführt werden, hat die Ergänzung der Kontaktverfolgung einen geringeren Einfluss auf die Reduzierung der Übertragung. Wenn jedoch weniger oft getestet wird, wird die Rolle der Kontaktverfolgung viel wichtiger.

Zum Beispiel kann die Erhöhung der Anzahl der nachverfolgten Kontakte bei einer Testperiode von vier Tagen bei dem Influenza-Virus von 1918 zu einem bedeutenden Rückgang von Re führen, was eine Kontrolle des Ausbruchs ohne strikte soziale Distanzierungsmassnahmen ermöglicht.

In Szenarien mit SARS-CoV-1 sehen wir, dass hohe Symptomentwicklungsraten dazu führen, dass viele Personen sich testen lassen und isoliert werden, bevor sie das Virus verbreiten, was zu einer stabilen Kontrolle der Krankheit führt. Im Gegensatz dazu zeigen die Muster bei SARS-CoV-2 Ähnlichkeiten mit denen bei der Influenza von 1918, obwohl Re bei seltenerem Testen und ohne Kontaktverfolgung höher ist.

#Ergebnisse mit anderen Krankheitserregern

Wir haben auch die Wirksamkeit von Massentests und Kontaktverfolgung gegen eine Vielzahl anderer möglicher Krankheitserreger bewertet. Unsere Analyse zeigte, dass die Vorteile der Hinzufügung von Kontaktverfolgung am signifikantesten waren, wenn die Frequenz der Massentests ausreichte, um die meisten Infektionen zu erfassen, aber nicht häufig genug war, um Fälle zu isolieren, bevor sie das Virus an andere weitergaben.

Für Erreger, die innerhalb einer Woche oder so nach der Infektion ihre maximale Viruslast erreichen, kann eine effektive Kontaktverfolgung Re erheblich senken, ähnlich wie es durch häufigeres Massentesten erreicht werden würde.

Insgesamt legen die Daten nahe, dass die Kombination von Massentests mit Kontaktverfolgung eine starke Strategie zur Kontrolle von Ausbrüchen von Atemwegsviren sein kann. Dieser Ansatz erlaubt eine effizientere Nutzung der Testressourcen, während er gleichzeitig ein effektives Krankheitsmanagement aufrechterhält.

#Fazit

Unsere Analyse zeigt, dass Massentests und Kontaktverfolgung gut zusammenarbeiten können, um Atemwegsvirus-Pandemien zu managen. Wenn die Tests häufig genug sind, um die meisten Fälle zu erkennen, aber nicht schnell genug, um sie zu isolieren, kann die Hinzufügung effektiver Kontaktverfolgung die Verbreitung des Virus erheblich reduzieren.

Diese Kombination könnte Kosten sparen, indem die Anzahl der benötigten Tests reduziert wird, während das Virus dennoch unter Kontrolle bleibt. In Szenarien, in denen Testressourcen begrenzt sind, könnte die Nutzung beider Strategien entscheidend sein, um die Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit während Ausbrüchen zu minimieren. Insgesamt bietet dieser kombinierte Ansatz einen vielversprechenden Weg für eine bessere Vorbereitung auf zukünftige Pandemien.