Nach der Pandemie ist vor der Pandemie: Und wie interdisziplinäre Forschung hier helfen kann

Yen-Tran Ly; Franca Arndt; Alessa L. Boschert; Bruno Pavletić; Florian Webner; Andreas Kohl; Henrik Grübbel; Julian Soltau; Iman Talai; Mohamed Diaoulé Diallo; Andreas Westhoff; Andreas Schreiber; Tobias Hecking; Frank Duschek; Karin Grünewald; Frank Meller; Jörn Biedermann; Frank Rinderknecht; Werner Kraft; Daniel Schmeling; Jens Jordan; Ralf Moeller

doi:10.1055/a-2073-2615

Flugmedizin · Tropenmedizin · Reisemedizin - FTR, Table of Contents

Flugmedizin · Tropenmedizin · Reisemedizin - FTR 2023; 30(03): 122-130
DOI: 10.1055/a-2073-2615

Flugmedizin

Nach der Pandemie ist vor der Pandemie: Und wie interdisziplinäre Forschung hier helfen kann

After the pandemic is before the pandemic: And how interdisciplinary research can help here

Yen-Tran Ly

¹Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), Köln

,

Franca Arndt

¹Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), Köln

²Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Uniklinik Köln

,

Alessa L. Boschert

²Institut für Medizinische Mikrobiologie, Immunologie und Hygiene, Uniklinik Köln

,

Bruno Pavletić

¹Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), Köln

,

Florian Webner

³Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, DLR, Göttingen

,

Andreas Kohl

³Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, DLR, Göttingen

,

Henrik Grübbel

⁴Institut für Fahrzeugkonzepte, DLR, Stuttgart

,

Julian Soltau

⁵Institut für Technische Physik, DLR, Stuttgart

,

Iman Talai

⁶Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt, DLR, Hamburg

,

Mohamed Diaoulé Diallo

⁷Institut für Softwaretechnologie, DLR, Köln

,

Andreas Westhoff

³Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, DLR, Göttingen

,

Andreas Schreiber

⁷Institut für Softwaretechnologie, DLR, Köln

,

Tobias Hecking

⁷Institut für Softwaretechnologie, DLR, Köln

,

Frank Duschek

⁵Institut für Technische Physik, DLR, Stuttgart

,

Karin Grünewald

⁵Institut für Technische Physik, DLR, Stuttgart

,

Frank Meller

⁶Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt, DLR, Hamburg

,

Jörn Biedermann

⁶Institut für Systemarchitekturen in der Luftfahrt, DLR, Hamburg

,

Frank Rinderknecht

⁴Institut für Fahrzeugkonzepte, DLR, Stuttgart

,

Werner Kraft

⁴Institut für Fahrzeugkonzepte, DLR, Stuttgart

,

Daniel Schmeling

³Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik, DLR, Göttingen

,

Jens Jordan

¹Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), Köln

,

Ralf Moeller

¹Institut für Luft- und Raumfahrtmedizin, DLR (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt), Köln

› Author Affiliations

Abstract

ZUSAMMENFASSUNG

Die Luftfahrt gehört zu den am stärksten durch die COVID-19-Pandemie beeinträchtigten gesellschaftlichen Bereiche und hat gleichzeitig zu einer raschen globalen Ausbreitung des SARS-CoV-2-Virus beigetragen. SARS-CoV-2 gehört zu den Coronaviren, die schon in der Vergangenheit zu Ausbrüchen wie MERS-CoV geführt haben. Diese Erregergruppe sowie weitere zum aktuellen Zeitpunkt möglicherweise noch unbekannte Erreger werden auch in Zukunft unsere Gesellschaft herausfordern. Um hier besser reagieren zu können, wurde am DLR unter Kooperation von 6 Instituten ein Graduiertenkolleg ins Leben gerufen, das interdisziplinäre Lösungsansätze zur Erforschung und Bekämpfung von aktuellen und zukünftigen Pandemien entwickeln wird. Dabei arbeiten Ingenieure, Physiker, Softwareentwickler, Biologen und Mediziner in enger Zusammenarbeit an neuen Konzepten und dem Aufbau fachgebietsübergreifenden Wissens, um zukünftige Pandemien besser kontrollieren und eindämmen zu können sowie gezielter reagieren zu können. Ein Schwerpunkt ist hierbei die Reduzierung der Keimbelastung in Flugzeugen aber auch anderen öffentlichen Verkehrsmitteln wie Bussen und Bahnen. In dieser Übersichtsarbeit geben wir einen Überblick über die Ausgangslage und mögliche Ansätze, um künftigen pandemischen Herausforderungen begegnen zu können.

ABSTRACT

Aviation is among the social sectors most impacted by the COVID-19 pandemic, and at the same time has contributed to the rapid global spread of the SARS-CoV-2 virus. SARS-CoV-2 is one of the coronaviruses that have led to outbreaks such as MERS-CoV in the past. This group of pathogens, as well as others that may be unknown at this time, will continue to challenge our society in the future. In order to be able to react better, a research training group was established at DLR in cooperation with 6 institutes, which will develop interdisciplinary approaches to researching and combating current and future pandemics. Engineers, physicists, software developers, biologists and physicians are working closely together on new concepts and the development of interdisciplinary knowledge in order to better control and contain future pandemics and to be able to react in a more targeted manner. One focus is the reduction of germ contamination in airplanes but also in other means of public transport such as buses and trains. In this review, we provide an overview of the baseline situation and possible approaches to address future pandemic challenges.

Key words

interdisciplinary research - pandemic control - pandemic containment

Full Text

References

Literatur
1 World Tourism Organization. International Tourism Highlights. 2016 Edition: UNWTO; Madrid: 2017. doi: 10.18111/9789284418145
2 Verband Deutscher Verkehrsunternehmen. Fahrgastrekord bei schwächerem Wachstum. 11.03.2019. Im Internet https://www.vdv-dasmagazin.de/story_07_jahrespressekonf.aspx
3 Information und Technik Nordrhein-Westfalen. NRW-Personennahverkehr: 20,6 Prozent mehr Fahrgäste im dritten Quartal 2022. 19. Dezember 2022. Im Internet https://www.it.nrw/nrw-personennahverkehr-206-prozent-mehr-fahrgaeste-im-dritten-quartal-2022-18414
4 Suzumura T, Kanezashi H, Dholakia M. et al The Impact of COVID-19 on Flight Networks. 2020
5 World Tourism Organization. International Tourism Highlights. 2020 Edition: UNWTO; Madrid: 2021. doi: 10.18111/9789284422456
6 Paul T, Chakraborty R, Anwari N. Impact of COVID-19 on daily travel behaviour: a literature review. Transportation Safety and Environment 2022; 04: tdac013
7 Amimo F, Lambert B, Magit A. What does the COVID-19 pandemic mean for HIV, tuberculosis, and malaria control?. Trop Med Health 2020; 48: 32
8 Bhadoria P, Gupta G, Agarwal A. Viral Pandemics in the Past Two Decades: An Overview. J Family Med Prim Care 2021; 10: 2745-2750
9 Fair RJ, Tor Y. Antibiotics and bacterial resistance in the 21st century. Perspect Medicin Chem 2014; 06: 25-64
10 Guan Y, Vijaykrishna D, Bahl J. et al The emergence of pandemic influenza viruses. Protein Cell 2010; 01: 9-13
11 Im YR, Jagdish R, Leith D. et al Prevalence of occult hepatitis B virus infection in adults: a systematic review and meta-analysis. Lancet Gastroenterol Hepatol 2022; 07: 932-942
12 World Health Organization, Regional Office for South-East Asia. A brief guide to emerging infectious diseases and zoonoses. 2014
13 World Health Organization. Prioritizing diseases for research and development in emergency contexts. Im Internet https://www.who.int/activities/prioritizing-diseases-for-research-and-development-in-emergency-contexts
14 Cohn Jr SK. The Black Death: end of a paradigm. Am Hist Rev 2002; 107: 703-738
15 Echenberg M. Pestis redux: the initial years of the third bubonic plague pandemic, 1894–1901. J Word Hist 2002; 13: 429-449
16 Wagner DM, Klunk J, Harbeck M. et al Yersinia pestis and the plague of Justinian 541–543 AD: a genomic analysis. Lancet Infect Dis 2014; 14: 319-326
17 World Health Organization. Coronavirus disease (COVID-19). Im Internet https://www.int/health-topics/coronavirus#tab=tab_1
18 Payri R, Gimeno J, Marti-Aldaravi P. et al Spray characteristics and penetration of the human cough, and the effectiveness of masks to prevent its dispersion. Build Environ 2022; 211: 108584
19 Centers for Disease Control and Prevention. Risk for COVID-19 Infection, Hospitalization, and Death By Age Group. Apr. 7, 2023. Im Internet https://www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/covid-data/investigations-discovery/hospitalization-death-by-age.html
20 Vygen-Bonnet S, Koch J, Bogdan C. et al Beschluss und Wissenschaftliche Begründung der Ständigen Impfkommission (STIKO) für die COVID-19-Impfempfehlung. Epid Bull 2021; 02: 3-63
21 Bundesministerium für Gesundheit. Coronavirus-Pandemie: Was geschah wann? Im Internet https://www.bundesgesundheitsministerium.de/coronavirus/chronik-coronavirus.html
22 Mitteldeutscher Rundfunk. 2020: Die Chronik zur Corona-Krise. 30. Dezember 2020. Im Internet https://www.mdr.de/nachrichten/jahresrueckblick/corona-chronik-chronologie-coronavirus-102.html
23 World Health Organization. WHO R&D Blueprint for Epidemics. Im Internet https://www.who.int/teams/blueprint/who-r-and-d-blueprint-for-epidemics
24 Murray CJL, Ikuta KS, Sharara F. et al Global burden of bacterial antimicrobial resistance in 2019: a systematic analysis. Lancet 2022; 399: 629-655
25 Hübner R.. Antibiotikaresistenzen – Fakten für eine sachliche Auseinandersetzung. DLG-Expertenwissen 01/2016. Im Internet https://www.dlg.org/de/lebensmittel/themen/publikationen/expertenwissen-foodchain/antibiotikaresistenzen
26 World Health Organization. Prioritizing diseases for research and development in emergency contexts. Im Internet https://www.who.int/activities/prioritizing-diseases-for-research-and-development-in-emergency-contexts
27 Robert Koch-Institut. Wochenberichte zu COVID-19. Im Internet https://www.rki.de/DE/Content/InfAZ/N/Neuartiges_Coronavirus/Situationsberichte/Wochenbericht/Wochenberichte_Tab.html
28 Schmeling D, Shishkin A, Schiepel D. et al Numerical and experimental study of aerosol dispersion in the Do728 aircraft cabin. CEAS Aeronaut J. 2023 doi: 10.1007/s13272-023-00644-3
29 Schmeling D, Kühn M, Schiepel D. et al Analysis of Aerosol Spreading in a German Inter City Express (ICE) Train Carriage. Build Environ 2022; 222: 109363
30 Konstantinov M, Schmeling D, Wagner C. Numerical Simulation of the Aerosol Formation and Spreading in an Air-Conditioned Train Compartment. J Aerosol Sci 2023; 170: 106139
31 Deutsche Bahn. Leichter einen Sitzplatz finden. 08. Januar 2023. Im Internet https://www.deutschebahn.com/de/presse/pressestart_zentrales_uebersicht/Leichter-einen-Sitzplatz-finden-10025286
32 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt. Alleskönner für den Stadtverkehr. DLRmagazin 163/2023. Im Internet https://www.dlr.de/content/de/artikel/magazin/dlr-magazin-163/alleskoenner-fuer-den-stadtverkehr-mag.html
33 Johnson GR, Morawska L, Ristovski ZD. et al Modality of human expired aerosol size distributions. J Aerosol Sci 2011; 42: 839-851
34 Alsved M, Nygren D, Thuresson S. et al SARS-CoV-2 in Exhaled Aerosol Particles from COVID-19 Cases and Its Association to Household Transmission. Clin Infect Dis 2022; 75: e50-e56
35 Miura F, Klinkenberg D, Wallinga J.. Dose-response modelling of endemic coronavirus and SARS-CoV-2: human challenge trials reveal the individual variation in susceptibility. medRxiv 2022.04.07.22273549