Ausbrüche durch respiratorische Erreger

• Erkennung von Ausbrüchen durch respiratorische Erreger
• Ziele von Untersuchungen von Ausbrüchen durch respiratorische Erreger
• Zuständigkeiten für die Untersuchung von Ausbrüchen durch respiratorische Erreger
• Meldepflicht gemäß dem Infektionsschutzgesetz
• Ausgewählte Publikationen

Respiratorisch übertragbare Erkrankungen haben eine hervorgehobene Bedeutung, weil sie als (saisonale) Erkrankungswellen in der Bevölkerung auftreten oder auch weltumspannende Ausbrüche, so genannte Pandemien, auftreten können (s.u.). Prinzipiell können im Bereich der verursachenden Erreger sowohl Viren (z.B. Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom-Coronavirus-2 (SARS-CoV-2), Influenzaviren, Respiratorischen Synzytialviren (RSV), Humane Metapneumoviren (hMPV), Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV)) als auch Bakterien (z.B. Legionellen, Tuberkulosebakterien, Pneumokokken) zu Ausbruchsgeschehen führen. Es gibt je nach Erreger(gruppe) unterschiedliche Übertragungswege

• Eine Übertragung von Mensch-zu-Mensch über die Schleimhäute der Atemwege ist in vielen Fällen besonders effektiv und schwer zu kontrollieren, das gilt vor allem für die meisten respiratorischen Viren.
• Es ist aber auch möglich, dass respiratorische Erreger von Tieren auf den Menschen übertragen werden (so genannte Zoonosen), zum Beispiel Übertragungen von Influenza A-Viren von Geflügel oder Schweinen oder Übertragungen von MERS-CoV von Dromedaren auf den Menschen.
• Eine dritte relevante Quelle ist die Umwelt. Legionellen sowie die so genannten nicht-tuberkulösen Mykobakterien werden aus Umweltquellen auf den Menschen übertragen. Bei Legionellen erfolgt dies beispielsweise über kontaminiertes Wasser.

Ausbrüche sind typischerweise definiert als ein Auftreten von Erkrankungen durch einen Erreger, welches über das übliche Maß (die zu erwartende Anzahl von Fällen in einem bestimmten Zeitraum/einer bestimmten Region) hinausgeht. Bei Mensch-zu-Mensch-übertragenen Infektionen durch respiratorische Erreger sind Ausbrüche manchmal schwer einzugrenzen bzw. klar zu definieren, unter anderem wenn nicht genau bekannt ist, wie häufig ein Erreger normalerweise auftritt (weil beispielsweise die meisten im Krankenhaus behandelten Erkrankungen nicht auf den Erreger hin untersucht werden). Zudem spielt typischerweise ein fluktuierendes Auftreten im Sinne einer Saisonalität eine Rolle. Ausbrüche in bestimmten, abgrenzbaren Bevölkerungsgruppen, wie z.B. einer Schulklasse oder einem Pflegeheim, können im Allgemeinen gut erkannt werden.

Erkennung von Ausbrüchen durch respiratorische Erreger

Auf der lokalen Ebene, wie beispielsweise in einem Altenpflegeheim würde eine Häufung von Erkrankungsfällen durch Influenzaviren oder einen anderen respiratorischen Erreger einen Ausbruch darstellen. Bei der saisonalen Grippe wird dagegen eine zu beobachtende deutschlandweite saisonale Erhöhung der Erkrankungszahlen im Winterhalbjahr als Grippewelle und nicht als Ausbruch bezeichnet.

Auf kommunaler Ebene könnte ein Anstieg der gemeldeten Fälle von z.B. Legionärskrankheit auf einen Ausbruch hinweisen. Bei der Tuberkulose könnte auch die Diagnose von Neuerkrankungen ein erster Hinweis auf einen möglichen Ausbruch sein, wenn noch nicht erkannte Ursprungsfälle vermutet werden.

Bei der Erkennung von Ausbruchsgeschehen spielt auch die Ganzgenomsequenzierung von Isolaten der Krankheitserreger der betroffenen Personen eine zentrale Rolle. Im Rahmen der Integrierten Genomischen Surveillance (IGS) werden diese Isolate in bestimmten Laboren, zumeist in Nationalen Referenzzentren, Konsiliarlaboren oder Landeslaboren, mittels Ganzgenomsequenzierung (Whole Genome Sequencing (WGS)) untersucht und die Ergebnisse mit epidemiologischen Informationen aus den Meldedaten verknüpft. Mittels der IGS können so beispielsweise auch zunehmend überregionale Ausbruchsgeschehen identifiziert werden.

Wenn ein neuartiger Erreger auftritt, der klinisch relevante Erkrankungen hervorruft, sich effektiv von Mensch-zu-Mensch verbreitet und gegen den nur eine geringe oder keine vorbestehende Immunität in der Bevölkerung vorhanden ist, so kann es auch zu einer Pandemie kommen. In den letzten gut 100 Jahren hat es durch Coronaviren (SARS-CoV-2 in den Jahren 2019-2023) sowie Influenzaviren Pandemien gegeben (1918 durch Influenza A(H1N1), 1957 durch A(H2N2), 1968 durch A(H3N2) und 2009 durch A(H1N1)pdm09).

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Ziele von Untersuchungen von Ausbrüchen durch respiratorische Erreger

Das wichtigste Ziel der Untersuchung und Aufklärung von Ausbrüchen durch respiratorische Erreger ist die rasche Erkennung des Erregers und die umgehende Einleitung von Kontrollmaßnahmen, da hierdurch weitere Infektionen und Erkrankungen verhindert und bereits infizierte Personen schneller spezifisch therapiert werden können. Deutlich wird dies bei Legionellose-Ausbrüchen, wenn diese zum Beispiel durch eine streuende Infektionsquelle (wie beispielsweise Verdunstungskühlanlage) verursacht sind, die Ausbrüche jedoch durch eine umgehende Dekontamination schnell gestoppt werden könnten.

Bei Mensch-zu-Mensch übertragbaren Erregern kommen Ausbrüche häufig in abgrenzbaren Bevölkerungsgruppen vor. Es kann hierbei durchaus dazu kommen, dass z.B. Altenpflegeheime Ausbrüche von respiratorischen Erkrankungen an das Gesundheitsamt melden, ohne dass jedoch ein Erreger bekannt ist. In diesem Fall können sofort eine Reihe von Maßnahmen ergriffen werden, die unabhängig vom Erreger gelten, wie intensivierte Hygiene- und Schutzmaßnahmen, die Isolierung erkrankter Personen und die Bereichspflege. Falls z.B. SARS-CoV-2, Influenzaviren oder Pneumokokken als Ausbruchserreger identifiziert werden, kommen jedoch auch spezifische präventive sowie therapeutische Möglichkeiten der Begrenzung des Ausmaßes des Ausbruchs sowie seiner klinischen Folgen in Frage. Dies könnte zum Beispiel die vorbeugende (prophylaktische) Gabe von Arzneimitteln sein, die wirksam gegen Influenzaviren oder Pneumokokken sind. Daher ist die rasche Erregeridentifikation für das Management derartiger Ausbrüche von größter Bedeutung. Im einzelnen Ausbruch sollte das zuständige Gesundheitsamt so früh wie möglich informiert und eingebunden werden, da es unterstützen kann und ggf. wichtige Entscheidungen treffen muss.

Bei einer zeitnahen Ausbruchserkennung und Erregeridentifikation kann der Ausbruch zudem Anlass für weitergehende Untersuchungen sein, z.B. zur Bestimmung der Wirksamkeit der Impfung gegen den verursachenden Erreger. Im Rahmen einer Ausbruchsuntersuchung kann untersucht werden kann, ob geimpfte Personen weniger häufig, bzw. weniger schwer erkranken als ungeimpfte Personen. Diese weiterführenden Ausbruchsuntersuchungen wurden u.a. bei SARS-CoV-2-, aber auch bei Influenzavirus-Ausbrüchen durchgeführt.

Eine weitere Klasse von Ausbruchs- oder ausbruchsartigen Situationen können durch Erreger wie MERS-CoV oder im Rahmen von zoonotischen Influenzavirus-Infektionen ausgelöst werden. Wenn solche Erkrankungen beim Menschen auftreten, müssen Umfelduntersuchungen durchgeführt werden, um zu klären, ob weitere (Kontakt-) Personen angesteckt wurden. Damit lässt sich die Frage beantworten, ob der Erreger auch die Eigenschaft (erworben) hat, sich effektiv von Mensch-zu-Mensch auszubreiten.

Kontaktpersonennachverfolgungen sind auch bei anderen respiratorischen Erregern sinnvoll. Bei der Tuberkulose sollte beispielsweise bei jeder an infektiöser Lungentuberkulose erkrankten Person durch das zuständige Gesundheitsamt eine Umgebungsuntersuchung durchgeführt werden. Im Rahmen dieser Umgebungsuntersuchung werden alle Personen mit längerem oder relevantem Kontakt zum Indexfall auf eine Tuberkulose oder eine latente Tuberkuloseinfektion hin untersucht. Hierdurch sollen Folgefälle rasch erkannt, zeitnah (präventiv) behandelt und weitere Übertragungen verhindert werden. Auch nach Langstreckenflügen von Personen mit mikroskopisch positiver Lungentuberkulose kann die Untersuchung von Mitreisenden, die im näheren Umfeld des Indexfalles gesessen haben, indiziert sein.

Pandemien, ausgelöst durch respiratorisch übertragbare Erreger, stellen besondere Situationen dar. Typischerweise ist ein pandemischer Erreger, wie SARS-CoV-2 oder ein neuartiger Influenza A-Virus zu Beginn bezüglich seiner Eigenschaften unbekannt. Dies betrifft z.B. die Wahrscheinlichkeit, mit der eine erkrankte Person eine weitere Person ansteckt, oder die Zeitspanne, die nach Erkrankung einer Person verstreicht, bis eine zweite, von dieser infizierten Person erkrankt. Die Untersuchungen ausgewählter (Ausbruchs-) Situationen zu einem frühen Zeitpunkt der Pandemie ermöglichen die Berechnung derartiger Kennzahlen. Diese sind wichtig für die Einschätzung des Übertragungs- und pathogenen Potentials des Erregers, sowie für die Wahl und Implementierung geeigneter Maßnahmen.

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Zuständigkeiten für die Untersuchung von Ausbrüchen durch respiratorische Erreger

Gemäß Infektionsschutzgesetz (IfSG) sind zunächst die Gesundheitsämter für die Ermittlung und Anordnung von Maßnahmen zur Verhütung übertragbarer Krankheiten zuständig (§ 16, IfSG). In ihrer Verantwortung liegt die Ermittlung und Beratung von infektiösen Infizierten und Kontaktpersonen, die Einordnung bezüglich der Infektionsgefährdung, sowie die Entscheidung bezüglich spezifischer infektionspräventiver Maßnahmen, wie Postexpositionsprophylaxe und Beobachtungs- und Absonderungsmaßnahmen. Bei nosokomialen Ausbrüchen (d.h. in Krankenhäusern) oder Ausbrüchen in Alten- bzw. Pflegeheimen nehmen die zuständigen Hygienebeauftragten an Ausbruchsuntersuchungen teil.

Für die Unterstützung der Ausbruchsuntersuchung kann das Gesundheitsamt die zuständige Landesstelle um Mithilfe bitten. Auf Einladung der Länder (ein so genanntes Amtshilfeersuchen) kann das RKI um Unterstützung angefragt werden, z.B. durch telefonische Beratung, bei den Untersuchungen vor Ort oder bei der wissenschaftlichen Aufbereitung der Daten.

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Meldepflicht gemäß dem Infektionsschutzgesetz

Tuberkulose:

Gemäß § 6 Abs. 1 Nr. 1a Buchst. a IfSG müssen Ärzte und Ärztinnen und weitere gemäß §8 IfSG zur Meldung verpflichtete Personen dem Gesundheitsamt die Erkrankung und den Tod an einer behandlungsbedürftigen Tuberkulose melden. Gemäß § 6 Abs. 2 IfSG ist dem Gesundheitsamt darüber hinaus mitzuteilen, wenn Personen, die an einer behandlungsbedürftigen Tuberkulose leiden, die Behandlung verweigern oder abbrechen. Gemäß §7 Abs. 1 Nr. 34 IfSG müssen vorab der Nachweis säurefester Stäbchen im Sputum, der kulturelle oder molekularbiologische Nachweis von Tuberkulosebakterien, mit Ausnahme von M. bovis BCG, sowie die Ergebnisse der Empfindlichkeitsprüfung an das zuständige Gesundheitsamt gemeldet werden.

Aviäre Influenza, pandemische Influenza und saisonale Influenza:

Die Pflicht zur namentlichen Meldung gemäß §6 Abs. 1 Nr. 1. Buchst. s IfSG besteht für den Verdacht, die Erkrankung sowie den Tod an zoonotischer Influenza. Gemäß §7 Abs. 1 Nr. 25 besteht eine Meldepflicht für den direkten Nachweis von Influenzaviren.

SARS-CoV-2:

COVID-19 ist auf mehrere Arten meldepflichtig. Die wichtigsten Wege sind:

1. Gemäß § 6 Absatz 1 Nummer 1 Buchst. t IfSG ist der Verdacht auf eine Erkrankung, eine Erkrankung und der Tod in Bezug auf COVID-19 meldepflichtig. Die Meldepflicht gemäß § 6 IfSG gilt vor allem für Ärztinnen und Ärzte.
2. Gemäß § 7 Absatz 1 Nummer 44a IfSG ist der Nachweis des Erregers SARS-CoV-2, soweit er auf eine akute Infektion hinweist, meldepflichtig. Dies gilt z.B. für einen Nachweis durch eine PCR und auch für positive Schnelltests auf SARS-CoV-2, zum Beispiel Antigennachweise. Die Meldepflicht für positive Erregernachweise gemäß § 7 IfSG besteht für Labore, aber auch für Ärztinnen und Ärzte, die Infektionserregerdiagnostik z.B. in ihrer Praxis durchführen.

MERS-CoV:

Gemäß §7 Abs. 1 Nr. 31.a IfSG ist der direkte oder indirekte Nachweis von MERS-Coronaviren meldepflichtig.

RSV:

Gemäß §7 Abs. 1 Nr. 38.a IfSG besteht eine Meldepflicht für den direkten oder indirekten Nachweis von Respiratorischen Synzytial Viren.

Streptococcus pneumoniae:

Gemäß §7 Abs. 1 Nr. 45.a IfSG ist der direkte Nachweis (aus Liquor, Blut, Gelenkpunktat oder anderen normalerweise sterilen Substraten) von Streptococcus pneumoniae meldepflichtig.

Legionärskrankheit:

Gemäß §7 Abs. 1 Nr. 27 IfSG besteht eine Meldepflicht für den direkten oder indirekten Nachweis von Legionella sp.

Respiratorisch übertragene Erreger insgesamt (Influenzaviren, SARS-CoV-2, RSV, hMPV, Legionellen etc.):

Dem Gesundheitsamt sind gemäß §6 Abs. 3 IfSG unverzüglich das Auftreten nosokomialer Infektionen, bei denen ein epidemiologischer Zusammenhang vermutet wird, als Ausbruch nicht-namentlich zu melden.

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Ausgewählte Publikationen

• Alpers K, Haller S, Buchholz U, Feldteam RKI. [Field investigations of SARS-CoV-2-outbreaks in Germany by the Robert Koch Institute, February-October 2020]. Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz. 2021;64(4):446-53.
• An der Heiden M, Hauer B, Fiebig L, Glaser-Paschke G, Stemmler M, Simon C, Rüsch-Gerdes S, Gilsdorf A, Haas W. Contact investigation after a fatal case of extensively drug-resistant tuberculosis (XDR-TB) in an aircraft, Germany, July 2013. Euro Surveill. 2017 Mar 23;22(12):30493. doi: 10.2807/1560-7917.ES.2017.22.12.30493. PMID: 28367796; PMCID: PMC5388132.
• Böhmer MM, Buchholz U, Corman VM, Hoch M, Katz K, Marosevic DV, et al. Investigation of a COVID-19 outbreak in Germany resulting from a single travel-associated primary case: a case series. Lancet Infect Dis. 2020;20(8):920-8.
• Bender JK, Brandl M, Hohle M, Buchholz U, Zeitlmann N. Analysis of Asymptomatic and Presymptomatic Transmission in SARS-CoV-2 Outbreak, Germany, 2020. Emerg Infect Dis. 2021;27(4):1159-63.
• Brandl M, Selb R, Seidl-Pillmeier S, Marosevic D, Buchholz U, Rehmet S. Mass gathering events and undetected transmission of SARS-CoV-2 in vulnerable populations leading to an outbreak with high case fatality ratio in the district of Tirschenreuth, Germany. Epidemiol Infect. 2020;148:e252.
• Buchholz U, Müller MA, Nitsche A, Sanewski A, Wevering N, Bauer-Balci T, Bonin F, Drosten C, Schweiger B, Wolff T, Muth D, Meyer B, Buda S, Krause G, Schaade L, Haas W (2013): Contact investigation of a case of human novel coronavirus infection treated in a German hospital, October–November 2012.
  Euro Surveill. 18 (8): pii: 20406. mehr
• Buda S, et al. 2020. Infektionsumfeld von erfassten COVID-19-Ausbrüchen Deutschland. Epidemiol Bull. 38:3–12
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• Höffken G, Kern P, Buchholz U, et al. (2013): Informationen und Empfehlungen der Deutschen Gesellschaft für Pneumologie und Beatmungsmedizin e.V. und der Paul-Ehrlich-Gesellschaft für Chemotherapie e.V. zum Ausbruch der Influenza A(H7N9)-Virus-Infektion beim Menschen. Pneumologie 67 (11): 599-604. Epub Oct 23. doi: 10.1055/s-0033-1344807. mehr
• Loenenbach A, Markus I, Lehfeld AS, An der Heiden M, Haas W, Kiegele M, et al. SARS-CoV-2 variant B.1.1.7 susceptibility and infectiousness of children and adults deduced from investigations of childcare centre outbreaks, Germany, 2021. Euro Surveill. 2021;26(21).
• Reichert F, Stier O, Hartmann A, Ruscher C, Brinkmann A, Grossegesse M, Neumann M, Werber D, Hausner M, Kunze M, Weiß B, Michel J, Nitsche A, An der Heiden M, Kriegel M, Corman VM, Jones TC, Drosten C, Brommann T, Buchholz U. Analysis of two choir outbreaks acting in concert to characterize long- range transmission risks through SARS-CoV-2, Berlin, Germany, 2020. PLoS One. 2022 Nov 17;17(11):e0277699. doi: 10.1371/journal.pone.0277699. PMID: 36395156; PMCID: PMC9671375.
• RSV Outbreak Investigation Team; Contributing and Terminating Factors of a Large RSV Outbreak in an Adult Hematology and Transplant Unit. PLoS Curr. 2014. doi: 10.1371/currents.outbreaks.3bc85b2a508d205ecc4a5534ecb1f9be
• Schweiger B, Buda S. Erkennung von Influenzaausbrüchen und Rolle der virologischen Diagnostik [Detection of local influenza outbreaks and role of virological diagnostics]. Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz. 2013 Jan;56(1):28-37. German. doi: 10.1007/s00103-012-1580-6. PMID: 23275953
• Walker TM, Merker M, Knoblauch AM, Helbling P, Schoch OD, van der Werf MJ, Kranzer K, Fiebig L, Kröger S, Haas W, et al.; MDR-TB Cluster Consortium (2018): A cluster of multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis among patients arriving in Europe from the Horn of Africa: a molecular epidemiological study. Lancet Infect. Dis. 18 (4): 431-440. Epub Jan 8. doi: 10.1016/S1473-3099(18)30004-5.
• Walser SM, Gerstner DG, Brenner B, Höller C, Liebl B, Herr CEW; Assessing the environmental health relevance of cooling towers – A systematic review of legionellosis outbreaks. International Journal of Hygiene and Environmental Health. Volume 217. Issues 2–3, 2014. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2013.08.002.

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