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Epidemien: Mit dem Simulator Seuchen bekämpfen

Tübinger Wissenschaftler haben einen Epidemie-Simulator entwickelt, mit dem Städte, Krankenhäuser und Flughäfen den Verlauf einer Epidemie durchspielen und die Wirksamkeit von Gegenmaßnahmen testen können.

Die 10.000 kleinen Quadrate auf dem Bildschirm stehen für Menschen und sind anfangs alle blau, sprich gesund. Zwei gelbe tauchen auf: Grippeinfizierte. Ohne Gegenmaßnahmen verfärben sich in dem Planspiel in kürzester Zeit immer mehr Vierecke. Die Farben wechseln. Rot steht für Menschen, bei denen die Krankheit voll ausgebrochen ist, grün für Geheilte. Hunderte sind am Ende schwarz - tot. "Mit diesem Modell können Städte, Krankenhäuser oder Flughäfen den Verlauf einer Epidemie durchspielen und am Computer die Wirksamkeit von Gegenmaßnahmen testen", erläutert der Tübinger Epidemiologe Martin Eichner. Zusammen mit dem Mathematiker Markus Schwehm hat er den Epidemie-Simulator entwickelt und die Firma ExploSys gegründet.

Das für die Krankheitsüberwachung in Deutschland zuständige Robert Koch-Institut (RKI) in Berlin kooperiert mit den Tübinger Modellierern. "Die einzige Möglichkeit, im Vorfeld die Auswirkungen bestimmter Maßnahmen wie die Behandlung Erkrankter mit antiviralen Arzneien oder die Schließung von Schulen auf den Verlauf einer pandemischen Welle zu studieren, ist die Simulation am Computer", sagt RKI-Epidemiologe Udo Buchholz. "Das Tübinger Modell ist in der Lage, solche dynamischen Aspekte zu berücksichtigen." Dabei gehen Daten zu Alter oder Risikogruppen in die Berechnungen ein, Parameter wie Kontaktverhalten müssen geschätzt werden. Dies beeinträchtigt zwar die Aussagekraft der Modelle. "Dennoch lassen sich wertvolle Schlüsse für die Notfallplanung ziehen."

"Keine Grenze lässt sich völlig dichtmachen"

Beim Ausbruch einer Grippewelle - etwa auf Grund der Vogelgrippe - müssen die Verantwortlichen schnell entscheiden, ob sie impfen, Kranke isolieren oder Prophylaxe-Medikamente verabreichen wollen. Die Isolierung von Kranken erweist sich im Modell als wirksame Maßnahme: Wenn die Wissenschaftler die Anzahl der Kontakte von Infizierten auf die Hälfte reduzieren, bleiben große Teile der Anzeige blau. "Dann werden in diesem Szenario nicht 70 Prozent der Bevölkerung krank, sondern nur zehn", sagt Schwehm. Der Erfolg stellt sich allerdings nur ein, wenn die Einschränkung drei Monate lang gilt. Bei einer Woche sinkt der Infiziertenanteil auf 60 Prozent, die Epidemie dauert dafür etwas länger. "Das ist auch schon ein Gewinn, vor allem weil die Spitzen geringer werden und damit die Kapazitätsgrenzen der Krankenhäuser weniger schnell erreicht werden."

Impfungen können eine Grippewelle dämpfen. "Allerdings dauert die Entwicklung eines Impfstoffes etwa drei Monate, die Zahl der Infizierten verdoppelt sich aber alle vier Tage", sagt Schwehm. In der Zwischenzeit sei der Einsatz von modernen Grippemitteln möglich. Sinnvoll sei, Krankenhauspersonal und Katastrophenschützer präventiv damit zu behandeln.

Die Grenzen dicht zu machen, ist dem Modell zufolge vor allem eine Maßnahme, mit der sich Politiker als zupackend darstellen können. Auf dem Computerbildschirm verfärbt sich der Teil des "infizierten Landes" zwar schneller rot als der des abgeschotteten. Doch schon bald tauchen auch im vermeintlich sicheren Land gelbe und rote Punkte auf, und die Epidemie nimmt ihre normale Bahn. Schwehm erklärt: "Keine Grenze lässt sich völlig dichtmachen, den Ausbruch kann man damit höchstens für zwei drei Tage hinauszögern."

Arno Schütze/DPA