Veränderte saisonale Häufungen: Atemwegsinfektionen und kardiovaskuläre Mortalität unter Einfluss der COVID-19-Pandemie

Nach Beginn der COVID-19-Pandemie waren Verschiebungen im zeitlichen Verlauf saisonaler Anstiege von Atemwegsinfektionen sowie von herzbedingten Todesfällen zu beobachten. Die Gründe dafür haben Forschende vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön untersucht.

Dr. Michael Sieber und Prof. Arne Traulsen haben ihre Forschungsergebnisse kürzlich im Journal „PLOS Global Public Health“ vorgestellt. Ihre Studie bestätigt für Deutschland Beobachtungen aus anderen Ländern bezüglich der Verschiebung von Erkältungs- und Grippesaisons nach der Pandemie. Die Forschungsergebnisse stützen zudem laut Experten die Annahme von Ursache und Wirkung zwischen Infektionen – insbesondere der Atemwege – und Erkrankungen des Herz-Kreislauf-Systems. Sie verdeutlichen nämlich, dass sich der zeitliche Zusammenhang zwischen Atemwegserkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen auch nach der COVID-19-Pandemie zeigte, obwohl sich die typischen Höhepunkte der jeweiligen Atemwegserkrankungswellen im Vergleich zu den Vorjahren zeitlich deutlich verschoben hatten.

COVID-19-Pandemie als besondere Forschungs-Gelegenheit

Die Häufigkeit von Infektionen der Atemwege, etwa durch Influenza oder das Respiratorische Synzytial-Virus (RSV), erreichen typischerweise ihren Höhepunkt in Jahreszeiten, in denen die Übertragungsraten steigen. Auch die Sterberaten – unabhängig von der Todesursache – folgen einem ähnlichen saisonalen Muster. Welche Faktoren den genauen Zeitpunkt dieser Anstiege bestimmen, waren jedoch bislang unklar. Die COVID-19-Pandemie bot laut den Verfassern der aktuellen Arbeit eine einzigartige Gelegenheit, diese Dynamiken zu untersuchen. Der Grund: Verordnete Maßnahmen wie Kontaktbeschränkungen und das Tragen von Gesichtsmasken unterbrachen die typischen Übertragungswege anderer Atemwegserkrankungen.

„Berichte über einen ungewöhnlich frühen Beginn der Grippesaison während der COVID-19-Pandemie veranlassten uns dazu, die verfügbaren epidemiologischen Daten genauer zu untersuchen“, schreiben die Autoren. „Wir waren überrascht vom Ausmaß der zeitlichen Verschiebung saisonaler Atemwegsinfektionen in Deutschland und wollten herausfinden, ob es sich dabei um einen langfristigen Effekt der Pandemie handeln würde oder ob eine rasche Rückkehr zum normalen saisonalen Verlauf zu erwarten sei.“

Ausfall saisonaler Infektions-Anstiege durch Schutzmaßnahmen

Die beiden Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Evolutionsbiologie in Plön analysierten Daten zu wöchentlichen Raten von Atemwegsinfektionen und Sterbefällen in Deutschland aus den vergangenen 14 Jahren auf der Grundlage von Informationen des Robert Koch-Instituts und des Statistischen Bundesamtes. Die Auswertung ergab, dass die Zahl der Atemwegsinfektionen vor der Pandemie fast immer im Februar und März für einige Wochen stark anstieg. Nach Beginn der Pandemie drängten die Schutzmaßnahmen die Infektionen zurück, wodurch ein saisonaler Anstieg ausfiel. Als die Infektionszahlen wieder stiegen, verlagerten sich die Anstiege in den Dezember oder einen noch früheren Zeitpunkt. Mittlerweile entsprechen diese Wochen mit Spitzenwerten allmählich wieder dem vorpandemischen Zeitplan.

Mithilfe etablierter epidemiologischer Modellierungswerkzeuge stellten die Forschenden fest, dass der Verlust an Immunität in der Bevölkerung nach dem ausgefallenen saisonalen Anstieg zu einer Zunahme anfälliger Personen führte. Dies wiederum bewirkte eine stärkere Übertragung bereits zu einem früheren Zeitpunkt der Saison. Das bedeutet: Saisonale Schwankungen der Übertragungsrate schaffen ein Zeitfenster für einen Anstieg, und die Größe der Gruppe anfälliger Personen zu Beginn dieses Fensters bestimmt, wann genau der Anstieg erfolgt.

Atemwegsinfektionen als wesentlicher Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen

In ähnlicher Weise verlagerten sich nach der Pandemie auch die typischen saisonalen Anstiege der Sterberaten – sei es allgemein oder speziell bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen – auf einen früheren Zeitpunkt. Atemwegsinfektionen könnten somit eine entscheidende Rolle für den zeitlichen Verlauf saisonaler Anstiege bei Herz-Kreislauf-bedingten Todesfällen spielen. Zwar seien weitere Untersuchungen erforderlich, um diesen Zusammenhang zu klären, betonen die Wissenschaftler. Die Ergebnisse decken sich jedoch mit anderen Erkenntnissen, wonach Atemwegsinfektionen einen wesentlichen Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Erkrankungen darstellen. Auf der Grundlage ihrer Ergebnisse betonen die Studienautoren, wie wichtig es ist, die Infektionshistorie der Bevölkerung zu überwachen und die Impfquoten zu verbessern.

„Die jüngsten Grippesaisons bestätigten, dass sich der saisonale Zeitplan tatsächlich innerhalb von ein oder zwei Saisons wieder normalisiert – höchstwahrscheinlich, weil das Immunitätsniveau der Bevölkerung gegenüber den häufigsten Atemwegserregern wieder das Niveau von vor der Pandemie erreicht hat“, fassen die Autoren zusammen. „Noch überraschter waren wir festzustellen, dass die saisonale Dynamik der Gesamtmortalität – die maßgeblich durch Herz-Kreislauf-Erkrankungen bestimmt wird – der zeitlichen Verschiebung der Atemwegsinfektionen eng folgte. Dies untermauert die zunehmenden Hinweise darauf, dass Atemwegsinfektionen einen wichtigen Risikofaktor für Herz-Kreislauf-Probleme darstellen.“

Forschungsergebnisse bestätigen bisherige Beobachtungen

„Es gibt zahlreiche frühere Studien, die eine Assoziation zwischen Atemwegserkrankungen und Herz-Kreislauf-Erkrankungen zeigen konnten“, erklärt Dr. David Hillus, Arzt und Clinician Scientist im Fächerverbund Infektiologie, Pneumologie und Intensivmedizin der Charité – Universitätsmedizin Berlin. Die Feststellung in der aktuellen Untersuchung, dass sich Atemwegsinfektionen und Herz-Kreislauf-Todesfälle im gleichen Zeitfenster verschieben, stütze die Vermutung eines Zusammenhangs. Hillus gibt jedoch zu bedenken: „Es handelt sich aber nicht um Daten einzelner Patienten, bei denen man weiß, dass genau diese Person eine Atemwegsinfektion hatte und kurz danach an einem Herzinfarkt oder Schlaganfall verstorben ist. Um den Zusammenhang wirklich ursächlich zu belegen, braucht es weitere zukünftige Studien, die Infektions- und kardiovaskuläre sowie Sterbedaten auf individueller Ebene verknüpfen können. Trotz dieser Einschränkung liefert die vorliegende Arbeit durch die Konsistenz des beobachteten Musters über mehrere Saisons hinweg ein wichtiges Puzzleteil für die Bewertung dieses Zusammenhangs.“

Auch Prof. Dirk Westermann, Ärztlicher Direktor des Universitäts-Herzzentrum Freiburg, sieht in der aktuellen Veröffentlichung eine Bestätigung bereits bekannter Beobachtungen: „Neu ist vor allem die systematische Analyse für Deutschland: Die Autoren zeigen, dass sich nach der Pandemie nicht nur die Stärke, sondern auch der Zeitpunkt der Atemwegsinfektionswellen und parallel dazu der kardiovaskulären Mortalität verschoben hat. Das ‚wussten‘ wir ‚Ärzte‘ schon immer, jetzt ist es aber mit Daten besser unterlegt. Eine Kausalität kann natürlich nicht direkt abgeleitet werden, auch wenn sie wahrscheinlich ist.“ Westermann fügt hinzu: „Atemwegsinfektionen sind bekannte Auslöser für Herzinfarkte, Herzinsuffizienz und Schlaganfälle. Das ist schon länger bekannt und lässt sich unter anderem durch den Entzündungsprozess im Körper auch gut erklären. Dieser Prozess treibt nämlich auch die Atherosklerose und damit die Ursache der Herzerkrankungen voran. Die parallele Verschiebung der Infektionswellen und der kardiovaskulären Sterblichkeit passt sehr gut zu diesem Zusammenhang.“

Prof. Berit Lange, Leiterin der Abteilung Epidemiologie, Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig, ergänzt: „Eine Berücksichtigung von pathogenspezifischen epidemischen Entwicklungen ebenso wie von pathogenspezifischen Maßnahmen – also zum Bespiel Impfungen oder monoklonalen Antikörpern – wären nächste Schritte.“ Sie hält es außerdem für sinnvoll, den Zusammenhang zwischen kardiovaskulärer Mortalität und respiratorischen Infektionen zusätzlich in bestehenden Kohortenstudien auf individuellen Ebenen zu untersuchen. „Dies erlaubt dann auch eine Berücksichtigung von pathogenspezifischen Maßnahmen, wie beispielsweise Impfungen“, erklärt die Forscherin.