Wie Epidemien sich ausbreiten

Ansteckende Krankheiten breiten sich heute viel schneller aus als früher. Ein schweizerisch-deutsches Forscherduo hat jetzt entdeckt, welchen Mustern die Seuchen folgen – und kann sie so voraussagen.

Je nachdem, wo der Ursprungsort ist, breitet sich die Epidemie unterschiedlich aus, der Flughafen spielt jeweils die zentrale Rolle: Hier die Modelle INC (Yinchuan), STI (Santiago de los Caballeros), HND (Tokio), LHR (London) und Chicago (ORD).

Je nachdem, wo der Ursprungsort ist, breitet sich die Epidemie unterschiedlich aus, der Flughafen spielt jeweils die zentrale Rolle: Hier die Modelle INC (Yinchuan), STI (Santiago de los Caballeros), HND (Tokio), LHR (London) und Chicago (ORD). Bild: Simulationen von Pandemien mit den Ursprungsorten Yinchuan, Santiago, Tokio,... Dirk Brockmann/ Humboldt University Berlin

Feedback

Tragen Sie mit Hinweisen zu diesem Artikel bei oder melden Sie uns Fehler.

Weil immer mehr Menschen mit dem Flugzeug reisen, können sich Seuchen rasend schnell über den Globus ausbreiten. Dabei expandieren sie nach bestimmten mathematischen Mustern. Deshalb kann der Weg einer Pandemie erstaunlich genau vorhergesagt werden, wie ein schweizerisch-deutsches Forscherduo im Fachmagazin «Science» schreibt.

Früher orientierten sich Modelle zur Ausbreitung von Krankheiten hauptsächlich an der tatsächlichen Entfernung zwischen zwei Orten. Das stimmt aber nicht mehr mit dem heutigen Reiseverhalten überein. «Wir sind so stark global vernetzt, deshalb sehen die Muster moderner Seuchen so komplex aus», sagte Dirk Brockmann von der Humboldt-Universität in Berlin.

Ihr mathematischer Ansatz geht davon aus, dass der Flugverkehr bei der Seuchenausbreitung eine zentrale Rolle spielt. Die Annahme: Je mehr Passagiere zwischen zwei Flughäfen reisen, desto schneller breitet sich eine Krankheit auf diesem Wege aus. Daraus berechnen die Forscher eine sogenannte effektive Distanz.

Komplexe Ausbreitungsmuster werden simpel

Damit ist der kürzeste Weg nicht mehr der geografisch kürzeste, sondern jener mit dem stärksten Reiseverkehr. «Das ist ein totaler Perspektivenwechsel», erklärte Co-Autor Dirk Helbing von der ETH Zürich auf Anfrage der Nachrichtenagentur SDA. «Die zuvor komplexen Ausbreitungsmuster werden dadurch plötzlich simpel.»

Nach dieser neuen «Weltkarte» breiten sich Epidemien von ihrem Ursprungsort in konzentrischen Kreisen linear aus. So lasse sich recht einfach ausrechnen, welche Städte auf der Erde eine Pandemie wahrscheinlich als Erstes erreichen wird. «So können Medikamente und medizinisches Personal vorbereitet und die Seuche besser bekämpft werden», sagte Helbing.

Vorhersage ohne viele Daten

Bisher herrschten zwei Ansätze vor, um die Seuchenausbreitung vorherzusagen, erklärte der Soziologe. Zum einen Computersimulationen mithilfe von Daten wie Infektions-, Gesundungsraten oder Ansteckungswahrscheinlichkeiten, die aus Spitälern in verschiedenen Ländern an die WHO gemeldet werden – ein zeitraubender Ansatz.

Der zweite Weg ist Big Data, nach dem etwa Google Flu Trends funktioniert. Dabei analysiert ein Rechenmodell, welche Internetsuchbegriffe wie «Fieber» oder «Grippe» wo wie oft abgefragt wurden und verfolgt so in Echtzeit die Epidemie. Doch auch das dauert.

Mit ihrer neuen Theorie falle der Bedarf für diese vielen Daten weg, und die Voraussagequalität sei besser, so Helbling. Zudem könne aus den Verbreitungswegen rückblickend auch darauf geschlossen werden, wo eine Seuche ihren Ursprung gehabt habe. «Eine Epidemie lässt sich erst voraussagen, wenn man ihren Ursprung kennt», sagte Helbing.

Die beiden Wissenschaftler haben mit ihrem Modell Pandemien der vergangenen Jahre – etwa Sars 2003 oder die Schweinegrippe 2009 – durchgespielt und dabei überraschend gute Ergebnisse erzielt. Ihre Berechnungen, auf welchen Routen sich die Schweinegrippe 2009 am schnellsten ausgebreitet habe, deckten sich mit dem tatsächlichen Verlauf der Pandemie. Künftig könnte das neue Modell helfen, verlässliche Aussagen zur Verbreitung von Krankheiten zu liefern, so die Forscher. (rbi/kle/sda)

Erstellt: 12.12.2013, 23:33 Uhr

Video



Dieses Video zeigt, wie eine simulierte Pandemie in Atlanta ausbricht und sich dann verbreitet.

Artikel zum Thema

Eine vergessene Seuche ist zurück

Hintergrund Im Bürgerkriegsland Syrien sind Kinder an Polio erkrankt. WHO und Unicef haben eine gigantische Impfkampagne gestartet – und geraten zwischen die Fronten. Kann eine Epidemie noch verhindert werden? Mehr...

«Solch eine Seuche kann jederzeit auftreten»

Video Armee und ziviler Krisenstab üben die Bekämpfung der Maul- und Klauenseuche. 200 Personen sind im Einsatz. Mehr...

Ebola-Seuche erreicht 1,5-Millionen-Stadt

Infizierte leiden an inneren Blutungen, in 50 bis 90 Prozent der Fälle verläuft die Seuche tödlich: In Uganda wütet eine Ebola-Epidemie. Nun hat das Virus die Hauptstadt Kampala erreicht. Mehr...

Die Redaktion auf Twitter

Stets informiert und aktuell. Folgen Sie uns auf dem Kurznachrichtendienst.

Paid Post

So können Hausbesitzer viel Geld sparen

Hausbesitzer, die auf lange Sicht Energie und dadurch Geld sparen möchten, sollten Ihr Heim jetzt auf Wärmeverluste überprüfen.

Kommentare

Die Welt in Bildern

Tischlein deck dich: Ultra-orthodoxe Juden der Nadvorna-Dynastie begehen in Bnei Brak, Israel, das Neujahrsfest der Bäume. (21. Januar 2019)
(Bild: Oded Balilty/AP) Mehr...