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Wissenschaftliches Update, 3. August 2021

Zusammenfassung

In der zweiten Junihälfte 2021 ist die SARS-CoV-2-Epidemie in der Schweiz in eine Wachstumsphase übergegangen. Nach einer Periode Ende Juni mit schnellem Wachstum und einer Verdopplungszeit von rund einer Woche verlangsamte sich die Ausbreitung. Die Reproduktionszahl ist momentan, Anfang August, nicht mehr statistisch signifikant höher als 1. Zeitverzögert nahmen auch die Hospitalisationen zu, blieben aber  in dieser Periode bislang rund einen Faktor 20 unter den im Herbst 2020 beobachteten Höchstwerten. Die Todesfälle blieben in dieser Periode bislang rund einen Faktor 60 unter den im Herbst 2020 beobachteten Höchstwerten.

Die Anzahl täglich verabreichter Impfdosen ist in der Schweiz seit Anfang Juni um über 70%  zurückgegangen. Die Schweiz hatte Anfang Juni 2021 eine höhere Impfrate als die anderen Länder in West- und Südwesteuropa. Im Moment, Anfang August, ist sowohl die Impfrate alsauch die Impfabdeckung tiefer als in diesen Ländern. Im Gegensatz dazu ist bei anderen Infektionskrankheiten die Impfabdeckung in der Schweiz gleich hoch oder höher als in anderen europäischen Ländern. Das legt nahe, dass die aktuelle Differenz in der COVID-Impfabdeckung zwischen der Schweiz und anderen Ländern nicht einem grundsätzlichen kulturellen oder organisatorischen Unterschied zwischen der Schweiz und den umliegenden Ländern entspringt, sondern durch verstärkte Anstrengungen verkleinert werden kann.

Impfkampagnen in anderen Ländern geben Einblicke in mögliche Strategien zur Erhöhung der Impfabdeckung. In Grossbritannien und Spanien wurden die Menschen ab einer bestimmten Altersklasse direkt kontaktiert und zu einer Impfung eingeladen. In diesen Ländern ist der Anteil der nicht vollständig geimpften Menschen in den höheren Altersklassen etwa sechs mal tiefer als in der Schweiz. In mehreren Ländern werden auch Anreize gesetzt, entweder durch erleichterten Zugang für Geimpfte zu gesellschaftlichen Veranstaltungen, Arbeitsplätzen und Bildungseinrichtungen oder in Form von Geschenkgutscheinen, Gratiseintritten oder ermässigten Gebühren für Veranstaltungen. Mehrere Länder setzen auch direkte finanzielle Anreize ein, entweder an alle Personen, die sich impfen lassen, oder als Lotterie.

Im Moment gibt es in der Schweiz in jeder Altersklasse noch mindestens gleich viele Menschen ohne Immunität wie bereits Infizierte.  In den Altersklassen bis 50 Jahren haben 2-3 mal mehr Menschen keine Immunität als bislang infiziert wurden. In den Altersklassen ab 50 Jahren haben etwa gleich viele Menschen keine Immunität wie bislang infiziert wurden. Wenn ein grosser Teil der momentan nicht immunen Menschen infiziert würde, dann wäre die erwartete kumulative Krankheitslast ähnlich gross oder grösser als die gesamte Krankheitslast im bisherigen Pandemieverlauf. Bei jüngeren Menschen sind Langzeitfolgen einer Infektion besonders relevant; bei älteren Menschen sind es vor allem mögliche akute Folgen einer Infektion, inklusive Hospitalisationen und Todesfälle. Wenn ein grosser Teil der noch nicht immunen Menschen innerhalb weniger Monate infiziert würde, könnte die Belastung des Gesundheitswesens wieder gross werden.

Um mögliche hohe Belastungen im Gesundheitswesen frühzeitig zu erkennen, müssen die aktuelle Inzidenz und die Wachstumsrate zusammen betrachtet werden. Wir stellen in diesem Dokument eine einfache Methode vor, um basierend auf den aktuellen Fallzahlen oder Hospitalisationen und der aktuellen epidemiologischen Wachstumsrate die wahrscheinlichen Entwicklungen der Hospitalisationen in den kommenden Wochen abzuschätzen. Die fortschreitende Immunisierung der Bevölkerung verändert den Zusammenhang zwischen der Zahl der bestätigten Fälle und der Hospitalisationen. Wenn man diese Veränderung in der Analyse berücksichtigt, kann man die Fallzahlen nach wie vor heranziehen, um mögliche Engpässe im Gesundheitssystem frühzeitig zu erkennen.

 

1 Epidemiologische Lage

1.1. Allgemeine Situation

In den letzten Monaten sind in der Schweiz verschiedene Stämme von SARS-CoV-2 im Umlauf. Die Delta-Variante (B.1.617.2) dominiert inzwischen bei weitem (>95 % der Fälle in den letzten 3 Wochen). Die allgemeinen epidemiologischen Parameter – Zahl der Fälle, Krankenhausaufenthalte, Belegung von Intensivstationen, Todesfälle – geben einen Überblick, ohne dass zwischen den verschiedenen Stämmen unterschieden wird. Bis Ende Juni 2021 war bei all diesen Indikatoren ein kontinuierlicher Rückgang der Epidemie zu verzeichnen. Seit Juli 2021 ist ein stetiger Anstieg zu verzeichnen.

 

1.1.1. Dynamik

Basierend auf den aktuellen Daten schätzen wir, dass die SARS-CoV-2-Epidemie seit rund sechs Wochen kontinuierlich ansteigt. Seit Anfang Juli verlangsamt sich dieser Anstieg; der 7-Tagesschnitt der schweizweiten Reproduktionszahl ist bei 1,06 (95% Unsicherheitsintervall, UI: 0,95-1,17) und damit im Moment nicht signifikant über 1; dies reflektiert das Infektionsgeschehen vom 17.07.- 23.07.2021 [1].

Tagesbasierte Schätzungen der effektiven Reproduktionszahl Re für die Schweiz betragen[2]:

  • 1,07 (UI: 0,96-1,18) aufgrund der bestätigten Fälle per 23.07.2021.
  • 1,17 (95% UI: 0,84-1,56) aufgrund der Hospitalisationen per 17.07.2021. Zum Vergleich aufgrund der bestätigten Fälle wird Re für denselben Tag auf 1,06 (95% UI: 0,95-1,17) geschätzt.
  • 2,13 (95% UI: 0,81-4,08) aufgrund der Todesfälle per 11.07.2021. Zum Vergleich aufgrund der Hospitalisationen wird Re für denselben Tag auf 1,32 (95% UI: 0,92-1,81) geschätzt. Aufgrund der bestätigten Fälle wird Re für denselben Tag auf 1,35 (95% UI: 1,23-1,46) geschätzt.

Wegen Meldeverzögerungen und Fluktuationen in den Daten könnten die Schätzwerte nachkorrigiert werden. Wir weisen darauf hin, dass die Re Werte das Infektionsgeschehen nur verzögert widerspiegeln, weil eine gewisse Zeit vergeht zwischen der Infektion und dem Testresultat oder dem etwaigen Tod. Für Re Werte, die auf Fallzahlen basieren, beträgt diese Verzögerung mindestens 10 Tage, für Todesfälle bis zu 23 Tagen.

Parallel bestimmen wir die Änderungsraten der bestätigten Fälle, Hospitalisationen und Todesfälle über die letzten 14 Tage[3]. Die bestätigten Fälle stiegen um 4% (UI: 13% bis -5%) pro Woche, die Hospitalisationen um 17% (UI: 54% bis -11%). Todesfälle traten nur vereinzelt auf und lassen eine Berechnung des zeitlichen Trends auf der Basis der letzten 14 Tage nicht zu (entsprechend kommt das Re auf Basis der Todesfälle mit einem sehr grossen Unsicherheitsbereich). Diese Werte spiegeln das Infektionsgeschehen vor mehreren Wochen wider.

Eine Veränderung der Fallzahlen, Hospitalisierungen und Todesfällen stratifiziert nach Alter kann auf unserem Dashboard verfolgt werden[4]. Wir beobachten einen Anstieg der Zahl der Fälle in allen Altersgruppen, ausser bei den über 65-Jährigen, bei denen die Durchimpfung besser ist. Hospitalisierungszahlen sind in allen Altersgruppen im einstelligen Bereich, was die Schätzung eines zeitlichen Trends erschwert.

1.1.2. Absolute Zahlen

Die kumulierte Anzahl der bestätigten Fälle über die letzten 14 Tage liegt bei 114 pro 100’000 Einwohner. Die Positivität liegt bei 3,3% (Stand 30.07.2021; das ist der letzte Tag für welchen nur noch wenige Nachmeldungen erwartet werden).

Die Anzahl der COVID-19-Patientinnen und -patienten auf Intensivstationen lag über die letzten 14 Tage im Bereich von 30-42 Personen[5] (die Änderung war plus 17% (UI: 40% bis -2%) pro Woche).

Die Zahl der täglichen laborbestätigten Todesfälle über die letzten 14 Tage lag zwischen 1 und 4 [6].

1.2. Varianten

Seit Kalenderwoche 26 ist Delta (B.1.617.2) die dominante Variante in der Schweiz. Diese ursprünglich in Indien beschriebene Variante hatte in der Kalenderwoche 19 eine Häufigkeit von 1%, in der Kalenderwoche 24 eine Häufigkeit von 24% und in der Kalenderwoche 29 eine Häufigkeit von 98% unter den sequenzierten Fällen[7]. Wegen Verzögerungen, mit denen die Sequenzen erfasst werden, können sich diese Häufigkeit, vor allem in Kalenderwoche 29, noch ändern. Aus diesem Anstieg der Häufigkeit von Delta kann man einen Transmissionsvorteil gegenüber Alpha von 67-75% berechnen[8].

Die früher in der Schweiz beobachteten SARS-CoV-2-Varianten (Alpha-, Beta- und Gamma-Varianten) sind heute sehr selten, mit einer Gesamthäufigkeit von <2% in den letzten Wochen[9].

Delta dominiert mittlerweile die Epidemie in vielen Ländern, darunter Grossbritannien, den Vereinigten Staaten von Amerika, Frankreich, Deutschland, Italien und Portugal. Der Übertragungsvorteil von Delta gegenüber Alpha wurde auf 56% (95% Konfidenzintervall: 34%-81%) geschätzt[10].

Delta scheint schwerere Verläufe zu verursachen als die zuvor in der Schweiz dominierenden Stämme. Die Daten aus Schottland[11] deuten darauf hin, dass eine Infektion mit Delta rund doppelt so häufig zur Hospitalisierung führt wie eine Infektion mit Alpha (hazard ratio 1.39-2.47). Daten aus Kanada zeigen einen Anstieg des Hospitalisierungsrisikos um 120% (93-153%) gegenüber den in 2020 zirkulierenden Stämmen[12].

Der Impfschutz gegen Infektion und symptomatischer Erkrankung scheint bei Delta reduziert zu sein. Ein neuer Bericht des CDC zeigt auf, dass Delta vollständig geimpfte Menschen mit relevanter Häufigkeit infizieren kann[13]. Studien welche die Wirksamkeit von mRNA Impfstoffen gegen eine Infektion quantifizieren sind am Laufen. Die Wirksamkeit gegen Infektion des Impfstoffs von Pfizer/BioNtech ist laut Daten aus Israel bei 39% [9-59%] [14]; und laut Daten aus Schottland bei 79% [75-82%] [15]. Die Daten aus Israel deuten zudem darauf hin, dass die Wirksamkeit von Impfungen gegen symptomatische Infektionen bei 40.5% [8.7-61.2%] [16] liegen. Daten aus England deuten auf 79% [78-80%] [17] (siehe auch [18], [19]; Pfizer/BioNtech) und Daten aus Kanada auf 85% [78-89%] [20] (Pfizer/BioNtech und Moderna). Bisher ist unklar, warum die Wirksamkeit in Israel tiefer zu sein scheint als in anderen Ländern: Nachlassende Impfwirkung bei früh geimpften Personen in Israel, unterschiedliche Impfstoffe (in Kanada neben Pfizer/BioNtech auch Moderna) oder das prolongierte Zeitintervall zwischen den beiden Impfungen (insbesondere in UK) könnte eine Rolle spielen. Wichtig ist jedoch, dass eine Wirksamkeit von 40% gegen Infektion immer noch bedeutet dass 4 in 10 Infektionen verhindert werden können und damit auch die Übertragungsdynamik nach wie vor verlangsamt wird durch Impfung.

Der Impfschutz gegen schwere Erkrankung ist nach wie vor hoch. Die Wirksamkeit liegt bei ungefähr 96% [91-98%] basierend auf Daten aus Grossbritannien[21],[22] und 88% [78.9-93.2%] basierend auf Daten aus Israel [23]. Das bedeutet, dass etwa 9 von 10 Hospitalisationen verhindert werden können durch Impfung.

2. Fortschreiten der Impfkampagne

2.1. Situation in der Schweiz

Die Zahl der in der Schweiz pro Woche verabreichten Impfdosen hat seit Anfang Juni um über 70% abgenommen. In Kalenderwoche (KW) 23 hatten 4.06% der Schweizer Bevölkerung eine Erstdosis einer mRNA-Impfung erhalten. Seitdem hat die Geschwindigkeit der Impfkampagne insbesondere hinsichtlich der Erstimpfungen nachgelassen; in KW 29 wurde nur noch 0.78% der Gesamtbevölkerung erstmals geimpft[24]. Falls die Impfgeschwindigkeit nicht wieder erhöht werden kann, werden erst Ende September 60% der Gesamtpopulation eine erste Impfung erhalten haben. Für einen vollen Impfschutz dauert es jedoch noch sechs Wochen länger (siehe auch Abschnitt 1.2.).

2.2. Vergleich mit anderen Ländern

Sowohl die Impfgeschwindigkeit wie auch die Impfabdeckung in der Schweiz sind tiefer als in anderen Ländern in West- und Südwesteuropa. Anfang Juni war die Impfgeschwindigkeit (gemessen als Anzahl Impfdosen, die pro Tag verabreicht werden) in der Schweiz grösser als in anderen Ländern in West- und Südwesteuropa (Abbildung 1, oben). Seither ging die Impfgeschwindigkeit in der Schweiz zurück und ist im Moment, Anfang August 2021, tiefer als in diesen Ländern (mit Ausnahme von Grossbritannien, wo die Impfabdeckung schon sehr hoch ist). Der Anteil der Menschen, die mindestens einmal geimpft sind, ist in der Schweiz auch tiefer als in anderen Ländern West- und Südwesteuropas (Abbildung 1, unten).

Abbildung 1. Oben: Anzahl Impfdosen, die pro Tag verabreicht werden, für ausgewählte Länder in West- und Südwesteuropa, pro 100 Menschen; gleitender Mittelwert über 7 Tage. Unten: Anteil der Menschen in diesen Ländern, die mindestens einmal geimpft sind. Die Kurve für die Schweiz ist in grün und mit einer höheren Strichstärke markiert.  Quelle: ourworldindata, modifiziert unter einer Creative commons-Lizenz.

Diese Unterschiede in den Impfkampagnen können zu grossen Unterschieden im Anteil der Nicht-Immunen führen. Entscheidend für die potentielle Krankheitslast in der Bevölkerung und die mögliche Belastung des Gesundheitswesens ist die Zahl der Menschen in den verschiedenen Altersklassen (insbesondere bei den über 50-Jährigen), die keine Immunität gegen SARS-CoV-2 haben. In Grossbritannien und Spanien beträgt der Prozentsatz der über 70-Jährigen, die nicht doppelt geimpft sind, nur etwa 2% [25] bzw. 3% [26]. In der Schweiz beträgt der Prozentsatz etwa 17% [27] und ist damit rund sechs mal höher. Bei den Menschen über 50 Jahren  – die Altersklasse, die für die Hospitalisationen besonders relevant ist – sind in Grossbritannien weniger als 5% nicht doppelt geimpft [28]; in der Schweiz sind es etwa sechsmal mehr. Auch eine vergangene Infektion mit SARS-CoV-2 verleiht ein relevantes Mass an Immunität. Wegen der hohen bisherigen Zirkulation von SARS-CoV-2 in Spanien und Grossbritannien ist der Beitrag von Immunität nach Infektion in diesen Ländern tendenziell höher als in der Schweiz. Aus diesen Überlegungen geht hervor, dass die potentielle Krankheitslast bei den Menschen ab 50 Jahren – die maximale Anzahl Menschen, die hospitalisiert werden können oder sterben, wenn die meisten Nicht-Geimpften infiziert würden – in der Schweiz rund sechsmal grösser ist als zum Beispiel in England oder Spanien.

2.2. Impfkampagnen in anderen Ländern und Strategien zur Erhöhung der Impfabdeckung

Bei anderen Infektionskrankheiten ist in der Schweiz die Impfabdeckung hoch im europäischen Vergleich[29]. Das legt nahe, dass die aktuelle Differenz in der COVID-19- Impfgeschwindigkeit und -Impfabdeckung zwischen der Schweiz und anderen westeuropäischen Ländern (Abb. 1)  nicht einem grundsätzlichen kulturellen oder organisatorischen Unterschied zwischen der Schweiz und anderen  Ländern entspringt, sondern durch verstärkte Anstrengungen verkleinert werden kann.

Im Drei-Phasen-Modell des Bundesrats erfolgt der Übergang in Phase 3 zum Zeitpunkt, wenn alle impfwilligen erwachsenen Personen vollständig geimpft sind[30]. Wie kann beurteilt werden, ob alle impfwilligen erwachsenen Personen vollständig geimpft sind? Eine wirksame Strategie, die in anderen Ländern angewandt wird, besteht darin, alle Personen direkt zu kontaktieren und ihnen einen Impftermin anzubieten. In Grossbritannien und Spanien, die beide eine sehr hohe COVID-19-Durchimpfungsrate bei Menschen über 50 Jahre erreicht haben, werden Menschen ab einem bestimmten Alter direkt und persönlich von den örtlichen Gesundheitsfachkräften kontaktiert, um die Impfung zu besprechen oder es wird ihnen von der nationalen Gesundheitsbehörde eine Einladung zur Impfung zugestellt ([31]; für Medienberichte zu solchen Kampagnen siehe [32],[33],[34]; für ein Beispiel für Informationsunterlagen für freiwillige Mitarbeitende bei solchen Kampagnen siehe[35]).

 

Konkret und auf die Schweiz übertragen würde diese Strategie bedeuten, dass ungeimpfte Personen kontaktiert und direkt angefragt werden, ob sie geimpft werden möchten, sich noch nicht sicher sind oder ob sie definitiv nicht geimpft werden möchten. Wer sich impfen lassen will, würde dabei unterstützt werden, einen Termin im nächstgelegenen Impfzentrum, beim Hausarzt, in einer Apotheke oder einer mobilen Einrichtung zu bekommen. Bei Bedarf würden Menschen dabei unterstützt werden, zum Impfzentrum zu gelangen, oder die Impfung würde bei Ihnen zu Hause oder an einem gut erreichbaren Ort verabreicht werden. Bei Fragen sollten sich die kontaktierten Menschen sofort an eine medizinische Fachkraft ihres Vertrauens wenden können.

 

Um die Bedeutung der Impfung für die Individuen und Gesellschaft klar darzulegen, können in der Kommunikation eine Reihe von zentralen Fakten hervorgehoben werden:

– dass die beiden in der Schweiz angebotenen Impfstoffe einen ausgezeichneten Schutz vor schweren Erkrankungen und Todesfällen bieten;

– dass sich die meisten Krankheitsfälle und Krankenhausaufenthalte mit COVID-19  in der Schweiz und im Ausland bei Ungeimpften ereignen;

– dass Ungeimpfte ein höheres Risiko haben, sich mit SARS-CoV-2  anzustecken und das Virus auf andere zu übertragen;

– dass für jede Person, die schwer oder lange an Covid erkrankt, Gesundheit, Wohlbefinden, Arbeitsplatz und die Wirtschaft leiden;

– dass eine Impfung die wirksamste Massnahme ist, sich selbst, andere, das Gesundheitspersonal, die Arbeitsplätze, die Wirtschaft und das allgemeine Wohlergehen zu schützen;

– dass es zwar zu Durchbruchsinfektionen kommen kann, dass diese jedoch nur einen geringen Prozentsatz der neuen Fälle ausmachen und in den allermeisten Fällen einen milden Verlauf haben, und dass die allermeisten Geimpften somit im Gegensatz zu den Ungeimpften vor schwerer Krankheit und Tod geschützt sind.

Zentral für das Erreichen eine hohen Impfabdeckung ist es, dass die Impfung möglichst einfach und mit geringen Aufwand zugänglich ist[36]. Der Zugang wird erleichtert, wenn Impfungen an einfach zu erreichenden Lokalitäten angeboten werden, Termine sofort und vor Ort verfügbar sind und Impfstationen flexible Öffnungszeiten haben, auch abends und am Wochenende.

Als weitere Massnahme zur Erhöhung der Impfabdeckung werden in verschiedenen Ländern direkte Anreize und Belohnungen eingesetzt. Eine erste Form von Anreiz ist ein erleichterter Zugang für Geimpfte zu gesellschaftlichen Veranstaltungen, zu on-site Arbeitsplätzen (im Gegensatz zu Homeoffice) oder zu Bildungseinrichtungen. Weitere denkbare Anreize sind Geschenkgutscheine, Gratiseintritte oder ermässigte Gebühren für Veranstaltungen, öffentlichen Verkehr oder Lebensmittel. Mehrere Länder setzen auch direkte finanzielle Anreize ein, entweder an alle Personen, die sich impfen lassen, oder für die Gewinner einer Lotterie unter Geimpften[37]. Die Wirksamkeit von solchen direkten Anreizen lässt sich bislang noch nicht abschliessend beurteilen. Eine noch nicht wissenschaftlich publizierte Studie aus den USA zeigt auf, dass direkte finanzielle Anreize unter bestimmten Bedingungen die Impfabdeckung erhöhen können[38]. Wichtig ist, dass Anreize für diejenigen, die sich nicht impfen lassen können, nicht diskriminierend sind. Weitere Herausforderungen beständen darin, sicherzustellen, dass materielle Impf-Anreize weder die intrinsische Impf-Motivation noch das Vertrauen der Menschen in die Sicherheit der Impfung untergraben.

Grundsätzlich müssen für eine wirkungsvolle Impfkampagne verschiedene Massnahmen kombiniert werden[39],[40]. Die Betrachtung der Situation in anderen Ländern legt nahe, dass zusätzlich zu einer intensiven und gerichteten Informationskampagne und der Sicherstellung des einfachen Zugangs zur Impfung besonders auch ein direktes Ansprechen der noch nicht geimpften Menschen wirkungsvoll ist, wie das zum Beispiel in Grossbritannien und Spanien getan wird. Zudem können direkte Anreize wirkungsvoll sein; das in der Schweiz im Rahmen von Schutzkonzepten eingesetzte COVID-Zertifikat bietet schon einen gewissen Anreiz. Zusätzliche Anreize können die Impfabdeckung weiter erhöhen. In Frankreich hat Präsident Macrons Ankündigung, dass die Gültigkeit des COVID-Zertifikats auf weitere Bereiche des gesellschaftlichen Lebens ausgeweitet wird, zu einer starken Zunahme der Impfbereitschaft und der verabreichten Erstdosen geführt[41]. Eine Ankündigung von Regeln, die nur für nicht Immune gelten, kann die Impfgeschwindigkeit erhöhen. Allerdings besteht dabei das Risiko zusätzlicher gesellschaftlicher Verwerfungen inklusive der Zunahme von Protesten.

 

3. Indikatoren für mögliche kurzfristige Entwicklungen im Gesundheitswesen

Eine wichtige Frage ist, ob zukünftige epidemiologische Entwicklungen in der Schweiz wieder zu einer grossen Belastung des Gesundheitssystems führen könnten. In der Schweiz ist die Anzahl der noch nicht immunen Menschen im Moment, Anfang August 2021, in jeder der vier Altersklassen 0-19, 20-49, 50-69 sowie 70 und älter ungefähr gleich gross oder grösser als die Anzahl Menschen, die sich seit Beginn der Pandemie mit SARS-CoV-2 infiziert haben (eine detaillierte Analyse dazu ist im wissenschaftlichen Update vom 20. Juli 2021 in Tabelle 1 dargestellt; die Zahl der geimpften und genesenen Menschen hat in der Zwischenzeit zwar etwas zugenommen, aber wegen der kurzen Zeitdauer hat sich die Situation nicht grundlegend verändert). Das bedeutet, dass im ungünstigsten Fall – wenn die grosse Mehrheit dieser Menschen ohne Immunität infiziert würde anstatt sich impfen zu lassen – die gesamte Krankheitslast durch COVID-19 in der Schweiz nochmals so gross oder grösser werden könnte als kumuliert im gesamten bisherigen Pandemieverlauf.

Wenn ein grosser Teil der momentan nicht-immunen Menschen innerhalb weniger Monate infiziert würde, könnte die Belastung des Gesundheitswesens wieder gross werden. Wenn sich mehr als 50% der momentan Nicht-Immunen in weniger als drei Monaten anstecken würden, dann wäre mit einer grösseren Belastung des Gesundheitswesens zu rechnen als letzten Herbst[42]. In den vergangenen Tagen ist die Zahl der Hospitalisierungen angewachsen (Abb. 2). Dies wurde erwartet, nachdem die Fallzahlen seit Ende Juni am Wachsen waren. Es wird wichtig sein, frühzeitig zu erkennen, ob eine Überlastung des Gesundheitssystems droht und entsprechend zu reagieren ist.

Eine wichtige Frage ist deshalb, welche Indikatoren herbeigezogen werden können, um eine potenzielle grosse Belastung des Gesundheitswesens frühzeitig erkennen zu können. Ein frühzeitiges Erkennen eines möglichen Engpasses im Gesundheitswesens erlaubt es, rechtzeitig handeln zu können und so die Gesellschaft und Wirtschaft möglichst wenig einzuschränken. In diesem Abschnitt legen wir dar, wie kurzfristige Entwicklungen im Gesundheitssystem am besten abgeschätzt werden können.

 

Abbildung 2: Neue tägliche Hospitalisierungen (7-Tage Mittel) stratifiziert nach Alter ([43] – Time Series). Momentan bewegen sich die Zahlen auf sehr niedrigem Niveau (rund 10 neue Eintritte pro Tag), doch seit Anfang Juli sind die Eintritte gestiegen (in 2 Wochen von rund 2 auf rund 10 pro Tag).

Zur Beurteilung der Lage und der Abschätzung des Risikos einer Überlastung des Gesundheitssystems genügt es nicht, nur einen Indikator herbeizuziehen. Vielmehr ist wichtig, wie hoch die momentane Belastung ist, und mit welcher Geschwindigkeit die Epidemie und daher die Spitalauslastung wächst. Für die Belastung der Spitäler ist neben der Zahl der neuen Spitaleinweisungen insbesondere die Intensivbettenbelegung von höchster Bedeutung. Auf den Intensivstationen werden als erstes Kapazitätsengpässe erwartet.

Zur Einschätzung der epidemiologischen Dynamik liefern die Fallzahlen und deren Zunahme weiterhin wichtige Informationen, weil sie die tatsächliche Dynamik an frühesten anzeigen. Steigende Fallzahlen sind ein frühes Signal für einen späteren Anstieg der Hospitalisierungen und der Einweisungen in die Intensivstationen. Die Fallzahlen sind seit Ende Juni 2021 gestiegen und die Hospitalisierungen steigen wieder seit Anfang Juli. Die analoge Dynamik wurde zeitlich früher in Grossbritannien beobachtet.

Impfungen reduzieren die Zahl der schweren Verläufe. Nachdem in der Schweiz zuerst die Personen mit einem hohen Risiko für schwere Verläufe geimpft wurden, ist das Risiko, dass ein bestätigter Fall hospitalisiert werden muss, gesunken. Das durchschnittliche Risiko, dass eine  bestätigt infizierte Person in der Schweiz hospitalisiert werden muss, ist von knapp 5% Anfang Januar 2021 auf momentan rund 1,5% gesunken (Abb. 3). Ein vergleichbarer Trend wird auch in anderen europäischen Ländern festgestellt (Abb. 4). Das Risiko einer Hospitalisierung sinkt, wenn aufgrund der Impfung weniger der vulnerablen Personen schwer erkranken und sich die Infektionen generell in die jüngere Population verschieben wie dies zum Beispiel im Sommer 2020 geschehen ist.

 

Abbildung 3: Risiko, dass ein bestätigter Fall ins Spital eingeliefert wird ([44] – Time Series). Dieses Risiko ist von knapp 5% Anfang 2021 auf momentan 1,5% gesunken. Das Risiko sinkt mit zunehmender Durchimpfung der besonders gefährdeten Personen. Weiter sinkt das Risiko wenn der Altersdurchschnitt der infizierten Personen sinkt und anteilig mehr junge Personen angesteckt werden. Durch die Varianten Alpha und Delta ist das Risiko jedoch nicht so schnell gesunken wie es mit den in 2020 dominanten Varianten der Fall gewesen wäre. Grund ist, dass das Risiko einer Hospitalisierung und einer Behandlungsnotwendigkeit auf einer Intensivstation bei Infektion mit den in 2021 dominant gewordenen Varianten Alpha und Delta um ungefähr 50% respektive 100% erhöht ist im Vergleich zu einer Infektion mit den in 2020 zirkulierenden Viren (siehe Abschnitt 1.2 und [45]).

Abbildung 4: Anteil der bestätigten Fälle, welche hospitalisiert werden müssen. Hier ist wichtig festzustellen, dass ein Vergleich der absoluten Zahlen zwischen Ländern schwierig ist da z.B. aufgrund unterschiedlicher Teststrategie der Anteil aller Infektionen, die erkannt und durch einen Test bestätigt werden, abweichen kann.

Die erwartete Zahl neuer Hospitalisationen kann abgeschätzt werden anhand des Prozentsatzes der bestätigten Fälle, welche hospitalisiert werden müssen und der Zahl bestätigter Fälle (Zahl neuer Hospitalisierungen = Risiko Hospitalisierung x Fallzahlen).

Nach einer Intervention zur Transmissionsreduktion werden die Fallzahlen und die Spitalauslastung nicht unmittelbar sinken. Grund ist, dass selbst wenn durch die Intervention der R-Wert unmittelbar unter 1 gedrückt würde, die bereits Infizierten erst in den kommenden Tagen und Wochen bestätigt, hospitalisiert oder auf die Intensivstation verlegt werden. Wenn bei steigender Epidemie eine Massnahme zur Transmissionsreduktion getroffen wird, werden die Fallzahlen und neuen Hospitalisierungen (je gleitendes 7-Tage Mittel) noch rund 2-3 Wochen weiter ansteigen. Die Intensivbettenbelegung wird noch mind. 3,5 Wochen ansteigen.

Im Folgenden zeigen wir das zukünftige Maximum an erwarteten Fallzahlen (Abb. 5) und neuen Hospitalisierungen (Abb. 6) in Abhängigkeit von einer hypothetischen momentanen Anzahl (x-Achse) und einer hypothetischen momentanen Wachstumsrate (y-Achse). Der weisse Bereich bei den Hospitalisierungen deutet auf eine extreme Belastung des Gesundheitswesens hin (die gleiche Anzahl wurde Anfang Januar 2021 erreicht). Generell deutet der Übergang von blau zu gelb auf eine zunehmende Belastung hin. In Abb. 7 zeigen wir die berechnete Intensivbettenbelegung 3,5 Wochen nach Verschärfung der Massnahmen. Danach sinkt die Belegung nur, wenn die Massnahmen so stark waren, dass weniger Personen auf die Intensivstation eingewiesen werden als Personen sie verlassen. Der weisse Bereich bei der Intensivbetten-Belegung deutet auf eine extreme Belastung hin (die gleiche Anzahl wurde Anfang Januar 2021 erreicht).

Abbildung 5: Maximum an Fallzahlen wenn Massnahmen sofort / in 5 Tagen / in 10 Tagen eingeführt werden. Das Maximum wird in 14 Tagen erreicht. Das Maximum hängt ab von den aktuellen Fallzahlen (x-Achse) und der aktuellen Wachstumsrate (y-Achse). Annahme ist, dass die Epidemie in den letzten Wochen mit der gleichen Zunahme gewachsen ist. Weiter wird angenommen, dass die Massnahmen bewirken, dass die Reproduktionszahl sofort auf <1 gedrückt wird.

Abbildung 6: Maximum an neuen Hospitalisierungen, wenn Massnahmen sofort / in 5 Tagen / in 10 Tagen eingeführt werden. Das Maximum wird in 16 (Abb. oben) – 19 (Abb. unten) Tagen erreicht. In der oberen Reihe wird das berechnete Maximum basierend auf den aktuellen Fallzahlen (x-Achse) und der Annahme, dass das Risiko von Hospitalisierung eines bestätigten Falls rund 1,5% ist (Abb. 3), gezeigt. In der unteren Reihe wird das berechnete Maximum basierend auf den aktuellen neuen Spitaleinweisungen (x-Achse) gezeigt. Annahme ist, dass die Epidemie in den letzten Wochen mit der gleichen Zunahme gewachsen ist. Weiter wird angenommen, dass die Massnahmen bewirken dass die Reproduktionszahl sofort auf <1 gedrückt wird.

Abbildung 7: Intensivbettenbelegung 24 Tage nach Massnahmenverschärfung. In den verschiedenen Abbildungen werden Massnahmen sofort / in 5 Tagen / in 10 Tagen eingeführt. Das Maximum wird je nach Stärke der Massnahmen 24 Tage oder später ab Massnahmenverschärfung erreicht. Falls die Massnahmen nicht stark genug sind um zu bewirken dass nach 3,5 Wochen die Zahl der Neueinweisungen kleiner ist als die Zahl der Entlassungen wird die Belegung weiter steigen. Im Herbst ist nach Massnahmenverschärfungen im Oktober die Intensivbettenbelegung bis 19.11.2020 gestiegen. Wir nehmen an, dass die momentane beobachtete Dynamik an neuen Einweisungen seit Wochen konstant ist.

Abbildungen 5-7 zeigen, dass eine Kombination der momentanen Fallzahlen/Hospitalisierugen/Intensivbettenbelegung mit dem wöchentlichen Wachstum der jeweiligen Parameter erforderlich ist, um einzuschätzen, ob eine baldige Überlastung eine reelle Gefahr ist.

Statt dem prozentualen Wachstum kann die Reproduktionszahl herangezogen werden; Vorteil ist, dass der R-Wert die Dynamik mit etwas weniger Zeitverzögerung als das prozentuale Wachstum abbildet; Nachteil ist, dass der R-Wert aufgrund der Aktualität teils schwankt.

Die Berechnungen und Abbildungen gehen davon aus dass die momentan beobachtete Dynamik – welche die Dynamik vor rund 2-3 Wochen widerspiegelt – sich bis heute fortgesetzt hat. Die Wahrscheinlichkeit einer Hospitalisierung eines bestätigten Falles wird mit 1,5% angenommen; dies reflektiert den Zustand in der Schweiz im Juli 2021 als Delta schon dominant war, und die Impfabdeckung Ende Juli 2021.

Nach Ferienende und dem Start des Herbsts könnten die Zahlen wieder stark steigen, wie dies auch im Herbst 2020 geschehen ist. Daher können die obigen Berechnungen für den Herbststart zu optimistisch sein. Wenn die Menschen weniger Kontakte eingehen und die bestehenden Massnahmen konsequenter umsetzen, wird sich die Situation entspannen im Vergleich zur Berechnung  anhand der momentanen Dynamik. Auch eine schnellere Durchimpfung entspannt die Situation, indem die Zahl der Nicht-Immunen reduziert wird, was einerseits die Übertragungsdynamik abbremst und anderseits die Zahl der schweren Verläufe reduziert. Falls sich die Altersverteilung in den Fällen ändert, ändern sich auch die Szenarien: Bei Verschiebung zu den Jüngeren entspannt sich die Situation in den Spitälern, bei Verschiebung zu den Älteren verschärft sich die Situation.

Appendix - Berechnung Abbildung 5-7.

Die Zahl der bestätigten Fälle, neuen Hospitalisierungen und neuen Intensiv-Einweisungen steigen pro Woche um einen fixen Prozentsatz g. Dies bedeutet dass diese Variablen exponentiell steigen.

Für die Intensivstation ist die Gesamtbelegung von Bedeutung. Die Zahl der täglich neuen Einweisungen auf die Intensivstation ist an Tag t,

Daraus kann die Gesamtbelegung über die Zeit berechnet werden. Wir nehmen an, dass eine Person im Schnitt d Tage auf der Intensivstation bleibt. Die Belegung auf der Intensivstation ist damit:

 

wobei P(0) eine Konstante ist, welche nicht von t abhängt.

Hinweise:

[1] https://sciencetaskforce.ch/reproduktionszahl/ und https://ibz-shiny.ethz.ch/covid-19-re-international/

[2] https://sciencetaskforce.ch/reproduktionszahl/ und https://ibz-shiny.ethz.ch/covid-19-re-international/

[3] https://ibz-shiny.ethz.ch/covidDashboard/trends

[4] https://ibz-shiny.ethz.ch/covidDashboard/

[5] https://icumonitoring.ch

[6] https://www.covid19.admin.ch

[7] https://cov-spectrum.ethz.ch/

[8] https://cov-spectrum.ethz.ch/

[9] https://cov-spectrum.ethz.ch/

[10] https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/993358/s1288_Warwick_RoadMap_Step_4.pdf

[11] https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(21)01358-1/fulltext

[12] https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.07.05.21260050v2

[13] https://www.cdc.gov/mmwr/volumes/70/wr/mm7031e2.htm?s_cid=mm7031e2_w

[14] https://www.gov.il/BlobFolder/reports/vaccine-efficacy-safety-follow-up-committee/he/files_publications_corona_two-dose-vaccination-data.pdf

[15] https://www.thelancet.com/journals/lancet/article/PIIS0140-6736(21)01358-1/fulltext

[16] https://www.gov.il/BlobFolder/reports/vaccine-efficacy-safety-follow-up-committee/he/files_publications_corona_two-dose-vaccination-data.pdf

[17] https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/1007376/Vaccine_surveillance_report_-_week_30.pdf

[18] https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa2108891

[19] https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2021.05.22.21257658v1

[20] https://www.alberta.ca/stats/covid-19-alberta-statistics.htm#vaccine-outcomes

[21] https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/1007376/Vaccine_surveillance_report_-_week_30.pdf

[22] https://khub.net/web/phe-national/public-library/-/document_library/v2WsRK3ZlEig/view_file/479607329?_com_liferay_document_library_web_portlet_DLPortlet_INSTANCE_v2WsRK3ZlEig_redirect=https%3A%2F%2Fkhub.net%3A443%2Fweb%2Fphe-national%2Fpublic-library%2F-%2Fdocument_library%2Fv2WsRK3ZlEig%2Fview%2F479607266

[23] https://www.gov.il/BlobFolder/reports/vaccine-efficacy-safety-follow-up-committee/he/files_publications_corona_two-dose-vaccination-data.pdf

[24] covid19.admin.ch

[25] https://www.ons.gov.uk/peoplepopulationandcommunity/healthandsocialcare/conditionsanddiseases/bulletins/coronaviruscovid19infectionsurveyantibodyandvaccinationdatafortheuk/latest#percentage-of-adults-testing-positive-for-covid-19-antibodies-and-percentage-of-adults-vaccinated-against-covid-19-by-grouped-age-in-england-wales-northern-ireland-and-scotland

[26] https://www.mscbs.gob.es/profesionales/saludPublica/ccayes/alertasActual/nCov/documentos/Informe_GIV_comunicacion_20210630.pdf

[27] https://www.covid19.admin.ch/en/vaccination

[28] https://www.ons.gov.uk/peoplepopulationandcommunity/healthandsocialcare/conditionsanddiseases/bulletins/coronaviruscovid19infectionsurveyantibodyandvaccinationdatafortheuk/latest#percentage-of-adults-testing-positive-for-covid-19-antibodies-and-percentage-of-adults-vaccinated-against-covid-19-by-grouped-age-in-england-wales-northern-ireland-and-scotland

[29] https://sciencetaskforce.ch/en/scientific-update-of-20-july-2021/

[30] https://www.admin.ch/gov/de/start/dokumentation/medienmitteilungen.msg-id-83199.html

[31] https://www.nhs.uk/conditions/coronavirus-covid-19/coronavirus-vaccination/how-you-will-be-contacted/

[32] https://www.nytimes.com/2021/05/20/nyregion/vaccine-hesitancy-outreach.html

[33] https://www.kansascity.com/news/coronavirus/article252837233.html

[34] https://www.washingtonpost.com/politics/2021/07/06/joe-biden-live-updates/

[35] https://www.lakecountyil.gov/DocumentCenter/View/39074/CHA-Doorknocking-Info-and-Script

[36] ​​https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2414644721000051#!

[37] https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMp2107719

[38] https://www.nytimes.com/2021/05/04/upshot/vaccine-incentive-experiment.html

[39] https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/nejmms2033790

[40] https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/nejmms2033790

[41] https://ourworldindata.org/covid-vaccinations

[42] https://sciencetaskforce.ch/en/scientific-update-of-20-july-2021/

[43] https://ibz-shiny.ethz.ch/covidDashboard/

[44] https://ibz-shiny.ethz.ch/covidDashboard/

[45] https://sciencetaskforce.ch/en/scientific-update-of-20-july-2021/