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Kontrolle über die Coronavirus-Epidemie mithilfe von Vorhersagemodellen

Eine EU-finanzierte Initiative legte den Grundstein für bestimmte wissenschaftliche Arbeiten, die derzeit versuchen, die Gesundheitskrise aufgrund von COVID-19 zu bewältigen.

Gesundheit

Angesichts der Geschwindigkeit, mit der sich die Auswirkungen von COVID-19 bemerkbar machen, stellt die Pandemie die Entscheidungsträgerinnen und Entscheidungsträger aus ganz Europa vor eine nie dagewesene Herausforderung. Mit dem gegenwärtigen Ausbruch des Coronavirus kehrt ein alter, wohlbekannter Feind zurück. Nichts hat mehr Menschen umgebracht als Viren, Bakterien und Parasiten, die Krankheiten auslösen, wie zum Beispiel die Pest, die Pocken, die Spanische Grippe und Malaria. Tatsächlich sind Infektionskrankheiten weltweit eine der häufigsten Todesursachen. Verstärkte Anstrengungen zur Bekämpfung von COVID-19 und anderen Epidemien in letzter Zeit, wie Ebola und SARS (Schweres Akutes Atemwegssyndrom) machten deutlich, dass eine Vorhersage der epidemischen Entwicklung dringend notwendig ist. Das EU-finanzierte Projekt EPIFOR (Complexity and predictability of epidemics: toward a computational infrastructure for epidemic forecasts) war an vorderster Front von Vorhaben, welche die Ausbreitung von Epidemien besser vorhersagen und kontrollieren sollen. Mithilfe der computergestützten Epidemiologie, einer Kombination aus verschiedenen Fachbereichen wie Mathematik, Statistik, Informatik und Epidemiologie, kann die Wissenschaft große Datensätze über Epidemien aus der Geschichte erfassen, integrieren und daraus Computermodelle entwickeln. Mit diesen können detaillierte und exakte Vorhersagen über die Ausbreitung künftiger Epidemien getroffen werden. In einer Nachrichtenmeldung auf der Website des Europäischen Forschungsrats erläutert eine Forscherin von EPIFOR, wie das Projekt die Wissenschaft dabei unterstützte, solche Modelle zu entwickeln. Vittoria Colizza vom französischen nationalen Institut für Gesundheit und wissenschaftliche Forschung (Inserm) erklärt: „Gemeinsam mit meinem Team entwickelte ich im Rahmen des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts EPIFOR, das von 2008-2013 lief, eine Reihe von Computeranwendungen, die exakte Vorhersagen über künftige Virusepidemien treffen können. So ermöglichen sie eine zeitnahe und effiziente Reaktion auf die Bedrohung. Ziel war es, unsere Fähigkeit zu verbessern, die Übertragung einer Krankheit zu kontrollieren, Maßnahmen zielgerichteter einzusetzen und besser zu verstehen, wie sich eine Krankheit auf große Bevölkerungen auswirkt.“

Ein Wettlauf mit der Zeit

Colizza verweist auf die Pandemie H1N1 (Schweinegrippe) und die MERS-CoV-Epidemie, die im Jahr 2009, während der Laufzeit des Projekts EPIFOR, eintrafen. Beide boten dem Forschungsteam die Gelegenheit, ihre Ansätze in realen Situationen zu testen. „Diese Experimente bestätigten das bedeutende Potenzial der entwickelten Computermodelle und zeigten hilfreiche Muster über die mögliche künftige Ausbreitung von Infektionskrankheiten auf.“ Sie fügt hinzu, dass Fachleute bei Inserm „rund um die Uhr als Teil eines interdisziplinären Teams daran arbeiten, zur Bewältigung der Gesundheitskrise beizutragen, die von der COVID-19-Epidemie ausgelöst wird. Unsere Arbeit wird von mehreren anderen Horizont 2020-Projekten unterstützt. Doch die Computermodelle und andere vom EPIFOR-Projekt entwickelte Instrumente legten den Grundstein für diese Arbeit und erweisen sich als dienlich.“ Forschende, die an diesen Bemühungen beteiligt sind, verfassten mehrere Publikationen, „bei denen Computermodelle zum Einsatz kommen, um die Ausbreitung der Erkrankung und die erwarteten Auswirkungen von Eindämmungsmaßnahmen, die überall in Europa umgesetzt werden, vorherzusehen“, so Colizza weiter. Ein Beispiel dafür ist ein Bericht, der auf der Website des EPIcx lab von Inserm veröffentlicht wurde. Darin werden mit Fokus auf drei französische Regionen (Île-de-France, Hauts-de-France und Grand Est) die Auswirkungen von Schulschließungen und Fernarbeit ausgewertet. „Numerische Ergebnisse zeigen, dass Schulschließungen allein nur einen begrenzten Beitrag zur Abflachung der Erkrankungskurve leisten würden (eine Verminderung um weniger als 10 % bei einer Schulschließung von acht Wochen in Regionen, die sich in der Anfangsphase der Epidemie befinden). Wenn zudem 25 % der Erwachsenen von zu Hause aus arbeiten, würde eine achtwöchige Schulschließung ausreichen, um den Höhepunkt um fast zwei Monate zu verzögern. Außerdem würde die Fallzahl am Höhepunkt der Krise um etwa 40 % reduziert.“ Weitere Informationen: Projekt EPIFOR

Schlüsselbegriffe

coronavirus

Länder

Italien

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