key: cord-0045358-90w8sgp8 authors: Schulze-Röbbecke, Roland; Reska, Marcus; Lemmen, Sebastian title: Welche Schutzmaske schützt vor COVID-19? Was ist evidenzbasiert? date: 2020-05-06 journal: nan DOI: 10.1055/a-1133-2046 sha: 13ee0219e4e8cb75296204300b86554a0ba03a76 doc_id: 45358 cord_uid: 90w8sgp8 nan Zu einer Tröpfchenübertragung kommt es, wenn respiratorische Sekrettröpfchen, die beim Sprechen, Husten und Niesen produziert werden, auf die Schleimhäute der oberen Atemwege und Augen-Bindehaut einer anderen Person gelangen. Nach Verlassen der Atemwege sinken die Tröpfchen aufgrund ihrer Masse und Größe (> 5 µm) auf einer ballistischen Bahn nach unten und sedimentieren unter Innenraumbedingungen mit geringer Luftbewegung innerhalb von ca. 10 s auf einer Oberfläche. Da sie durch den Luftwiderstand rasch abgebremst werden, legen sie meist nur kurze Strecken von < 1 m zurück. Ein Meter ist i. d. R. auch der maximale Abstand, über den Tröpfcheninfektionen übertragen werden. Aufgrund ihrer Masse und Trägheit dringen die Tröpfchen bei anderen Personen nicht in die unteren Atemwege jenseits der Stimmbänder ein. Eintrittspforten für die Erreger innerhalb von respiratorischen Tröpfchen sind die Nasenschleimhaut und die Augen-Bindehaut, z. T. auch die Mundschleimhaut. Beispiele für Erreger, die mit respiratorischen Tröpfchen übertragen werden, sind Influenza-, Adeno-und Rhinovirus sowie Bordetella pertussis, Mycoplasma pneumoniae und A-Streptokokken [1 -3] . Auch der Erreger von COVID-19 wird durch Tröpfchen übertragen. Die aerogene Übertragung ist dann möglich, wenn respiratorische Krankheitserreger auch in Aerosolen kleinster, luftgetragener, nichtsedimentierender Tröpfchen ihre Infektiosität beibehalten. Weniger als 1 % des Sekretvolumens wird beim Husten und Niesen in Form kleinster Tröpfchen ausgestoßen, die noch während der Sedimentation durch Verdunstung zu einem Durchmesser von unter 5 µm schrumpfen, kaum noch sedimentieren und lange Zeit in der Luft schwebend verbleiben. Je geringer die Luftfeuchtigkeit ist, desto schneller ist der Verdunstungsprozess und die Volumenabnahme der Tröpfchen [4] . Die in der Luft schwebenden und daher "luftgetragenen" Verdunstungsprodukte der Sekrettröpfchen werden auch als "Tröpfchenkerne" (engl.: droplet nuclei) bezeichnet. Ein Gemisch aus Tröpfchenkernen (ggf. auch anderen Schwebstoffen) und Luft wird "Aerosol" genannt. Als Aerosol können sich Tröpfchenkerne im Innenraum über Distanzen von weit über 1 m bis in Nachbarräume ausbreiten. Beim Einatmen gelangen sie auch in die unteren Atemwege. Eine aerogene Übertragung kann auch zwischen 2 Personen stattfinden, die keinen Face-to-Face-Kontakt im Abstand von < 1 m haben, sondern die sich mehrere Meter voneinander entfernt an entgegengesetzten Orten eines großen Raumes aufhalten. Die aerogene Übertragung kann auch zwischen 2 Personen erfolgen, die sich nicht gleichzeitig, sondern nacheinander im selben Raum aufhalten [1 -3, 5] . Entscheidendes Merkmal aerogen übertragener Infektionserreger ist, dass sie in der Luft schwebend über größere Distanzen (> 1 m) und während längerer Zeit infektiös bleiben. Ausreichend belegt ist die aerogene Mensch-zu-Mensch-Übertragung bei Tuberkulose, Masern und Varizellen [1 -3] . Während Sekrettröpfchen zu Tröpfchenkernen verdunsten, sind die darin enthaltenen Krankheitserreger biochemischen und physikalischen Stressfaktoren ausgesetzt, wie z. B. rascher Zunahme von Salzkonzentration und osmotischem Druck, Temperaturabfall sowie Licht-und UV-Strahlung, die sie in ihrer Infektiosität beeinträchtigen [6] . Möglicherweise entsteht der bei vielen Erregern beobachtete schnelle Infektiositätsverlust innerhalb von Aerosolen auch durch Verdünnungseffekte, die verhindern, dass an der mit bestimmten Rezeptoren versehenen Eintrittspforte beim Einatmen eine ausreichende Infektionsdosis erreicht wird [2, 38] . Entscheidend für die aerogene Übertragbarkeit von Krankheitserregern ist deren Eigenschaft, auch in Aerosolen ihre Infektiosität beizubehalten. Bei der Interpretation von Aerosol-Untersuchungen ist immer zu beachten, dass der PCR-Nachweis von Nukle-insäuren oder der Nachweis der In-vitro-Kultivierbarkeit eines Erregers nicht mit dem Nachweis dessen Infektiosität in vivo gleichzusetzen ist. Bei den meisten Infektionskrankheiten, die durch respiratorische Sekrete übertragen werden, ist bekannt, ob sie durch Tröpfchen oder aerogen übertragen werden [2, 7] Als Atemschutzmasken werden in der Medizin partikelfiltrierende Halbmasken bezeichnet. Sie bestehen aus schwebstofffiltrierendem Material (meist Vlies), durch das die Luft passieren muss, bevor sie vom Träger inhaliert wird. Um zu verhindern, dass die eingeatmete Luft als "Leckage" zwischen Maskenrand und Haut ungefiltert vorbeiströmt, werden sie bereits in der Produktion der Anatomie des Mund-Nasen-Bereichs angepasst. Vom Träger müssen sie zusätzlich "anmodelliert" werden, damit die Maske möglichst luftdicht auf der Haut anliegt. Um den Dichtsitz zu gewährleisten, werden Atemschutzmasken meist mit Gummizügen fixiert, die um den Hinterkopf verlaufen (▶ Abb. 2). Nach dem An- Atemschutzmasken sind teuer und unbequem, ihr richtiger Einsatz ist komplex und muss geübt werden. Sie schützen den Träger vor aerogen übertragenen Krankheitserregern und sind nicht dazu bestimmt, von infektiösen Personen getragen zu werden. Evidenzbasierte Erkenntnisse Bei der Frage nach evidenzbasierten Erkenntnissen über die Transmissionswege von Coronaviren sind in erster Linie klinische Studien von Interesse, die die Übertragung tatsächlicher Infektionsfälle beim Menschen analysiert haben, insbesondere durch epidemiologische Analysen von Ausbrüchen und anderen Übertragungsereignissen. Bei laborund tierexperimentellen Untersuchungen sowie bei Untersuchungen ohne den Endpunkt "Infektionsfälle", sondern mit Endpunkten wie "RNA-Nachweis in Aerosolen" oder "Nachweis in-vitro-kultivierbarer Coronaviren in Tröpfchen" ist die Übertragung der Ergebnisse auf tatsächliche Arbeits-und Lebensbedingungen nur sehr eingeschränkt möglich. Solche Untersuchungen können wertvolle Hintergrundinformationen liefern, sind aber hinsichtlich der Qualität ihrer wissenschaftlichen Evidenz grundsätzlich niedriger einzustufen als klinische Studien [13] . Weitere systematische Reviews Eine systematische Übersichtsarbeit kam 2016 zu dem Ergebnis, dass N95-Atemschutzmasken zwar im Laborversuch einen größeren Schutz gegen die Erreger akuter Atemwegsinfektionen einschließlich pandemischer Influenza zu bieten scheinen als MNS, dass sich mittels Metaanalyse aber kein höherer Schutzeffekt für medizinisches Personal bei klinischer Anwendung nachweisen lässt [20] . Eine Metaanalyse aus dem Jahr 2017 fand einen signifikanten protektiven Effekt von MNS (OR 0,13) und Atemschutzmasken (OR 0,12) gegen SARS, jedoch keinen signifikanten Unterschied zwischen den beiden Typen von Schutzmasken [21] . Eine aktuelle systematische Übersichtsarbeit mit Metaanalyse von 4 randomisierten kontrollierten Studien kommt zu dem Ergebnis, dass MNS und N95-Atemschutzmasken das medizinische Personal bei nicht-AGPs in vergleichbarem Ausmaß gegen virale Erreger von Atemwegsinfektionen, einschließlich Coronavirus, schützen [22] . Eine neue Studie In einer neueren randomisierten klinischen Studie über die Verwendung von Schutzmasken durch das medizinische Personal zum Eigenschutz vor viralen Atemwegsinfektionen fanden sich in der MNS-Gruppe und in der N95-Gruppe keine signifikant unterschiedlichen Influenza-Infektionsraten [23] . Klinische Studien haben bisher insgesamt nicht zeigen können, dass Atemschutzmasken den Träger besser vor Atemwegsinfektionen durch Coronaviren und andere respiratorische Viren schützen als der Mund-Nasen-Schutz. COVID-19 konnte in diesen Studien bisher allerdings nicht berücksichtigt werden. Bisher liegt nur eine klinische Studie vor, in der die Schutzwirkung von Einmal-MNS-Masken und Stoffmasken beim medizinischen Personal miteinander verglichen wurde [8] . Es handelt sich um eine 3-armige (MNS, Stoffmasken, Kontrollen), clusterrandomisierte Studie, die in 14 Krankenhäusern in Hanoi, Vietnam, durchgeführt wurde. Die Einmal-MNS-Masken bestanden aus 3-lagigem Vliesmaterial und wurden einmal pro Schicht ausgetauscht. Die Stoffmasken bestanden aus 2-lagigem Baumwollgewebe und wurden nach schriftlicher Anleitung täglich zuhause mit Wasser und Seife gewaschen. Im MNS-Arm und im Stoffmaskenarm war die Compliance des Maskengebrauchs jeweils doppelt so hoch (57 %) wie im Kontrollarm (24 %). Die Studie fand die höchsten Erkrankungsraten sowohl an klinischen Atemwegserkrankungen als auch an Influenza-like Illness (ILI) und laborbestätigten Virusinfektionen im Stoffmaskenarm, die niedrigsten Erkrankungsraten im MNS-Arm. Bei ILI waren die Unterschiede zwischen den 3 Studienarmen statistisch signifikant. Im Labortest war die Partikeldurchdringung bei Stoffmasken mehr als doppelt so hoch verglichen mit MNS-Masken. Eine klinische Studie hat gezeigt, dass Stoffmasken einen schlechteren Schutz vor Atemwegsinfektionen bieten als der normale Mund-Nasen-Schutz. Ob dieser Befund pauschal für alle Stoffmasken gilt, ist unbekannt. Surrogatparameter Zahlreiche Untersuchungen haben in den letzten Jahren gezeigt, dass Maßnahmen wie Bronchoskopie [24 -26] und offenes endotracheales Absaugen [24, 27] eine Umgebungskontamination mit viralen Nukleinsäuren und in-vitro-kultivierbaren Bakterien zur Folge haben. Endpunkte dieser Untersuchungen sind nicht tatsächliche Infektionen in vivo, d. h. bei lebenden Personen, sondern Surrogatparameter von unklarer Aussage. Derartige Untersuchungen [28 -31] sowie Untersuchungen von Tröpfchen und Aerosolen der Expirationsluft [32 -34] erfolgten in jüngster Zeit auch mit SARS-CoV-2. Als Beispiel sei eine Untersuchung genannt, in der eine in-vitro-angezüchtete SARS-CoV-2-Suspension im Labor zerstäubt und die Konzentrationsabnahme in vitro kultivierbarer Viren in Aerosolen und auf Oberflächen gemessen wurde [28] . Wie ähnliche Versuche mit anderen Viren erlaubt auch diese Untersuchung kaum Rückschlüsse auf die tatsächliche Infektiosität natürlicher respiratorischer Aerosole und auf die tatsächlichen Übertragungswege in normalen Lebens-und Arbeitssituationen. Solche Untersuchungen sind kein Beleg dafür, dass COVID-19 in der Praxis tatsächlich aerogen übertragen wird und das Tragen von FFP2-Atemschutzmasken bei der Versorgung von COVID-19-Patienten (mit Ausnahme von AGPs) tatsächlich sinnvoll ist. Laborexperimentelle Untersuchungen und Untersuchungen ohne Endpunkt "Infektion in vivo" können interessante Hintergrundinformationen liefern, sind aber kein Ersatz für klinische Studien. Die "Realität" Auch eine aktuelle Publikation, die die aerogene Übertragung von SARS-CoV-2 als "Realität" deklariert [35] , kann sich nur auf ausgewählte Untersuchungen mit RNA-Nachweis in Umgebungsproben, Simulationsstudien, Fallberichte und Expertenmeinung berufen, die in der evidenzbasierten Medizin als Belege von geringer wissenschaftlicher Aussagekraft (low quality evidence) gelten und klinische Studien keinesfalls ersetzen [13] . Mit Sicherheit wird es weitere Untersuchungen und klinische Studien geben, um die Frage zu klären, ob Coronaviren aerogen übertragen werden oder nicht [36] . Bei einer Gesamtbewertung ist aber immer anzustreben, kognitive Verzerrungen zu vermeiden, d. h. die systematische Überbewertung bestimmter Forschungsergebnisse, diebewusst oder unbewusstnach bestimmten Kriterien selektiert wurden. Systematische Reviews zielen auch darauf ab, solche Verzerrungen zu vermeiden. Dies ist einer der Gründe, warum sie in der evidenzbasierten Medizin an der Spitze der Qualitätshierarchie stehen. Während der Anfertigung des vorliegenden Artikels (April 2020) herrschten in den Medien und in der Politik lebhafte Diskussionen über den Sinn des Tragens von Schutzmasken in der Öffentlichkeit, auch außerhalb von medizinischen Einrichtungen. Gegenstand der Diskussion sind insbesondere Einmal-MNS-Masken für den klinischen Gebrauch und industriell oder selbst angefertigte Stoffmasken. Studien über Masken in der Öffentlichkeit Zur Beantwortung dieser Frage wertete eine zur Zeit der Anfertigung dieses Artikels noch nicht begutachtete "schnelle systematische Übersichtsarbeit" 31 Studien aus, davon 12 randomisierte kontrollierte Studien [37] . Die Autoren beklagen erhebliche Mängel bei vielen dieser Studien. Sie berichten, dass MNS-Masken aufgrund der Ergebnisse dieser Studien nur in sehr geringem Ausmaß gegen primäre Atemwegsinfektionen in der Öffentlichkeit schützen können und in mäßigem Ausmaß gegen Infektionen daheim, wenn sowohl infizierte als auch nichtinfizierte Haushaltsangehörige einen MNS tragen. Daraus folgern sie, dass es keine ausreichenden wissenschaftlichen Belege für den weitverbreiteten Gebrauch von MNS-Masken zum Schutz vor COVID-19 gibt. Zur Befürwortung des kurzzeitigen MNS-Gebrauchs durch besonders gefährdete Personen in vorübergehend erhöhten Risikosituationen berichten sie jedoch, ausreichende Belege gefunden zu haben. Auch die WHO sprach sich 2019 in ihrer systematischen Übersichtsarbeit über nichtpharmazeutische Maßnahmen gegen epidemische und pandemische Influenza nur bedingt für den MNS-Gebrauch in der Öffentlichkeit aus [38] Infection prevention and control of epidemic-and pandemic-prone acute respiratory infections in health care. Genève: World Health Organization Guideline for Isolation Precautions: Preventing Transmission of Infectious Agents in Healthcare Settings Übertragungswege und Übertragungsprävention How far droplets can move in indoor environments -revisiting the Wells evaporation-falling curve Characterization of infectious aerosols in health care facilities: an aid to effective engineering controls and preventive strategies The effect of environmental parameters on the survival of airborne infectious agents Infektionsprävention im Rahmen der Pflege und Behandlung von Patienten mit übertragbaren Krankheiten A cluster randomised trial of cloth masks compared with medical masks in healthcare workers Empfehlungen des RKI zu Hygienemaßnahmen im Rahmen der Behandlung und Pflege von Patienten mit einer Infektion durch SARS-CoV-2 Technische Regeln für Biologische Arbeitsstoffe, TRBA 250 -Biologische Arbeitsstoffe im Gesundheitswesen und in der Wohlfahrtspflege. GMBl Hospital Respiratory Protection Program Toolkit Resources for Respirator Program Administrators Infektionsprävention bei Tuberkulose: Empfehlungen des DZK Handbook for grading the quality of evidence and the strength of recommendations using the GRADE approach Aerosol-Generating Procedures and Risk of Transmission of Acute Respiratory Infections: A Systematic Review . Ottawa: Canadian Agency for Drugs and Technologies in Health Interim guidance: Infection prevention and control during health care when novel coronavirus (nCoV) infection is suspected Healthcare worker infected with Middle East respiratory syndrome during cardiopulmonary resuscitation in Korea Guidance: COVID-19 personal protective equipment (PPE), updated 17 Physical interventions to interrupt or reduce the spread of respiratory viruses Nationaler Pandemieplan Teil II -Wissenschaftliche Grundlagen. Berlin: RKI; 2016: Im Internet Effectiveness of N95 Respirators Versus Surgical Masks in Protecting Health Care Workers From Acute Respiratory Infection: A Systematic Review and Meta-Analysis Effectiveness of Masks and Respirators Against Respiratory Infections in Healthcare Workers: A Systematic Review and Meta-Analysis Medical masks vs N95 respirators for preventing COVID-19 in healthcare workers: A systematic review and meta-analysis of randomized trials N95 respirators vs medical masks for preventing influenza among health care personnel: a randomized clinical trial Influenza aerosols in UK hospitals during the H1N1 (2009) pandemicthe risk of aerosol generation during medical procedures Characterization of aerosols generated during patient care activities Bacteria emitted in ambient air during bronchoscopy-a risk to health care workers? Comparison of high-flow nasal cannula versus oxygen face mask for environmental bacterial contamination in critically ill pneumo nia patients: a randomized controlled crossover trial Aerosol and surface stability of SARS-CoV-2 as compared with SARS-CoV-1 Effectiveness of surgical and cotton masks in blocking SARS-CoV-2: a controlled comparison in 4 patients Aerosol and Surface Distribution of Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 in Hospital Wards Surface Environmental, and Personal Protective Equipment Contamination by Severe From a Symptomatic Patient Respiratory virus shedding in exhaled breath and efficacy of face masks Detection of air and surface contamination by severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) in hospital rooms of infected patients Transmission potential of SARS-CoV-2 in viral shedding observed at the university of Nebraska Medical Center Airborne transmission of SARS-CoV-2: the world should face the reality Is the Coronavirus airborne? Experts can't agree Facemasks and similar barriers to prevent respiratory illness such as COVID-19: a rapid systematic review World Health Organization. Non-pharmaceutical public health measures for mitigating the risk and impact of epidemic and pandemic influenza