Biostatistik: mit Zahlen und Modellen gegen Covid-19

Volle Intensivstationen und Ärzte, die trotz Erkrankung arbeiten und aufgrund des Mangels an Beatmungsgeräten die Entscheidung über Leben oder Tod treffen müssen – Diese Bilder kennen wir bereits aus einigen Ländern. Wie kann eine solche Überlastung der Gesundheitssysteme durch Covid-19 vorhergesagt werden? Mit dieser Frage beschäftigt sich der Biostatistiker Prof. Frank Klawonn.

Auf der virtual.MEDICA 2020 hielt er den Vortrag "How to predict the potential overload of health systems by COVID-19" im virtual.MEDICA LABMED FORUM. Im Interview mit MEDICA.de spricht er über die Rolle der Biostatistik in der Corona-Pandemie und welche Maßnahmen zu einer erfolgreichen Bewältigung der Krise beitragen.

Herr Prof. Klawonn, Sie beschäftigen sich in Ihrer Forschung schwerpunktmäßig mit Biostatistik. Was ist das?

Prof. Frank Klawonn: Biostatistik ist die Statistik der Biologie, insbesondere der Medizin. Grundsätzlich besitzen statistische Verfahren natürlich Allgemeingültigkeit. In der Medizin ergeben sich jedoch spezielle Herausforderungen. Im Gegensatz etwa zu technischen Systemen sind die Möglichkeiten zur Datenerhebung und Durchführung von Experimenten allein schon aus ethischen Gründen begrenzt. Man kann baugleiche technische Systeme untersuchen. Beim Menschen ist das – mit Ausnahme von eineiigen Zwillingen – nicht möglich. Wir haben es oft auch mit kleinen Fallzahlen, aber vielen Variablen, beispielsweise Genen, zu tun. Hier ist insbesondere das Stichwort "personalisierte Medizin" zu nennen, die zur Betrachtung immer kleinerer Gruppen mit immer mehr Variablen führt. In meiner Forschungsgruppe beschäftigen wir uns sehr viel gerade mit dieser Problematik.

Welchen Stellenwert hat dieser Ansatz in der aktuellen Situation?

Klawonn: Mit statistischen Verfahren lässt sich beispielsweise die Unsicherheit der Ergebnisse bei Simulationsmodellen quantifizieren, die ja zur Vorhersage des Infektionsgeschehens verwendet werden. Die Güte von Vorhersagen hängt aber stark von den Daten ab. Es gibt sehr viele Parameter, die zu berücksichtigen sind. Die täglich gemeldeten Infektionszahlen hängen beispielsweise auch davon ab, wieviel und wie getestet wird. Werden primär symptomatische Personen getestet, so ergibt sich zwangsweise eine geringere Meldezahl, aber eine höhere Rate positiver Tests als etwa bei Routinetests in bestimmten Berufsgruppen. Leider fehlen gerade hierzu Daten, wie viele Tests allgemein präventiv, wie viele bei asymptomatischen Kontaktpersonen Infizierter und wie viele aufgrund von Symptomen durchgeführt wurden. Auch Informationen über Infektionscluster stehen nicht direkt zur Verfügung.

Wie lässt sich damit eine potenzielle Überlastung der Gesundheitssysteme vorhersagen?

Klawonn: Insgesamt halte ich die Datenlage nur für bedingt ausreichend, um wirklich gute Prognosen zu erstellen. Trotzdem lassen sich mit statistischen Verfahren und Modellen sehr gut Tendenzen erkennen. Das ist insbesondere deswegen so wichtig, weil Maßnahmen erst mit einer Verzögerung von frühestens ein bis zwei Wochen auf das Infektionsgeschehen erste Wirkungen zeigen. Für die intensivmedizinische Situation ist dieser Zeithorizont noch viel länger. An Covid-19 erkrankte Personen, bei denen eine intensivmedizinische Behandlung oder gar eine Beatmung erforderlich ist, benötigen häufig eine sehr lange Behandlung, bis sie auf eine Normalstation verlegt werden können oder – im ungünstigsten Fall – verstorben sind. Das bedeutet, dass sich die Intensivstationen auch nach einem harten Lockdown erst einmal weiter füllen und noch eine längere Zeit eine hohe Auslastung aufweisen werden.

Wie muss mit den Ergebnissen Ihrer Forschung umgegangen werden? Welchen Handlungsbedarf sehen Sie?

Klawonn: Ich beschäftige mich mit den direkten Auswirkungen der Corona-Pandemie, also unter anderem Infektionszahlen, benötigte Intensivbetten, Mortalität und Seroprävalenz. Forschungsergebnisse zu diesen Faktoren sollten von der Politik berücksichtigt werden – was sie auch tut. Am Ende müssen aber alle Aspekte, mit denen sich andere intensiver beschäftigen als ich, in die politischen Entscheidungen einbezogen werden. Dazu zählen zum Beispiel die Auswirkungen auf Wirtschaft, Schulen und Kitas mit allen Konsequenzen für Kinder und Eltern, Untersuchungen und Operationen, die aufgrund von vorgehaltenen Intensivbetten verschoben werden, psychosoziale Aspekte und vieles mehr. Die Politik muss diese Bausteine zusammensetzen, gewichten und schließlich die richtigen Entscheidungen treffen. Ich bin froh, dass ich diese Verantwortung nicht tragen muss, und habe zu wenig Expertise in den nicht-medizinischen Gebieten, um ganz konkrete Handlungsmaßnahmen zu empfehlen.      

Wie kann Ihrer Meinung nach die Corona-Pandemie erfolgreich gemeistert werden?

Klawonn: Ich wage es nicht, hier Ratschläge zu geben. Wenn man nur auf Infektionszahlen beziehungsweise schwere Verläufe schauen würde, müsste es flächendeckende harte Lockdowns, Grenzschließungen und strikte Kontaktverfolgung geben. Das ist – wohl auch glücklicherweise – bei uns nicht umsetzbar. Eine Überlastung des Gesundheitssystems sollte aber auf jeden Fall vermieden werden, um Triage und Bilder, wie wir sie aus Bergamo kennen, zu verhindern. Das bedeutet leider, dass wir wohl längere Zeit auf Sicht fahren müssen und Maßnahmen nur mit sehr viel Bedacht lockern können und gegebenenfalls auch wieder – zumindest regional – verschärfen müssen.

Aus medizinscher Sicht wissen wir relativ gut, was wir tun können und welche Auswirkungen bestimmte Maßnahmen auf die Pandemie haben. Wichtig ist dabei, die Nebenwirkungen auf alle anderen Bereiche des Lebens zu bedenken und durch geeignete Gegenmaßnahmen abzufedern. In der Wirtschaft kann man dies zwar kostspielig, aber noch relativ einfach mit Geld erreichen. Bei der Bildung – von der Kita über die Schule bis zur Hochschule – ist das schon wieder komplizierter. Hoffnung machen die mittlerweile verfügbaren Impfstoffe. Aber wir werden noch viel Geduld benötigen und Einschränkungen in Kauf nehmen müssen, bis genügend viele Menschen geimpft sein werden.