COVID-19

Das Krankheitsbild COVID-19 wird durch das Coronavirus SARS-CoV-2 ausgelöst, das sich seit Dezember 2019 rasant verbreitet und zu einer weltweiten Pandemie führte. Trotz globaler Forschungsanstrengungen ist vieles über die Erkrankung weiterhin nicht bekannt. Die Evidenzgrundlage verändert sich kontinuierlich.

Replikationszyklus SARS-CoV-2

Definition

Das neuartige Coronavirus SARS-CoV-2 wurde benannt nach seiner Fähigkeit, das schwere akute respiratorische Syndrom auslösen zu können (Severe Acute Respiratory Syndrome Corona Virus 2). Coronaviren sind umhüllte Positiv-Sense-RNA-Viren mit einem Durchmesser von 60 nm bis 140 nm mit spitzenartigen Vorsprüngen auf ihrer Oberfläche, die unter dem Elektronenmikroskop ein kronenartiges Aussehen verleihen - daher der Name Coronavirus. Die Krankheit wird durch Inhalation oder Kontakt mit infizierten Tröpfchen übertragen und weist nach derzeitigem Kenntnisstand eine Inkubationszeit von 2 bis 14 Tagen auf. Das neue Coronavirus verbreitet sich schneller als seine beiden Vorfahren, das SARS-CoV- und das Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV). Mittlerweile haben sich zudem zahlreichen Corona-Varianten (Mutanten) verbreitet.

Wesentliche Parameter

  • Hauptübertragungsweg: Tröpfchen/Aerosole
  • Häufige Symptome: Husten (42%), Fieber (26%), Schnupfen (31%), Störung des Geruchs- und/oder Geschmacks­sinns (19%), Pneumonie (1%)
  • Basisrepro­duktions­zahl R0 (Median) des wildtyps: 2,8 bis 3,8
  • Inkubationszeit (Median): 5 bis 6 Tage
  • Manifestations­index: 55 bis 85%
  • Dauer eines Krankenhaus­auf­enthaltes (Median): 8 bis 10 Tage

Klinische Klassifikation nach Schweregrad

  • Leicht und unkompliziert: keine Pneumonie
  • Moderat: leichte Pneumonie
  • Schwer: Pneumonie, definiert durch Fieber und beidseitige Lungeninfiltrate und entweder Atemfrequenz > 30/min, schwere Luftnot oder SpO2<90% bei Raumluft
  • Kritisch: ARDS, Hyperinflammationmit dem klinischen Bild einer Sepsis, bzw. eines septischen Schocks mit Multiorganversagen

Epidemiologie

Alle Altersgruppen sind für eine Infektion anfällig. COVID-19 wird durch Tröpfchen übertragen, die beim Husten und Niesen von symptomatischen Patienten erzeugt werden. Das Virus kann aber auch bei asymptomatischen Personen und vor dem Auftreten von Symptomen übertragen werden. Studien haben gezeigt, dass die Viruslast in der Nasenhöhle im Vergleich zum Hals höher ist, ohne dass sich die Viruslast zwischen symptomatischen und asymptomatischen Personen unterscheidet. Patienten können so lange infektiös sein, wie die Symptome anhalten und sogar bei klinischer Genesung. Das Virus kann unter günstigen atmosphärischen Bedingungen tagelang auf Oberflächen lebensfähig bleiben, wird jedoch durch übliche Desinfektionsmittel wie Natriumhypochlorit, Wasserstoffperoxid usw. zerstört. Es wird angenommen, dass etwa 81% der diagnostizierten Personen einen milden, etwa 14% einen schwereren und etwa 5% einen kritischen Krankheitsverlauf zeigen

Ungefähr 20% der Erkrankten entwickeln ca. 7-10 Tage nach Symptombeginn eine klinische Verschlechterung des Krankheitsverlaufes mit Dyspnoe und/oder Hypoxämie. In 5% der Fälle müssen die Patienten intensivmedizinisch betreut werden und erhalten zum Großteil eine invasive Beatmungstherapie aufgrund eines hypoxämischen respiratorischen Versagens. 0,5 bis 1% der Infizierten versterben.

Einflüsse auf den Krankheitsverlauf

Das Risiko einen schweren Krankheitsverlauf zu entwickeln steigt mit einem Alter ab 50 bis 60 Jahren stetig an. Der Altersdurchschnitt an COVID-19  verstorbenen Patienten liegt bei 82 Jahren. Über 85% der Todesfälle waren 70 Jahre und älter. Verschiedene Faktoren können neben dem Alter >50 Jahre das Risiko für einen schweren Krankheitsverlauf erhöhen. Hierzu zählen:

  • Adipositas
  • chronische Lungen-und Lebererkrankungen
  • Diabetes mellitus
  • Herzkreislauferkrankungen
  • Immunsuppression
  • maligne Erkrankungen
  • Rauchen
  • ausgeprägte Lymphozytopenie
  • Erhöhung von Biomarkern wie CRP, D-Dimer, LDH und Troponin

Bei Urin- und Serumanalyse fiel Spezialisten um Prof. Oliver Gross, Oberarzt der Abteilung Nephrologie und Rheumatologie der Universitätsmedizin Göttingen auf, dass COVID-19 Patienten, die später eine intensivmedizinische Therapie benötigten, zuvor erhöhte Urinkonzentrationen an Erythrozyten, Albumin und Leukozyten sowie ein erniedrigtes Serum-Antithrombin-III und eine schwere Hypalbuminurie zeigten.

Zeit von Symptombeginn bis Hospitalisierung

Daten einer chinesischen Fallserie aus Wuhan im Januar 2020 deuten darauf hin, dass die Zeit bis zur Hospitalisierung etwa sieben Tage beträgt. Neuere Studien, z. B. aus Deutschland (mit 50 Patienten), England (n=16.749) und Shanghai (n=249), berichten über einen Zeitraum im Mittel (Median) von vier Tagen (IQR: 1-8 Tage). Für Patienten mit ARDS wurde über einen Zeitraum von sieben (IQR: 2–10) Tagen berichtet.

Zeit von Symptombeginn bis Pneumonie und ARDS

In einer Veröffentlichung (chinesische Fallserie [n=1.099]) betrug die Zeitspanne von Symptombeginn bis Pneumonie vier Tage (IQR: 2–7 Tage) und bis zum akuten Lungenversagen acht Tage (IQR: 6-12).

Zeit von Erkrankungsbeginn und Hospitalisierung bis Intensivstation

Eine Studie aus Deutschland berichtet über eine mediane Dauer von neun Tagen (IQR: 4–12 Tage; 10 Tage bei ARDS-Patienten [IQR: 4–12 Tage] und fünf Tage bei nicht-ARDS-Patienten [IQR: 0–7 Tage]). In einer chinesischen Fallserie betrug die Zeitspanne von Symptombeginn bis zur Intensivstation im Mittel (Median) 9,5 Tage (IQR: 6–12 Tage). Eine weitere Studie aus Wuhan berichtet von neun Tagen bei überlebenden und von 11 Tagen bei den verstorbenen Patienten. Im Bericht des ISARIC (International Severe Acute Respiratory and Emerging Infections Consortium) auf Basis von 67.130 Erkrankten aus 37 Ländern wird die Zeitspanne im Mittel (Median) mit einem Tag angeben (IQR: 1-3 Tage) Tagen angegeben.

Dauer des Aufenthalts im Krankenhaus und auf der Intensivstation

Die mittlere Gesamtdauer der Krankenhausaufenthalte der 67.130 Fälle im ISARIC Bericht wird im Mittel (Median) mit 8 Tagen angegeben (IQR: 6-10 Tage). Eine deutsche Studie berichtete von einer mittleren (Median) Hospitalisierungszeit von sieben Tagen.

Übertragung

Die Infektion erfolgt entweder durch Einatmen der Tröpfchen oder durch Berühren von durch sie kontaminierten Oberflächen und anschließendem Berühren von Nase, Mund und Augen. Das Virus ist auch im Stuhl vorhanden. Auch Übertragungen des Virus durch symptomlose Personen (1 bis 2 Tage vor Symptombeginn) sind möglich.

Zu vertikalen Übertragungen von der infizierten Mutter auf ihr Kind (vor und während der Geburt sowie über die Muttermilch) gibt es nur wenige Studien. Basierend auf den bisher vorliegenden Untersuchungen und Fallberichten aus China zu Immunreaktionen bei Neugeborenen (erhöhte Werte der IgM-Antikörper, die i.d.R. nicht transplazentar übertragbar sind) kann eine Übertragung im Mutterleib nicht ausgeschlossen werden.

Inkubationszeit

Die Inkubationszeit variiert zwischen 2 und 14 Tagen [Median 5 Tage].

Dauer der Ansteckungsfähigkeit (Kontagiosität)

Der genaue Zeitraum, in dem Ansteckungsfähigkeit besteht, ist noch nicht klar definiert. Nach Angaben des RKI ist die Ansteckungsfähigkeit in der Zeit um den Symptombeginn am größten ist und  ein erheblicher Teil von Transmissionen erfolgt bereits vor dem Auftreten erster klinischer Symptome. Es gilt als gesichert, dass bei normalem Immunstatus die Kontagiosität im Laufe der Erkrankung abnimmt, und dass schwer erkrankte Patienten mitunter länger infektiöses Virus ausscheiden als Patienten mit leichter bis moderater Erkrankung. Bei leichter bis moderater Erkrankung nimmt die Kontagiosität 10 Tage nach Symptombeginn deutlich ab. Bei schweren Krankheitsverläufen und bei Vorliegen einer Immunschwäche können Patienten auch noch erheblich länger als 10 Tage nach Symptombeginn ansteckend sein.

Pathogenese

Die klinischen Merkmale von COVID-19 sind vielfältig und reichen vom asymptomatischen Zustand über das akute Atemnotsyndrom bis hin zur Dysfunktion mehrerer Organe. Die gemeinsamen klinischen Merkmale sind:

  • Fieber (nicht in allen Fällen)
  • Husten
  • Halsschmerzen
  • Kopfschmerzen
  • Müdigkeit
  • Myalgie
  • Atemnot

Fälle von Bindehautentzündung wurden ebenfalls beschrieben. Somit ist die Erkrankung zum Teil schwer von anderen Infektionen der Atemwege zu unterscheiden. Bei einer Untergruppe von Patienten kann die Krankheit am Ende der ersten Woche zu Lungenentzündung, Atemversagen und zum Tod führen. Dieses Fortschreiten ist mit einem extremen Anstieg entzündlicher Zytokine verbunden, einschließlich IL2, IL7, IL10, GCSF, IP10, MCP1, MIP1A und TNFα. Die mediane Zeit vom Auftreten der Symptome bis zur Dyspnoe beträgt etwa 5 Tage. Unerwünschte Ereignisse und Todesfälle treten häufiger bei älteren Menschen und bei Patienten mit zugrunde liegenden Komorbiditäten auf (50–75% der tödlichen Fälle). Die Sterblichkeitsrate bei erwachsenen hospitalisierten Patienten liegt grob zwischen 4 und 11%. Die Gesamttodesrate wird auf 2 bis 3% geschätzt.

Bei Neugeborenen, Säuglingen und Kindern verläuft die Erkrankung signifikant milder als bei Erwachsenen. Über Kawasaki-ähnliche Symptome bei Kindern wurde berichtet. Im Zusammenhang mit COVID-19 spricht man vom Multisystem Inflammatory Syndrome (Multisystem-Entzündungssyndrom).

COVID-19 kann sich auch in anderen Organsystemen manifestieren. Die Manifestationsorte sind u.a. von der Dichte der ACE-2 Rezeptoren in den Geweben abhängig. Auch dermatologische Manifestationen bzw. Hautsymptome wurden beschrieben, die jedoch insgesamt selten sind.

Risikogruppen für schwere Verläufe

Schwere Verläufe können auch bei Personen ohne bekannte Vorerkrankung und bei jüngeren Patienten auftreten. Bei folgenden Personengruppen werden schwere Krankheitsverläufe jedoch häufiger beobachtet:

  • Ältere Personen (mit stetig steigendem Risiko für einen schweren Verlauf ab etwa 50–60 Jahren; 86% der in Deutschland an COVID-19 Verstorbenen waren 70 Jahre alt oder älter [Altersmedian: 82 Jahre])
  • Männliches Geschlecht
  • Raucher (43, 191, 192) (schwache Evidenz)
  • Adipositas (BMI>30)
  • Down-Syndrom (Trisomie 21)  
  • Koronare Herzerkrankung und Bluthochdruck
  • chronische Lungenerkrankungen (z. B. COPD)
  • chronische Nieren- und Lebererkrankungen
  • Patienten mit Diabetes mellitus
  • Patienten mit einer Krebserkrankung
  • Patienten mit geschwächtem Immunsystem (z. B. aufgrund einer Erkrankung, die mit einer Immunschwäche einhergeht oder durch die regelmäßige Einnahme von Immunsuppressiva)

Symptome

Die häufigsten Symptome von COVID-19 sind Fieber, Husten, Halsschmerzen, Anosmie, Müdigkeit und Unwohlsein. Bei einigen (normalerweise bei älteren Menschen und Menschen mit Komorbiditäten) kann es zu Lungenentzündung, akutem Atemnotsyndrom (ARDS) und Funktionsstörungen mehrerer Organe kommen. In seltenen Fällen wurde auch über generalisierte Myoklonien berichtet.

Thrombembolische Ereignisse

Über ein gehäuftes Auftreten thrombembolischer Ereignisse in unterschiedlichen Schweregraden und zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Erkrankung, auch bei jungen Patienten ohne Risikofaktoren oder Vorerkrankungen wurde berichtet. Erhöhte D-Dimere können einen Hinweis auf thrombembolische Komplikationen geben.

Angaben des RKI

Erfasste Symptome für COVID-19-Fälle in Deutschland (Meldedaten):

  • Husten (40%)
  • Fieber (27%)
  • Schnupfen (29%)
  • Störung des Geruchs- und/oder Geschmackssinns (22%)
  • Pneumonie (1,0%)

Weitere Symptome:

  • Halsschmerzen, Atemnot, Kopf- und Gliederschmerzen, Appetitlosigkeit, Gewichtsverlust, Übelkeit, Bauchschmerzen, Erbrechen, Durchfall, Konjunktivitis, Hautausschlag, Lymphknotenschwellung, Apathie, Somnolenz

Diagnostik

Die WHO empfiehlt die Proben-Entnahme sowohl aus den oberen Atemwegen (naso- und oropharyngeale Proben) als auch aus den unteren Atemwegen wie Auswurfsputum, endotrachealem Aspirat oder bronchoalveolarer Lavage. Die Entnahme von BAL-Proben (bronchoalveoläre Lavage) sollte nur bei beatmeten Patienten durchgeführt werden, da Proben der unteren Atemwege über einen längeren Zeitraum positiv zu bleiben scheinen. Die Proben müssen bei vier Grad Celsius gelagert werden. Im Labor erfolgt die Amplifikation des aus der Speichel- oder Schleimprobe extrahierten genetischen Materials durch eine reverse Polymerasekettenreaktion (RT-PCR), bei der ein doppelsträngiges DNA-Molekül aus einer RNA-Form synthetisiert wird. Sobald das genetische Material ausreicht, wird nach den Teilen des genetischen Codes des CoV gesucht, die konserviert sind. Bei negativem Testergebnis aber dringendem klinischem Verdacht sollte eine zweite Probe getestet werden.

Bildgebung

Im konventionellen Röntgenbild des Thorax werden bei 50-60% der Erkrankten Veränderungen sichtbar. In ca. 85% der Fälle werden bei CT-Untersuchung der Lunge milchglasartige Infiltrate, bilaterale oder seltener unilaterale und häufig peripher lokalisierte Verdichtungen und/oder interstitielle Zeichnungsvermehrung beobachtet.

Therapie

Die Behandlung der Coronavirus-Infektion ist im Wesentlichen unterstützend und symptomatisch. Der erste Schritt besteht darin, eine angemessene Isolation sicherzustellen, um eine Übertragung zu verhindern. Therapie-Prinzipien sind:

  • die Aufrechterhaltung der Flüssigkeitszufuhr und Ernährung sowie
  • die Kontrolle von Fieber und Husten
  • die Bereitstellung von Sauerstoff bei hypoxischen Patienten

Antibiotika und Antimykotika sind erforderlich, wenn Koinfektionen vermutet oder nachgewiesen werden. Detaillierte Leitlinien zur intensivmedizinischen Therapie von Patienten mit COVID-19 der WHO finden Sie hier, Leitlinien der AWMF können hier eingesehen werden.

Bei der Behandlung von Patienten mit schweren und kritischen Verlaufsformen müssen folgende Punkte regelmäßig reevaluiert werden:

  • Frühzeitige Gabe von Sauerstoff, sofern möglich bereits Bauchlagerung bei wachen Patienten („awake proning“), ggf. nasale „High-Flow“-Sauerstofftherapie, nicht-invasive oder invasive Beatmung
  • Bei Bedarf extrakorporale Membranoxygenierung (ECMO), frühzeitige Kontaktaufnahme mit regionalem ECMO-Zentrum zur Beratung bei schwierigen Beatmungssituationen
  • Mögliche Komplikationen frühzeitig erkennenund behandeln, insbesondere auch Hinweise für Thrombembolien
  • Prävention von Sekundärinfektionen
  • Sepsis-Therapie nach aktueller deutscher S3-Leitlinie

Medikamentöse Therapie

Am 03. Juli 2020 hat die Europäische Kommission die bedingte Zulassung für Remdesivir (Veklury) erteilt. Am 12. November 2021 wurden die monoklonalen Antikörper Ronapreve und Regkirona zur Behandlung von COVID-19 durch die EU-Kommission zugelassen. Darüber hinaus erhielt Dexamethason eine positive Bewertung durch die EMA für die Anwendung bei Patienten, die eine zusätzliche Sauerstoffzufuhr oder künstliche Beatmung erfordert.

Wirkstoffe, die zur Behandlung von COVID-19  getestet werden, fallen in zwei Kategorien:

  •     Arzneimittel, die auf den Virusreplikationszyklus abzielen (antivirale Medikamente)
  •     Arzneimittel, die die Symptome der Erkrankung kontrollieren sollen

Arzneimittel, die die Symptome der Erkrankung  kontrollieren sollen können weiter in verschiedene Untergruppen gegliedert werden:

  1. Immunmodulatoren: Diese  sollen die Abwehrreaktionen des Körpers so modulieren, dass bspw. bei schwerem Lungenbefall die Immunantwort nicht mehr Schaden anrichtet als das Virus selbst. In einer retrospektiven Studie an etwa 200 Patienten mit COVID-19 wurde gezeigt, dass Patienten mit schweren Verläufen, erhöhte IL-6 Zytokinspiegel aufwiesen. Es wird angenommen, dass selbst wenn die Viruslast abnimmt, das Zytokin-Freisetzungssyndrom (Zytokinsturm) an der Verschlimmerung schwerer COVID-19-Verläufe beteiligt ist und ein akutes Lungenversagen (Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS) auslöst. In klinischen Studien wird eine Vielzahl von Arzneimitteln getestet, die verschiedene Zytokine blockieren.
  2. Lungenmedikamente: Diese Arzneimittel wurden bspw. zur Behandlung der idiopathischen Lungenfibrose entwickelt. Sie sollen verhindern, dass Patienten nicht mehr ausreichend mit  Sauerstoff versorgt werden.
  3. Herz-Kreislauf-Medikamente: Diese Medikamentengruppe soll Komplikationen, die durch COVID-19 ausgelöst werden, verhindern. Hierzu zählen bspw. Antiarrhythmika, Antihypertonika oder Thrombolytika.

Prognose

Etwa 80% der Infektionen verlaufen mild bis moderat. Ungefähr 20% der Erkrankten entwickeln ca. 7-10 Tage nach Symptombeginn eine klinische Verschlechterung des Krankheitsverlaufes mit Dyspnoe und/oder Hypoxämie. In 5% der Fälle müssen die Patienten intensivmedizinisch betreut werden und erhalten zum Großteil eine invasive Beatmungstherapie aufgrund eines hypoxämischen respiratorischen Versagens. 0,5 bis 1% der Infizierten versterben.

Todesursache

Eine Autopsiestudie an 12 verstorbenen COVID-19 Patienten aus Hamburg hat in über 50 Prozent der Fälle tiefe Venenthrombosen festgestellt. Ein Drittel der Patienten hatte eine Lungenembolie als direkte Todesursache.

Prophylaxe

Neben den zwei mRNA-Impfstoffen Comirnaty (BNT162b2) von BioNTech/Pfizer und Spikevax (mRNA-1273) von Moderna sind in der EU noch die zwei Vektorimpfstoffe Vaxzevria (AZD1222) von AstraZeneca und der COVID-19 Impfstoff Janssen (Ad26.COV2-S) von Johnson&Johnson zur Prävention von COVID-19 zugelassen.

Eine umfangreiche Vergleichsseite der zugelassenen Impfstoffe finden Sie hier.

Immunität

Nach durchgemachter SARS-CoV-2-Infektion entwickeln Patienten meist in der zweiten Woche nach Symptombeginn spezifische Antikörper, die gegen das N- oder S-Protein gerichtet sind. Aktuell ist noch unklar, wie regelhaft, robust und dauerhaft dieser Immunstatus aufgebaut wird. Laut Angaben des Robert-Koch-Institus deuten Erfahrungen mit anderen Coronaviren-Infektionen (SARS und MERS) darauf hin, dass die Immunität bis zu drei Jahre anhalten könnte.

Quelle:
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  11. RKI: SARS-CoV-2 Steckbrief zur Coronavirus-Krankheit-2019 (COVID-19)
  12. Ständiger Arbeitskreis der Kompetenz-und Behandlungszentren für Krankheiten durch hochpathogene Erreger am Robert Koch-Institut: Hinweise zu Erkennung, Diagnostik und Therapie von Patienten mit COVID-19

Abbildung

Adapted from „Coronavirus Replication Cycle”, by BioRender.com (2020)

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