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Fachinformationen - Allgemein: Free-Rider

Infektionen, soziale Netze, Impfungen und Free-Riding

^{Bildquelle: Simona Himmel}

Einführung
Menschen sind Teile sozialer Netzwerke, auch wenn sie keinen Computer besitzen. Sie haben Kontakt zu einer Reihe von anderen Menschen, die ihrerseits wieder Kontakte zu anderen haben, und so entsteht automatisch ein netzwerkartiges Beziehungsgeflecht. In der westlichen Welt sind alle Menschen über maximal sechs Ecken miteinander vernetzt. Hinzu kommen noch die vielen Alltagskontakte zu Personen, die wir nicht näher kennen. Die großen „Knotenpunkte“ wie internationale Flughäfen, Hauptbahnhöfe, Massenveranstaltungen und der Öffentliche Nahverkehr in Großstädten tun ein Übriges dazu, dass alle mit allen in „Tuchfühlung“ bleiben. Im Falle einer hochkontagiösen Krankheit wie den Masern steckt ein einzelner Patient – eine ungeschützte Bevölkerung vorausgesetzt - zwölf bis 18 Personen an. Es erfordert wenig Fantasie sich auszumalen, dass sich die Masern unter solchen Bedingungen wie ein Flächenbrand ausbreiten würden. Immerhin eine Erkrankung, die eine Komplikationsrate von fast 30% und auch in Industriestaaten eine Sterblichkeitsrate von mindestens 0,1% aufweist.

Free-Rider
Free Rider bedeutet so viel wie „Trittbrettfahrer“. In der Epidemiologie steht dieser Begriff für eine nicht geimpfte Person, die in einer Gemeinschaft mit sehr hoher Durchimpfungsrate lebt. Ein Kind, das selber keine Masern-Impfung erhalten hat, sich aber in einer Umgebung bewegt, in der alle anderen Kinder durchgeimpft sind, wird wahrscheinlich nicht an Masern erkranken. Es profitiert von der so genannten „Herdenimmunität“. Dies ist ein sehr nützlicher Effekt vor allem für immungeschwächte Kinder, die keine Masernimpfung erhalten dürfen. Damit das so ist, müssen jedoch bis zu 94% der Bevölkerung durch Impfung oder durchgemachte Erkrankung geschützt sein. Wollen zu viele Personen Nutznießer der Herdenimmunität sein, d.h. auf die Impfung verzichten und dabei trotzdem vom Impfschutz der Gemeinschaft profitieren, bricht das System schnell wie ein Kartenhaus in sich zusammen. Zumal auch eine vollständige Impfung keinen 100%igen Schutz bietet, sondern „nur“ einen 99%igen: dh. es muss mit 1.000 nicht geschützen Personen bei 100.000 Geimpften gerechnet werden. Je erfolgreicher ein Impfprogramm ist, um so eher kann eine Krankheit eingedämmt werden. Je seltener nun die Krankheit wird, desto mehr Eltern werden sich fragen, wieso sie das Kind gegen eine Erkrankung impfen lassen sollen, die ihrer Erfahrung nach weit und breit nicht mehr vorkommt.

Gefangenen-Dilemma
Soll man sich eigennützig verhalten, oder lieber kooperativ? Diese Frage wird von Mathematikern anhand des Gefangenen-Dilemmas diskutiert. Zwei Gefangene werden verdächtigt, eine Straftat begangen zu haben. Wenn sie beide schweigen (Kooperation) wird jeder von beiden zu zwei Jahren verurteilt. Wenn einer gesteht und der andere schweigt, so erhält der Geständige als Kronzeuge nur ein Jahr Haft und der Verschwiegene die Höchststrafe von sechs Jahren. Wenn beide gestehen, werden sie zu vier Jahre Haft verurteilt.

Ideal für die Gefangenen wäre, wenn sie sich beide gegenseitig vertrauten könnten: Dann gäbe es nur zwei Jahre Gefängnis für jeden. Aber die Gefangenen können sich nicht absprechen.
Wenn einer vertrauensvoll wäre und schwiege, könnte er vom anderen leicht rein gelegt werden und bekäme sechs Jahre Haft.
Wenn beide befürchteten herein gelegt zu werden und deshalb lieber gestehen würden, bekämen sie je vier Jahre Haft.

Ein ähnliches Dilemma gilt für Impfprogramme:

Wenn sich alle impfen lassen würden (z.B. gegen Kinderlähmung), profitierte die gesamte Gesellschaft von der Herdenimmunität. Epidemien wären nicht mehr möglich.
Wenn dann die Erkrankung nicht mehr in der Gesellschaft vorkäme, gäbe es demgegenüber natürlich noch die seltenen Nebenwirkungsereignisse aufgrund der Impfung
- Beispiel: Seltene Nebenwirkungsereignisse bei Impfung und bei nicht mehr vorkommender Erkrankung führten in Deutschland dazu, dass die Schluckimpfung gegen Polio gegen eine nebenärmere Impfung ersetzt wurde.
Wenn nun eine Person nicht geimpft würde, hätte sie keine Nebenwirkungen und käme trotzdem in den Genuss der Herdenimmunität. In der Impfberatung müsste daher Überzeugungsarbeit geleistet werden, dass die Impfung nicht so sehr aus Gründen der Senkung eines individuellen Risikos, sondern aus Gründen des Bevölkerungsschutzes sinnvoll ist, damit z.B. die Kinderlähmung nicht nach Deutschland zurückkommt.
- Für die Aufklärung über Individual- und Bevölkerungsschutz fehlt in der Praxis meist die Zeit.
Wenn nur wenige, sich nicht impfen lassen, sind Epidemien sind nicht zu erwarten, höchstens einige sporadische Fälle.
Wenn es viele "Free-Rider" gäbe, die sich wegen des geringen Risikos nicht impfen lassen wollen, dann ginge der Gemeinschaft ein großer Teil der Herdenimmunität verloren. Lokale Ausbrüche, wären möglich. Die Infektionskrankheit wäre "endemisch". Die verbliebene Herdenimmunität würde bewirken, dass bei relativ seltener Ansteckungsmöglichkeit die Infektionswahrscheinlichkeit erst langsam mit höherem Lebensalter steigt, und dann mit einem höheren Risiko für Komplikationen einher gingen. D.h. die Häufigkeit von Komplikationen von Infektionen, zum Beispiel bei Röteln (insbesondere in der Schwangerschaft), kann in einer Bevölkerungsgruppe mit einer niedrigen Durchimpfungsrate höher sein, als wenn gar geimpft worden wäre (Edmunds, 2000). Ein weiteres Beispiel dafür ist die Häufigkeit von Komplikationen von Windpocken nach Einführung einer Impfung in Deutschland, die nur von einem Teil der Bevölkerung angenommen wurde.

Es macht also aus Erwägungen des Bevölkerungsschutzes Sinn, möglichst alle Personen zu impfen oder aber nur ausgewählte Personen mit einem erhöhten Komplikationsrisiko.

Nash-Gleichgewicht
Der Mathematiker John Forbes Nash Jr. ist durch den oscarprämierten Film „A Beautiful Mind“ einem breiten Publikum bekannt geworden. Obwohl er an einer paranoiden Schizophrenie litt, und ganze 30 Jahre lang keinen Artikel veröffentlichen konnte, gelangen ihm bedeutende Durchbrüche, u.a. in der mathematischen Behandlung der Spieltheorie. Er formulierte das so genannte Nash-Equilibrium, also Nash-Gleichgewicht. Ausgangspunkt ist ein Satz von Strategien, die die Teilnehmer in einem Spiel anwenden dürfen, um Vorteile „herauszuschlagen“. In einer Situation, bei der kein Spieler mehr durch eine Änderung seiner Strategie profitieren kann, wenn die Mitspieler ihre Strategie unverändert lassen, ist das Nash-Gleichgewicht erreicht. Im Falle einer 100%igen Durchimpfungsrate befinden sich die einzelnen Bürger bedauerlicherweise nicht in einem Nash-Gleichgewicht. Durch den Verzicht auf die Impfung (Änderung der eigenen Strategie) ließen sich unter Nutzung der Herdenimmunität Vorteile erzielen: Verzicht auf mögliche Nebenwirkungen bei weiterbestehendem Schutz (durch die geimpften Mitbürger). Um dem Nash-Gleichgewicht hier näher zu kommen, existieren verschiedene Ansätze, die sich gegenseitig ergänzen können. Zum Beispiel:

Aufklärung der Bevölkerung, falls viele Menschen die verwendeten Impfstoffe für schlechter verträglich halten, als sie tatsächlich sind
Schaffung von Verständnis für einen solidarischen Bevölkerungsschutz durch eine vertrauensvolles ärztliches Gespräch.
Informationen darüber, wie das Erkrankungsrisiko im Falle einer abnehmenden Durchimpfungsrate zunimmt
Planung größerer Studien, um über die Verträglichkeit der Impfstoffe, bei Anwendung im globalen Maßstab, noch genauere Angaben machen zu können
Gesundheitspolitische Meinungsbildung darüber, wie hoch ein „Impfrisiko“ sein darf, um gerade noch akzeptabel zu sein
Entwicklung neuer Impfstoffe mit besserer Verträglichkeit
Entwicklung von Impfstoffen mit höherer Wirksamkeit

Den Entscheidungsprozess von Eltern, ihr Kind impfen zu lassen, darf man sich nicht allzu einfach vorstellen. Eine Nutzen-Risiko-Relation lässt sich, gerade wenn man auch von der Herdenimmunität der gut geimpften Mitbürger profitiert, oft nicht gar exakt bestimmen, zumal das Risiko abhängig vom Verhalten der anderen einem ständigem Fluss unterliegt, also non-linear und dynamisch ist. Das komplexe System „Infektionsrisiko“ hat ein „Gedächtnis “ und wird nicht zuletzt durch die Impfentscheidungen der vorangegangenen Eltern-“Generation“ beeinflusst. Also die Impfentscheidungen der heutigen Eltern beeinflusst das Infektionsrisiko der Kinder der Eltern von morgen, usw. Bei der Entscheidung für oder gegen Impfungen kommen ähnlich wie bei bestimmten Wahlumfragen eher längerfristige Grundüberzeugungen, eigene Erfahrungen, vor allem aber das Vertrauen (z.B. zum Kinderarzt oder zu den nationalen Leitlinien der Ständigen Impfkommission) zum Ausdruck. Die konkrete Entscheidung kann jedoch noch kurzfristig geändert werden, zum Beispiel als Reaktion auf einen Nachrichtenbeitrag, einen Zeitungsartikel oder auf Ereignisse in unserem persönlichen Umfeld.

Szenario-Analysen
Mittels mathematischer Modelle wurden von Bauch und Kollegen 2010 die wichtigsten Parameter untersucht, die die Entwicklung in Richtung Nash-Equilibrium beeinflussen können. Hier fanden sich die folgenden Beziehungen:

Bei geringem Erkrankungsrisiko und schlechter Wirksamkeit der Impfung ist die Impfbereitschaft am geringsten. D.h. es gibt viele Free-Rider.
Je geringer das Erkrankungsrisiko, desto weniger wird eine mäßige Verträglichkeit des Impfstoffs (z.B. mit stärkeren lokalen Reaktionen an der Impfstelle) akzeptiert. Die Zahl der Free-Rider nimmt mit der Zeit zu.
- Beispiel Diphtherieimpfung: Auf die alle 10 Jahre fällige Diphtherie-Auffrischimpfung durch den Hausarzt wird häufig verzichtet.
- Besteht bei richtiger Behandlung einer Krankheit praktisch kein Sterblichkeitsrisiko, z.B. bei Rotavirusinfektion, so ist die bloße Möglichkeit bedrohlicher Nebenwirkungen der Impfung kritischer zu beurteilen als im Falle von Impfstoffen, die gegen lebensgefährliche Erkrankungen schützen sollen.
Bei hohem Erkrankungsrisiko und schlechter Wirksamkeit der Impfung besteht über mehrere Jahrgänge hinweg eine hohe Impfbereitschaft. Zahl der Free-Rider ist gering. Oft genügt schon ein vermeintlich hohes Risiko wie die drohende „Schweinegrippe“ 2009/2010 um, trotz mäßiger Wirksamkeit einen Run auf die Impfstoffe auszulösen.
Ausgehend von einer anfänglich hohen Toleranz gegenüber schlechter Impfstoffverträglichkeit, nimmt die Bereitschaft, Impfnebenwirkungen zu tolerieren, schließlich von Jahrgang zu Jahrgang ab. Die Zahl der Free-Rider nimmt mit der Zeit zu.
Bei hohem Erkrankungsrisiko findet sich bei zunehmender Verbesserung der Impfstoffwirksamkeit im Laufe der Zeit paradoxerweise eine verringerte Toleranz gegenüber Impfstoffnebenwirkungen, wahrscheinlich infolge einer schnell aufgebauten Herdenimmunität.
Bei bestehendem geringen Erkrankungsrisiko finden sich bei zunehmender Wirksamkeit der Impfung von Jahrgang zu Jahrgang stark variierende Akzeptanzen der bestehenden Nebenwirkungsrate.

Das „soziale Optimum“ liegt vor, wenn die Gesamtbelastung durch die Erkrankung, wie auch durch die Impfung gegen Null geht. Ziel ist es, Durchimpfungsraten in der Bevölkerung zu erreichen, die die volle Herdenimmunität gewährleisten, z.B. bei Masern etwa 94%, bei weniger kontagiösen Erkrankungen wären sogar deutlich geringere Impfraten ausreichend. Wird die Zahl der Impfungen über das für die Herdenimmunität erforderliche Maß hinaus gesteigert, so schlagen etwaige Nebenwirkungen subjektiv stärker zu Buch, man entfernt sich in großen Schritten wieder vom sozialen Optimum. Dies gilt allerdings nur für Erkrankungen, die direkt von Mensch zu Mensch übertragen werden und nicht für Krankheiten, die man sich auf andere Weise zuzieht, wie z.B. Tetanus (Wundstarrkrampf) über verunreinigte Wunden.

Daten, Transparenz und Kommunikation
Die Wahrscheinlichkeit an Infektionen zu erkranken und Schäden davon zu tragen, kann durch gut geplante und professionell umgesetzte Impfprogramme deutlich gesenkt werden. Die Ausrottung der Pocken und die Zurückdrängung der Polio sind dafür gute Beispiele.

Im antiken Rom maß man das Erfolgspotenzial einer bedeutenden Person an zwei Kriterien. Wurden

die Chancen für den Erfolg richtig berechnet?
die Schlussfolgerungen überzeugend vermittelt, unter Einbeziehung der Bedürfnisse und der Erwartungen der Zuhörer?

Die Kombination aus genauem Nachrechnen und professioneller Kommunikation ist auch heute noch die für wirksame Maßnahmen des öffenlichen Gesundheitsschutzes.

Und ein Drittes kommt hinzu: Transparenz und Offenlegung der Fakten, Benennung der Wissenslücken und der Interessen (von Staat, Arzt, Hersteller, ...).

Patienten werden sich dann für eine Empfehlung oder einen Rat entscheiden, wenn Ihr Arzt ihnen durch die Art seiner Kommunikation das Gefühl vermittelt, sie seien in Sicherheit und umsorgt.

Die Betroffenen wollen vertrauen können. Sie möchten glauben, dass Experten die Fakten überblicken und dann das Beste raten. Das ist ein Gefühl, das zum Beispiel ein Mutter braucht, die deshalb zu einem Kinderarzt geht, weil sie Schaden von ihrem Kind abwenden möchte.

Meist wird versucht, Vertrauen durch Autorität zu vermitteln: "Ich weiß, was gut für dich ist" und bei den meisten Betroffen reicht das auch.

Warum aber vertrauen manche ihren Experten nicht, obwohl diese mit großer Autorität versichern, dass es für eine hohe Herdimmunität notwendig Kinder sei, möglichst im zweiten Lebensjahr gegen Masern, Mumps und Röteln impfen zu lassen? (John 2010 siehe unten). Manche schienen zu zweifeln, weil sie vermuten, dass Experten nur unzureichend wissenschaftlich kritisch denken, also Nutzen und Risiken nicht sorgfältig hinterfragt und abgewogen haben:

Risiko von Folgeschäden durch die Infektion
Risiko von Folgeschäden durch die Impfung
Bewertung von Lücken existierenden Wissens
Zahl der Geimpften für die Verhinderung einer Krankheitsfolge (Wirksamkeit)
Entstehende Kosten ohne und mit Impfung
Impfgrund: Individualschutz oder Bevölkerungsschutz?

Wenn Experten solche Fakten nicht vermitteln, entsteht ggf. der Verdacht, dass sie unüberprüfbare Glaubenssätze vertreten oder gar etwas verbergen.

Der Aufbau von Vertrauen fordert von Ärzten eben nicht nur Autorität, sondern auch Kommunikationskompetenz:

Empathie: Aufmerksam sein, den Patienten mögen und dessen Bestes wollen
Sachkenntnis und kritisch abwägendes Denken, was in diesem Fall geboten zu sein scheint
Transparenz der persönlichen Ansichten: Überzeugungen, Unsicherheiten, Grenzen eigenen Wissens und Interessen

Impfungen, ihre Akzeptanz und das Erreichen einer hohen Herdimmunität erfordern also mehr als technische Handlungen.

Literatur

Der Masernausbruch in Coburg. Schlusswort. Deutsches Ärzteblatt
Bauch CT, Bhattacharyya S, Ball RF. Rapid emergence of free-riding behavior in new pediatric immunization programms. PloS 2010; 5: e12594.
Edmunds WJ, Gay, NJ. Health professionals do not understand mathematical models. BMJ 2000; 320: 581-2.
John St.: Expert testimony and epistemological free-riding: the MMR controversy. The Phil. Quarterly, 2010, doi:10.IIII/j.1467-9213.2010.687.x

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MG, 16.10.2018