Coronavirus: Weiterentwicklung neuer Varianten denn Endlosspirale? Dasjenige sagt die Wissenschaft

  • VonPamela Dörhöfer

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Seit Beginn der Pandemie bilden sich kontinuierlich Varianten des Coronavirus, viele von ihnen gefährlicher als der Wildtyp. Ist ein Ende dieser Entwicklung überhaupt absehbar?

Alpha war ansteckender als der Wildtypus von Sars-CoV-2, der inzwischen von der Bildfläche verschwunden ist. Delta lässt sich noch leichter übertragen als Alpha und hat diese Variante ihrerseits inzwischen teilweise verdrängt. Beta dominierte lange in Südafrika, seit einigen Wochen gewinnt dort aber ebenfalls Delta die Oberhand. In Südamerika konkurrieren Gamma und Lambda, in Teilen der USA kursieren neben Delta Epsilon und Iota. Andere Varianten heißen Eta – aufgespürt Ende 2020 in Angola – oder Theta, entdeckt im Januar 2021 auf den Philippinen.

Ungewiss ist, welche Rolle all diese Varianten in Zukunft noch spielen, wie stark sie sich verbreiten, ob und wann sie wieder verschwinden werden. Ungewiss ist auch, mit welchen weiteren Mutationen Sars-CoV-2 in Zukunft noch aufwartet – oder ob das Ende der Fahnenstange möglicherweise bereits erreicht ist.

Das Coronavirus hat sich ein uraltes Erfolgsrezept zunutze gemacht, um die Existenz zu sichern

Das Coronavirus durchläuft seit Beginn der Pandemie einen Prozess der „Selbstoptimierung“. Wie andere Viren auch – insbesondere solchen mit instabiler RNA als Trägerin der Erbinformation –, mutiert Sars-CoV-2 ständig. Die meisten dieser Mutationen bleiben folgenlos. Bedeutsam sind letztlich nur genetische Veränderungen, die einen evolutionären Vorteil bringen. Solche aus Sicht des Virus erwünschten Eigenschaften sind eine leichtere Übertragbarkeit, eine immer bessere Anpassung an den Wirt, die Fähigkeit, möglichst viele „Opfer“ befallen und sich vermehren können, um so den eigenen Fortbestand zu sichern. Ein Erfolgsrezept seit Urzeiten.

Sars-CoV-2 hat es flott geschafft, ansteckender zu werden. Gelungen ist das dem Virus durch verschiedene Mutationen, die das Spike-Protein betreffen und es diesem ermöglichen, besser an die Rezeptoren auf menschlichen Zellen anzudocken.

Wie hat es die Delta-Variante geschafft, so dominant zu werden?

Die Delta-Variante könnte zusätzlich davon profitieren, dass sie sich in großen Mengen in den oberen Atemwegen ansammeln und von dort aus besonders leicht den Weg zu anderen potenziellen Wirten finden kann. Das könnte auch der Grund dafür sein, warum bei einer Infektion mit der Delta-Variante häufiger als bei ihren Vorgängerinnen Schnupfen und Halsschmerzen als Symptome auftreten (Geschmacks- und Geruchsverlust werden allerdings seltener beobachtet).

Nicht nur die im Rückzug begriffene Alpha-, sondern auch die Beta-Variante scheint sich gegenüber Delta nicht behaupten zu können. Das ist deshalb bemerkenswert, weil Beta nach derzeitigem Wissensstand vermutlich das größte Potenzial besitzt, sich dem Schutz durch die eine überstandene Covid-Infektion oder eine Impfung teilweise zu entziehen – was aus Virenperspektive eigentlich ein enormer Vorteil ist.

Über Delta ist noch nicht alles bekannt – und neue Varianten sind nicht ausgeschlossen

Dass ein Erreger ansteckender wird, bedeutet allerdings nicht zwangläufig, dass er auch schwerere Erkrankungen auslöst. Im Gegenteil dürften viele Viren im Laufe ihrer Evolution Pathogenität eingebüßt haben. So wird vermutet, dass andere Coronaviren, die heute Erkältungen verursachen, früher Schlimmeres bewirkt haben. Es liegt nicht im Interesse der Viren, ihre Wirte immer kränker zu machen oder gar zu töten, denn das wäre für die Erreger wenig zielführend und würde eher eine Sackgasse bedeuten – denn sie wollen sich ja in erster Linie verbreiten.

Trotzdem ist es leider nicht ausgeschlossen, dass neue Varianten krankmachender oder tödlicher werden – und schon gar kein Automatismus, dass mit wachsender Infektiosität eine zunehmende Harmlosigkeit einhergeht.

Wie genau die Delta-Variante im Hinblick auf die Krankheitsschwere einzuschätzen ist, lässt sich noch nicht abschließend beantworten. Und noch viel weniger kann man vorhersagen, welchen weiteren Weg das Virus einschlagen wird.

Das Coronavirus als „Verwandlungskünstler“, dem trotz seiner Virulenz Grenzen gesetzt sind

Bisher gebe es keine Belege, dass es sich systematisch zu mehr Bösartigkeit hin entwickle, sagte etwa der US-amerikanische Evolutionsbiologe und Virologe Paul Turner von der Yale Universität gegenüber dem Magazin „The Atlantic“. Als Verwandlungskünstler agiert das Virus dabei nicht im luftleeren Raum, sondern wird von Faktoren wie den Verhältnissen in den jeweiligen Wirtskörpern und der äußeren Umgebung beeinflusst. So nimmt man an, dass sich Mutationen von Sars-CoV-2 besonders gut in schwerkranken, immungeschwächten Menschen bilden und durchsetzen können, weil die Abwehrkräfte dieser Patientinnen und Patienten dem Erreger wenig entgegensetzen können.

In einer vergangene Woche auf dem preprint-Server medRxiv veröffentlichten und noch nicht unabhängig begutachteten Studie stellt ein Forschungsteam des Niels Bohr Instituts der Universität Kopenhagen zudem die These auf, dass der Wettbewerbsvorteil von Virusvarianten auch „stark von den auferlegten Einschränkungen abhängen kann“. Insbesondere übten Lockdowns einen „evolutionären Druck“ aus – nicht in dem Sinne, dass das Virus dadurch per se ansteckender würde, sondern dass solche Eigenschaften einen Vorteil erlangten, die Sars-CoV-2 eine „homogenere“ Verbreitung ermöglichen. Das würde bedeuten, dass Superspreader-Events, wie sie 2020 die Pandemie vorangetrieben haben, bei Varianten eine geringere Rolle spielen könnten.

Impfungen gegen das Coronavirus könnten Anpassungsdruck signifikant steigern

Von zentralem Interesse ist auch die Frage, inwieweit Mutationen des Virus den Immunschutz durch eine frühere Infektion und vor allem eine Impfung beeinträchtigen – und umgekehrt, ob möglicherweise die Impfungen Einfluss auf das Entstehen von Virusvarianten nehmen können.

Bis auf die chinesischen Totimpfstoffe mit inaktivierten kompletten Viren zielen sämtliche zugelassenen Impfstoffe ausschließlich auf das Spike-Protein von Sars-CoV-2 als Antigen, also ausgerechnet auf jenes Oberflächen-Eiweiß des Virus, das am stärksten von den Mutationen betroffen ist. Bisher haben die Vakzine „gehalten“. War bei der Alpha-Variante der Schutz nur minimal schwächer, so ist die Situation bei Delta etwas komplizierter. Die mRNA-Vakzine, die bislang mit der höchsten Wirksamkeit punkten konnten, schützen nach ersten Beobachtungen aus Israel um 20 bis 40 Prozent weniger gut vor einer Infektion – aber nach zweifacher Impfung immer noch sehr sicher vor einer Erkrankung und Tod durch Covid-19. Allerdings ist der Schutz nach nur einer Impfdosis anders als beim Wildvirus und Alpha offenbar nur gering.

Coronavirus: Vollständige Resistenz gegen Impfstoffe laut Expert:innen unwahrscheinlich

Wie sich die mRNA-Impfstoffe gegen Lambda und Gamma schlagen, lässt sich derzeit noch nicht sagen. Die chinesischen Impfstoffe indes scheinen mit den beiden in Südamerika kursierenden Varianten ihre Last zu haben. So kämpfte Chile, wo sie für einen Großteil der Infektionen verantwortlich sind, im April, Mai und Juni mit vielen Neuinfektionen, obwohl dort schon die Mehrheit der Bevölkerung mindestens eine Impfung erhalten hatte (seit Anfang Juli sind die Zahlen rückläufig). Die meisten Menschen in Chile wurden mit dem chinesischen Totimpfstoff Coronavac immunisiert, ein kleinerer Teil mit dem mRNA-Vakzin von Biontech/Pfizer. Eigentlich sollten Impfstoffe mit inaktivierten Viren sogar relativ gut mit Mutationen fertig werden, da sie nicht nur auf ein Merkmal setzen, sondern dem Immunsystem das Gesamtpaket präsentieren.

Dass es je zu einer kompletten Resistenz gegen Vakzine kommen wird, befürchtet die Mehrheit der Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die zu dem Thema publiziert haben, nicht (teilweise auch mit dem Argument, dass selbst bei einem Versagen der Antikörper T-Zellen das Schlimmste verhindern können).

Corona bereits an der „Spitze seiner Fitness“? Studie lässt Hoffnung keimen

Der Virologe und Mikrobiologe Roberto Burioni von der Universität Mailand und der Kardiologe Eric Topol, Mitglied im Institute of Medicine der National Academy of Sciences der USA, schreiben in einer Ende Juni im Magazin „Nature“ erschienenen Studie zwar, man dürfe diese Möglichkeit nicht ignorieren. Gleichwohl sehen sie diesen schlimmstmöglichen Fall als unwahrscheinlich an, da der evolutionäre Spielraum, der Immunantwort durch eine Impfung zu entgegen, relativ klein sei.

Beide Wissenschaftler halten es auch für möglich, dass Sars-CoV-2 bereits an der „Spitze seiner Fitness“ ist. Sie schreiben, es sei zwar zu erwarten, dass im Laufe der Zeit noch mehr Varianten auftauchen, deren Vorkommen auch sorgfältig überwacht werden müssten. Aber das werde nicht auf Dauer so weitergehen. „Nichts ist unendlich, und schließlich wird das Virus seine Form der ‚maximalen Übertragung‘ erreichen. Danach würden neue Varianten keinen weiteren Vorteil in der Infektiosität mehr bringen. Das Coronavirus werde sich „stabilisieren“ und „diese endgültige Variante wird sich durchsetzen und zur dominanten werden, die nur gelegentliche, minimale Schwankungen aufweist“.

Zur Zukunft des Coronavirus: Forscherin vermutet begrenzte Fähigkeit zur Mutation

Wird dem Virus beim Mutieren also die Puste ausgehen? Die Antwort darauf fällt nicht leicht. Walter Doerfler vom Virologischen Institut des Uniklinikums Erlangen sieht zwei denkbare Szenarien. Das unangenehmere zuerst: „Es ist zu befürchten, dass die hohe Effizienz der Mutagenese langfristig erhebliche Probleme für die Therapie und die Impfprogramme gegen das Virus generieren könnte. Wahrscheinlich wird Sars-CoV-2 für längere Zeit ein gefährlicher Begleiter für uns bleiben“, wird Doerfler in einer Mitteilung der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg zitiert. Das erfreulichere Szenario klingt so: „Im Laufe einer extremen Mutationsbildung könnte sich das System erschöpfen und das Virus die Fähigkeit zur Vermehrung verlieren.“

Die Virologin Isabella Eckerle von der Universität Genf vermutet bei Sars-CoV-2 nur ein „begrenztes Repertoire an Mutationen“. Sollte es zeitnah auch Impfstoffe gegen Varianten geben, „die diese Mutationen abdecken“, so könne sich eine „recht stabile Situation einstellen, in der das Auftreten von immer weiteren, neuen Varianten ausgebremst wird.“

Teilimmunität gegen Corona als günstige Bedingung für weitere Varianten?

Keine ganz einheitliche Meinung herrscht in Bezug auf die Frage, in welcher Weise sich Impfungen auf das Mutationsgeschehen auswirken können. Gegen einen begünstigenden Einfluss spricht, dass sich die bisher beobachteten Varianten vor Beginn der Impfkampagnen entwickelt haben. Allerdings gibt es die Ansicht, dass Teilimmunität (nach der ersten Impfdosis oder in einer nur teilweise geimpften Bevölkerung) Selektionsdruck ausüben und das Entstehen von Varianten fördern kann.

Unbestritten ist, dass Impfen in den wohlhabenden Ländern allein wenig bringt, wenn nicht gleichzeitig auch die Menschen in armen Regionen immunisiert werden. Einig sind sich Forschende aus aller Welt auch darin, dass die Entwicklung des Virus kontinuierlich beobachtet werden muss und es eine globale genomische Überwachung von Sars-CoV-2 geben sollte – ähnlich wie sie für Influenzaviren bereits eingeführt ist. (Pamela Dörhöfer)