Berry 2009 nach der seuche.doc

Neue Krankheiten wie das Ebolafieber oder die Lungenentzündung SARS tauchen immer wieder auf. Die Medizin versucht daher, den Rüstungswettlauf zwischen Mensch und Mikrobe grundsätzlich besser zu verstehen und neue Abwehrstrategien zu entwickeln. Sie liegen vier Wochen im Koma – und als Sie schen zu befallen. Diese Gelegenheit ergab sich aufwachen, ist die Welt menschenleer: Ihre Be- erst durch die moderne Wasserversorgung, die wohner sind von einem Killervirus dahin gerafft Legionella und seinem Wirt gute Lebensbedingun- worden. Mit diesem Albtraum beginnt der Film 28 Days Later. Mörderische Virusepidemien wurden Obendrein lassen sich aber auch viele altbe- schon öfter im Kino abgehandelt, meist sind kannte Erreger immer noch schlecht bekämpfen. wahnsinnige Wissenschaftler oder skrupellose Gegen viele gibt es auch keine Schutzimpfung, Militärs an der Seuche schuld. Drehbuchautoren obwohl schon seit Jahrzehnten daran gearbeitet lieben das, doch die Wirklichkeit sieht anders aus. wird. Im Fall AIDS beispielsweise hat man im Die Natur bringt alleine gefährliche Epidemien Laufe der Jahre immer wieder neue Strategien zur hervor; ein Kommentator im Wissenschaftsjour- Impfstoff-Entwicklung vorgeschlagen, aber ein nal Nature schrieb anlässlich SARS, Mutter Natur endgültiger Durchbruch steht bis heute aus. Und sei immer noch „die ultimative Bioterroristin“. zu allem Übel treten zunehmend Resistenzen ge- Erinnert sich überhaupt noch jemand an SARS? gen die vorhandenen Medikamente auf. Bakte- Die Erkrankung trat im November 2002 in China rielle Infektionen wie Tuberkulose, früher gut auf und breitete sich im ersten Halbjahr 2003 ra- behandelbar, werden so wieder lebensbedrohlich. pide aus. Durch Isolierung von Infizierten ließ Diesen Trend gibt es auch bei anderen Erregern: sich der exponentielle Anstieg eindämmen, und im Die wenigen Mittel gegen Malaria oder HIV wer- Sommer sank die Rate der Neuinfektionen. Die den durch Resistenzen schnell wirkungslos. In Weltgesundheitsorganisation WHO hat schließlich Europa ist schon jeder zehnte Neuinfizierte mit im Juli 2003 die Epidemie für beendet erklärt. einem resistenten HIV -Stamm infiziert, in Nord- Experten gehen allerdings davon aus, dass uns amerika ist die Häufigkeit solcher Stämme noch SARS langfristig erhalten bleibt, und so sind die Struktur und das Verhalten des auslösenden Coronavirus bis heute Gebiete, auf denen aktiv Die optimistische Vorstellung, wir könnten eines Tages alle Seuchen ausrotten, gehört aus diesen Gründen der Vergangenheit an. Auch ist deutlich Neue Infektionskrankheiten wie Ebola, AIDS, geworden, dass die Suche nach Wunderpillen, die Legionellose oder eben SARS tauchen mit schö- die Erreger ein für alle Mal vernichten, zu kurz ner Regelmäßigkeit auf: Seit 1975 wurden rund 30 greift. Es hat sich deshalb im vergangenen Jahr- Krankheiten erstmalig beschrieben. Das liegt in zehnt eine neue Sicht der Infektionserkrankungen manchen Fällen daran, dass der Erreger bisher herausgebildet, die auf der Evolutionsbiologie unbekannt war, obwohl er schon lange sein Un- fußt: Entstehung und Ausbreitung von Seuchen wesen treibt, wie etwa das Magenbakterium sind ein Teilgeschehen der gesamten biologischen Helicobacter pylori. Daneben gibt es jedoch reihen- Evolution. Menschen und Krankheitserreger be- weise „noch nie da gewesene“ Krankheiten, deren finden sich dabei in einem evolutionären Wett- Erreger den Menschen früher nicht infiziert ha- rüsten. Ein führender Kopf der neuen, evolutio- ben. Ein Beispiel ist die Legionellose. Das Bakte- nären Infektionsmedizin in Deutschland ist der rium Legionella pneumophila lebt als Parasit in Amö- Mikrobiologe Jörg Hacker. Er leitet das Robert- ben, aber früher hatte es keine Chance, den Men- Koch-Institut in Berlin. „Ich persönlich halte eine evolutionsbiologische Interpretation von Krank- diese die Neutronenbombe. Auch darin ist das heitssymptomen für außerordentlich interessant biologische Wettrüsten vergleichbar. Viele Erreger und attraktiv“, sagt Hacker. Als Beispiel führt er überrumpeln das Immunsystem mit einer neuen die Frage nach dem Ursprung des Fiebers an. Es Strategie. HIV beispielsweise befällt nicht einfach habe sich entwickelt, „weil sich der Körper mit irgendwelche Körperzellen. Er tötet vielmehr dieser Reaktion bestimmter Mikroben, nicht nur Zellen des Immunsystems, und legt damit genau jene Abwehr lahm, die ihn sonst stoppen könnte. Nun leben die Krankheitserreger vom Men- Ähnlich perfide ist der Ebola-Virus: Bei einer In- schen und haben eigentlich nicht das Ziel, uns zu fektion bildet das Immunsystem wie üblich Anti- vernichten. Dadurch wird oft die Evolution von körper – und das macht sich Ebola zunutze. Er weniger aggressiven Erregerstämmen begünstigt: benutzt diese Antikörper als Eintrittskarte, um in Je länger der befallene Wirt lebt und je weniger Zellen des Immunsystems zu gelangen und sich krank er sich fühlt, desto besser kann er andere dort zu vermehren. Yoshihiro Kawaoka von der anstecken und dem Erreger zu erfolgreicher Universität Tokyo hat mit Kollegen diese hinter- Verbreitung verhelfen. Viele gefährliche neua rtige hältige Strategie aufgedeckt. Er vermutet, dass sie Infektionen sind deshalb Unfälle, weil ein nicht an auch zur extremen Gefährlichkeit von Ebola bei- den Menschen angepasster Erreger diesen infi- trägt. Dieser Mechanismus wurde übrigens ebenso ziert. HIV beispielsweise stammt von afrikani- bei Coronaviren entdeckt, also Verwandten des schen Affenviren namens SIV ab. Diese sind weit verbreitet, jeder zweite Affe ist infiziert – doch bei Affen haben die SI-Viren keine so verheerenden Bakterien sind genetisch extrem flexibel, und un- ter Stress nimmt ihre Mutationsrate noch zu. Die Evolution der Mikroben kann allerdings Stress ist aber für Bakterien alles, was ihnen das ebenso die Zunahme der Aggressivität begünsti- Leben schwer macht – das menschliche Immun- gen. Zum einen deshalb, weil Krankheitserreger system ebenso wie Antibiotika. Auch andere den Kampf gegen das Immunsystem bestehen Krankheitserreger haben eine hohe Evolutionsrate müssen. Der Erreger der Pest, das Bakterium und können schnell auf Abwehrmaßnahmen ihrer Yersinia pestis, hat zum Beispiel gleich mehrere Wirte reagieren. Speziell Viren sind echte Ver- Tricks auf Lager, mit denen er das Immunsystem wandlungskünstler – was die Entwicklung von überlistet: Er kann sich zum Beispiel erfolgreich Medikamenten und Impfungen sehr erschwert. gegen den Angriff der Phagocyten wehren, die als Bei Mutationen entstehen neue Merkmale in- „Fresszellen“ eigentlich dafür zuständig sind, Ein- nerhalb der mutierten Zelle, doch in den vergan- dringlinge zu vernichten. Obendrein gelingt es genen Jahren ist die große Bedeutung eines weite- Yersinia pestis , die Produktion spezieller Signal- ren Mechanismus deutlich geworden: der Aus- stoffe, der Cytokine, zu unterdrücken, die für die tausch von Erbgut. Viele Gene zirkulieren als ge- Immunantwort des Wirtes wichtig sind. In ähnli- netische Shareware unter Mikroben, insbesondere cher Weise gelingt es vielen Viren, das Interferon- solche, die ein Bakterium erst zum Krankheitser- system des Körpers lahm zu legen, das eigentlich reger machen. Oft sind diese speziellen Krank- eine höchst effiziente Abwehr gegen virale Ein- heitsgene in regelrechten Paketen zusammenge- fasst. Wenn ein ungefährliches Bakterium ein sol- Obendrein müssen sich Erreger auch gegen die ches Genpaket erwirbt, so erhält es mit einem Mal Konkurrenz aller anderen Keime behaupten, die die gesamte Ausrüstung, die es zum Killer macht. im selben Patienten vorkommen. Für das Bakte- Auf diese Weise sind neuerdings etliche gefährli- rium Staphylococcus aureus etwa wurde gezeigt, dass che Formen von Escherichia coli aufgetaucht, das an die aggressivsten Formen auch den größten sich ein harmloses Darmbakterium ist. Dieses Verbreitungserfolg haben. Staphylokokken sind an Weiterreichen von Genen ist auch deshalb so Erkältungskrankheiten beteiligt, aber sie verursa- leicht, weil verschiedene Bakterien dieselben chen auch gefährliche Wundinfektionen, insbe- Tricks anwenden: Die Tricks, mit denen sie Wirts- zellen erkennen, sich an sie anheften, in sie ein- Das Wettrüsten der Supermächte war durch dringen und sie schließlich schädigen, sind überall technische Neuerungen gekennzeichnet: Auf die ähnlich. Eine solche Universalwaffe ist zum Bei- Atombombe folgte die Wasserstoffbombe, auf spiel eine molekulare Injektionsnadel, mit der ver- schiedene Bakterien jeweils arteigene Gifte in werden als multidrug transporter bezeichnet. Wie ihr Name sagt, wirken sie oft gegen viele Antibioti- Zum Rüstungswettlauf von Menschen und Er- kagruppen gleichzeitig. Beim Stichwort Resistenz regern gehören auch die Resistenzen gegen Anti- denkt man zwar meist an Bakterien, aber die biotika und andere Wirkstoffe. Besonders unan- grundlegenden Aspekte sind bei anderen Erregern genehm ist dabei, dass auch Resistenzgene von verblüffend ähnlich. Auch bei Pilzen oder Malaria einer Mikrobe zur nächsten weiter gereicht wer- gibt es Resistenz durch multidrug transporter, also den. Oft tauchen resistente Keime schon kurz durch unspezifische molekulare Pumpen. Und wie nach Einführung eines Wirkstoffes auf: 1959 Bakterien bilden krank machende Hefe- und wurde Methicillin eingeführt – als Wunderwaffe Schimmelpilze dauerhafte Resistenzen, die lange gegen penicillinresistente Staphylokokken. Bereits nach dem Absetzen der Wirkstoffe bestehen Anfang der 60er Jahre gab es jedoch weltweit methicillinresiste Staphylokokken. Gegen das Notfall-Antibiotikum Vancomycin sind inzwi- schen auch einige Stämme unempfindlich. Medi- Immer mehr Details unseres Wettrüstens mit den ziner sagen vorher, dass es bald gegen manche mikroskopischen Gegnern werden entschlüsselt – Stämme von Staphylococcus aureus überhaupt kein natürlich immer verbunden mit der Hoffnung auf wirksames Mittel mehr geben wird. Und das ist neue Abwehrstrategien. Ein aktuelles Beispiel: kein Einzelfall: Enterokokken sind ähnlich ge- Menschliche Zellen bilden ein spezielles Eiweiß, fährlich, und auch bei ihnen gibt es inzwischen das Retroviren wie HIV an der Vermehrung hin- Stämme, die gegen das Notfall-Antibiotikum dert. Eigentlich ein guter Schutz gegen AIDS. Vor Teicoplanin resistent sind. Bei der Tuberkulose einigen Jahren hat man jedoch herausgefunden, sind die gefährlichen RISE-Stämme resistent ge- dass HIV diesen Schutz mit einem Molekül na- gen vier wichtige Wirkstoffe (Rifampicin, mens Vif unwirksam macht. Also wäre Vif ein Isoniazid, Streptomycin, Ethambutol). Es existie- potenzielles Angriffsziel für zukünftige Anti-HIV- ren aber auch Tuberkulose-Stämme, die gleich gegen 11 verschiedene Mittel unempfindlich sind; Bei Bakterien ist das Problem der Resistenzen sie verursachen eine hohe Sterblichkeit zum Bei- akut. Vorhandene Resistenzen werden niemals wieder völlig verschwinden, aber durch sparsamen Es gibt viele verschiedene Mechanismen der Einsatz der Wirkstoffe werden sie zumindest sel- Resistenz. Bakterien wehren sich zum Beispiel tener. Generell bleibt es jedoch dabei, dass Bakte- gegen Penicilline mit Eiweißen, die den Wirkstoff rien auf Antibiotika mit Resistenzen reagieren. spalten und unschädlich machen. Wie es sich für Dieses zunächst rein biologische Problem gewinnt einen Rüstungswettlauf gehört, hat der Mensch durch wirtschaftliche Aspekte noch an Brisanz: auf diese Gegenmaßnahme mit einer Gegen- Die Pharmaindustrie verliert zunehmend das Inte- Gegenmaßnahme reagiert: Es gibt Stoffe, die resse an der Entwicklung neuer Antibiotika, für Penicillin spaltende Eiweiße lahm legen, und ei- immer weniger neue Wirkstoffe wird die Zulas- nige wie die Clavulansäure werden deshalb kom- sung beantragt. Der Grund: Antibiotika verlieren biniert mit Penicillinen verabreicht. Wen sollte es durch die Resistenzbildung neben ihrem medizini- wundern, einige Bakterien sind bereits gegen schen auch den kommerziellen Wert rasch. Und Clavulansäure resistent. Und die Forschung wie- ganz neue Wirkstoffe andererseits, gegen die es derum arbeitet an neuen Wirkstoffen, die noch keine Resistenzen gibt, sind auch keine Ver- kaufsschlager – gerade sie werden ja von den Resistenzen richten sich oft nicht gegen die Ärzten als Reserve für Notfälle zurückgehalten. einzelne Substanz, sondern gegen viele Vertreter Ein Ausweg könnte sein, dass man bei der Be- einer Stoffgruppe. Noch gravierender sind Fälle, kämpfung von bakteriellen Infektionen in Zu- in denen die Empfindlichkeit gleich gegen meh- kunft andere Wege geht und Einsichten der Evo- rere Wirkstoffgruppen herabgesetzt ist. Dies er- lutionsbiologie nutzt: Bisherige Antibiotika töten reichen Bakterien, indem sie die Durchlässigkeit wahllos alle Bakterien, und erzeugen einen starken ihrer Zellwand für Moleküle aller Art vermindern. Selektionsdruck in Richtung Resistenz. Neuartige Auch gibt es molekulare Pumpen, die Medika- Medikamente hingegen könnten sich gezielt gegen mente wieder aus der Bakterienzelle herausbeför- jene Zellen richten, die Giftstoffe produzieren dern, bevor sie Schaden anrichten können. Sie oder andere krank machende Merkmale aufwei- sen. Die Bakterien als solche würden toleriert, wohl nur im Kino geben. Doch soviel ist sicher: aber sie würden letztlich gezähmt, weil gerade die Der Ausgang des Rüstungswettlaufs mit unseren harmlosen unter ih-nen einen Überlebensvorteil hätten. Doch so plausibel diese Idee auch zu- nächst klingt, man muss einräumen, dass sie zwar schon seit länge-rem in der Fachliteratur diskutiert Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin Hamburg wird, dass aber ein durchschlagender klinischer Cochi S.L. und Kew O. (2008) Polio Today: Are We on the Generell funktionieren alle Erfolge im Kampf Verge of Global Eradication? JAMA 300: 839-841. gegen Krankheitserreger nach der Methode „zwei Schritte vor – einer zurück“: Die Bemühungen, Eberhard-Metzger C., Ries R.: Die Macht der Seuchen. die Kinderlähmung endgültig auszurotten, zeigen Mensch und Mikrobe – eine verhängnisvolle Affäre, S. Hirzel, 2002. das recht deutlich. Die Impfkampagnen ab 1955 führten dazu, dass die reichen Länder in Europa Hacker J., Heesemann J.: Molekulare Infektionsbiologie. und Nordamerika ab den späten sechziger Jahren Interaktionen zwischen Mikroorganismen und Zellen, praktisch poliofrei waren. In den Entwicklungs- ländern jedoch ließ sich diese Erfolgsgeschichte Hacker J.: Menschen, Seuchen und Mikroben. Infektionen aus einer Reihe von Gründen nicht einfach wie- derholen. Die Weltgesundheitsorganisation star- tete deshalb 1988 eine große Initiative, um bis Institut für Molekulare Infektionsbiologie der Universität zum Jahr 2000 die Krankheit weltweit zu besiegen. Würzburg www.uni-wuerzburg.de/infektionsbiologie Dieses Ziel wurde verfehlt, aber die Zwischenbi- Li B. und Yang R. (2008) Interaction between Yersinia pestis lanz ist trotzdem zunächst beeindruckend: Die and the Host Immune System. Infect. Immun. 76: 1804-1811. weltweite Zahl der Erkrankungen, 1988 noch auf 350.000 Fälle geschätzt, ist um mehr als 99 Pro- Max-Planck -Institut für Infektionsbiologie Berlin zent gesunken. Gleichzeitig ist die Zahl der Län- der mit endemischer Polio um mehr als 96 Pro- Noisakran S. und Perng G.C. (2008) Alternate Hypothesis zent gesunken, von rund 125 Ländern auf nun- on the Pathogenesis of Dengue Hemorrhagic Fever mehr ganze vier: Afghanistan, Pakistan, Indien (DHF)/Dengue Shock Syndrome (DSS) in Dengue Virus und Nigeria. Allerdings hält sich in diesen vier Infection. Exp Biol. Med. 233: 401- 408. Problemländern die Kinderlähmung sehr hartnä- ckig. Es hat sich seit einigen Jahren ein Sockel im Randall R.E. und Goodbourn S. (2008) Interferons and viruses: an interplay between induction, signalling, antiviral Bereich von 500 bis 1500 verbleibenden Fällen responses and virus countermeasures. J. Gen. Virol. 89: 1-47. pro Jahr eingependelt, und alle Anstrengungen, auch diese letzten Infektionen gänzlich zu verhin- dern, waren frustrierend und erfolglos. Dafür gibt es verschiedene Ursachen, zum Beispiel logisti- sche Schwierigkeiten, die die nötige vollständige Yasui F., Kai C., Kitabatake M., et al. (2008) Prior Durchimpfung in den betroffenen Gebieten ver- Immunization with Severe Acute Respiratory Syndrome hindern. Das gilt insbesondere für Afghanistan, (SARS)-Associated Coronavirus (SARS- CoV) Nucleocapsid das seit Jahrzehnten unter Krieg und Bürgerkrieg Protein Causes Severe Pneumonia in Mice Infected with zu leiden hat. Die indischen Bundesstaaten Uttar SARS- CoV. J. Immunol. 181: 6337-6348. Pradesh und Bihar hingegen bleiben durch hohe Bevölkerungsdichte und schlechte sanitäre Bedin- gungen Hochburgen der Kinderlähmung. Aber auch andere gesellschaftliche Faktoren können eine Rolle spielen. Als im Jahr 2004 in mehreren Ländern Gerüchte über angebliche Gefahren der Polioimpfung kursierten, nahm die Impfbereit-schaft deutlich ab – und Polio kehrte in 13 bereits poliofreien afrikanischen Ländern zurück. Superseuchen, die in wenigen Tagen ganze Landstriche entvölkern, wird es auch weiterhin

Source: http://www.stephan-berry.de/Berry_2009_Nach_der_Seuche.pdf