Warum Influenza in einem Hotelzimmer trotz enger Kontakte nicht übertragen wurde – Studie der Universität von Maryland

Eine Gruppe Freiwilliger verbrachte mehrere Tage quasi eingeschlossen in einem kleinen Hotelzimmer – gemeinsam mit Personen, die zu diesem Zeitpunkt nachweislich aktiv an Influenza (Grippe) erkrankt waren. Die Teilnehmenden spielten Spiele, nutzten dieselben Gegenstände und machten zusammen Sport, unter Bedingungen, die die Verbreitung des Virus bewusst begünstigen sollten. Dennoch steckte sich niemand mit Influenza an.

Dieses überraschende Ergebnis stammt aus einer sorgfältig geplanten Studie, die eine grundlegende Frage klären wollte: Auf welchen Wegen verbreitet sich die Grippe in der Realität tatsächlich?

Influenzaviren können über Aerosole (mikroskopisch kleine Tröpfchen) übertragen werden, die beim Husten, Niesen oder sogar beim normalen Atmen aus dem Atemtrakt in die Umgebung gelangen. Ausserdem ist eine Weitergabe über verunreinigte Oberflächen möglich – etwa über Türklinken oder Telefone. Diese Form wird als Fomitübertragung bezeichnet.

Wie gut sich das Virus ausbreitet, hängt von mehreren Einflussgrössen ab: unter anderem davon, wie viel Virus eine infizierte Person abgibt, von Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Raum sowie davon, wie nah Menschen beieinander sind.

Versuchsaufbau im Hotelzimmer zur Influenza-Übertragung

Um herauszufinden, welche Faktoren besonders wichtig sind, führten Forschende an der Universität von Maryland (USA) ein Übertragungsexperiment unter möglichst alltagsnahen Bedingungen durch – mit Personen, die sich natürlich (also ausserhalb eines Labors) mit Grippe infiziert hatten.

Dazu wurden Teilnehmende in einem Hotelzimmer zusammengebracht: Menschen mit aktiver Influenza-Infektion, im Studiendesign als „Spender“ bezeichnet, und nicht infizierte Freiwillige, die als „Empfänger“ geführt wurden. Das Ziel war unkompliziert: Beobachten, ob sich Influenza unter bewusst übertragungsfreundlichen Bedingungen ausbreitet.

Im Unterschied zu früheren Untersuchungen, bei denen gesunde Freiwillige für Forschungszwecke absichtlich mit Influenza infiziert wurden, sollte der Einsatz natürlich infizierter „Spender“ die Übertragungsmechanismen ausserhalb des Labors realistischer abbilden.

Es gab zwei Varianten des Experiments: In der einen teilte ein einzelner Spender das Zimmer mit acht Empfängern. In der anderen waren es vier Spender zusammen mit drei Empfängern. Die Spender waren 20 bis 22 Jahre alt, die Empfänger zwischen 25 und 45.

Temperatur und Luftfeuchtigkeit wurden so eingestellt, dass sie eine Influenza-Übertragung begünstigen sollten: 22 °C bis 25 °C bei 20% bis 45% Luftfeuchtigkeit. Noch bevor die Teilnehmenden in Quarantäne gingen, schlossen die Forschenden zudem grössere unkontrollierte Luftwege – etwa Fenster und Türen sowie ein Leck an den Gebläsekonvektoren – gezielt ab, um eine niedrige Lüftung und entsprechend schlechte Luftqualität zu erzeugen.

Über einen Zeitraum von drei bis sieben Tagen verbrachten die Teilnehmenden täglich mehrere Stunden gemeinsam in dem engen Raum. Sie spielten in geringer Distanz Kartenspiele, machten Tanz- oder Yogastunden und reichten gemeinsam genutzte Gegenstände herum, darunter Filzstifte, Mikrofone oder Tablet-Computer.

Ob es zu einer Übertragung kam, wurde durch mehrere Messungen überprüft: Die Forschenden bestimmten Virusmengen in der ausgeatmeten Luft, im Speichel und in Abstrichen aus dem Mund der Spender. Zusätzlich wurden sowohl gemeinsam berührte Gegenstände als auch die Raumluft auf Viruspartikel untersucht. Ausserdem dokumentierten die Teilnehmenden Symptome wie Husten, Niesen, Kopfschmerzen und weitere typische Grippeanzeichen.

Warum die Übertragung ausblieb

Mehrere Proben der Spender bestätigten eine aktive Influenza-Infektion. Dennoch wurde bei keinem Empfänger ein positiver Test festgestellt. Einige berichteten zwar leichte Beschwerden wie Kopfschmerzen, doch es gab bei keiner Person eindeutige Hinweise auf eine Influenzainfektion.

Die Forschenden nennen drei wesentliche Erklärungen dafür, warum es trotz der Situation nicht zu einer Ansteckung kam: eine geringe Virusabgabe der Spender, eine teilweise Immunität bei den Empfängern sowie die Art, wie die Luft im Zimmer zirkulierte.

Oft gilt, dass Kinder die Influenza-Verbreitung besonders stark antreiben – in dieser Studie waren jedoch ausschliesslich Erwachsene beteiligt. Die erwachsenen Spender setzten vergleichsweise wenig Virus frei. Das könnte mit den Virusstämmen zusammenhängen, mit dem Alter der Spender oder damit, dass sie nur wenige Symptome zeigten. Es wurde nur sehr wenig Husten oder Niesen beobachtet, was die Menge an Virus, die in die Luft gelangte, zusätzlich begrenzt haben dürfte.

Auch die Empfänger könnten weniger anfällig gewesen sein. Sie hatten bereits viele Grippesaisons erlebt, und mehrere von ihnen waren in früheren Jahren gegen Influenza geimpft worden; eine Person war in der aktuellen Saison geimpft. Diese Vorerfahrungen könnten eine gewisse Hintergrundimmunität aufgebaut haben.

Und obwohl Temperatur und Luftfeuchtigkeit so gewählt wurden, dass sie eine Übertragung unterstützen sollten, könnte die starke Luftumwälzung durch Ventilatoren virusbeladene Luftfahnen gestört haben. Statt in der Nähe der Spender zu verbleiben, könnten diese Wolken zerrissen und verdünnt worden sein – wodurch die Empfänger weniger Virus einatmeten.

In der Gesamtschau deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Husten und Niesen zentrale Treiber der Influenza-Ausbreitung sind, insbesondere bei Personen, die sehr viel Virus abgeben – mitunter als „Super-Spreader“ bezeichnet. Ebenso scheinen die Immunität der Exponierten und die Luftbewegung in Innenräumen eine entscheidende Rolle zu spielen.

Was die Ergebnisse für Grippe, Masken und Lüftung bedeuten

Die Studie bedeutet nicht, dass Influenza harmlos ist oder dass man sich nur schwer ansteckt. Jährlich treten weltweit Millionen, möglicherweise sogar Milliarden Erkrankungen auf, und es gibt starke Belege dafür, dass die Übertragung über Aerosole eine zentrale Rolle spielt. Vielmehr zeigt das Experiment, dass die Bedingungen, unter denen sich die Grippe ausbreitet, komplexer sind, als nur mit einer infizierten Person im selben Raum zu sein.

Nicht alle Menschen geben das Virus in gleicher Menge ab, und nicht alle sind gleich empfänglich. Da eine Ausbreitung über Aerosole besonders beim Husten und Niesen wahrscheinlich ist, sollten Personen mit diesen Symptomen sich nach Möglichkeit isolieren und eine gut sitzende Maske tragen, um die Virusfreisetzung in die Luft zu verringern. Gerade in kleinen, schlecht gelüfteten Räumen sind gute Lüftung und eine sinnvolle Luftzirkulation besonders wichtig.

Wenn Unsicherheit besteht, ist es am sichersten, davon auszugehen, dass man die Grippe sowohl bekommen als auch weitergeben könnte, und Empfehlungen des öffentlichen Gesundheitsschutzes zu befolgen – einschliesslich Impfung und, wo passend, Maskentragen.

Conor Meehan, Ausserordentlicher Professor für mikrobielle Bioinformatik, Nottingham-Trent-Universität

Dieser Artikel wurde unter einer Creative-Commons-Lizenz von The Conversation erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.