Können Smartphone-Apps dabei helfen Pandemien einzudämmen?

In den letzten Wochen haben die meisten von uns viel Zeit damit verbracht, etwas über die Coronavirus-Krankheit (COVID-19) zu erfahren und darüber nachzudenken, was nötig ist, um diese und künftige Pandemie-Bedrohungen zu bewältigen. Wenn die Zeit gekommen ist, dass die meisten Menschen aus ihrer häuslichen Isolation zurückkehren, wie können wir dann eine zweite Infektionswelle vermeiden? Von entscheidender Bedeutung ist die Entwicklung besserer Methoden zur Erfassung der kürzlichen Kontakte von Personen, die positiv auf den krankheitserregenden Erreger – in diesem Fall ein hochinfektiöses neues Coronavirus – getestet wurden.

Bei der herkömmlichen Rückverfolgung von Kontakten ist ein Team von Mitarbeitern des öffentlichen Gesundheitswesens involviert, das mit den Menschen per Telefon oder in persönlichen Treffen spricht. Dieser zeitaufwändige, methodische Prozess wird in der Regel in Tagen gemessen und kann sich in komplexen Situationen mit mehreren Kontakten sogar auf Wochen erstrecken. Forscher schlagen nun aber vor, die Vorteile der digitalen Technologie zu nutzen, um zu erreichen, dass die Ermittlung von Kontaktpersonen viel schneller, vielleicht in nur wenigen Stunden, durchgeführt werden kann.

Die meisten Smartphones sind mit der drahtlosen Bluetooth-Technologie ausgestattet, die ein Protokoll aller Opt-in-Mobilfunkapplikationen erstellt, die in der Nähe betrieben werden – einschließlich der Opt-in-Anwendungen auf den Telefonen von Personen in der Nähe. Dies hat eine Reihe von Forschungsteams dazu veranlasst, die Möglichkeit zu prüfen, eine Anwendung zu entwickeln, die Personen über das Expositionsrisiko informiert. Wenn ein Smartphone-Nutzer heute positiv auf COVID-19 getestet wird, werden alle Personen, die in seinem aktuellen Bluetooth-Protokoll aufgeführt sind, anonym alarmiert und aufgefordert, sich testen zu lassen. Tatsächlich ist eine britische Forschungsgruppe in einem kürzlich in der Zeitschrift Science erschienenen Artikel so weit gegangen, dass sie darauf hinweist, dass eine solche digitale Rückverfolgung in den kommenden Monaten wertvoll sein könnte, um unsere Chancen zu verbessern, COVID-19 unter Kontrolle zu halten [1].

Das britische Team unter der Leitung von Luca Ferretti, Christophe Fraser und David Bonsall, Universität Oxford, begann seine Analysen mit zuvor veröffentlichten Daten über COVID-19-Ausbrüche in China, Singapur und an Bord des Kreuzfahrtschiffes Diamond Princess. Mit Schwerpunkt auf der Prävention verglichen die Forscher die verschiedenen Übertragungswege, unter anderem von Menschen mit und ohne Symptome der Infektion.

Auf der Grundlage dieser Daten kamen sie zu dem Schluss, dass die herkömmliche Ermittlung von Kontaktpersonen zu langsam war, um mit den sich rasch ausbreitenden COVID-19-Ausbrüchen Schritt zu halten. Während der drei untersuchten Ausbrüche hatten Menschen, die mit dem neuartigen Coronavirus infiziert waren, eine mittlere Inkubationszeit von etwa fünf Tagen, bevor sie irgendwelche Symptome von COVID-19 zeigten. Die Forscher schätzten, dass etwa ein Drittel bis zur Hälfte aller Übertragungen während dieser Inkubationszeit von asymptomatischen Menschen ausging. Wenn man zudem davon ausgeht, dass die Symptome letztendlich auftraten und eine infizierte Person dann getestet wurde und eine COVID-19-Diagnose erhielt, würden die Mitarbeiter des öffentlichen Gesundheitswesens mindestens noch mehrere Tage benötigen, um die Kontaktverfolgung auf herkömmliche Weise durchzuführen. Bis dahin hätten sie kaum eine Chance, dem Ausbruch zuvorzukommen, indem sie die Kontakte der infizierten Person isolieren, um die Übertragungsrate zu verlangsamen.

Als sie die Entwicklung in China untersuchten, stellten die Forscher fest, dass die verfügbaren Daten eine Korrelation zwischen der Einführung von Smartphone-Programmen zur Ermittlung von Kontaktpersonen und dem Auftreten einer offenbar nachhaltigen Eindämmung der COVID-19-Infektion zeigen. Ihre Analysen zeigten, dass das Gleiche in Südkorea zutrifft, wo Daten, die über eine Smartphone-App gesammelt wurden, zur Empfehlung einer Quarantäne verwendet wurden.

Trotz ihres potenziellen Nutzens bei der Kontrolle oder sogar Abwehr von Pandemien räumten die britischen Forscher ein, dass die digitale Rückverfolgung einige wichtige ethische, rechtliche und soziale Fragen aufwirft. In China mussten die Menschen die App zur digitalen Rückverfolgung auf ihren Handys installieren, wenn sie sich außerhalb ihrer unmittelbaren Nachbarschaft bewegen wollten. Die App zeigte auch ein farbcodiertes Warnsystem, um die Einschränkungen für die Bewegungen einer Person in einer Stadt oder Provinz durchzusetzen oder zu lockern. Die chinesische App leitete auch die Informationen, die sie über die Bewegungen der Telefonbenutzer und den COVID-19-Status gesammelt hatte, an eine zentrale Datenbank weiter, was ernsthafte Bedenken hinsichtlich der Datensicherheit und des Schutzes persönlicher Daten aufwarf.

In ihrem neuen Paper plädiert das Oxford-Team, dem auch ein Bioethiker angehört, für einen verstärkten gesellschaftlichen Dialog darüber, wie die digitale Rückverfolgung am besten zum Nutzen der menschlichen Gesundheit eingesetzt werden kann. Dies ist eine weitreichende Diskussion mit Auswirkungen weit über die Zeiten einer Pandemie hinaus. Obwohl das Team die digitalen Rückverfolgungsdaten für COVID-19 analysierte, könnten die Algorithmen, die diese Anwendungen steuern, angepasst werden, um die Ausbreitung anderer verbreiteter Infektionskrankheiten, wie z.B. der saisonalen Grippe, zu verfolgen.

Die Autoren der Studie brachten noch einen weiteren wichtigen Punkt zur Sprache. Selbst die ausgeklügeltste App zur digitalen Rückverfolgung wird keine große Hilfe sein, wenn Smartphone-Nutzer sie nicht herunterladen. Ohne eine weit verbreitete Installation sind die Apps nicht in der Lage, genügend Daten zu sammeln, um eine effektive digitale Rückverfolgung zu ermöglichen. Tatsächlich schätzen die Forscher, dass etwa 60 Prozent der neuen COVID-19-Fälle in einer Region erkannt werden müssten – und ungefähr der gleiche Prozentsatz an Kontakten, um die Ausbreitung des tödlichen Virus einzudämmen.

Bei solchen Zahlen arbeiten die Entwickler von Anwendungen hart daran, das richtige Maß zwischen dem Schutz der öffentlichen Gesundheit und der Einhaltung der Persönlichkeitsrechte zu finden. Unter anderem der NIH-Stipendiat Trevor Bedford, Fred Hutchinson Cancer Research Center, Seattle. Er und seine Kollegen haben gerade NextTrace ins Leben gerufen, ein Projekt, das darauf abzielt, eine Opt-in-App-Community für die „digitale partizipative Kontaktverfolgung“ von COVID-19 aufzubauen.

Bedford betont, dass er und seine Kollegen nicht versuchen, bereits begonnene Anstrengungen zu wiederholen. Vielmehr wollen sie gemeinsam mit anderen dazu beitragen, eine wissenschaftlich und ethisch fundierte Grundlage für die digitale Rückverfolgung zu schaffen, um die Gesundheit der gesamten Menschheit zu verbessern.

Quellen:
[1] Quantifying SARS-CoV-2 transmission suggests epidemic control with digital contact tracing. Ferretti L, Wymant C, Kendall M, Zhao L, Nurtay A, Abeler-Dörner L, Parker M, Bonsall D, Fraser C. Science. 2020 Mar 31.