Mutanten des Coronavirus: Wie gefährlich sind die Virus-Varianten?

Mutanten des Coronavirus und vor allem die britische Coronavirus-Variante B1.1.7 breiten sich derzeit rasant aus. In Deutschland gehen mittlerweile fast neun von zehn Neuinfektionen auf das Konto der britischen Mutante. Wir erklären, was Mutanten überhaupt sind und welche Rolle sie in der Pandemie spielen.

Das Coronavirus mutiert – und stellte dadurch ab Anfang 2021 die Situation in der Pandemie noch einmal auf den Kopf. Wegen der Virus-Varianten sind die Infektionszahlen an vielen Orten deutlich gestiegen – und zuletzt bereitet die neue Delta-Variante Sorgen.

Delta breitete sich zuerst in Indien, dann in Großbritannien rasant aus und ist noch deutlich ansteckender als die Alpha-Variante, die vorher zur vorherrschenden Version des Coronavirus geworden ist. Außerdem scheint die Delta-Variante oft auch erstgeimpfte Menschen zu betreffen – nur vollständigen Impfungen bieten offenbar einen relativ guten Schutz vor der neue Mutante.

Lesen Sie in diesem Artikel, was Virus-Mutanten überhaupt sind, welche Varianten von SARS-CoV-2 im Moment relevant sind und wie stark sie sich schon in Deutschland verbreitet haben.

Tipp: Eine Übersicht zu wichtigen Fragen zum Thema finden Sie in unserem Artikel über das Coronavirus und COVID-19.

Was sind Virus-Mutanten?

Als Mutanten bezeichnen Forschende Varianten eines Virus, die genetische Mutationen in sich tragen. Dass solche Mutationen vorkommen, ist nicht ungewöhnlich. Viren verändern sich mit der Zeit, um sich neuen Bedingungen anzupassen, der Immunabwehr ihres Wirtes zu entgehen oder sich effizienter verbreiten zu können.

Das klappt nicht immer: Manche Mutationen bringen einem Virus keinen Vorteil und verschwinden deswegen schnell wieder.

Erfolgreiche Mutationen, die sich auf Dauer durchsetzen, geben einer neuen Virus-Mutante einen Vorteil beim Überleben. Zum Beispiel könnte ein mutierter Erreger ansteckender sein und sich schneller verbreiten oder resistenter gegen Impfstoffe oder Medikamente werden. Diese Varianten werden dann von Gesundheitsbehörden als Variants of Concern (VOC) eingestuft, also als besorgniserregende Varianten.

Wussten Sie das? Die “Originalversion” eines Virus, die noch nicht durch Mutationen verändert wurde, wird auch als Wildtyp bezeichnet. Diesen Begriff benutzen wir auch, um den Wildtyp des Coronavirus von seinen Mutanten abzugrenzen.

Wie mutiert das Coronavirus?

Das Coronavirus mutiert unter anderem, indem es bestimmte Teile seines Erbgutes “löscht”, mit dem Ziel, Proteine an seiner Oberfläche abzubauen, die eine Angriffsfläche für Antikörper des Immunsystems bieten. Dadurch haben die Abwehrkräfte es schwerer, das Virus zu erkennen und zu bekämpfen ^[1].

Am häufigsten ist allerdings die sogenannte N501Y-Mutation, die bei vielen der derzeit verbreiteten Coronavirus-Varianten vorkommt. N501Y sorgte in Tier- und Laborstudien dafür, dass sich das Virus schneller in den Atemwegen von Hamstern und in Zellen der menschlichen Lunge verbreitete. Dazu gibt es starke Hinweise darauf, dass die Virus-Varianten, die diese Mutation tragen, auch tatsächlich ansteckender sind als der Wildtyp ^[2].

Haben Sie verdächtige Symptome oder wollen Sie überprüfen, ob Sie COVID-19 bereits hatten? Dann helfen Ihnen die Coronavirus-Tests von cerascreen. Sie finden unter unseren Tests professionelle PCR-Analysen und Antikörper-Tests. Die Speichel- oder Blutprobe entnehmen Sie sich jeweils zuhause – die Untersuchung der Probe findet dann in einem medizinischen Fachlabor statt.

Welche Coronavirus-Mutanten gibt es?

Das Robert-Koch-Institut warnt davor, dass die Mutanten, die mittlerweile für rund 90 Prozent aller Neuinfektionen in Deutschland verantwortlich sind, die COVID-19-Zahlen in den nächsten Wochen in die Höhe treiben werden ^[3].

Das sieht man im Fall von COVID-19 zum Beispiel an der Alpha-Variante (B.1.1.7), die früher auch britische Mutante genannt wurde. Diese Version des Virus ist ansteckender – und hat in Großbritannien das “originale” Virus schon fast komplett verdrängt. Alpha ist vermutlich auch der Grunddafür, dass es im Frühjahr 2021 in vielen Ländern zu einer dritten Corona-Welle kam.

Neben der Alpha-Variante gibt es noch zwei weitere relevante VOC: die Beta (B.1.351, früher südafrikanische Variante), Gamma (P1, früher brasilianische Variante) und Delta (B.1.617.2, früher indische Variante) ^[4], ^[5].

Wussten Sie schon? “Corona” ist spanisch für “Krone”. Die Familie der Coronaviren hat ihren Namen von den Zacken, die von ihrer Oberfläche ausgehen. Wegen dieser Zacken sehen die Viren unter dem Mikroskop aus wie Kronen.

Detektion: Wie lassen sich Coronavirus-Mutanten feststellen?

Die üblichen Diagnosemethoden (PCR-Tests und Antigen-Schnelltests) verraten, ob ein Abstrich oder eine Speichelprobe positiv oder negativ sind – und schlagen dabei aktuellen Studien zufolge wohl auch auf die gängigen Mutanten an.

Die Tests an sich verraten nur, dass SARS-CoV-2 festgestellt wurde und nicht, welche Variante des Virus sich in der Probe befindet. Labore können das aber ermitteln, nämlich durch eine Sequenzierung des Virus-Erbguts ^[6].

Diese Sequenzierung ist ein weiterer Arbeitsschritt im Labor, die im Anschluss an eine PCR-Analyse durchgeführt werden kann. Mittlerweile wird in Deutschland ein großer Teil der in PCR-Untersuchungen positiv getesteten Proben sequenziert, um die Verbreitung der Varianten nachverfolgen zu können ^[5].

Beispiel-Zahlen zu den Mutanten des Robert-Koch-Instituts: Zwischen dem 08. und 14. März führten die fünf großen Laborverbände in Deutschland circa 518.000 PCR-Tests auf SARS-CoV-2 durch. 38.500 der Tests waren positiv. Von diesen positiven Proben wurden knapp 31.000 auf besorgniserregende Varianten untersucht, rund 28.150 davon waren auswertbar. Bei 20.335 von ihnen wurde die Alpha-Variante festgestellt – also bei 72,2 Prozent. Die Beta-Variante machte nur 0,8 Prozent der positiven Proben aus ^[5].

Schützt die Immunität vor Coronavirus-Mutanten?

Coronavirus-Impfungen und durchlebte COVID-19-Erkrankungen führen dazu, dass Antikörper gegen SARS-CoV-2 gebildet werden. Die vorübergehende Immunität gegen COVID-19 , die dadurch entsteht, scheint auch vor den meisten der Mutanten zu schützen – allerdings etwas weniger effektiv. Außerdem arbeiten die Hersteller der Impfstoffe teilweise bereits daran, ihre Impfungen wirksamer gegen die Varianten zu machen ^[7], ^[8].

Zuletzt zeigte etwa eine vorveröffentliche Studie der Oxford-Universität, dass die Impfstoffe von AstraZeneca und BionTech besser gegen die Mutanten zu wirken scheinen, als lange befürchtet, vor allem gegen die brasilianische Variante P1. Trotzdem sind sie weniger effektiv als gegen die “originale” Form des Virus: Die neutralisierende Wirkung von Antikörpern war der Studie zufolge bei Alpha und Gamma um das dreifache reduziert, bei Beta bis zu neunfach ^[9].

Neue Daten aus Israel scheinen eine geringere Effektivität der Impfungen gegen die Beta-Variante zu bestätigen. Relativ viele mit dem BionTech-Imfpstoff geimpfte Personen steckten sich dort trotzdem mit der südafrikanischen Variante an. Die Mutante scheint also den Schutz der Impfung in einigen Fällen durchbrechen zu können ^[10].

Eine weitere neue Studie liefert einen kleinen Lichtblick: Die T-Zell-Immunität nach Erkrankung oder Impfung scheint gegen alle bislang bekannten Varianten zu wirken. T-Zellen sind so etwas wie Gedächtniszellen des Immunsystems und neben den Antikörpern ein weiteres Werkzeug des Körpers, um das Coronavirus zu erkennen ^[11].

Vermutlich gilt also: Impfungen bieten einen Schutz vor allen gängigen Coronavirus-Mutanten – ihre Effektivität könnte aber gegen bestimmte Virus-Varianten eingeschränkt sein, vor allem gegen die neueste besorgniserregende Variante Delta.

Gut zu wissen: Viele der Studien, die wir in diesem Artikel vorstellen, sind sogenannte Preprint-Studien, also Vorveröffentlichungen. Sie wurden noch nicht in einem Peer-Review-Verfahren von Kolleg*innen geprüft und offiziell in einer wissenschaftlichen Fachzeitschrift publiziert. Preprints zu zitieren ist ungewöhnlich – doch in der Corona-Pandemie werden sie häufig diskutiert, weil es für Politik und Öffentlichkeit wichtig ist, schnell die neuesten Erkenntnisse zum Coronavirus zu erhalten.

Alpha (B.1.1.7, früher britische Variante)

Die Mutante B.1.1.7 wurde zuerst im September 2020 im Südwesten Englands festgestellt und breitete sich in Großbritannien rasant aus. Deswegen wird sie auch als britische Variante bezeichnet. Seit Februar 2021 wächst der Anteil von B.1.1.7 auch in Deutschland exponentiell. Laut RKI (Stand 31. März) macht die britische Variante in Kalenderwoche 12 bereits 88 Prozent der sequenzierten Corona-Neuinfektionen in Deutschland aus – in Kalenderwoche 8 waren es noch 46 Prozent, in Kalenderwoche 4 nur sechs Prozent ^[3].

B.1.1.7 zeichnet sich durch acht Veränderungen am Spike-Protein auf der Oberfläche des Virus aus. Diese Mutationen helfen B.1.1.7 vermutlich dabei, leichter in die Zellen des menschlichen Körpers einzudringen. Eine von ihnen ist die oben erwähnte N501Y-Mutation.

Wie gefährlich ist die Mutante B.1.1.7?

Eine Frage, die die Forschung umtreibt: Ist B.1.1.7 nicht nur ansteckender, sondern auch tödlicher? Noch lässt sich diese Frage nicht abschließend beantworten, denn bisherige Forschungsergebnisse sind widersprüchlich.

Nach einigen Berichten und Studien ist die Todesrate durch die neue Variante höher als durch das Wildvirus. Vor kurzem erschien eine Vorveröffentlichung einer Studie, die Daten von mehr als 180.000 COVID-19-Erkrankten in England analysierte und die diese Annahme zu belegen scheint: Den Forschenden zufolge erhöhe die Variante das Sterberisiko, unabhängig von Alter, Geschlecht und Vorerkrankungen ^[12].

Doch zwei noch neuere britische Studien widersprechen dieser Erkenntnis. Beide erschienen am 12. April 2021 und sagen: B.1.1.7 sei zwar deutlich ansteckender, habe aber nicht zu schwereren Verläufen und mehr Langzeitfolgen geführt ^[13], ^[14].

Beta (B.1.351, früher südafrikanische Variante)

Im Dezember 2020 wurde die Coronavirus-Variante B.1.351 erstmals in Südafrika festgestellt. In Deutschland ist sie mittlerweile nach B.1.1.7 die zweithäufigste Mutante – doch sie ist nicht ansatzweise so weit verbreitet. B.1.351 machte in den aktuellsten Untersuchungen des Robert-Koch-Instituts 0,8 Prozent der positiv getesteten Proben aus. Der Anteil der südafrikanischen Variante ist in den letzten Wochen relativ konstant geblieben, sie scheint sich derzeit nicht stark auszubreiten ^[3].

Einige der Mutationen der Variante B.1.351 könnten dazu führen, dass gegen COVID-19 gebildete Antikörper weniger wirksam sind. Das würde das Risiko erhöhen, sich nach einer COVID-19-Erkrankung oder Impfung dennoch anzustecken. Doch das Robert-Koch-Institut weist darauf hin, dass das noch nicht bedeutet, dass die Mutante resistent gegen Impfungen ist. Denn die Immunantwort, die die Impfung mit sich bringt, bestehe aus mehreren Komponenten ^[15].

Gamma (P1, früher brasilianische Variante)

Wie die anderen besorgniserregenden Varianten bringt auch P1 Veränderungen an seinem Spike-Protein mit, die diese Mutante ansteckender machen.

Die Variante hat einige zusätzliche Mutationen, die beeinflussen, inwiefern Antikörper das Virus erkennen. Das könnte schlimmstenfalls bedeuten, dass eine bestehende Immunität gegen andere Varianten von SARS-CoV-2 nicht effektiv vor P1 schützt. So wurde im brasilianischen Manaus festgestellt, dass sich einige Menschen, die COVID-19 bereits hatten, dennoch mit der P1-Variante erneut ansteckten ^[16].

Zuletzt zeigten Studien allerdings, dass die bislang zugelassenen Impfungen besser gegen die brasilianische Variante wirken als gedacht ^[9].

Im März 2021 wurden auch vereinzelte Fälle der brasilianischen Variante in Deutschland registriert, unter anderem in Hamburg. P1 machte allerdings in den letzten Wochen nur 0,1 Prozent der Neuinfektionen aus ^[3], ^[17].

Delta (früher B.1.617.2, früher indische Variante)

Die Delta-Variante wurde in Indien zum ersten Mal entdeckt. Sie verbreitete sich in Großbritannien sehr schnell, ähnlich wie im Winter die Alpha-Variante. Auch in Deutschland steigt der Anteil des Delta-Virus an den gemeldeten Infektionen rasant. Expert*innen gehen davon aus, dass sie spätestens im Herbst auch hierzulande die vorherrschende Virusvariante sein wird.

Delta ist offenbar noch einmal ansteckender als die Alpha-Variante und führt vermutlich auch häufiger zu schweren Verläufen, Krankenhausaufenthalten und Todesfällen.

Alle zugelassenen Impfstoffe hatten gegen die Delta-Variante eine leicht reduzierte Effektivität, wenn der vollständige Impfschutz vorlag. Nach nur einer Impfdosis war der Schutz sogar deutlich geringer als der gegen die Alpha-Variante, die bislang noch in Deutschland dominant ist.

Quellen

^[1] K. R. McCarthy u. a., „Recurrent deletions in the SARS-CoV-2 spike glycoprotein drive antibody escape“, Science, Bd. 371, Nr. 6534, S. 1139–1142, März 2021, doi: 10.1126/science.abf6950.

^[2] Y. Liu u. a., „The N501Y spike substitution enhances SARS-CoV-2 transmission“, bioRxiv, S. 2021.03.08.434499, März 2021, doi: 10.1101/2021.03.08.434499.

^[3] Robert Koch-Institut, „Bericht zu Virusvarianten von SARS-CoV-2 in Deutschland, insbesondere zur Variant of Concern (VOC) B.1.1.7, Stand 31. März 2021“, März 2021. Zugegriffen: Apr. 07, 2021. ^[Online]. Verfügbar unter: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/DESH/Bericht_VOC_2021-03-31.pdf?__blob=publicationFile.

^[4] CDC, „COVID-19 and Your Health“, Centers for Disease Control and Prevention, Feb. 11, 2020. https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/transmission/variant.html (zugegriffen März 26, 2021).

^[5] Robert-Koch-Institut, „Bericht zu Virusvarianten von SARS-CoV-2 in Deutschland, insbesondere zur Variant of Concern (VOC) B.1.1.7, Stand 17. März 2021“, März 2021. Zugegriffen: März 26, 2021. ^[Online]. Verfügbar unter: https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/DESH/Bericht_VOC_2021-03-17.pdf?__blob=publicationFile.

^[6] F. Arena, S. Pollini, G. M. Rossolini, und M. Margaglione, „Summary of the Available Molecular Methods for Detection of SARS-CoV-2 during the Ongoing Pandemic“, Int. J. Mol. Sci., Bd. 22, Nr. 3, Jan. 2021, doi: 10.3390/ijms22031298.

^[7] „Moderna COVID-19 Vaccine Retains Neutralizing Activity Against Emerging Variants First Identified in the U.K. and the Republic of South Africa | Moderna, Inc.“ https://investors.modernatx.com/news-releases/news-release-details/moderna-covid-19-vaccine-retains-neutralizing-activity-against/ (zugegriffen März 26, 2021).

^[8] Y. Liu u. a., „Neutralizing Activity of BNT162b2-Elicited Serum“, N. Engl. J. Med., Feb. 2021, doi: 10.1056/NEJMc2102017.

^[9] W. Dejnirattisai u. a., „Antibody evasion by the Brazilian P.1 strain of SARS-CoV-2“, bioRxiv, S. 2021.03.12.435194, März 2021, doi: 10.1101/2021.03.12.435194.

^[10] T. Kustin u. a., „Evidence for increased breakthrough rates of SARS-CoV-2 variants of concern in BNT162b2 mRNA vaccinated individuals“, medRxiv, S. 2021.04.06.21254882, Apr. 2021, doi: 10.1101/2021.04.06.21254882.

^[11] A. Tarke u. a., „Negligible impact of SARS-CoV-2 variants on CD4+ and CD8+ T cell reactivity in COVID-19 exposed donors and vaccinees“, bioRxiv, S. 2021.02.27.433180, März 2021, doi: 10.1101/2021.02.27.433180.

^[12] D. J. Grint u. a., „Case fatality risk of the SARS-CoV-2 variant of concern B.1.1.7 in England“, medRxiv, S. 2021.03.04.21252528, März 2021, doi: 10.1101/2021.03.04.21252528.

^[13] D. Frampton u. a., „Genomic characteristics and clinical effect of the emergent SARS-CoV-2 B.1.1.7 lineage in London, UK: a whole-genome sequencing and hospital-based cohort study“, Lancet Infect. Dis., Bd. 0, Nr. 0, Apr. 2021, doi: 10.1016/S1473-3099(21)00170-5.

^[14] M. S. Graham u. a., „Changes in symptomatology, reinfection, and transmissibility associated with the SARS-CoV-2 variant B.1.1.7: an ecological study“, Lancet Public Health, Bd. 0, Nr. 0, Apr. 2021, doi: 10.1016/S2468-2667(21)00055-4.

^[15] Robert Koch-Institut, „RKI - Coronavirus SARS-CoV-2 - Epidemiologischer Steckbrief zu SARS-CoV-2 und COVID-19“. https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Steckbrief.html (zugegriffen Apr. 07, 2021).

^[16] N. R. Faria u. a., „Genomics and epidemiology of a novel SARS-CoV-2 lineage in Manaus, Brazil“, medRxiv, S. 2021.02.26.21252554, März 2021, doi: 10.1101/2021.02.26.21252554.

^[17] NDR, „Hamburg: 297 neue Corona-Fälle - auch brasilianische Mutante“. /nachrichten/hamburg/coronavirus/Hamburg-297-neue-Corona-Faelle-auch-brasilianische-Mutante-,coronazahlen938.html (zugegriffen März 26, 2021).