Das Jahr 2020 brachte für die gesamte medizinische Welt ein völlig anderes Unterfangen. Während die Ärzte auf der einen Seite mit einer großen Zahl von COVID-19-Patienten zu tun hatten, versuchten sie auf der anderen Seite, Studien durchzuführen, um die Eigenschaften des Virus aufzudecken. Obwohl wir bereits die Hälfte des Jahres hinter uns haben und Millionen von Patienten begegnet sind, sind viele Punkte des SARS-CoV-2-Virus noch immer nicht geklärt. Die Virusdynamik in verschiedenen Wirten und verschiedenen Proben und ihr Zusammenhang mit dem Schweregrad der Erkrankung sind noch nicht eindeutig geklärt.
In der aktuellen Literatur werden, obwohl es Studien mit einer relativ guten Stichprobengröße gibt, unterschiedliche Ergebnisse hinsichtlich der PCR-Positivitätsraten berichtet. In dieser Studie wurde SARS-CoV-2 in verschiedenen Proben von 60 COVID-19-Patienten nachgewiesen. Die PCR-Positivitätsraten betrugen 80 %, 50 %, 13,3 %, 8,3 % bzw. 1,7 % für NP+OP, Speichel-, Mundhöhlen-, Rektal- und Urinproben. Wang et al. berichteten, dass die PCR-Positivitätsrate für nasale Abstriche, pharyngeale Abstriche und Fäkalien 63 %, 32 % bzw. 29 % betrug. Ihre Studie umfasste 1070 Proben von 205 Patienten mit unterschiedlichem Schweregrad und ergab eine Positivität von 1 % bei Blutproben und keine Positivität bei Urinproben. Wir fanden keine positive Blutprobe, aber 1 PCR-positive Urinprobe (1,7 %), die von einem asymptomatischen Patienten stammte. In einigen Studien wurde keine PCR-Positivität in den Urinproben festgestellt, obwohl eine Virämie vorlag. Über die extrapulmonale Replikation des SARS-CoV-2-Virus und die zeitabhängigen Veränderungen der PCR-Positivität gibt es zu viele Punkte, die geklärt werden müssen. Chen et al. berichteten, dass SARS-CoV-2-RNA im Blut (6 von 57 Patienten) und in Analabstrichen (11 von 28 Patienten) nachgewiesen wurde. Sie kamen zu einer ganz anderen Schlussfolgerung als unsere Studie, nämlich dass das Vorhandensein des Virus außerhalb des Atemtrakts, z. B. in Blut und Analabstrichen, mit einer schweren Erkrankung zusammenhängt. Wir hingegen fanden PCR-Positivität in Anal- und Urinproben von asymptomatischen Patienten. Zheng et al. berichteten, dass die PCR-Positivitätsrate in Stuhlproben sich nicht zwischen Patienten mit leichter und Patienten mit schwerer Erkrankung unterschied, und sie entdeckten nur eine PCR-Positivität bei einem schwerkranken Patienten unter 180 Urinproben. Obwohl es einige Hinweise darauf gibt, dass im Stuhl einiger Patienten eine höhere Viruslast gefunden werden kann, liefert dies keine stichhaltigen Beweise für die Verwendung von analen Abstrichproben, wie auch die Ergebnisse dieser Studie zeigen, in der nur 5 von 60 Patientenproben positiv waren.
Ein weiteres Problem im Zusammenhang mit der PCR-Positivität ist ihre Beziehung zur Infektiosität. PCR-Positivität bedeutet nicht immer Infektiosität. Studien haben gezeigt, dass trotz positiver PCR-Ergebnisse die Wahrscheinlichkeit, dass Patienten nach einer Woche infektiös sind, geringer ist. Wölfel et al. berichteten, dass alle Viruskulturen nach Tag 8 negativ waren. Zusätzlich zu all diesen Punkten kann die Infektiosität durch das Vorhandensein von neutralisierenden SARS-CoV-2-Antikörpern beeinflusst werden.
Seit Beginn der Pandemie gibt es kontroverse Ansichten über die Infektiosität von asymptomatischen Patienten. Es wird berichtet, dass etwa 40-45 % der mit SARS-CoV-2 infizierten Patienten asymptomatisch bleiben. Überraschenderweise wurde in unserer Studie festgestellt, dass die Viruslast bei asymptomatischen Patienten deutlich höher war (p = 0,0141). Zou et al. untersuchten die SARS-CoV-2-Viruslast in den Proben der oberen Atemwege von 18 COVID-19-Patienten. Sie schlossen nur einen asymptomatischen Patienten ein und stellten fest, dass die Viruslast der NP+OP-Proben der asymptomatischen Patienten ähnlich hoch war wie die der symptomatischen Patienten. Der Zeitraum der Erkrankung, in dem die Proben für den PCR-Test entnommen wurden, ist sowohl für die PCR-Positivität als auch für die Viruslast von Bedeutung. Dieser Zusammenhang macht es schwierig, die Ergebnisse der Studien zu vergleichen. In einer Studie mit 31 erwachsenen Patienten, bei denen COVID-19 virologisch bestätigt wurde, die aber bei der Einlieferung asymptomatisch waren, wurde berichtet, dass die Zyklusschwellenwerte der asymptomatischen Patienten deutlich höher waren als die der asymptomatischen Patienten, die nach der Einlieferung ins Krankenhaus Symptome entwickelten, aber eine ähnliche Dauer der Virusausscheidung aufwiesen. In unserer Studie wurden alle PCR- und Viruslastanalysen bei der Aufnahme ins Krankenhaus für alle Patienten durchgeführt.
In einer Studie aus China untersuchten He et al. die zeitlichen Muster der Virusausscheidung bei 94 im Labor bestätigten COVID-19-Patienten und berichteten, dass die Infektiosität 2,3 Tage vor dem Auftreten der Symptome begann, 0,7 Tage vor dem Auftreten der Symptome ihren Höhepunkt erreichte und innerhalb von 7 Tagen schnell abnahm. Die Patienten sind also bereits vor dem Auftreten der Symptome und der Isolierung infektiös. Wahrscheinlich ist dies einer der wichtigsten Punkte, die die Kontrolle der Epidemie erschweren. Asymptomatische Patienten sind vielleicht ein weiterer wichtiger Punkt. Obwohl man intuitiv davon ausgeht, dass asymptomatische Patienten weniger infektiös sind, weil sie weniger Aerosole produzieren, da sie nicht so viel husten wie symptomatische Patienten, kann ihre hohe Viruslast auf eine höhere Infektiosität als erwartet hinweisen. Es ist auch zu bedenken, dass asymptomatische Patienten nur selten entdeckt und isoliert werden. Daher könnte ihre genaue Rolle in der Pandemie wichtiger sein als ursprünglich angenommen.
Es gibt eine begrenzte Anzahl von Studien in der Literatur, die die Beziehung zwischen Viruslast und Krankheitsschwere bewerten. Shi et al. stellten fest, dass Fälle von Lungenentzündung die niedrigste Viruslast aufwiesen, gefolgt von Fällen ohne Lungenentzündung und Fällen mit schwerer Lungenentzündung, die die höchste Viruslast aufwiesen, wobei es keine statistisch signifikanten Unterschiede gab. Zheng et al. berichteten, dass die Viruslast in Atemwegsproben bei schweren Patienten signifikant höher war als bei Patienten mit leichter Erkrankung. Allerdings handelte es sich bei den Atemwegsproben in ihrer Studie um Sputum und Speichel. Sie stellten fest, dass in der Gruppe mit leichter Erkrankung die Viruslast in der Frühphase höher war, in der zweiten Woche nach Ausbruch der Krankheit ihren Höhepunkt erreichte und danach wieder abnahm. Allerdings stellten sie auch fest, dass die Viruslast in der Gruppe mit schwerer Erkrankung hoch blieb. Wir fanden eine signifikante Abnahme der Viruslast mit zunehmendem Schweregrad der Erkrankung. Um die Studien richtig zu interpretieren, muss man unbedingt berücksichtigen, wann die Proben entnommen werden. In unserer Studie befanden sich die Patienten in einer relativ frühen Phase der Erkrankung, da die mittlere Zeitspanne zwischen dem Ausbruch der Krankheit und der Aufnahme 3 (1-14) Tage betrug. Der Grund für die niedrige Viruslast bei schweren Patienten kann als späte Einlieferung ins Krankenhaus interpretiert werden. In unserer Studie ist dies jedoch nicht der Fall, da kein signifikanter Unterschied zwischen dem Aufnahmetag ab Symptombeginn und dem Aufnahmetag bei Patienten verschiedener Schweregrade festgestellt wurde (p = 0,805). To et al. berichteten, dass es keinen Unterschied zwischen den medianen Viruslasten von schweren und leichten Fällen gab. Wie aus diesen Beispielen hervorgeht, gibt es Studien, in denen die Viruslast bei schweren Patienten niedriger, höher oder gleich ist (d. h. kein signifikanter Unterschied) im Vergleich zu den leichten Patienten.
In unserem Land beträgt das Durchschnittsalter der COVID-19-Fälle 42 Jahre. Das Durchschnittsalter der Patienten in unserer Studie betrug 33,9 Jahre. Nach den veröffentlichten Daten sind jüngere Patienten eher asymptomatisch als ältere Patienten. Studien haben gezeigt, dass ein höheres Alter und das männliche Geschlecht mit einer schweren Erkrankung verbunden sind. Über die Korrelation der Viruslast mit Alter und Geschlecht ist jedoch wenig bekannt. Wir fanden heraus, dass das Geschlecht keinen Einfluss auf die PCR-Positivität und die Viruslast hat. Die Viruslast wies jedoch einen signifikanten negativen Trend mit zunehmendem Alter auf. Zheng et al. berichteten, dass die Dauer der Virusausscheidung bei Männern deutlich länger war als bei Frauen und mit zunehmendem Alter anstieg. To et al. fanden ähnliche Ergebnisse wie Zheng et al. und kamen zu dem Schluss, dass ein höheres Alter mit einer höheren Viruslast einhergeht.
Die Stärken unserer Studie waren die Auswertung von 6 verschiedenen Probentypen (OP+NP, Mundhöhle, Speichel, Rektum, Urin und Blut) von Patienten unterschiedlichen Alters und aus verschiedenen Kliniken, die Aufdeckung des Zusammenhangs zwischen Krankheitsverlauf und SARS-COv-2-Viruslast sowie die Unterschiede in der Viruslast von asymptomatischen und symptomatischen Patienten. Unsere Studie hat einige Einschränkungen. Erstens haben wir die PCR- und Viruslasttests nur bei der Aufnahme durchgeführt. Um die Dynamik der Viruslast in verschiedenen Geweben und die Muster der Virusausscheidung zu erkennen, wären serielle Probenahmen wesentlich besser geeignet. Zweitens haben wir keine Proben der unteren Atemwege untersucht. Drittens wurden nicht alle PCR-positiven Proben einer Viruslastanalyse unterzogen. Schließlich hätte eine höhere Patientenzahl die Studie gestärkt.
Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass asymptomatische Patienten eine höhere SARS-CoV-2-Viruslast aufweisen als symptomatische Patienten, und im Gegensatz zu den wenigen Studien in der Literatur wurde ein signifikanter Rückgang der Viruslast mit zunehmender Krankheitsschwere beobachtet. Faktoren, die mit einer schlechten Prognose assoziiert sind, wie niedrige Lymphozytenzahl, beidseitige Mattigkeit in der Thorax-CT und höheres Alter, sind signifikant mit einer niedrigen SARS-CoV-2-Viruslast korreliert. COVID-19 ist ein kompliziertes Puzzle, dessen Teile viele Farben und Formen haben. Weitere virologische und immunologische Studien sind dringend erforderlich, um alle Teile zusammenzusetzen und das Gesamtbild zu erkennen.