Können Smartphone-Apps helfen, Pandemien zu besiegen?

Do, 16.04.2020 — Francis S. Collins

Francis S. CollinsIcon MedizinSolange es keine wirksamen Medikamente , keine vorbeugende Impfung gegen COVID-19 gibt, ist das öffentliche Leben weltweit enormen Einschränkungen unterworfen und gravierende soziale, wirtschaftliche und psychologische Auswirkungen sind die Folge. Mobile Apps zur Kontaktverfolgung infizierter Personen können dazu beitragen, die Übertragung der Infektion einzudämmen und damit die Ausgangsbeschränkungen zu lockern. Dabei ist aber eine richtige Balance zwischen dem Schutz der öffentlichen Gesundheit und der Wahrung der Persönlichkeitsrechte zu finden. Francis S. Collins, Direktor der US-National Institutes of Health (NIH) und ehem. Leiter des "Human Genome Project", gibt einen Überblick über diese Aktivitäten.*

Die meisten von uns haben In den letzten Wochen viel Zeit damit verbracht, sich mit der durch das neue Coronavirus hervorgerufenen Krankheit (COVID-19) zu befassen und darüber nachzudenken, was erforderlich ist, um diese und auch zukünftige pandemische Bedrohungen zu bekämpfen. Wenn es Zeit wird, dass die Menschen aus ihrer häuslichen Isolation herauskommen, wie können wir dann eine zweite Infektionswelle vermeiden? Ein entscheidender Aspekt ist hier die Entwicklung besserer Methoden, um die rezenten Kontakte von Personen zu verfolgen, die positiv auf den Krankheitserreger getestet wurden - im aktuellen Fall ein hochinfektiöses, neuartiges Coronavirus.

In der üblichen Verfolgung von Kontakten ist ein Team von Mitarbeitern im öffentlichen Gesundheitswesens involviert, die telefonisch oder in persönlichen face-to-face Gesprächen sich mit einzelnen Personen unterhalten. Es ist dies ein zeitaufwändiger methodischer Prozess, der normalerweise nach Tagen bemessen wird und in komplexen Situationen mit Vielfach-Kontakten sogar Wochen dauern kann. Forscher schlagen nun vor, die digitale Technologie zu nutzen, um die Kontaktverfolgung viel schneller, vielleicht in nur wenigen Stunden durchzuführen.

Kontaktverfolgung mittels digitaler Technologie

Die meisten Smartphones sind mit drahtloser Bluetooth-Technologie ausgestattet, die ein Protokoll aller in der Nähe aktiven mobilen Opt-In-Apps erstellt - einschließlich der Opt-In-Apps auf den Telefonen von Personen in der Nähe. Dies hat eine Reihe von Forschungsteams auf die Idee gebracht eine App zu erstellen, um Einzelpersonen über ihr Expositionsrisiko zu informieren. Insbesondere wenn ein Smartphone-Benutzer heute positiv auf COVID-19 getestet wird, wird jeder in seinem aktuellen Bluetooth-Protokoll anonym benachrichtigt und der Rat erteilt, sich zu Hause aufzuhalten. In einem kürzlich in der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Artikel hat eine britische Forschungsgruppe darauf hingewiesen, dass eine solche digitale Verfolgung in den kommenden Monaten wertvoll sein könnte, um unsere Chancen zu verbessern COVID-19 unter Kontrolle zu halten [1].

Unter Verwendung der bereits veröffentlichten Daten zu den COVID-19-Ausbrüchen in China, Singapur und an Bord des Kreuzfahrtschiffes Diamond Princess hat das britische Team unter der Leitung von Luca Ferretti, Christophe Fraser und David Bonsall (Universität Oxford) seine Analysen begonnen. Mit einem Schwerpunkt auf Prävention haben die Forscher die verschiedenen Übertragungswege verglichen, von Menschen mit und ohne Symptome der Infektion.

Basierend auf diesen Daten kamen sie zu dem Schluss, dass die herkömmliche Kontaktverfolgung zu langsam war, um mit den sich schnell ausbreitenden COVID-19-Ausbrüchen Schritt zu halten. Während der drei untersuchten Ausbrüche hatten die mit dem neuen Coronavirus infizierte Personen eine mittlere Inkubationszeit von etwa fünf Tagen bevor sie Symptome von COVID-19 zeigten. Zwischen einem Drittel und der Hälfte aller Übertragungen während der Inkubationszeit dürfte nach Schätzung der Forscher von symptomlosen Individuen gekommen sein. Traten letztendlich Symptome auf, wurde eine infizierte Person dann getestet wurde und erhielt eine COVID-19-Diagnose, so hätte ein Gesundheitsteam noch mindestens einige zusätzliche Tage benötigt, um die Kontaktverfolgung mit herkömmlichen Mitteln durchzuführen. Bis dahin hätte es kaum eine Chance gegeben, den Ausbruch zu überholen, indem man die Kontakte der infizierten Person isoliert hätte, um die Übertragungsrate zu verlangsamen.

Als die Forscher die Situation in China untersuchten, stellten sie fest, dass die verfügbaren Daten einen Korrelation zwischen der Einführung von Smartphone-Apps zur Kontakt-Verfolgung und der Entstehung einer offensichtlich anhaltenden Eindämmung der COVID-9-Infektion aufweisen. Ihre Analysen zeigten, dass dies auch in Südkorea der Fall war, wo Daten, die über eine Smartphone-App gesammelt wurden, verwendet wurden, um eine Quarantäne anzuempfehlen.

Ethische, rechtliche und soziale Probleme einer Kontaktverfolgung

Trotz der möglichen Vorteile im Bekämpfen oder sogar im Abwenden von Pandemien haben die britischen Forscher zugegeben, dass die digitale Kontakt-Verfolgung einige wichtige ethische, rechtliche und soziale Probleme aufwirft. In China mussten die Menschen die digitale Rückverfolgungs-App auf ihren Handys installieren, wenn sie sich aus ihrer unmittelbaren Nachbarschaft hinaus wagen wollten. Die App hat auch ein farbcodiertes Warnsystem aufgezeigt, um die Bewegungen einer Person in einer Stadt oder Region einzuschränken oder zu lockern. Die chinesische App leitete außerdem 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 Datenschutzes personenbezogener Daten aufwirft.

In dem neuen Artikel spricht sich das Oxford-Team, zu dem auch ein Bioethiker gehörte, für einen verstärkten sozialen Dialog darüber aus, wie Digital Tracing am besten zum Nutzen der menschlichen Gesundheit eingesetzt werden kann. Dies ist eine weitreichende Diskussion mit Auswirkungen, die weit über die Zeit der Pandemie hinausgehen. Das Team hat zwar Daten zur digitalen Kontaktverfolgung für COVID-19 analysiert, die Algorithmen, die diese Apps steuern, können jedoch angepasst werden, um die Ausbreitung anderer häufiger Infektionskrankheiten - beispielsweise der saisonalen Influenza - zu verfolgen.

Die Autoren der Studie haben noch einen weiteren wichtigen Punkt angesprochen. Selbst die fortschrittlichste digitale Tracing-App ist keine große Hilfe, wenn Smartphone-Benutzer sie nicht herunterladen. Ohne eine weitreichende Installation können die Apps nicht genügend Daten erfassen, um eine effektive digitale Nachverfolgung zu ermöglichen. Tatsächlich schätzen die Forscher, dass etwa 60 Prozent der neuen COVID-19-Fälle in einer Gemeinde entdeckt werden müssten - und ungefähr der gleiche Prozentsatz der zurückverfolgten Kontakte -, um die Ausbreitung des tödlichen Virus zu unterdrücken.

Bei solchen Zahlen arbeiten App-Designer hart daran, die richtige Balance zwischen dem Schutz der öffentlichen Gesundheit und der Wahrung der Persönlichkeitsrechte zu finden. Dazu gehört der NIH-Stipendiat Trevor Bedford vom Fred Hutchinson Cancer Research Center in Seattle. Er und seine Kollegen haben gerade NextTrace gestartet, ein Projekt, das darauf abzielt, eine Opt-In-App-Community für die „digitale partizipative Kontaktverfolgung“ von COVID-19 aufzubauen. Hier bei NIH haben wir ein Team, das sich aktiv mit der Technologie befasst, mit der die Vorteile erzielt werden können, ohne die Privatsphäre übermäßig zu beeinträchtigen.

Bedford betont, dass er und seine Kollegen nicht versuchen, bereits laufende Bemühungen zu wiederholen. Sie möchten vielmehr mit anderen zusammenarbeiten, um eine wissenschaftlich und ethisch fundierte Grundlage für die digitale Verfolgung zu schaffen, die auf die Verbesserung der Gesundheit der gesamten Menschheit abzielt.


[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. [Epub ahead of print]


* Dieser Artikel von NIH Director Francis S. Collins, M.D., Ph.D. erschien zuerst (am 9. April 2020) im NIH Director’s Blog unter dem Titel: "Can Smart Phone Apps Help Beat Pandemics?" https://directorsblog.nih.gov/2020/04/09/can-smart-phone-apps-help-beat-pandemics/. Er wurde von der Redaktion möglichst wortgetreu übersetzt und geringfügig (mit einigen Untertiteln) für den ScienceBlog adaptiert. Reprinted (and translated by ScienceBlog) with permission from the National Institutes of Health (NIH).

--------------------------------------------------