Es ist Sommer 2021. Die Alpha-Variante des Coronavirus hat sich rapide verbreitet und ist nun weltweit die dominante Variante. Aber eine weitere, leichter übertragbare Variante kündigt sich an – Delta. Was passiert, wenn zwei Varianten aufeinandertreffen?
It’s spring 2021. The Alpha variant of the coronavirus has spread rapidly, becoming the dominant variant worldwide. But another, more transmissible variant is about to appear— Delta. What happens when two variants clash?
Machen wir einen Gedankenversuch. Angenommen die Varianten erreichen eine hypothetische isolierte Stadt mit 1 Million Einwohner, die am selben Tag beiden Viren ausgesetzt sind. Diejenigen, die mit Alpha angesteckt werden, stecken durchschnittlich 5 enge Kontakte an, beginnen sich dann krank zu fühlen und isolieren sich sofort bis zum Ende der Simulation. Das gleiche geschieht mit Delta, außer dass dieses an durchschnittlich 7,5 enge Kontakte weitergeben wird.
Let’s do a thought experiment. Suppose that the variants reach a hypothetical isolated city of 1 million people who are completely susceptible to both viruses on the same day. When a person here is infected with Alpha, they transmit it to, on average, 5 close contacts, then begin to feel sick and immediately isolate themselves for the rest of the simulation. The same thing happens with Delta, except that an infected person transmits it to, on average, 7.5 close contacts.
Ratet mal, was als nächstes passiert!
What would you guess happens next?
Nach sechs Tagen wird Alpha auf 15.625 Menschen übertragen worden sein. Delta auf mehr als 10 mal so viele. Nur 20 Stunden später wird sich Delta auf den Rest der Einwohner verbreitet haben – und das bevor Alpha 6% davon erreicht hat. Wenn niemand mehr angesteckt werden kann, stirbt Alpha aus.
After six days, Alpha will have infected 15,625 people. Delta will have infected more than 10 times as many. Just 20 hours later, Delta will have infected the rest of the population— all before Alpha could infect 6% of it. With no one left to infect, Alpha dies out.
Dieses Modell ist drastisch vereinfacht, aber es spiegelt etwas sehr genau wider, das im echten Leben passiert ist: als beide Varianten konkurrierten, rottete Delta Alpha innerhalb von Wochen aus.
This model is drastically simplified, but it accurately reflects one thing that did happen in real life: when both variants competed, Delta drove Alpha towards extinction in a matter of weeks.
Viren sind äußerst erfolgreiche Lebewesen. Es gibt auf der Welt circa 100 Millionen so viele Viruspartikel wie es Sterne im Universum gibt. Und trotzdem können Viren aussterben und tun es auch.
Viruses are wildly successful organisms. There are about 100 million times as many virus particles on Earth as there are stars in the observable universe. Even so, viruses can and do go extinct.
Es gibt im Grunde drei Arten, wie das passieren kann.
There are three main ways that can happen.
Erstens, können einem Virus die Wirte ausgehen.
First, a virus could run out of hosts.
Das könnte Anfang 2020 einem Grippestamm namens B/Yamagata passiert sein. Als die ganze Welt im Lockdown war, sozial isoliert war und Masken trug, um die Verbreitung von COVID 19 einzudämmen, wurde die Anzahl der verfügbaren Wirte für B/Yamagata drastisch reduziert. Erst nach weiteren Grippewellen wird feststehen, ob er wirklich ausgestorben ist oder sich in einem Tierreservat versteckt hält.
This might have happened in early 2020 to a flu lineage known as B/Yamagata. When much of the world shut down, social distanced, and wore masks to slow the spread of COVID 19, that dramatically reduced the number of hosts available for B/Yamagata to infect. It’ll take a few more flu seasons to know for sure if it’s truly extinct or just hiding out in an animal reservoir.
Viele Viren erzeugen im Laufe Ihres Lebenszyklus Krankheiten, die für ihre Wirte tödlich sind. Das kann problematisch sein, denn, wenn ein Virus alle seine Wirte tötet, könnte es – theoretisch – ohne Wirte dastehen und aussterben.
Many viruses, as part of their life cycle, cause diseases severe enough to kill their hosts. This can be a problem because if a virus kills all its hosts, it could— in theory— run out of hosts to infect and go extinct.
Dies wäre in den 1950ern in Australien fast passiert.
This almost happened back in 1950s Australia.
Das Land wurde vom Europäischen Kaninchen – einer invasiven Spezies – überlaufen. Es wurde also versucht, die Bevölkerung zu kontrollieren, indem Wissenschaftler ein Virus namens Myxoma aussetzten, das sich zuvor bei Europäischen Kaninchen beinahe zu 100% tödlich gezeigt hatte. Nach dem Ausbruch starben zunächst, wie geplant, zehn, vielleicht hundert Millionen Europäischer Kaninchen. Als sich das Virus aber verbreitete, entwickelte es eine Reihe an Mutationen, die es weniger tödlich machten, und langsamer und insgesamt seltener zum Tod der Kaninchen führte. Nun hoppelten mehr infizierte Wirte herum, sodass sich dieser Stamm leichter verbreitete, als sein tödlicherer Cousin. Und natürlich verbesserte sich auch die Immunantwort der Kaninchen.
At the time, Australia was overrun by the European rabbit— an invasive species— so, in an attempt to control the population, scientists released a virus called myxoma, which had been previously shown to be almost 100% lethal to European rabbits. During the initial outbreak, as planned, tens, perhaps hundreds, of millions of European rabbits died. But as the virus spread, it evolved a series of mutations that happened to make it less deadly, killing rabbits more slowly and killing fewer rabbits overall. With more infected hosts hopping around, this strain of the virus was more likely to spread than its deadlier cousin. And of course, rabbits evolved too, to mount better immune responses.
Im Endeffekt rottete das Virus die Kaninchen nicht aus, sondern entwickelte sich weiter, die Kaninchen stellten sich auf die Beine und beide überlebten.
Overall, instead of killing every single rabbit, the virus evolved, the rabbit population bounced back, and both survived.
Die zweite Art, ein Virus auszurotten ist, wenn Menschen sich mit einer effektiven Impfung wehren – und gewinnen.
The second way a virus could go extinct is if humans fight back with an effective vaccine— and win.
Durch Impfkampagnen konnten zwei Viren praktisch ausgerottet werden, seit der Erfindung von Impfungen im 19. Jh.: Pocken und die Rinderpest. Über Impfungen sage ich später mehr.
Vaccination campaigns have driven two viruses essentially to extinction since vaccines were invented in the 1800s: smallpox and rinderpest, which kills cattle. More on vaccination later.
Die dritte Art, ein Virus auszurotten ist, es zu verdrängen, von einem anderen Virus oder Stamm, wie wir bei Alpha und Delta gesehen haben.
The third way a virus can go extinct is if it’s outcompeted by another virus or strain, like we saw earlier with Delta and Alpha.
Übrigens konkurrieren Viren nicht immer miteinander. Eine Viren-Spezies kann sich auch eine eigene Nische suchen – zum Beispiel infiziert Influenza die Atemwege, und das Norovirus betrifft Zellen im Darm, sodass beide Viren parallel auftreten können.
By the way, viruses don't always compete with each other. A viral species can carve out its own distinct niche— for example, influenza infects your respiratory tract, and norovirus infects cells in your intestine, so both of these viruses can co-exist.
Eine ökologische Nische eines Virus kann auch sehr klein sein: Hepatitis-B- und Hepatitis-C-Viren können die selbe Zelle befallen – B besetzt den Zellkern und C das Zytoplasma Tatsächlich schätzen Epidemiologen, dass 2 bis 10% der Hepatitis-C-Kranken auch Hepatitis B aufweisen.
A virus’ ecological niche can be tiny: hepatitis B and hepatitis C viruses can infect the same cell— hep B occupies the nucleus, and hep C occupies the cytoplasm. In fact, epidemiologists estimate that 2 to 10% of people with hep C are also infected with hep B.
Wird also SARS-CoV-2 – die Virusspezies, die zu COVID 19 führt – jemals aussterben?
So, will SARS-CoV-2— the species of virus that causes COVID 19— ever go extinct?
Es wird immer wieder neue Mutationen der Spezies geben. Diese Mutationen können vorangegangene ausrotten oder auch nicht. Unabhängig davon, wie diese Mutationen (nicht) konkurrieren ist die Spezies selbst – zu der alle Varianten gehören – unter den Menschen ziemlich gut etabliert.
Variants within the species will continue to arise. Those variants might drive prior ones to extinction, or not. Regardless of how the variants compete (or don’t), the species itself— to which all the variants belong— is pretty firmly established among humans.
Wenn wir es schaffen, genügend Menschen zu impfen, können wir SARS-CoV-2 ausrotten? Unsere Impfkampagne gegen Pocken war erfolgreich, weil die Impfung einen großen Schutz vor Ansteckung bot und Pocken konnten auch nicht in die Tierwelt ausweichen. Aber SARS-CoV-2 kann auf Tiere ausweichen und die aktuellen Impfstoffe – die zwar einen exzellenten Schutz vor schweren Verläufen und Tod bieten – verhindern nicht alle Ansteckungen.
If we managed to vaccinate enough people, could we drive SARS-CoV-2 to extinction? Our vaccination campaign against smallpox worked because the vaccine was highly protective against infection and smallpox had no close animal reservoir in which it could hide. But SARS-CoV-2 can hide out in animals, and our current vaccines— while they provide excellent protection against severe illness and death— don't prevent all infections.
Es gibt also zwei denkbare Arten SARS-CoV-2 – und zwar die ganze Spezies – auszurotten:
So, conceivably there are two ways that SARS-CoV-2— the entire species— could go extinct:
Eine Katastrophe könnte uns alle umbringen.
a cataclysmic disaster could kill us all.
Oder...
Or...
Wir können einen Universalimpfstoff gegen alle SARS-CoV-2-Infektionen entwickeln, die von allen aktuell existierenden und nicht existierenden Mutationen ausgehen.
We could invent a universal vaccine that prevents all SARS-CoV-2 infections— those caused by all the variants that currently exist and those that don’t.
Lasst uns diese zweite Option verwirklichen.
Let's work toward that second option.