Sind Menschen in Regionen mit starker Luftverschmutzung besonders von Covid-19 gefährdet?

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Kurze Antwort:

Gesicherte Erkenntnisse gibt es dazu noch nicht. Aber mehrere wissenschaftliche Studien unterstützen die Hypothese, dass eine hohe Luftbelastung mit Feinstaub die Lunge empfindlicher für Atemwegserkrankungen wie Covid-19 macht.

Corona-Hotspots haben auch starke Luftverschmutzung

Luftschadstoffe, vor allem Feinstäube, sind für die Lunge eine große Belastung. Die WHO schätzt auf Basis der globalen Burden-of-Disease-Untersuchung, dass weltweit jedes Jahr 4,2 Millionen Menschen an den Folgen von verschmutzter Luft im Freien sterben. Grenzwerte sind dazu da, die Gefahr für die menschliche Gesundheit zu minimieren. Während der Corona-Pandemie ist nun vielen Menschen aufgefallen, dass die Hotspots der Krankheit – Wuhan, Norditalien und New York – zugleich auch Gebiete mit ausgeprägter Luftverschmutzung sind.

Deshalb tauchte die Vermutung auf, dass verschmutzte Luft Menschen empfänglicher für die Krankheit machen könnte, also direkt dazu beitragen würde, dass die Krankheit sich ausbreitet und die Folgen im Verlauf schwerer ausfallen als in Gebieten mit geringerer Luftverschmutzung.

Um einen solchen Zusammenhang zu belegen, bräuchte es umfassende umweltepidemiologische Studien, die Daten über einen längeren Zeitraum auswerten. Dabei müsste auch berücksichtigt werden, dass viele andere Faktoren das Infektionsrisiko beeinflussen. Solche Studien liegen noch nicht vor.

Daueraktivität des Immunsystems

Bisher gibt es nur eine begrenzte Zahl von wissenschaftlichen Untersuchungen, die sich diesem Thema widmen. Im März 2020 haben sich drei Umweltmediziner aus Siena und Roskilde im Fachblatt „Environmental Pollution“ mit der hohen Sterblichkeit von Corona-Infizierten in Norditalien befasst. Die besonders betroffenen Regionen Lombardei und Emilia-Romagna gehören zu den Gegenden mit der höchsten Luftverschmutzung in Europa.

Die Veröffentlichung enthält keine epidemiologischen Daten, sondern betrachtet ausschließlich die wissenschaftliche Literatur. Oft spiele beim tödlichen Ausgang einer Covid-19-Infektion eine überschießende Reaktion des Immunsystems eine wichtige Rolle. Das sei schon bei den Erkrankungen SARS und MERS so gewesen, die ebenfalls durch Corona-Viren ausgelöst wurden. Luftverschmutzung führe zu lang-andauernden Entzündungen im Körper und ebenfalls zu einer Hyper-Aktivierung des Immunsystems, wie Tierversuche und Beobachtungen an Menschen belegten, argumentieren die Autoren.

Die Betroffenen gehen also womöglich mit diesem Risikofaktor in eine kritische Phase der Erkrankung. „Das kann unserer Meinung nach zum Teil die höhere Ausbreitung und Letalität eines neuen, hoch-ansteckenden Virus wie SARS-CoV-2 in einer Bevölkerung erklären, die in Gegenden mit hoher Luftverschmutzung lebt“, schreiben die Autoren um Edoardo Conticini von der Universität Siena.

Beunruhigende Ergebnisse aus Harvard

Im Jahr 2003 kam zudem ein Team um Yan Cui von der University of California in Los Angeles zum Schluss, dass die Luftverschmutzung in China Todesfälle durch SARS-Infektionen begünstigt hatte. Wer in einer Gegend mit einem moderat erhöhten sogenannten Air Pollution Index lebte, hatte ein um 84 Prozent höheres Risiko, an einer Ansteckung zu sterben, als Menschen in Regionen mit niedrigem API. War die Luftverschmutzung hoch, stieg die Todesrate sogar um 118 Prozent an.

Der verwendete Index fasste damals die Werte von fünf Luftschadstoffen zusammen: Feinstaub kleiner als 10 Mikrometer (PM10), Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3). Diese Umweltgifte tauchen auch in anderen Untersuchungen als verschärfende Faktoren für Infektionen auf: In Taipeh/Taiwan führten erhöhte Stickstoffwerte zu einem Viertel mehr Arzt-Besuchen von Kinder mit akuten Atemwegserkrankungen. Kinder in Brisbane/Australien bekamen eher die Grippe, wenn sie hohen Konzentrationen von O3 (plus 28 Prozent) und PM10 (plus elf Prozent) ausgesetzt waren. Und bei einer Vergleichsstudie in 47 chinesischen Städten berechneten die AutorInnen aus der gemessenen Erhöhung, dass knapp elf Prozent der Grippe-Infektionen aus der Belastung mit PM 2.5-Feinstaub resultierten.

Die neueste Studie zu dieser Frage stammt von einem Team der Harvard University. Sie verknüpft die langjährige Belastung von Menschen durch Feinstaub mit der Rate an Todesfällen in den USA. „Die Resultate deuten darauf hin, dass Langzeit-Exposition mit Luftschadstoffen die Anfälligkeit für die schwersten Covid-19-Folgen erhöht“, schreiben die Autoren. Es geht also nicht um ein Verursachen, sondern um eine Erhöhung der Gefahr. Diese Studie ist aber vorläufig noch mit großer Vorsicht zu genießen. Es handelt sich um eine sogenannte „Vor-Veröffentlichung“, die Studie hat also den üblichen wissenschaftlichen Begutachtungsprozess noch nicht durchlaufen, in dem zum Beispiel methodische Fehler oder Probleme in der statistischen Interpretation von externen Fachleuten gesucht werden. Die begutachtete und in einem Journal publizierte Version der Studie kann also noch anders aussehen.

Die Analyse des Harvard-Teams läuft auf der Ebene der 3080 Landkreise (Counties) der USA, die ForscherInnen haben also nur Durchschnittsdaten für Feinstaub und Todesraten. Sie passen ihre Ergebnisse auf diesem Niveau aber auch an bekannte Risikofaktoren an, zum Beispiel: Wo gibt es mehr oder weniger Krankenhausbetten, wie viele Menschen haben schon mal geraucht, wie ist das Bildungsniveau? Das ist ein übliches Vorgehen, weil Menschen in ärmeren Gegenden oft schlechtere Luft haben und ungesünder leben – solche Faktoren kann man mit bekannten Erfahrungswerten aus den Daten herausrechnen.

Viele Faktoren wirken zusammen

Heraus kommt dabei eine erschreckend hohe Zahl: Wenn die langjährige mittlere Belastung mit lungengängigem Feinstaub von weniger als 2,5 Mikrometer Größe (PM2.5) um einen Mikrogramm pro Kubikmeter höher liegt – eine Zunahme von zwölf Prozent gegenüber dem langjährigen nationalen Durchschnitt –, nimmt das Sterberisiko um 15 Prozent zu. Oder konkreter: Hätte Manhattan die Belastung in den vergangenen Jahrzehnten nur ein wenig reduziert, gäbe es dort während des Studienzeitraums bis zum 4. April statistisch gesehen 248 Todesfälle weniger zu verzeichnen.

Allerdings muss man die Schwächen der Studie bedenken. So prägen die Extreme des Corona-Geschehens offenbar das Ergebnis. Die Erhöhung liegt ein wenig tiefer, stellten die AutorInnen fest, wenn man den am stärksten betroffene Staat New York oder das gute Drittel der Landkreise mit jeweils weniger als zehn bestätigten Fällen aus der Analyse herausnimmt. So etwas reduziert die Relevanz der Ergebnisse ein wenig.

Noch kein einheitliches Bild

Weil die Studie noch nicht begutachtet und in einem Fachjournal veröffentlicht ist, hat die britische Zeitung Guardian den Umweltmediziner Jonathan Grigg von der Queen Mary University in London befragt, der nicht zum Studienteam gehörte, also eine unabhängige Meinung abgeben kann: Er nannte die Untersuchung methodisch sauber und plausibel. Die Verwendung von Durchschnittswerten für bekannte Risikofaktoren schränke die Aussagekraft aber ein: So wäre es zum Beispiel besser, auf dem individuellen Niveau zu wissen, ob ein Covid-19-Todesopfer tatsächlich geraucht hat, als mit statistischen Größen zu hantieren.

Wie und in welcher Höhe Luftverschmutzung Atemwegs-Viren gefährlicher macht, dafür liefern die vorliegenden Studien bisher kein einheitliches Bild. Was in der einen Untersuchung ohne Effekt bleibt, hat in der anderen den größten Einfluss. Der Vergleichsmaßstab ist nicht immer gleich. Und die Steigerung des Risikos ist oft ein Prozentsatz, manchmal aber auch ein großer Faktor, wie bei der Harvard-Studie. Feinstaub steigere die Covid-19-Sterblichkeit 20-mal so stark wie die Gesamt-Sterblichkeit, schreiben die AutorInnen um Harvard-Professorin Francesca Dominici. (Christopher Schrader)

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