Immer mehr Menschen bereisen andere Kontinente und verteilen auf diese Weise Krankheitserreger über die ganze Welt. Forschern ist es gelungen, mithilfe einer mathematischen Formel die genaue Ausbreitung von Seuchen vorauszusagen und somit das Risiko zu minimieren.

Mit dem zunehmenden Luftverkehr können sich Seuchen rasend schnell über den Erdball ausbreiten - dabei expandieren sie nach bestimmten mathematischen Mustern. Anhand der weltweiten Passagierströme kann der Weg einer Pandemie erstaunlich genau vorhergesagt werden, schreibt ein deutsch-schweizerisches Forscherduo im Fachmagazin "Science".

Früher orientierten sich Modelle zur Ausbreitung von Krankheiten hauptsächlich an der tatsächlichen Entfernung zwischen zwei Orten. Das werde dem heutigen Reiseverhalten aber nicht mehr gerecht, sagt Dirk Brockmann von der Humboldt-Universität in Berlin. "Wir sind so stark vernetzt global, deshalb sehen die Muster moderner Seuchen so komplex aus." Dabei spiele das Flugverkehrsnetz eine zentrale Rolle.

Effektive Differenz

Der mathematische Ansatz der Forschergruppe orientiert sich an den Passagieren, die sich zwischen zwei Städten bewegen. Die Annahme: Je größer der Anteil an Passagieren eines Flughafens ist, die von dort zu einem bestimmten Airport weiterfliegen, desto schneller breitet sich eine Krankheit auf diesem Wege aus. Daraus berechnen die Forscher eine sogenannte effektive Distanz.

Eine Krankheit breite sich deshalb schneller von London nach New York aus, als sie eine nahe gelegene britische Kleinstadt erreiche, erklärt Brockmann. "Viel mehr Leute reisen von London nach New York als nach Aberdeen." Ist der Ausbruchsort einer Seuche bekannt, können die Wissenschaftler über die effektiven Distanzen ausrechnen, an welchen Orten auf der Erde eine Pandemie wahrscheinlich als erstes auftreten wird.

Seuchenverbreitung vorhersagbar

"Typischerweise geht man davon aus, dass viele Parameter bei der Seuchenausbreitung eine Rolle spielen", sagt Brockmann. Um zeitliche Vorhersagen machen zu können, müssten beispielsweise Infektionsraten, Ansteckungswahrscheinlichkeiten oder Gesundungsraten bekannt sein. Doch selbst ohne diese Details könne mit der neuen Theorie abgeschätzt werden, wo eine Seuche zuerst auftritt und auf welchem Weg sie sich über den Globus verbreitet. Umgekehrt könne bei bekannten Verbreitungswegen rückblickend auch darauf geschlossen werden, wo eine Seuche ihren Ursprung hatte.

Die Wissenschaftler haben Pandemien der vergangenen Jahre an ihrer Theorie durchgespielt und dabei überraschend gute Ergebnisse erzielt. Ihre Berechnungen, auf welchen Routen sich die Schweinegrippe 2009 am schnellsten ausbreitete, decke sich mit dem tatsächlichen Verlauf der Pandemie. Künftig könnte das neue Modell helfen, verlässliche Aussagen zur Verbreitung von Krankheiten zu liefern, so die Forscher.