Gefährliche Erkrankungen Können Computer künftig Epidemien voraussagen?

Massenerkrankungen können je nach Schwere die wirtschaftliche Stabilität eines Landes gefährden. Warum gibt es in Zeiten hochpräziser Wettervorhersagen noch kein zuverlässiges Prognosesystem für Krankheitswellen?

Die schlimmsten Epidemien der Neuzeit
Schatten auf dem Röntgenbild der Lunge: Nach Angaben des Robert Koch-Instituts ist die Tuberkulose (TB) trotz sinkender Todesfallraten – 1990 bis 2012 um 45 Prozent – noch die weltweit am häufigsten zum Tode führende heilbare Infektionskrankheit. Erreger sind Bakterien, die durch Tröpfchen in der Luft übertragen werden. Erkrankte leiden unter Kraftlosigkeit, Gewichtsabnahme und andauerndem Husten. Quelle: AP
Eine TB-erkrankte Patientin in einem Krankenhaus in Kampala, Uganda: In der Regel kann TB mit Antibiotika behandelt werden. Tuberkulose tritt heute vor allem in Ländern mit einer schlechten medizinischen Versorgung, Kriegs- und Krisenregionen auf – besonders in Staaten südlich der Sahara und in Südostasien. 2012 registrierte die WHO weltweit 8,8 Millionen Erkrankungen und 1,3 Millionen Todesfälle. Quelle: AP
Internationale Aids-Konferenz in Melbourne: Das Humane Immunschwächevirus (HIV) wird vor allem durch ungeschützten Geschlechtsverkehr und infizierte Injektionsnadeln übertragen. Der Erreger legt unter anderem bestimmte Immunzellen lahm. Nach einer erkannten HIV-Infektion lassen sich Ausbruch und Symptome von Aids (Acquired Immune Deficiency Syndrome, Erworbenes Immunschwäche-Syndrom) heute mit Medikamenten bekämpfen. Quelle: REUTERS
Eine Heilung von Aids ist aber nicht möglich. Nach UN-Angaben waren 2013 weltweit rund 35 Millionen Menschen mit HIV infiziert. Nach Daten des UN-Programms zur Aids-Bekämpfung UNAIDS starben etwa 1,5 Millionen Menschen daran. Besonders stark betroffen ist Afrika. Quelle: dpa
Anopheles-Mücke: Malaria wird durch ihren Stick übertragen. Die lebensbedrohliche Infektionskrankheit kann geheilt werden, viele Erkrankte sterben aber wegen mangelnder medizinischer Versorgung. Laut WHO erreichte Malaria ihren Höhepunkt 2004 mit 232 Millionen Erkrankten und 1,2 Millionen Toten. Die meisten Fälle waren in Afrika südlich der Sahara und in Indien zu beobachten. Seitdem hat die Zahl der Malaria-Toten jedoch in vielen Ländern abgenommen. 2013 starben weltweit noch 855.000 Menschen an der Tropenkrankheit. Rund 90 Prozent davon sind Kinder unter fünf Jahren in Afrika. Quelle: dpa
Cholera: Die Durchfallerkrankung wird durch das Bakterium Vibrio cholerae ausgelöst, das im Darm ein Gift bildet. Ursachen sind Trinkwasser, das mit Fäkalien oder Erbrochenem von Erkrankten verschmutzt ist, und verunreinigte Lebensmittel. Etwa 80 Prozent der Infektionen verlaufen milde. In schweren Fällen können aber Flüssigkeits- und Salzverlust in Stunden zu Kreislaufkollaps, Muskelkrämpfen bis zum Schock und Tod führen. Quelle: dpa
Im 19. Jahrhundert hatte sich die Cholera vom Ganges-Delta in Indien über die ganze Welt ausgebreitet. Sechs Pandemien in Folge töteten Millionen Menschen. Die siebente Pandemie brach 1961 aus. Die WHO geht von jährlich drei bis fünf Millionen Erkrankungen und 100.000 bis 120.000 Todesfällen aus, vor allem in Afrika, Südamerika, Südostasien und im Westpazifik. Quelle: dpa Quelle: REUTERS

Infektionskrankheiten sind eine wachsende Gefahr – für die öffentliche Gesundheit, aber auch für die wirtschaftliche Stabilität eines Landes. Die Ebola-Epidemie in Westafrika zeigt, dass eine solche Infektionswelle nicht nur das Gesundheitssystem, sondern das gesamte öffentliche Leben zum Erliegen bringen kann. Daher gewinnen Verfahren, die solche Epidemien rechtzeitig vorhersagen können, an Bedeutung.

Das gilt nicht allein für weniger entwickelte Länder und gefährliche Erkrankungen wie Ebola. Wenn man bedenkt, dass allein in den USA die jährliche Grippewelle zwischen 3.000 und 50.000 Menschen dahinrafft und das Bruttoinlandsprodukt im Durchschnitt um knapp 90 Milliarden Dollar schmälert, erscheint ein zuverlässiges Vorhersagesystem auch für Industrieländer und ganz „gewöhnliche“ Erreger erstrebenswert.

Das ist das Ebola-Virus

Doch bisherige Verfahren sind kostspielig und zeitraubend. Basieren sie doch auch Patientenbefragungen, Laboruntersuchungen und einem bürokratischen Berichtswesen. Dabei vergeht zu viel Zeit zwischen Beobachtung und möglicher Vorhersage.

Da bei der Ausbreitung von Massenerkrankungen eine schnelle Reaktion wichtig ist, war es naheliegend, für deren rechtzeitiges Erkennen ein Massenmedium zu nutzen – das Internet. Seit Jahren versuchen Wissenschaftler Suchanfragen und Meldungen in Sozialen Netzwerken entsprechend auszuwerten. Google-Forscher überraschten 2009 mit der Erkenntnis, sie könnten mit einem Algorithmus anhand der Suchanfragen Grippewellen voraussagen. Dennoch ging ihnen die große H1N1-Epidemie von 2009 durch die Lappen. Andere saisonale Massenerkrankungen wurden dagegen völlig überschätzt. Zudem legte Google weder den Algorithmus noch die für die Prognose verwendeten Suchbegriffe offen.

Einen anderen Ansatz haben jetzt Forscher des Los Alamos National Laboratory im US-Bundesstaat New Mexico verfolgt. Sie nutzten für die Vorhersage frei verfügbare Zugriffsdaten der Online-Enzyklopädie Wikipedia und haben jetzt ihre Ergebnisse veröffentlicht (PLoS, Computational Biology).

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Die täglichen Seitenzugriffe werteten sie nach sieben verschiedenen Krankheiten in neun Ländern aus. Und tatsächlich gelangen den Forschern in 8 von 14 Fällen korrekte Prognosen. Frühzeitig erkannten sie etwa die Ausbreitung von Dengue-Fieber in Brasilien und Thailand, von Grippe in Polen, Japan, Thailand und den USA sowie die massenhafte Erkrankung an Tuberkulose in China und Thailand. Frühzeitig bedeutet, die Forscher erkannten die Ausbreitung der Krankheiten bis auf einen Fall vier Wochen vor deren tatsächlichem Ausbruch, wie ihn die Gesundheitsbehörden dann beobachteten.

Noch sehen die Forscher ihre Arbeit lediglich als einen Machbarkeitsnachweis an, der durch weitere Studien bestätigt werden müsse. Gleichwohl besteht nun die Hoffnung, dass die Ausbreitung von Massenerkrankungen schon bald ebenso präzise vorhergesagt werden kann wie das Wetter.

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