Veröffentlicht am 1. Juli 2025

Epidemiologische Grundlagen

Zu wissen, wie und mit welchem Schweregrad sich Krankheitserreger mit pandemischem Potenzial ausbreiten, ist entscheidend um die Früherkennung, Risikobeurteilung und Infektionskontrolle strategisch zu planen.

Krankheitserreger

Krankheitserreger mit pandemischem Potenzial sind Viren, Bakterien und andere Mikroorganismen, die in der Lage sind, sich schnell in einer ungeschützten Bevölkerung weltweit zu verbreiten. Typische Merkmale dieser neuen oder veränderten Erreger sind hohe Übertragbarkeit, geringe oder fehlende Immunität in der Bevölkerung und das Potenzial, eine hohe Anzahl von schweren Erkrankungen oder Todesfällen zu verursachen. Pandemische Krankheitserreger sind häufig zoonotischen Ursprungs, wobei Tiere meist als Reservoir dienen und eine Übertragung auf den Menschen erfolgen kann.

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) veröffentlichte 2024 die Ergebnisse einer Bewertung von 1652 Krankheitserregern hinsichtlich ihres pandemischen Potenzials, basierend auf ihrer Übertragbarkeit, ihrer Virulenz und der Verfügbarkeit medizinischer Gegenmassnahmen. 34 dieser Erreger wurden priorisiert, da sie gut erforscht sind und es Hinweise dafür gibt, dass sie eine gesundheitliche Notlage internationaler Tragweite oder eine Pandemie auslösen könnten. In diese Kategorie von Krankheitserregern fallen vor allem virale Atemwegserreger, insbesondere Influenza- und Coronaviren, die seit Beginn des 20. Jahrhunderts bereits mehrere Pandemien verursacht haben (Tabelle 1). Vor dem Hintergrund dieser Erfahrungen konzentriert sich der Pandemieplan der Schweiz auf respiratorische Viren und berücksichtigt ein breites Spektrum möglicher Szenarien. So sollen die Grundlagen für eine angemessene Pandemievorbereitung und -bewältigung geschaffen und den Herausforderungen durch neue und veränderte Krankheitserreger Rechnung getragen werden.

Influenzaviren

Influenza ist eine akute Infektionskrankheit, verursacht durch Influenzaviren der Familie Orthomyxoviridae. Diese werden aufgrund ihrer antigenen Eigenschaften in die Typen A, B, C und D unterteilt. Beim Menschen haben die Typen A und B die grösste epidemiologische Bedeutung. Es handelt sich dabei um umhüllte RNA-Viren mit acht Genomsegmenten. Sie verfügen über die Oberflächenproteine Hämagglutinin (H) und Neuraminidase (N), die bei der Virusvermehrung und -ausbreitung im Wirt eine wichtige Rolle spielen. Für Influenzaviren vom Typ A gibt es 18 Varianten von Hämagglutinin, die mit H1 bis H18 bezeichnet werden, und 11 Varianten von Neuraminidase, die mit N1 bis N11 bezeichnet werden.

• Saisonale Influenza

  Die saisonale Influenza (Grippe) ist eine akute Atemwegserkrankung, die vor allem während der Wintermonate auftritt. Unter den Influenza-A-Viren zirkulieren insbesondere die Subtypen H1N1 und H3N2 saisonal, während Influenza-B-Viren eine geringere Variabilität aufweisen und bislang nicht in Subtypen unterteilt werden. Die Verbreitung der Viren hängt massgeblich von der Immunität in der Bevölkerung gegenüber den aktuell vorherrschenden Virusstämmen ab. Typische Symptome umfassen Beschwerden der oberen und/oder unteren Atemwege sowie allgemeine Symptome wie Fieber, Kopf- und Muskelschmerzen oder Schwäche. In Risikogruppen - beispielsweise bei älteren Menschen, Schwangeren, Säuglingen sowie Personen mit kardiovaskulären, respiratorischen oder metabolischen Erkrankungen bzw. geschwächtem Immunsystem – führt Influenza zu einer erhöhten Morbidität und Mortalität. Bakterielle Sekundärinfektionen (z. B. Pneumonien) tragen zudem wesentlich zur Sterblichkeit bei.

• Aviäre Influenza

  Die aviäre Influenza (Vogelgrippe) wird durch Influenza-A-Viren verursacht, die vor allem Wild- und Zuchtvögel befallen und auch auf Menschen und andere Säugetiere übertragen werden können. Diese hochansteckende Tierseuche tritt entweder in einer wenig virulenten Form als «Low Pathogenic Avian Influenza» (LPAI) oder in einer hoch virulenten Form als «Highly Pathogenic Avian Influenza» (HPAI) auf.

  Bestimmte hochpathogene Virustypen bergen für den Menschen ein Infektionsrisiko, das meist grippeähnliche Symptome hervorruft, aber auch zu schweren Verläufen oder einem tödlichen Ausgang führen kann. 1997 wurde in Hongkong der erste bestätigte Fall des Subtyps H5N1 beim Menschen gemeldet. Seither ist H5N1 weltweit bei Wild- und Zuchtvögeln aufgetreten und hat zum Tod von Millionen Vögeln sowie zur Tötung von Hunderten Millionen Tieren geführt, um eine weitere Ausbreitung einzudämmen. In den vergangenen Jahren sind zunehmend auch Säugetiere betroffen; so wurden 2024 erstmals Fälle in amerikanischen Milchkuhherden nachgewiesen. Zwischen 2003 und 2024 wurden aus 24 Ländern 954 H5N1-Fälle beim Menschen gemeldet, von denen 464 tödlich verliefen. Neben H5N1 haben auch Influenza-A-Viren anderer Subtypen (z. B. H7N9 oder H5N6) zu menschlichen Infektionen geführt. In der Schweiz unterliegt die HPAI der Tierseuchengesetzgebung und wird kontinuierlich überwacht.

• Porzine Influenza

  Die porzine Influenza betrifft vor allem Schweine und wird durch verschiedene Subtypen von Influenza-A-Viren (z. B. H1N1, H1N2 und H3N2) verursacht. Ähnlich wie bei der aviären Influenza können diese Viren auch auf den Menschen übertragen werden. Insbesondere bei engem Kontakt mit infizierten Tieren. Da Schweine zusätzlich auch für eine Infektion mit saisonalen und aviären Influenzaviren empfänglich sind, gelten sie als sogenannte «mixing vessels». Bei einer gleichzeitigen Infektion mit verschiedenen Influenzaviren kann es zu einem Austausch von Genomsegmenten kommen («Reassortierung»). Dieser Prozess kann innerhalb desselben Subtyps und zwischen unterschiedlichen Subtypen erfolgen und zur Entstehung neuer Subtypen mit potenziell veränderten Eigenschaften führen.

• Pandemische Influenza

  Eine Influenza-Pandemie wird durch ein neues Influenza-A-Virus verursacht, das sich stark von den aktuellen und kürzlich zirkulierenden saisonalen Influenza-A-Viren unterscheidet und deshalb auf eine Population mit geringer oder fehlender Immunität trifft. Historisch sind Influenza-A-Viren die häufigsten Auslöser von Pandemien. Seit Beginn des 20. Jahrhunderts wurde die Schweiz viermal von Influenza-Pandemien betroffen: 1918 (Spanische Grippe, H1N1-Virus), 1957 (Asiatische Grippe, H2N2-Virus), 1968 (Hongkong-Grippe, H3N2-Virus) und 2009 (pandemische H1N1-Influenza). Phylogenetische Analysen haben gezeigt, dass das H1N1-Virus der Pandemie von 2009 ein Hybrid aus einem humanen, aviären und porzinen Virus ist. Oft verdrängen pandemische Influenzaviren die saisonal zirkulierenden Influenzaviren desselben Subtyps. Das Potenzial, dass sich sowohl aviäre wie porzine Influenzaviren durch genetische Reassortierung mit menschlichen Influenzavieren zu einem Pandemie-erregenden Subtyp (HxNy) entwickeln, stellt eine ständige Bedrohung dar.

Coronaviren

Coronaviren (Familie Coronaviridae) sind eine Gruppe von RNA-Viren, die sowohl im Menschen als auch in Tieren unterschiedliche Erkrankungen auslösen können. Ihren Namen verdanken sie den keulenförmigen Spike-Proteinen auf ihrer Oberfläche, die als Liganden zum Andocken an spezifische Rezeptoren auf der Zelloberfläche dienen.

Es gibt vier humane Coronaviren (HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43, HCoV-HKU1), die vorwiegend leichte Erkältungssymptome verursachen. Trotz ihrer weltweiten Verbreitung verlaufen Infektionen bei den meisten Menschen mild oder symptomlos. Schwere Verläufe und Komplikationen treten nur selten auf und betreffen vor allem immungeschwächte Personen oder ältere Menschen. Seit Beginn des 21. Jahrhunderts haben drei neue zoonotische Coronaviren besondere Bedeutung erlangt, da sie zu Ausbrüchen, Epidemien und Pandemien geführt haben:

• SARS-CoV

  SARS-CoV (engl. severe acute respiratory syndrome coronavirus) ist ein Vertreter der Spezies Betacoronavirus pandemicum und kann beim Menschen das Schwere Akute Atemwegssyndrom (SARS) hervorrufen. Zwischen 2002 und 2003 führte dieses neuartige Coronavirus weltweit zu 8096 Fällen und 774 Todesfällen. Die Epidemie nahm vermutlich in der Provinz Guangdong der Volksrepublik China ihren Anfang und führte zu weiteren Übertragungen in Hongkong, Taiwan, Singapur, Vietnam, Kanada, den Vereinigten Staaten und im Vereinigten Königreich. Durch gezielte Präventionsmassnahmen und konsequente Infektionskontrolle konnte die Verbreitung letztendlich eingedämmt werden.

• MERS-CoV

  MERS-CoV (engl. Middle East respiratory syndrome-related coronavirus) gehört zur Spezies Betacoronavirus cameli und kann beim Menschen schwere Atemwegserkrankungen auslösen. Seit das Virus erstmals im Jahr 2012 nachgewiesen wurde, traten wiederholt einzelne Infektionsfälle und kleinere Ausbrüche auf, häufig in Spitälern (nosokomiale Übertragung). Insgesamt wurden bisher 2626 Fälle und 953 Todesfälle registriert. Die Übertragbarkeit von Mensch zu Mensch ist begrenzt. Alle Infektionen hatten ihren Ursprung auf der Arabischen Halbinsel mit Schwerpunkt in Saudi-Arabien.

• SARS-CoV-2

  SARS-CoV-2 (engl. severe acute respiratory syndrome coronavirus type 2) gehört wie SARS-CoV zur Spezies Betacoronavirus pandemicum und wurde Anfang 2020 als Auslöser von Covid-19 (engl. coronavirus disease 2019) identifiziert. Innerhalb weniger Wochen breitete es sich von der Stadt Wuhan (Volksrepublik China) auf sämtliche Kontinente aus und führte zu einer Pandemie mit schweren gesundheitlichen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Folgen. Schätzungen zufolge lag die Übersterblichkeit im Zusammenhang mit der Covid-19-Pandemie weltweit bei rund 18 Millionen Menschen, darunter etwa 20'000 in der Schweiz.

Zahlreiche Coronaviren zirkulieren in Tierpopulationen, insbesondere bei Fledermäusen, Nagetieren und bestimmten Nutztierarten. Genetische Veränderungen in den Viren können zu einer Anpassung an die Übertragung auf Menschen führen und Infektionen auslösen. Im Fall von SARS-CoV wurde der Larvenroller (Art aus der Familie der Schleichkatzen) als möglicher Zwischenwirt identifiziert, während für MERS-CoV Dromedare eine wichtige Rolle spielen. Auch bei SARS-CoV-2 gehen viele Fachleute davon aus, dass es ursprünglich von Fledermäusen stammt und über einen noch unbekannten Zwischenwirt auf den Menschen überging. Das Risiko, dass weitere zoonotische Coronaviren auf den Menschen überspringen, bleibt bestehen und unterstreicht die Bedeutung des One Health-Ansatzes.

Evolution

Die Evolution respiratorischer Viren wird durch mehrere Mechanismen angetrieben, die ihre genetische Vielfalt erhöhen und damit ihre Eigenschaften beeinflussen können. Bei Influenzaviren spielen zwei Phänomene eine entscheidende Rolle bei der Entstehung neuer Virusvarianten:

• Antigendrift beruht auf kleinen Veränderungen (Punktmutationen) in den Genen der Oberflächenproteine Hämagglutinin (H) und Neuraminidase (N), die die antigenen Eigenschaften des Virus verändern und fortlaufend neue Varianten hervorbringen. Der kontinuierliche Antigendrift ist verantwortlich für die saisonalen Grippewellen, da die Bevölkerung nur teilweise gegen das veränderte Virus immun ist. Folglich müssen die Influenza-Impfstoffe jährlich an die aktuell zirkulierenden Virusstämme angepasst werden.
  
• Antigenshift entsteht durch den Austausch von Gensegmenten zwischen zwei verschiedenen Subtypen und führt zu einer umfassenderen Veränderung im Genom von Influenzaviren als der Antigendrift. Durch Antigenshift kann ein völlig neuer Subtyp entstehen. Dabei können entweder die Hämagglutinine und Neuraminidase einzeln oder beide gleichzeitig betroffen sein. Antigenshift wurde bisher nur bei Influenza-A-Viren festgestellt. Dieser Prozess ist stark mit dem Auftreten von Pandemien verbunden, da das neu entstandene Virus von der Immunabwehr der Bevölkerung nicht erkannt wird. Dies kann zu einer raschen und weiten Verbreitung führen.

Auch bei Coronaviren können Punktmutationen im Gen des Oberflächenproteins (Spike-Protein) analog zur Antigendrift bei Influenzaviren zu einer allmählichen Abnahme der Antikörpererkennung führen. Zudem kommt es durch Rekombination bei gleichzeitiger Infektion mit unterschiedlichen Coronaviren zur Vermischung von Genomabschnitten. So können Varianten entstehen, die sich hinsichtlich Übertragbarkeit und Virulenz unterscheiden.

Übertragungswege

Der Übertragungsweg eines Krankheitserregers ist ein entscheidender Faktor für die Dynamik und Kontrolle seiner Ausbreitung. Krankheitserreger nutzen verschiedene Mechanismen, um von einem Wirt auf den nächsten zu gelangen. Zur allgemeinen Übersicht zeigt Tabelle 2 Beispiele für die Übertragungswege verschiedener Erreger mit und ohne Pandemiepotenzial. Ein grundlegendes Verständnis dieser Wege ist notwendig, um effektive Präventions- und Kontrollmassnahmen zu entwickeln. Der Hauptübertragungsweg eines bestimmten Krankheitserregers wird in der Regel anhand epidemiologischer Daten ermittelt. Die meisten Erreger können über verschiedene Wege übertragen werden; Präventions- und Kontrollmassnahmen konzentrieren sich jedoch häufig auf den Hauptübertragungsweg.

Aufgrund ihres pandemischen Potenzials und der historischen Erfahrungen erfordern die Übertragungswege respiratorischer Viren besondere Aufmerksamkeit. Die Hauptübertragungswege dieser Krankheitserreger umfassen die aerogene Übertragung (Tröpfchen und Aerosole) sowie den direkten Kontakt über Hände und den indirekten Kontakt über kontaminierte Oberflächen.

Die aerogene Übertragung wurde historisch in zwei Gruppen unterteilt: Als Tröpfchenübertragung wurde die Infektion durch grössere Partikel mit rascher Sedimentation bezeichnet, die sich primär auf das nahe Umfeld (1–2 Meter) einer infizierten Person beschränkt. Als Aerosolübertragung wurde die Infektion durch kleinere Partikel mit längerer Suspensionszeit bezeichnet, die auch über weitere Distanzen, insbesondere innerhalb eines Raums, möglich sind. Diese Dichotomisierung hat sich, auch aufgrund der Erfahrungen aus der Covid-19-Pandemie, als zu stark vereinfacht und physikalisch falsch erwiesen. So handelt es sich bei einer «Tröpfchenübertragung» meist um eine Übertragung durch Tröpfchen (z. B. durch Sprechen und Niesen) und Aerosole, die insbesondere im Nahbereich einer infizierten Person auftreten kann. Bei schlechter Durchlüftung ist auch eine Fernübertragung möglich. Die WHO verwendet in diesem Zusammenhang die vorläufigen englischen Begriffe «spray» (Sprühübertragung) und «inhalation» (Inhalation).

Morbidität und Mortalität

Die Morbidität beschreibt die Häufigkeit oder das Ausmass einer Infektionskrankheit in einer Population oder bestimmten Bevölkerungsgruppe. Die Mortalität hingegen gibt die Häufigkeit der durch den Krankheitserreger verursachten Todesfälle in einer Population oder bestimmten Bevölkerungsgruppe an. Pandemische und potenziell pandemische Krankheitserreger können sich stark in ihrer Morbidität und Mortalität unterscheiden. Während einige Erreger vorwiegend milde Symptome hervorrufen und nur ein sehr kleiner Teil der Bevölkerung schwer erkrankt, besteht bei anderen ein erhebliches Risiko für schwere Verläufe und Todesfälle. Dies gilt insbesondere für Personen mit Vorerkrankungen oder geschwächtem Immunsystem. Auch Faktoren wie Alter, Schwangerschaft und sozioökonomische Bedingungen beeinflussen das Erkrankungs- und Sterberisiko.

Die Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit ergeben sich dabei nicht nur durch die absolute Zahl der Erkrankungen und Todesfälle, sondern auch durch die Ausbreitungsdynamik. Pandemische Erreger können sehr schnell die Kapazitätsgrenzen von Gesundheitseinrichtungen erreichen, insbesondere wenn die intensivmedizinische Versorgung nur begrenzt verfügbar ist. Für die strategische Planung der Pandemievorbereitung und -bewältigung ist es daher unerlässlich, sowohl die epidemiologischen Eigenschaften dieser Erreger als auch die klinischen Charakteristika der von ihnen verursachten Erkrankung zu berücksichtigen. Auf Grundlage dieser Daten können fortlaufend Risikobeurteilungen erstellt und Szenarien zur möglichen Belastung des Gesundheitssystems abgeleitet werden (Tabelle 3).

Ein wichtiger Indikator für die Morbidität ist die Befallsrate. Diese gibt den Anteil einer Population oder bestimmten Bevölkerungsgruppe an, der mit einem Erreger infiziert wird. Eine Aufteilung in asymptomatische, symptomatische und diagnostizierte Fälle ermöglicht Rückschlüsse auf unerkannte Infektionsketten und das Meldesystem. Zur Einschätzung des klinischen Schweregrads der Erkrankung werden verschiedene weitere Indikatoren herangezogen. Die Hospitalisierungsrate misst den Anteil der infizierten Personen, die aufgrund ihrer Erkrankung hospitalisiert werden müssen. Die Intensivpflegerate beschreibt jene Personen, die eine intensivmedizinische Versorgung benötigen. Auch Langzeitfolgen, beispielsweise Myalgische Enzephalomyelitis/Chronisches Fatigue-Syndrom (ME/CFS), gehören in diese Kategorie.

Die wichtigsten Mortalitätsindikatoren sind die Fallsterblichkeit und die Infektionssterblichkeit. Erstere bezieht sich auf den Anteil der diagnostizierten Fälle, die an der Erkrankung sterben, während letztere alle Infizierten, also auch die unentdeckten Infektionen, umfasst. Schliesslich wird mit der Übersterblichkeit jene über das zu erwartende Mass hinausgehende Mortalität bezeichnet, die ein Krankheitserreger verursacht.

Ausbreitungsdynamik

Krankheitserreger können in einer Population unterschiedliche Verbreitungsformen annehmen: Ausbrüche sind auf zeitlich und örtlich klar begrenzte Häufungen von Infektionen beschränkt. Bei einer Epidemie hingegen handelt es sich um eine kontinuierliche Zunahme eines Erregers (steigende Inzidenz) in einer grösseren Region oder Bevölkerung über einen längeren Zeitraum. Im Gegensatz dazu ist eine Endemie dadurch gekennzeichnet, dass ein Erreger mit stabiler Inzidenz auftritt, ohne dass es zu einer ungewöhnlich hohen Zahl an Erkrankungen kommt. Greift eine Epidemie über Kontinente hinweg auf einen grossen Teil der Weltbevölkerung über, spricht man von einer Pandemie.

Die Übertragung von Krankheitserregern kann zu einem exponentiellen Wachstum von Infektionen führen, insbesondere wenn viele Menschen empfänglich sind und keine oder nur unzureichende Infektionskontrolle erfolgt. Charakteristisch hierfür sind epidemische Wellen, in denen die Inzidenz zunächst ansteigt, einen Höhepunkt erreicht und anschliessend wieder zurückgeht. Bei viralen Atemwegserregern kommt es aufgrund der Übertragungseigenschaften häufig zu einer Saisonalität, die dazu führt, dass die Erkrankungen während den Wintermonaten zunehmen. Zudem können mehrere Infektionswellen aufeinander folgen, insbesondere wenn die Immunität in der Bevölkerung ungenügend ist oder neue Virusvarianten entstehen.

Zwei zentrale epidemiologische Konzepte sind entscheidend, um diese Ausbreitungsdynamik zu verstehen: die Reproduktionszahl und das Phänomen des Superspreading.

Reproduktionszahl

Die Basis-Reproduktionszahl (R₀) beschreibt, wie viele Personen eine infizierte Person im Durchschnitt ansteckt, wenn weder Immunität in der Bevölkerung besteht noch Massnahmen zur Infektionskontrolle ergriffen werden. Dieser Wert ist daher ein Mass für das maximale Ausbreitungspotenzial eines Krankheitserregers in einer vollständig empfänglichen Population. Verschiedene Faktoren beeinflussen R₀, darunter die Kontagiosität (Ansteckungskraft) des Krankheitserregers, die Dauer der Kontagiosität, die Anzahl der Kontakte zwischen Personen und die Durchmischung der Bevölkerung. Im Gegensatz dazu bezieht sich der R-Wert, auch als effektive Reproduktionszahl (R_e oder R_eff) bezeichnet, auf eine Situation, in der bereits eine gewisse Immunität vorhanden ist und/oder Kontrollmassnahmen umgesetzt werden. Der R-Wert verändert sich über die Zeit und gibt somit Aufschluss über den aktuellen Verlauf einer Epidemie:

• wenn R > 1, kann sich der Krankheitserreger in der Population ausbreiten und die Anzahl der neuen Infektionen innerhalb eines bestimmten Zeitraums nimmt zu;
• wenn R = 1, dann bleibt die Anzahl der neuen Infektionen konstant;
• wenn R < 1, nimmt die Anzahl der neuen Infektionen ab.
  

Je höher der R-Wert ist, desto schwieriger lässt sich die Ausbreitung eines Krankheitserregers kontrollieren. Um zu Beginn einer Epidemie eine Eindämmung zu erreichen, also den R-Wert unter die kritische Schwelle von 1 zu senken, müssen 1 - 1/R₀ der Ansteckungen verhindert werden. Bei einem Erreger mit R₀ = 2,5, wie zu Beginn der Covid-19-Pandemie im Jahr 2020, entspricht dies mindestens 60 % der Übertragungen. Wird der R-Wert durch Kontrollmassnahmen zwar verringert, bleibt jedoch über 1, spricht man von Abschwächung. Das bedeutet, dass die Ausbreitung einer Infektionswelle verlangsamt wird. Dadurch sinkt die maximale Anzahl gleichzeitig infizierter und zu versorgender Personen und eine übermässige Belastung oder Überlastung des Gesundheitssystems kann vermieden werden.

Im Pandemiefall sind sowohl R₀ als auch der R-Wert entscheidende Indikatoren, um das Ausbreitungspotenzial abzuschätzen, eine laufende Risiko- und Lagebeurteilung vorzunehmen und eine geeignete Strategie zur Eindämmung oder Abschwächung (Infektionskontrolle) festzulegen.

Superspreading

Superspreading beschreibt das Phänomen, bei dem einzelne Infizierte überdurchschnittlich viele Sekundärfälle verursachen, während die Mehrheit nur wenige oder niemanden ansteckt. Dabei können sowohl biologische Faktoren des Erregers und des Wirts als auch ein spezifisches Verhalten eine Rolle spielen. Ein sogenannter «Superspreading-Event» liegt vor, wenn eine infizierte Person mehr Personen ansteckt, als nach der 99. Perzentile einer Poisson-Verteilung mit dem Erwartungswert R₀ zu erwarten wäre. Bei einem Krankheitserreger mit R₀ = 2,5 spricht man demnach von Superspreading, wenn mehr als sieben weitere Personen infiziert werden.

Die ungleiche Verteilung der Sekundärfälle wird durch den Dispersionsfaktor k beschrieben. Ein niedriger Wert (k < 1) deutet auf eine hohe Variabilität bei der Anzahl der Sekundärfälle hin, sodass eine Minderheit (10–20  %) der infizierten Personen die Mehrheit (80 %) der Ansteckungen verursacht. Beispiele für Erreger, bei denen es häufig zu Superspreading kommt, sind das Ebolavirus, SARS-CoV und MERS-CoV. Dieses ungleichmässige Verteilungsmuster hat erhebliche Auswirkungen auf die strategische Planung und Umsetzung von Massnahmen zur Infektionskontrolle: Kontaktmanagement (Contact Tracing) ist besonders effektiv, wenn es gezielt auf Superspreading-Events ausgerichtet wird.

Pandemiephasen

Die Einteilung einer Pandemie in verschiedene Entwicklungsphasen ist ein wichtiges Instrument für die strategische Planung und operative Umsetzung von Massnahmen. Die Ziele der Pandemievorbereitung und -bewältigung richten sich dabei nach den jeweiligen Entwicklungsphasen. Eine klare und objektivierte Beschreibung dieser Phasen unterstützt die frühzeitige Anpassung von Massnahmen an die aktuelle Lage und erleichtert die Koordination zwischen den zuständigen Stellen.

Der nationale Pandemieplan unterscheidet vier Phasen, die sich an der epidemiologischen Lage in der Schweiz im Zusammenhang mit einem neuen Krankheitserreger orientieren:

• Interpandemische Phase

  Während dieser Phase ist der Krankheitserreger mit pandemischem Potenzial noch nicht oder nur sporadisch ausserhalb der Schweiz nachgewiesen. Auch wenn vereinzelt Fälle oder kleine Ausbrüche weltweit vorkommen, treten sie nicht in der Schweiz auf. Die Übertragung von Mensch zu Mensch ist in der Regel gering (R₀ < 1). Schwerpunkt dieser Phase sind Früherkennung und Risikobeurteilung. Sie entspricht der normalen Lage gemäss Epidemiengesetz (EpG, SR 818.101).

• Initiale Phase

  In der initialen Phase treten grössere Ausbrüche oder Epidemien ausserhalb der Schweiz auf, und es besteht in der Schweiz das Risiko der Einschleppung des Erregers. Es können auch bereits vereinzelte Fälle oder kleinere Ausbrüche in der Schweiz auftreten. Auch eine effiziente Mensch-zu-Mensch-Übertragung ist möglich (R₀ > 1). Prioritäten sind die Gewährleistung der Governance, Präventions- und Risikominderungsmassnahmen sowie die Sicherstellung der Gesundheitsversorgung. Erste Schritte zur Eindämmung oder Abschwächung werden eingeleitet. Bei Erfüllung bestimmter Kriterien kann es in dieser Phase zu einer besonderen Lage gemäss EpG kommen.

• Pandemische Phase

  Hier kommt es in der Schweiz zu einer Epidemie mit exponentiellem Wachstum und potenziell starken Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit, Gesellschaft und Wirtschaft. Diese Phase kann sich über mehrere epidemische Wellen erstrecken, die wiederum verschiedene Massnahmen zur Infektionskontrolle erfordern. Zusätzliche Ziele sind die Minimierung der Auswirkungen sowie die Aufrechterhaltung und Wiederherstellung der Funktionalität. Abhängig vom Schweregrad der Pandemie kann in dieser Phase eine besondere oder ausserordentliche Lage nach EpG ausgerufen werden.

• Stabilisierungsphase

  In der Stabilisierungsphase führt die durch Impfungen oder überstandene Infektionen steigende Immunität in der Bevölkerung zu einem Rückgang der Inzidenz und einer geringeren Gefährdung der öffentlichen Gesundheit; eventuell etablieren sich saisonale Muster in der Ausbreitungsdynamik. Diese Phase markiert den Übergang zu einer Endemie (siehe auch Endemiestrategie Covid-19 +), wobei theoretisch auch eine Ausrottung des Erregers möglich ist. Die Massnahmen werden reduziert und die Krisenstrukturen schrittweise abgebaut, bis schliesslich wieder die interpandemische Phase erreicht wird. Spätestens in dieser Phase geht die Schweiz in die normale Lage nach EpG zurück.

Die Dauer der einzelnen Phasen kann stark variieren; Übergänge, etwa von der interpandemischen zur pandemischen Phase, können zuweilen sehr rasch erfolgen. Zudem ist zu beachten, dass die «Pandemiephasen», die «Pandemiestufen» der WHO und das «Lagemodell» gemäss EpG einen unterschiedlichen Fokus haben: Während die Pandemiephasen die epidemiologische Lage auf nationaler Ebene widerspiegeln, beziehen sich die Pandemiestufen der WHO auf globale Entwicklungen. Das Lagemodell bezieht sich auf das potenzielle Ausmass der Krise in der Schweiz.

Risikobeurteilung und Szenarien

Risikobeurteilungen und Szenarien sind unerlässlich, um mögliche Auswirkungen pandemischer Krankheitserreger einzuschätzen und gezielte Massnahmen zur Vorbereitung und Bewältigung einer Pandemie zu entwickeln. Während die Risikobeurteilung eine systematische Analyse aktueller Bedrohungen ermöglicht und somit der Früherkennung dient, sollen Szenarien mögliche Entwicklungen aufzeigen und langfristige Planungen unterstützen. Dies ist besonders relevant für virale Atemwegserreger wie Influenza- und Coronaviren, die sich rasch global ausbreiten können und für die ausreichend Erfahrungswerte mit unterschiedlichen Schweregraden vorliegen.

Für die Durchführung von Risikobeurteilungen und die Entwicklung von Szenarien stehen die folgenden wissenschaftlichen Methoden zur Verfügung:

• Operational tool on rapid risk assessment methodology: Dieses Instrument des European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC) erlaubt eine schnelle, strukturierte und reproduzierbare Risikobeurteilung für neue Krankheitserreger. Das Risiko wird dabei anhand von sieben Fragen als Kombination der Wahrscheinlichkeit des Auftretens und der Ausbreitung des Krankheitserregers sowie den potenziellen Auswirkungen auf die öffentliche Gesundheit anhand einer Risikomatrix bestimmt. Das Instrument wird insbesondere in der interpandemischen und der initialen Phase einer Pandemie eingesetzt.
• Pandemic Severity Assessment Framework (PSAF): Dieses Instrument des US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention (CDC) dient dazu, sowohl die Übertragbarkeit als auch den klinischen Schweregrad einer Pandemie zu bewerten und diese zu einer Gesamteinschätzung der potenziellen Auswirkungen zusammenzuführen. Die Übertragbarkeit kann dabei anhand von R₀ oder der erwarteten Befallsrate ermittelt werden, während der klinische Schweregrad durch Kennzahlen wie die Hospitalisierungsrate oder die Infektionssterblichkeit bestimmt wird. Das Instrument wird primär während der initialen und pandemischen Phase eingesetzt, kann jedoch auch in der interpandemischen Phase dazu dienen, Szenarien zu entwickeln.

Abbildung 1: Schweregrad (Todesfälle) einer Pandemie in der Schweiz: Vergleich von Szenarien basierend auf vergangenen Pandemien. Die Ellipsen stellen die ungefähren Werte für die Befallsrate und Infektionssterblichkeit dar. Die zunehmende Intensität der blauen Schattierung repräsentiert die steigende Anzahl der Todesfälle. — © BAG

Der Schweregrad einer Pandemie kann anhand der Anzahl Todesfälle, die sich aus einer bestimmten Befallsrate und Infektionssterblichkeit ergeben, veranschaulicht werden (Abbildung 1). Dies ermöglicht den Vergleich verschiedener Pandemieszenarien mit den Auswirkungen vergangener Pandemien oder der saisonalen Influenza. Die historischen Beispiele, die von moderaten Ereignissen wie der pandemischen H1N1-Influenza im Jahr 2009 bis hin zu extremen Ereignissen wie der Influenza-Pandemie von 1918 reichen, verdeutlichen die enorme Bandbreite möglicher Szenarien. Bezogen auf die Bevölkerungsgrösse der Schweiz (9 Millionen Ende 2024) lässt sich der Schweregrad einer Pandemie, die durch einen viralen Atemwegserreger verursacht wird, grob in drei Szenarien unterteilen:

Der Zeithorizont, über den sich die pandemische Phase erstreckt, die Anzahl der Infektionswellen sowie die Zahl der gleichzeitig infizierten und zu versorgenden Personen müssen in der strategischen Planung ebenfalls berücksichtigt werden. Darüber hinaus sollte der Schweregrad einer Pandemie nicht nur anhand der zu erwartenden Anzahl Todesfälle bewertet werden, sondern auch durch weitere Parameter wie die Anzahl schwerer Erkrankungen in unterschiedlichen Alters- und Bevölkerungsgruppen oder mögliche Langzeitfolgen einer Infektion.

Unsicherheiten bestehen allerdings sowohl bei Risikobeurteilungen wie auch bei der Erstellung von Szenarien. Denn detaillierte Informationen zur Übertragbarkeit und zum klinischen Schweregrad sind nicht immer frühzeitig verfügbar oder lassen sich nicht präzise genug bestimmen. Dennoch sind sie unverzichtbare Werkzeuge, um mögliche Entwicklungen abzuschätzen und geeignete Massnahmen vorzubereiten. Eine regelmässige Anpassung an neue wissenschaftliche Erkenntnisse ist dabei zentral.

Weitere Informationen

• Glossar

  Abschwächung (engl. mitigation): Strategie der Infektionskontrolle, die darauf abzielt, die Ausbreitung eines Krankheitserregers zu verlangsamen und die Anzahl der gleichzeitig infizierten und zu versorgenden Personen zu reduzieren, um eine übermässige Belastung oder Überlastung des Gesundheitssystems zu verhindern.

  Aerogen: Verbreitung von Krankheitserregern über die Luft in Form von Tröpfchen oder Aerosolen, die beim Atmen, Sprechen, Husten oder Niesen entstehen.

  Aerosol: Flüssige oder feste Partikel, die in einem Gas (z. B. Luft) suspendiert sind. Sie können als Träger für Krankheitserreger dienen und somit zur Übertragung von Infektionskrankheiten beitragen.

  Antigen: Stoffe, die vom Immunsystem als fremd erkannt werden und eine Immunreaktion (Abwehrreaktion des Körpers) auslösen können.

  Antigendrift: Schrittweise Veränderung der Oberflächenantigene eines Virus (insbesondere bei Influenza) durch Punktmutationen.

  Antigenshift: Plötzliche und umfassende Veränderung der Oberflächenantigene des Influenzavirus, oft durch den Austausch genetischen Materials verschiedener Virusstämme.

  Antikörper: Teile des Immunsystems, die der spezifischen Erkennung und dem Unschädlichmachen körperfremder Stoffe (Antigene) dienen.

  Basis-Reproduktionszahl R₀: Epidemiologischer Parameter, der die durchschnittliche Anzahl an Personen beschreibt, die eine infizierte Person ansteckt, wenn keine Immunität in der Bevölkerung besteht und keine Massnahmen zur Infektionskontrolle ergriffen werden.

  Befallsrate (engl. attack rate): Anteil einer Population, der mit einem Krankheitserreger infiziert wird.

  Dispersionsfaktor k: Epidemiologischer Parameter, der die ungleiche Verteilung der Sekundärfälle beschreibt, die zu Superspreading führen kann.

  Eindämmung (engl. containment): Strategie der Infektionskontrolle, die darauf abzielt, die Ausbreitung eines Krankheitserregers zu stoppen.

  Endemie: Kontinuierliches Vorkommen einer (Infektions-)Krankheit mit stabiler Inzidenz in einer bestimmten geografischen Region oder Population über einen längeren Zeitraum hinweg.

  Epidemie: Zeitliche und örtliche Häufung einer (Infektions-)Krankheit innerhalb einer Population.

  Epidemiologie: Lehre von der Häufigkeit und Verteilung von Krankheiten in Bevölkerungsgruppen sowie den Faktoren, die diese beeinflussen.

  Fallsterblichkeit (engl. case fatality ratio): Anteil der diagnostizierten Fälle, die an der Infektionskrankheit sterben.

  Generationszeit: Zeitspanne von der Ansteckung einer infizierten Person bis zur Übertragung des Krankheitserregers auf eine von ihr angesteckte Person.

  Hospitalisierungsrate: Anteil der infizierten Personen, die aufgrund der Infektionskrankheit hospitalisiert werden müssen.

  Immunität: Unempfindlichkeit gegenüber einem Krankheitserreger, d. h. der Wirt wird nicht (mehr) angesteckt oder es kommt zu einer epidemiologisch unbedeutenden abortiven Infektion (milder Krankheitsverlauf), die keine weitere Übertragung des Erregers zur Folge hat.

  Infektionssterblichkeit (engl. infection fatality ratio): Anteil der infizierten Personen, die an der Infektionskrankheit sterben.

  Initiale Phase: Grössere Ausbrüche oder Epidemien werden in anderen Ländern beobachtet, und in der Schweiz kann es zu vereinzelten Fällen oder kleineren Ausbrüchen kommen. Auf diese Phase kann die pandemische Phase folgen.

  Inkubationszeit: Zeitspanne von der Ansteckung mit dem Erreger bis zum Auftreten erster Krankheitssymptome.

  Interpandemische Phase: Der Krankheitserreger mit pandemischem Potenzial tritt nur sporadisch ausserhalb der Schweiz auf. Auf diese Phase folgt die initiale Phase.

  Inzidenz: Häufigkeit einer Krankheit (oder Infektion) in einer Bevölkerungsgruppe über einen bestimmten Zeitraum.

  Kontagiosität: Mass der Übertragungsfähigkeit eines Krankheitserregers.

  Morbidität: Häufigkeit oder Ausmass einer (Infektions-)Krankheit in einer Population oder bestimmten Bevölkerungsgruppe.

  Mortalität: Häufigkeit von Todesfällen in einer Population oder bestimmten Bevölkerungsgruppe.

  Pandemie: Neu in Erscheinung tretende Infektionskrankheit mit weltweiter und starker Ausbreitung.

  Pandemische Phase: Es kommt in der Schweiz zu einer Epidemie mit exponentiellem Wachstum. Auf diese Phase folgt die Stabilisierungsphase.

  Pathogenität: Fähigkeit eines Erregers, eine Erkrankung hervorzurufen.

  Poisson-Verteilung: Wahrscheinlichkeitsverteilung, mit der die Anzahl von Ereignissen beschrieben werden kann, die bei konstanter Rate in einem festen Zeitintervall eintreten.

  Reassortierung: Austausch ganzer Genomsegmente zwischen zwei segmentierten RNA-Viren nach Koinfektion derselben Wirtszelle.

  Rekombination: Austausch genetischen Materials innerhalb eines Genoms während des Kopiervorgangs von RNA-Viren.

  R-Wert: Epidemiologischer Parameter, der die durchschnittliche Anzahl an Personen beschreibt, die von einer infizierten Person angesteckt werden, wenn – im Unterschied zur Basis-Reproduktionszahl R₀ – bereits eine gewisse Immunität in der Bevölkerung besteht und/oder Kontrollmassnahmen ergriffen wurden.

  Schweregrad: Charakterisiert das mögliche Ausmass der durch einen Krankheitserreger verursachten Schädigung der öffentlichen Gesundheit.

  Serielles Intervall: Zeitspanne zwischen dem Auftreten der ersten Krankheitssymptome bei einer infizierten Person und dem Auftreten der ersten Symptome bei einer von dieser angesteckten Person.

  Stabilisierungsphase: Die Inzidenz und Auswirkungen nehmen ab, wodurch sich ein Übergang zu einer Endemie abzeichnet. Auf diese Phase folgt die interpandemische Phase.

  Superspreading: Phänomen, bei dem einzelne Infizierte überdurchschnittlich viele Zweitinfektionen verursachen, während die Mehrheit nur wenige oder niemanden ansteckt.

  Übersterblichkeit: Erhöhte Mortalität, die über das zu erwartende Mass hinausgeht.

  Virulenz: Grad der Pathogenität eines Krankheitserregers.

  Weitere Begriffe im vollständigen Glossar

• Weiterführende Informationen

  World Health Organization. (2024). Pathogens prioritization: a scientific framework for epidemic and pandemic research preparedness. World Health Organization: Geneva, Switzerland.

  World Health Organization. (2024). Preparedness and resilience for emerging threats. Module 1: planning for respiratory pathogen pandemics. World Health Organization: Geneva, Switzerland.

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