Abschätzung der Krankheitsschwere wichtiger Varianten

Diese Seite ist Teil eines Angebots von Statistiken zur Ausbreitung von COVID-19 in Deutschland.

Im Folgenden soll die Krankheitsschwere wichtiger SARS-CoV-2 Varianten in Deutschland, insbesondere der Omikron-Variante BA.5, abgeschätzt werden. Zu dieser Variante schreibt das RKI in seinem Wochenbericht vom 30.06.2022:

Die bisher vorliegenden epidemiologischen Daten lassen nicht darauf schließen, dass Infektionen mit BA.4 oder BA.5 schwerere Krankheitsverläufe oder anteilig mehr Todesfälle verursachen als Infektionen mit BA.1 und BA.2.

Die Abschätzung der Krankheitsschwere einer Variante erfolgt nachfolgend anhand ihres Beitrags zum einen zur Anzahl der Personen, die auf einer Intensivstation behandelt werden müssen, und zum andere zur Anzahl der Personen, die verstorben sind. Da direkte Zahlen dazu nicht vorliegen (zumindest mir nicht bekannt sind), wird der Einfluss einer Variante auf die bekannte Anzahl von Personen auf Intensivstationen bzw. der verstorbenen Personen mittels linearer Regression geschätzt, ganz ähnlich wie bereits die Prognosen ermittelt werden. In diesem Fall werden die folgenden Parameter verwendet.

intensiv
Anzahl der auf Intensivstationen behandelten Personen.
verstorben
Anzahl der verstorbenen Personen.
wn
Nummer der Woche.
infiziert_60-79
Anzahl infizierten Personen im Alter von 69 bis 79 Jahre.
infiziert_ab80
Anzahl infizierten Personen im Alter ab 80 Jahre.
infiziert_alle
Gesamtanzahl der infizierten Personen (Anzahl infizierter Personen aller Altersgruppen und Virus-Varianten).
infiziert_delta
Anzahl der mit der Omikron-Variante Delta infizierter Personen aller Altersgruppen.
infiziert_ba1
Anzahl der mit der Omikron-Variante BA.1 infizierter Personen aller Altersgruppen.
infiziert_ba2
Anzahl der mit der Omikron-Variante BA.2 infizierter Personen aller Altersgruppen.
infiziert_ba5
Anzahl der mit der Omikron-Variante BA.5 infizierter Personen aller Altersgruppen.

Ergebnisse mit Daten vom 26.06.2022

Für die Ermittlung der Regressionsformeln wurde (wie für die genannten Prognosen) die Bibliothek Weka verwendet. Mittels der jar-Datei von Weka (konkret weka-3-7-13.jar) wurde der folgende Befehl ausgeführt.

java -cp weka-3-7-13.jar weka.classifiers.functions.LinearRegression -C -S 1 -num-decimal-places 6 -t <ARFF-Datei>

Dabei ist <ARFF-Datei> die Datei mit den Daten im ARFF Format, die nachfolgend jeweils verlinkt ist.

Die zum Datenstand (mit Daten bis zur Wochennummer 120, d.h. KW 25/2022) beste Regressionsformel für die Anzahl der Personen auf Intensivstationen (mit den geringsten Werten des relative absolute error und des root relative squared error bei der Kreuzvalidierung unter den möglichen Datensätzen), die die Parameter für Delta, BA.1, BA.2 und BA.5 enthält, ist die folgende (für den Datensatz mit Werten ab Wochennummer 89, d.h. ab KW 46/2021).

intensiv(wn) =
  -74.411793 * wn +
   -0.027313 * infiziert_60-79(wn-2) +
    0.037502 * infiziert_ab80(wn-2) +
   -0.00454  * infiziert_alle(wn-2) +
    0.01278  * infiziert_alle_delta(wn-2) +
    0.005926 * infiziert_alle_ba1(wn-2) +
    0.00739  * infiziert_alle_ba2(wn-2) +
    0.011506 * infiziert_alle_ba5(wn-2) +
 9257.841197

Daraus ergeben sich folgende Faktor-Summen der Varianten (jeweils Summe des Faktors für alle Infizierten und des des Faktors für eine Variante), mutipliziert mit 1000 und gerundet auf zwei Nachkommastellen (der einfacheren Vergleichbarkeit wegen).

Variante Faktor-Summe
Delta 8.24
BA.5 6.97
BA.2 2.85
BA.1 1.39

Die zum Datenstand beste Regressionsformel für die Anzahl der Personen auf Intensivstationen ohne Einfluss der Variante Delta, die die Parameter für BA.1, BA.2 und BA.5 enthält, ist die folgende (für den Datensatz mit Werten ab Wochennummer 105, d.h. ab KW 10/2022).

intensiv(wn) =
 -113.047339 * wn +
   -0.029461 * infiziert_60-79(wn-2) +
    0.047947 * infiziert_ab80(wn-2) +
    0.005001 * infiziert_alle(wn-2) +
   -0.004484 * infiziert_alle_ba1(wn-2) +
   -0.002462 * infiziert_alle_ba2(wn-2) +
    0.0017   * infiziert_alle_ba5(wn-2) +
13798.975595

Daraus ergeben sich folgende Faktor-Summen der Varianten, mutipliziert mit 1000 und gerundet auf zwei Nachkommastellen.

Variante Faktor-Summe
BA.5 6.70
BA.2 2.54
BA.1 0.52

Ergebnisse mit Daten vom 18.07.2022

Für die Ermittlung der Regressionsformeln wurde wieder der oben angegebene Befehl ausgeführt.

Die zum Datenstand (mit Daten bis zur Wochennummer 123, d.h. KW 28/2022) beste Regressionsformel für die Anzahl der Personen auf Intensivstationen, die die Parameter für Delta, BA.1, BA.2 und BA.5 enthält, ist die folgende (für den Datensatz mit Werten ab Wochennummer 89, d.h. ab KW 46/2021).

intensiv(wn) =
  -72.418643 * wn +
   -0.02621  * infiziert_60-79(wn-2) +
    0.03683  * infiziert_ab80(wn-2) +
    0.007747 * infiziert_alle(wn-2) +
    0.000437 * infiziert_alle_delta(wn-2) +
   -0.006467 * infiziert_alle_ba1(wn-2) +
   -0.005106 * infiziert_alle_ba2(wn-2) +
   -0.003252 * infiziert_alle_ba5(wn-2) +
 9052.09708 

Daraus ergeben sich folgende Faktor-Summen der Varianten mutipliziert mit 1000 und gerundet auf zwei Nachkommastellen.

Variante Faktor-Summe
Delta 8.18
BA.5 4.50
BA.2 2.64
BA.1 1.28

Die zum Datenstand beste Regressionsformel für die Anzahl der Personen auf Intensivstationen ohne Einfluss der Variante Delta, die die Parameter für BA.1, BA.2 und BA.5 enthält, ist die folgende (für den Datensatz mit Werten ab Wochennummer 105, d.h. ab KW 10/2022).

intensiv(wn) =
  -92.352485 * wn +
   -0.023018 * infiziert_60-79(wn-2) +
    0.03438  * infiziert_ab80(wn-2) +
    0.015268 * infiziert_alle(wn-2) +
   -0.01437  * infiziert_alle_ba1(wn-2) +
   -0.013107 * infiziert_alle_ba2(wn-2) +
   -0.011623 * infiziert_alle_ba5(wn-2) +
11378.034204

Daraus ergeben sich folgende Faktor-Summen der Varianten, mutipliziert mit 1000 und gerundet auf zwei Nachkommastellen.

Variante Faktor-Summe
BA.5 3.65
BA.2 2.16
BA.1 0.90

Die zum Datenstand (mit Daten bis zur Wochennummer 120, d.h. KW 25/2022) beste Regressionsformel für die Anzahl der verstorbenen Personen ohne Einfluss der Variante Delta, die die Parameter für BA.1, BA.2 und BA.5 enthält, ist die folgende (für den Datensatz mit Werten ab Wochennummer 104, d.h. ab KW 09/2022).

verstorben(wn) =
  -65.666797 * wn +
   -0.025641 * infiziert_60-79(wn) +
    0.031368 * infiziert_ab80(wn) +
    0.010052 * infiziert_alle(wn) +
   -0.009664 * infiziert_alle_ba1(wn) +
   -0.007074 * infiziert_alle_ba2(wn) +
   -0.006752 * infiziert_alle_ba5(wn) +
 7680.725916

Daraus ergeben sich folgende Faktor-Summen der Varianten, mutipliziert mit 1000 und gerundet auf zwei Nachkommastellen.

Variante Faktor-Summe
BA.5 3.30
BA.2 2.98
BA.1 0.39

Bewertung der Ergebnisse

Die angegebenen Faktor-Summen sind nicht proportional zur Krankheitsschwere der Varianten, da außerdem noch die Faktoren der Altersgruppen in die Regressionsformeln eingehen. Ihr Verhältnis zueinander kann aber als Indikator für das Verhältnis der Krankheitsschwere der Varianten interpretiert werden. So korrespondiert die große Faktor-Summe für die Delta-Variante gegenüber den Omikron-Varianten mit der Tatsache, dass die Delta-Variante eine erheblich größere Krankheitsschwere hat als die Omikron-Varianten. In gleicher Weise ergibt sich dann aber auch, dass die Omikron-Variante BA.5 eine deutlich größere Krankheitsschwere zu haben scheint als die Omikron-Varianten BA.2 und BA.1. Aufgrund der noch recht geringen Anzahl von Wochen mit Infektionen durch BA.5 und entsprechender Werte zur Anzahl der Infektionen sind die ermittelten Faktor-Summen aber mit Vorsicht zu interpretieren.

Die Krankheitsschwere von COVID-19 ließe sich für die verschiedenen SARS-CoV-2 Varianten, zumindest in Bezug auf die Behandlung auf einer Intensivstation und das Risiko zu versterben, zuverlässig ermitteln, wenn die Variante für jeden Patienten mit COVID-19 auf einer Intensivstation und für jede mit COVID-19 verstorbene Person ermittelt würde. Dies sollte die Kosten der Behandlung auf einer Intensivstation nur in geringem Umfang erhöhen. Leider scheinen diese Daten bisher nicht erhoben zu werden und dementsprechend auch nicht vorzuliegen.

Diese Seite wurde erstmalig mit Daten vom 19.06.2022 veröffentlicht und wird derzeit ungefähr wöchentlich aktualisiert.