Warum Abstand so wichtig ist So verbreitet sich ein Virus

Wichtigste Maßnahme im Kampf gegen Corona: Abstand halten! Die Vermeidung von Sozialkontakten verhindert die Ausbreitung von Viren. Sehen Sie hier Simulationen, die den Effekt veranschaulichen.

"Wir müssen aus Rücksicht voneinander Abstand halten", sagte die Bundeskanzlerin in ihrer Fernsehansprache an die deutsche Bevölkerung.

Angela Merkel wiederholte damit, was zuvor schon Experten des Robert Koch-Instituts, Virologen, Gesundheitsminister Jens Spahn und nicht zuletzt Politiker anderer Staaten, die noch stärker von der Coronavirus-Pandemie betroffen sind als Deutschland, gesagt haben: Gegen die Ausbreitung von Covid-19 hilft derzeit am besten, seine sozialen Kontakte weitgehend zu reduzieren. Eine Simulation der "Washington Post"  hatte diesen Effekt des "Social Distancing" vergangene Woche veranschaulicht.

Damit folgt die Bundesregierung einer Strategie, die auch andere Länder bereits betrieben haben - in China oder Südkorea scheint "Social Distancing" einen entscheidenden Schritt bei der Eindämmung der Ausbrüche gespielt zu haben. Das Vorgehen wird unter dem Hashtag #flattenthecurve, also Abflachung der ohne Maßnahmen steil nach oben verlaufenden Ausbruchskurve, auch in sozialen Medien propagiert. Dennoch sieht man an sonnigen Nachmittagen immer noch Menschengruppen vor den verbliebenen geöffneten Cafés.

Nur wenn Deutschland es schafft, die zu erwartenden Krankheitsfälle auf mehrere Monate zu verteilen, kann das Gesundheitssystem der Pandemie standhalten. Übersteigen die Fallzahlen die Kapazitäten des Gesundheitssystems, drohen hierzulande ähnliche Szenarien wie gerade in Italien, wo das medizinische Personal Berichten zufolge Entscheidungen über Leben und Tod wie im Kriegsfall treffen muss.

Bisher gibt es weder einen Impfstoff noch Medikamente zur Behandlung von Covid-19. Ärzte können in schweren Fällen lediglich die Symptome der Erkrankten behandeln. Da das Virus zum ersten Mal auftritt, besteht auch noch keine Immunität in der Gesellschaft. Sars-CoV-2 kann sich derzeit also quasi ungehindert verbreiten - außer wir geben dem Virus keine Gelegenheit dazu.

Was wäre also, wenn wir uns alle daran hielten, weitgehend zu Hause zu bleiben? Um die Effizienz der verhängten Maßnahmen in der Theorie darzustellen, haben wir auf Basis der Washington-Post-Simulationen drei Szenarien simuliert, die allerdings nicht vollständig auf den aktuellen Covid-19-Ausbruch übertragbar sind:

  1. Wie würde eine Infektionskrankheit wahrscheinlich verlaufen, wenn es keine bewegungseinschränkenden Maßnahmen gäbe?

  2. Wie könnte eine Infektionskrankheit verlaufen, wenn sich die Bevölkerung an "Social Distancing" hielte - also jeder möglichst zu Hause bliebe und soziale Kontakte reduzierte?

  3. Welchen Effekt hätte eine Ausgangssperre auf die Ausbreitung einer Infektionskrankheit?

Die Simulation zeigt, wie schnell sich eine erfundene Infektionskrankheit in einer Stadt mit 200 Einwohnern potenziell verbreiten könnte - und wie schnell die Kapazitäten des Gesundheitswesens überlastet wären.

In dem Beispiel gehen wir davon aus, dass sich eine gesunde Person beim Kontakt mit einer kranken Person immer anstecken würde. Im Fall von Covid-19 muss das nicht unbedingt so sein. Weiterhin haben wir in der Simulation Todesfälle außen vor gelassen und sind davon ausgegangen, dass alle 200 Einwohner wieder gesund werden.

Auch die Schwere mancher Krankheitsverläufe wird in der Simulation nicht abgebildet: Es wird davon ausgegangen, dass die Krankheit bei allen gleich verläuft. Ebenso kann die Darstellung die tatsächlichen Kapazitäten des Gesundheitssystems nicht abbilden, die nicht nur international sehr unterschiedlich sind, sondern auch in Deutschland von Region zu Region.

Wie #flattenthecurve theoretisch funktioniert

Nehmen wir also an, die Bewegungsfreiheit wäre gar nicht eingeschränkt und wir würden unser öffentliches Leben fortführen wie bisher: Die 200 Personen der simulierten Stadt (blaue Punkte) bewegen sich nach einem Zufallsprinzip. Eine Person wird krank (orange). Bei jedem Kontakt mit einer gesunden Person steckt sie diese an - die blaue Person wird auch orange und steckt wiederum andere Personen an. Innerhalb kurzer Zeit ist die ganze Stadt infiziert, wobei einige der sehr früh erkrankten Personen bereits wieder genesen sind (hellblau).

Der Balken über der Simulation zeigt, wie schnell die Kapazitäten des Gesundheitssystems der erfundenen Stadt bei einem unkontrollierten Verlauf des simulierten Ausbruchs überschritten wären.

Schauen wir uns nun an, was passiert, wenn sich 75 Prozent der Stadtbewohner daran hielten, soziale Kontakte möglichst einzuschränken und weitestgehend zu Hause zu bleiben: Diese 75 Prozent werden in der Simulation als blaue, statische Punkte angezeigt. Ein Viertel der Bevölkerung bewegt sich weiterhin frei.

Wieder erkrankt eine Person der 200 Einwohner und infiziert weitere. Dadurch, dass sich ein Großteil der Punkte-Menschen nicht bewegt, breitet sich die erfundene Krankheit wesentlich langsamer aus. Während in der ersten Simulation fast alle auf einmal krank waren, sind nun viele bereits wieder gesund, während sich neue infizieren.

Das Balkendiagramm über der Simulation zeigt, dass die Kapazitäten kaum überschritten würden, der Verlauf wäre über einen viel längeren Zeitraum gestreckt. Ein ähnliches Szenario versucht die Bundesregierung mit ihren aktuellen Maßnahmen zu erreichen. Das funktioniert aber nur, wenn alle sich freiwillig an die Vorgaben halten.

Spanien, Frankreich und Italien haben gezeigt, dass es noch eine weitere Eskalationsstufe geben könnte: die Ausgangssperre. Sie könnte verhängt werden, wenn sich in einigen Tagen nicht abzeichnet, dass die verhängten Maßnahmen eine Wirkung zeigen - oder wenn sich abzeichnet, dass sich die Bevölkerung nicht an die Bitte hält, die sozialen Kontakte freiwillig zu reduzieren.

Im Falle einer Ausgangssperre dürften wir wahrscheinlich nur noch das Haus verlassen, wenn wir zum Arzt, zur Apotheke oder zum Einkaufen wollen. Auch Menschen mit systemrelevanten Jobs dürften noch nach draußen. Alle anderen müssten in ihren Wohnungen ausharren, sonst drohen Geldstrafen. Wie viele von der Ausgangssperre tatsächlich betroffen wären, ist ungewiss. Für die Simulation haben wir angenommen, dass rund 87 Prozent der 200 erfundenen Einwohner sich nicht frei bewegen dürften. Es würde sich also nur noch etwa jeder Achte bewegen.

Die Simulation zeigt, dass diese Maßnahme mit Abstand den größten Effekt bei der Eindämmung der erfundenen Krankheit hätte: Von den 200 Bewohnern der Stadt würde lediglich ein Viertel erkranken, das Gesundheitssystem wäre nicht einmal annähernd an die Belastungsgrenze gekommen. In der letzten Grafik gehen wir allerdings davon aus, dass die Ausgangssperre bereits bestand, als es den ersten Krankheitsfall gab.

Da es in Deutschland jedoch bereits mehr als 12.000 Infizierte gibt (die Dunkelziffer ist vermutlich viel höher), ist ein solches Szenario nicht mehr möglich. Dennoch zeigt die Grafik, dass sich durch eine extreme Einschränkung der Bewegungsfreiheit, wie sie nun etwa in der bayrischen Stadt Mitterteich verhängt wurde, eine Ausbreitung vermutlich verlangsamen ließe.

Die stark vereinfachten Simulationen sollen die mögliche Ausbreitung einer erfundenen Krankheit veranschaulichen - und zeigen, inwiefern restriktive Maßnahmen einen Einfluss auf ein Pandemie-Geschehen haben könnten. Sie lassen sich nicht direkt auf die aktuelle Covid-19-Pandemie übertragen, da zahlreiche Parameter vernachlässigt werden. Wir gehen auch nicht darauf ein, dass eine soziale Distanzierung nur dann etwas bewirkt, wenn sie über einen sehr langen Zeitraum eingehalten wird. Nach Einschätzungen von Experten könnte es Monate dauern, bis wir annähernd wieder zum normalen Alltag übergehen können.