Im Mai 1993 starb im US-Bundesstaat Neu-Mexiko ein junges Paar binnen weniger Tage an einer akuten Lungeninsuffizienz. Geäußert hatte sich die Erkrankung zunächst in heftigen Fieberanfällen, Muskel- und Kopfschmerzen sowie starkem Husten. Nachforschungen nach bereits gemeldeten vergleichbaren Fällen ergaben, daß zwischen dem 1. Dezember 1992 und dem 7. Juni 1993 in Neu-Mexiko sowie in den angrenzenden Bundesstaaten Colorado und Nevada 24 weitere Menschen erkrankt waren, elf davon tödlich. Analysen in den Universitätskliniken dieser Bundesstaaten auf Bakterien, Viren und Parasiten verliefen jedoch negativ. Die Proben gingen daraufhin an die amerikanische Seuchenkontrollbehörde (Centers of Disease Control and Prevention, CDC) in Atlanta (Georgia). Unter Einsatz aller Nachweismethoden für bekannte Viren fanden sich schließlich im Serum der meisten Patienten Antikörper gegen Hantaviren. Bei dem Erreger handelte es sich, wie Analysen mittels molekularbiologischer Methoden erbrachten, um einen bis dahin unbekannten Vertreter der Gattung der Hantaviren, die sonst ein hämorrhagisches Fieber mit Nierenproblemen hervorrufen (Bild 2).

Am 5. September 1994 berichtete das US-Magazin "Time" über einen amerikanischen Wissenschaftler, der sich bei seinen Forschungsarbeiten mit dem Sabia-Virus angesteckt hatte; dieser neue Erreger war 1990 in Brasilien aus einer an hämorrhagischem Fieber gestorbenen Patientin isoliert worden.

Neu auftauchende Viren wie diese wirken manchmal besonders verheerend. Allerdings ermöglichen bessere biologische Analysemethoden es inzwischen, insbesondere auch virale Erreger zu identifizieren, die binnen zehn Jahren wahrscheinlich sonst unerkannt wieder verschwunden wären oder sich mit ihren bekannten Verwandten genetisch vermischt hätten. So entdeckt man immer neue Stämme hämorrhagischer Viren, erst jüngst wieder einen aus Afrika (Bild 1). Nicht alle aber sind für den Menschen tödlich; sie verursachen zwar stets Fieber, aber die von ihnen ausgelösten Hämorrhagien (Blutungen) und Gewebeschäden sind unterschiedlich schwerwiegend. Die in Nordwesteuropa auftretenden Stämme wirken beispielsweise nicht tödlich. Oft unterscheiden sich zwei Stämme einer Gattung in Virulenz (Schädlichkeit) und Mortalität.

Zwar spricht man von "neuen" Viren, sie gehen aber durch Mutationen oder Rekombinationen (also Neukombinationen des Erbguts) aus bereits existierenden hervor – mit dem stets innewohnenden Risiko, daß sie dabei zu einem gefährlicheren Stamm werden. Verstärkt treten neue Viren offenbar deshalb in Erscheinung, weil ihre seit Jahrmillionen bestehenden Existenzbedingungen sich infolge menschlicher Eingriffe verändert haben. In bestimmten Fällen läßt die veränderte Umgebung ihre Vermehrung und Verbreitung zu, und bei gleichermaßen günstigen Bedingungen für Viren wie ihre Überträger tauchen dann plötzlich unbekannte Krankheitsbilder auf.
Hämorrhagische Viren

Zu welch großer Bedeutung neu auftauchende Infektionskrankheiten werden können, zeigt sich in der Pandemie, zu der sich AIDS ausgewachsen hat. Zahlreiche Forschergruppen versuchen inzwischen, ihre epidemiologischen Studien zu koordinieren und ein internationales Überwachungsnetz zu gründen, um alle Erreger aufzuspüren: Viren, Bakterien, Parasiten und Pilze, gleich ob neue oder wiederauflebende wie die Erreger von Tuberkulose, Pest und Cholera. Das aus Zentren der Weltgesundheitsorganisation bestehende Überwachungsnetz für Arboviren und hämorrhagische Viren ist besonders wachsam, weil letztere unter den neuen infektiösen Keimen einen wichtigen Platz einnehmen. (Arboviren, nach englisch arthropod-borne, werden durch blutsaugende Arthropoden, also Gliederfüßer übertragen; in dieser Gruppe sind zahlreiche Viren aus mehreren Familien zusammengefaßt.)

Die von hämorrhagischen Viren beim Menschen ausgelösten Infektionen werden unter dem Begriff hämorrhagische Fiebererkrankungen geführt – obgleich die Patienten zwar immer Fieber, aber nicht zwangsläufig Blutungen bekommen. Wenn doch, dann treten diese während der Verschlechterung des Allgemeinzustandes im Gefolge der Fieberperiode auf. Die äußerlich sichtbaren manifestieren sich in der Haut als Petechien (punktförmiger Blutaustritt aus feinsten geplatzten Gefäßen) als Ecchymosen (kleinflächige Blutungen) oder als Purpura (dunkelrote Hautflecken). Weitere Komplikationen können Herz-Kreislauf-System, Verdauungstrakt, Nervensystem oder Nieren betreffen. In den schwersten Fällen stirbt der Patient an inneren Blutungen oder weil gleich mehrere Organe versagen.

Hämorrhagische Viren verteilen sich auf mehrere Familien, von denen man die Flaviviriden bereits seit langem kennt (Bild 2). Zu diesen gehört vor allem das Gelbfieber verursachende Amaril-Virus, das von Stechmücken verbreitet wird, und das Dengue-Fiebervirus sowie hämorrhagische Viren, die ebenfalls von blutsaugenden Gliederfüßern wie Stechmücken oder Zecken übertragen werden. Trotz eines Impfstoffs wütet Gelbfieber weiterhin in Afrika, und das Dengue- oder Siebentagefieber breitet sich von seinem Ursprung in Südostasien in den Tropenzonen aus.

Jene hämorrhagischen Viren, die erst etwa im letzten halben Jahrzehnt neu aufgetaucht sind, entfallen auf drei andere Familien: die Arena-, Bunya- und Filoviriden (Bild 2). Einige hat man nach dem Ort ihres ersten Auftauchens benannt, wie das Sabia-, das Guanarito- und das Ebola-Reston-Virus, auf die ich später noch eingehe. Der nach heutigem Stand vorletzte Neuling hingegen – der eingangs erwähnte Hanta-Virusstamm – wurde Sin nombre getauft (was auf Spanisch "ohne Namen" bedeutet). Der jüngste Neuzugang, der auf sich aufmerksam machte, gehört in die Familie der Filoviriden (Bild 1): Im Januar 1995 haben wir einen bis dahin unbekannten Stamm des Ebola-Virus aus Blutproben einer Patientin isoliert, die sich an der Elfenbeinküste damit infiziert hatte, als sie Autopsie-Proben von wildlebenden Schimpansen handhabte, die einer unbekannten Epidemie erlegen waren. Diese Menschenaffen können allerdings nicht das natürliche Reservoir des Virus sein, da es für befallene Tiere tödlich ist. Der natürliche Wirt, auch der übrigen Ebola-Stämme, ist noch unbekannt.


Verbreitung durch Nager

Die neuen hämorrhagischen Viren gehören zwar verschiedenen Familien an, haben aber gewisse Gemeinsamkeiten in den erzeugten klinischen Symptomen, den Ursachen ihres Auftretens, ihrem Aufbau und ihrer Wirkweise.

Alle hämorrhagischen Arenaviriden und Bunyaviriden gehen unter natürlichen Bedingungen in verschiedenen Tierpopulationen, nicht aber beim Menschen um. Bei Filoviriden sind die Verhältnisse noch unbekannt. Im allgemeinen stecken sich gesunde Personen nicht an infizierten an, so daß für eine Epidemie natürliche Virusreservoire und Überträger, sogenannte Vektoren, vorhanden sein müssen. Als Reservoir bieten sich diverse Nagerarten an, weil sie bei einem Befall keinerlei Symptome zeigen (Bild 5). Zwar treten in ihrem Blut Antikörper gegen die Viren auf, doch werden die Erreger nicht eliminiert; die Tiere scheiden lebenslang Viruspartikel mit ihren Exkrementen, besonders mit dem Urin aus.

Wie infiziert sich nun der Mensch? Hauptursache einer Ansteckung sind nicht selten Aktivitäten, die mit ökologischen Störungen einhergehen. Das explosive Wachstum der Weltbevölkerung und ihr Vordringen in früher unbesiedelte Gebiete bringt zuvor stabile Ökosysteme aus dem Gleichgewicht und erleichtert den Kontakt zwischen Menschen und jenen Tieren, die pathogene Viren tragen.

Dies war beispielsweise bei dem Arenavirus Guanarito der Fall, das 1989 bei einer Epidemie in Venezuela entdeckt wurde. Als erstes erkrankten 15 Personen einer dörflichen Gemeinschaft, die versucht hatte, ein Waldgebiet in der Mitte des Landes urbar zu machen. Schließlich wurden mehr als 100 Fälle in der Region diagnostiziert. Als Reservoir des Virus erwies sich eine Baumwollrattenart (Sigmodon alstoni). Bei ihren Rodungen hatten die Bauern Staub aufgewirbelt und eingeatmet, der mit Urin oder getrocknetem Kot der Nagetiere kontaminiert war. Die Infektion erfolgte also über die Atemwege, ein verbreiteter Übertragungsweg bei hämorrhagischen Viren.

Ein weiteres Arenavirus, das Sabia-Virus, hat bisher durch natürliche Infektion nur ein einziges Opfer gefordert: eine Agraringenieurin im brasilianischen Bundesdistrikt São Paulo (aus ihr wurde der Erreger erstmals isoliert). Wo sie sich genau angesteckt hatte, ist unklar. Das Risiko, daß eine Sabia-Epidemie ausbricht, besteht durchaus, weil die Bevölkerung dieses Distrikts bei ihren landwirtschaftlichen Aktivitäten mit virustragenden Nagetieren in Kontakt gerät. Wahrscheinlich hat es sogar weitere Fälle gegeben, die aber nicht diagnostiziert wurden. Wieder andere hämorrhagische Arenaviren sind schon länger bekannt, beispielsweise das 1958 identifizierte Junin-Virus, der Erreger des Argentinien-Fiebers. Es brach Ende der vierziger Jahre in der Pamparegion östlich von Buenos Aires aus. Das Anlegen großflächiger Maiskulturen hat damals die Vermehrung der als Virusreservoir fungierenden Mäuse-Spezies Callomys musculinus und C. laucha auf Kosten anderer Nagetiere gefördert; entsprechend kamen die Landarbeiter vermehrt mit ihnen in Kontakt. Hauptsächlich betroffen waren erwachsene Männer; sie hatten sich, als sie den Mais von Hand ernteten, durch Einatmen des mit Nagerexkrementen verschmutzten Staubs infiziert. Inzwischen sind aufgrund der Mechanisierung die Führer landwirtschaftlicher Maschinen am ehesten betroffen. Außer aufgewirbeltem Staub atmen sie auch feinste Tröpfchen infektiösen Blutes ein, wenn die Nager zwischen die Schneiden des Mähdreschers geraten.

Ein serologisch mit Junin verwandtes hämorrhagisches Arenavirus, Machupo, trat 1952 in Bolivien auf, als eine Revolution die auf der Ebene von Beni lebende Bevölkerung bis dicht an die Grenze des Amazonasregenwaldes vertrieb; dort bestritt sie ihren Lebensunterhalt notdürftig von Landwirtschaft. Der als Reservoir dienende Nager C. callosus, weniger scheu als sein argentinischer Verwandter, dringt in die Häuser ein. Mit seiner Bekämpfung gab es dann 1974 keine Neufälle mehr. Inzwischen jedoch, nach zwanzigjähriger Pause, machte sich das Virus am gleichen Ort von neuem bemerkbar: Sieben Mitglieder einer Familie infizierten sich im Sommer 1994.


Verbreitung durch Stechmücken

Der Mensch zahlt für die Ausbeutung der Natur. So läßt ein weiterer ökologischer Eingriff ebenfalls neue Viren auftreten: die Flutung von Stauseen und die Erweiterung bewässerter Flächen. Einige Bunyaviriden werden zwar von Nagern verbreitet, andere aber durch Stechmücken. Stehende Gewässer und wasserführende Gräben fördern deren Vermehrung; zugleich zieht verfügbares Wasser Mensch und Tier an. Dieses Zusammentreffen war wahrscheinlich die Ursache zweier Epidemien von Rift-Valley-Fieber in Afrika – die eine 1977 in Ägypten, die andere zehn Jahre später in Mauritanien (das Rift-Valley ist der ostafrikanischen Grabenbruch).

Der verantwortliche Erreger, ein von Stechmücken verbreitetes Phlebovirus, war schon 1931 isoliert worden. Es hatte damals eine Seuche unter kleinen Wiederkäuern ausgelöst, in der Folge dann mehrere weitere unter Schafen in Ost- und Südafrika. Sekundär wurden vereinzelt Menschen infiziert, hauptsächlich Viehzüchter, die Kontakt mit kranken oder toten Tieren hatten. Nach 1970 aber verschärfte sich die Lage; mehr Todesfälle wurden verzeichnet. So gab es nach der Flutung des Assuan-Stausees erhebliche Viehverluste, 200000 Personen wurden infiziert, 600 davon starben. Ähnliches geschah dann 1987 kurz nach der Flutung des Diama-Stausees in Mauritanien – die Epidemie forderte 224 Opfer.

Die Gesundheitsbehörden waren sich damals des Risikos einer Fieberepidemie durch das hämorrhagische Rift-Valley-Virus und seiner Verbreitung durch Moskitos bewußt. Bereits vor Ausbruch beider Epidemien enthielten die Eier verschiedener Stechfliegen (vor allem der Gattung Aedes) den Erreger; er gelangt über die Eierstöcke der Weibchen dorthin. Eine Austrocknung ihrer Gewässer überstehen die Eier, die Larven entwickeln sich aber nur im Wasser. Regenmangel begrenzt die Anzahl, reicher Niederschlag oder Bewässerung hingegen fördern eine Massenvermehrung. Die Moskitos übertragen das Virus beim Blutsaugen auf Vieh und Mensch, der sich außerdem bei direktem Kontakt mit dem Vieh anstecken kann (Bild 6).

Nicht immer ist freilich der Mensch schuld, wenn sich die Umweltbedingungen ändern; sie können auch natürlich schwanken. So verursachten starke Regen- und Schneefälle im Frühjahr 1993 in den Berg- und Wüstengebieten von Neu-Mexiko, Nevada und Colorado das Auftauchen des Hantavirus Sin nombre. Infolge der außergewöhnlichen Feuchtigkeit setzten die Kiefern besonders stark Zapfen an, von deren Samen sich die als Virusreservoir fungierende Maus Peromyscus maniculatus ernährt. Deren Populationsdichte verzehnfachte sich 1993 gegenüber dem Vorjahr, was das Risiko vervielfachte, daß Menschen mit den virusausscheidenden Tieren in Kontakt kamen. Anhand von sechs Fällen im Mai 1993 wurde die neue Krankheit sowie ihr Erreger erkannt.


Zufällige Ansteckungen

Außer ökologischen gibt es noch andere Ursachen für das Auftauchen neuer Viren. Wenn etwa zur Herstellung von Impfstoffen Viren in Tierzellen gezüchtet werden, riskiert man die Übertragung eines unerkannt eingeschleppten Virus. So entdeckte man durch kontaminierte kultivierte Affennierenzellen ein neues hämorrhagisches Fieber und eine neue Virusfamilie: die Filoviriden, so benannt nach ihrer ausgesprochen fadenförmigen Gestalt. Sie sind mit rund 1500 millionstel Millimeter die längsten aller bekannten Viren (zum Vergleich: ein kugeliges Partikel der Arenaviren beispielsweise hat einen Durchmesser von 300 millionstel Millimeter). Zum Anlegen solcher Zellkulturen hatten die Behring-Werke in Marburg Grüne Meerkatzen (Cercopithecus aethiops) aus Uganda eingeführt. Im Sommer 1967 kam es plötzlich zu einer Folge mysteriöser Krankheitsfälle unter den damit befaßten Mitarbeitern der Werke. Sieben der 25 Betroffenen starben. Gleichzeitig wurden weitere Fälle aus Laboratorien in Frankfurt am Main sowie in Belgrad (heutiges Restjugoslawien) gemeldet, die Meerkatzen aus Uganda erhalten hatten. Auch die Affen erlagen der Infektion, jedoch konnte bei Untersuchungen in Ostafrika das natürliche Reservoir des Erregers – dann Marburg-Virus genannt – nicht identifiziert werden.

Aus Südafrika, Simbabwe und Kenia meldeten Spitäler vier Fälle von natürlicher Ansteckung; auch hier war die Quelle nicht auszumachen. Unter dem Krankenhauspersonal traten Sekundärinfektionen auf.

In Hospitälern besteht in der Tat ein Ansteckungsrisiko, wobei man die Art der Übertragung nicht immer kennt. Zwei der hämorrhagischen Viren wurden überhaupt erst bei Krankenhaus-Epidemien entdeckt: das Lassa- und das Ebola-Virus.

Im Januar 1969 erkrankte in Lassa (Nigeria) eine Nonne in dem Hospital, in dem sie arbeitete. Sie wurde in die Nachbarstadt Jos evakuiert, wo sie vor ihrem Tod zwei weitere Nonnen ansteckte; eine davon starb ebenfalls. Ein Jahr später brach im selben Hospital eine Epidemie aus. Eine nachträgliche Untersuchung zeigte, daß 17 der 25 infizierten Personen sich wahrscheinlich in dem Raum angesteckt hatten, in dem die erste Kranke untergebracht worden war.

Im Jahre 1976 löste ein anderes Virus binnen zwei Monaten zwei Fieberepidemien im Süden des Sudan und im Norden von Zaire aus. Wie beim Lassa-Virus wirkten Krankenhäuser als Verstärker. In Zaire war es das Hospital von Yambuku am Ebola-Fluß. In seiner Umgebung zählte man 318 Infizierte, 280 davon starben; 25 Personen hatten in dem Hospital eine Injektion erhalten.

Heute weiß man, daß der erste Fall ein dort untergebrachter Lehrer war, der wegen eines vermeintlichen Malaria-Anfalls eine Chinin-Injektion erhalten hatte. Da das Hospital über nur fünf Spritzen verfügte, die zwischen den einzelnen Injektionen nicht sterilisiert wurden, konnte sich die Epidemie ausbreiten. Der Erreger, der daraufhin identifiziert wurde, erhielt den Namen Ebola-Virus. Er gehört wie das Marburg-Virus zur Familie der Filoviriden; sein natürlicher Wirt blieb ebenfalls unbekannt.

Beide sind gleichermaßen gefährlich: sie können nahezu alle Organe und Gewebetypen befallen, in deren Zellen sie sich dann explosionsartig vermehren. Seither hat das Marburg-Virus allerdings nur noch wenig Personen befallen. Das Ebola-Virus jedoch löste erst jüngst im Mai diesen Jahres eine neue Epidemie in der Bevölkerung von Zaire aus.

Weil es so gefährlich ist, waren denn auch Virusspezialisten der amerikanischen Seuchenbehörde aufs äußerste alarmiert gewesen, als im Jahr 1989 von den Philippinen importierte Makaken in einer Tierquarantänestation in Reston (Virginia) an einer Ebola-Infektion starben. Die Behörde ließ die Überlebenden in einer Geheimaktion unter schärfsten Sicherheitsmaßnahmen töten und die Station dekontaminieren. Das Virus – Ebola-Reston genannt – wurde auch in anderen Tierstationen isoliert, die Affen gleicher Herkunft bezogen hatten. Menschen erkrankten jedoch nicht daran, was wieder einmal bestätigte, daß verwandte Virusstämme nicht unbedingt gleich gefährlich sind. Ein weiterer Grund für die Entdeckung immer neuer Viren ist die Entwicklung virologischer Diagnoseverfahren. So glaubten die Ärzte zunächst, der mit dem Arenavirus Sabia infizierte US-Wissenschaftler habe Gelbfieber. Der schuldige Erreger wurde nur erkannt, weil eine Probe an ein Labor mit entsprechender Ausrüstung für die Isolation von Viren geschickt wurde. Das ist eine Ausnahme, erst recht in der Dritten Welt. Obwohl der größte Teil der erwähnten Viren in den Tropen umgeht, verfügen die Krankenhäuser dort nur selten über das nötige diagnostische Instrumentarium. Zudem gelangen viele Infizierte gar nicht erst in ein Krankenhaus.


Bessere Nachweisverfahren

Die rasche Identifizierung des neuen Stammes der Hantaviren, Sin nombre, ist den seit Jahren gewachsenen Erkenntnissen über diese Gattung zu verdanken. Das von bekannten Hantaviren hervorgerufene Krankheitsbild bezeichnet man seit 1983 als hämorrhagisches Fieber mit renalem Syndrom (das heißt, die Nieren sind mitbetroffen); es ist bereits in einer 1000 Jahre alten medizinischen Abhandlung aus China beschrieben. Seit dem Koreakrieg, in dem zwischen 1951 und 1953 mehr als 2000 Soldaten der Vereinten Nationen daran erkrankten, wobei jeder zehnte ihm erlag, befassen sich westliche Wissenschaftler mit dem Problem. Trotz aller Bemühungen wurde der Erreger erst 1976 entdeckt: in der Lunge seines koreanischen Hauptwirtes, der Brandmaus (Apodemus agrarius).

Es vergingen weitere vier Jahre, bis man das Virus isolieren, in Zellkultur züchten und Reagenzien zur serologischen Diagnose herstellen konnte (eine Züchtung in Zellkultur ist unerläßlich für das Studium eines viralen Erregers). Benannt wurde es nach dem Fluß, der die Grenze zwischen Nord- und Südkorea bildet: Hantaan. Die Gattungsbezeichnung lautet hingegen Hantavirus. Hantaan ist von Japan bis Rußland verbreitet: auf dem Balkan existiert ein nahe verwandtes Virus, das eine ähnlich schwere Krankheit hervorruft.

Eine schwächere Form tritt in Europa auf. Beschrieben wurde sie erstmals 1934 in Schweden als eine epidemische Nierenentzündung; den verantwortlichen Erreger entdeckte man jedoch erst 1980: in den Lungen der Rötelmaus (Clethrionomys glareolus; Bild 5 oben). Nach seiner Isolation im Jahr 1983 in Finnland erhielt er den Namen Puumala, nach einem See dieses Landes.

Seit kaum mehr als zehn Jahren sind also die notwendigen Reagenzien zur Identifikation dieser Krankheiten verfügbar. Zusammen mit einem Verfahren zur Durchmusterung auf Primärantikörper, die auf eine kürzlich erfolgte Ansteckung hindeuten, ermöglichten sie es den Wissenschaftlern der US-amerikanischen Seuchenbehörde im jüngsten Fall, sich schnell auf die Fährte der Hantaviren zu setzen.

Die Anwesenheit spezifischer Antikörper ist jedoch nicht immer ein eindeutiger Beweis für eine Infektion mit dem entsprechenden pathogenen Keim. Gelegentlich gibt es falsch-positive Reaktionen, die gar nichts mit dem Erreger zu tun haben, oder Kreuzreaktionen mit Teilen eines Antigens, in denen sich verschiedene Viren derselben Gruppe gleichen. Eine recht neue Technik basiert auf der gezielten Vervielfältigung aufschlußreicher Genbereiche, die sich dann sequenzieren lassen. Sie lieferte der Seuchenbehörde die rasche Bestätigung, daß die erkrankten US-Amerikaner mit Hantaviren infiziert waren, und zwar mit einem neuen Stamm, eben Sin nombre. Zu seiner Identifizierung hatte man lediglich acht Tage gebraucht.


Beispiel Frankreich

Seit 1977 sind in Frankreich wiederholt Epidemien von hämorrhagischem Fieber mit renalem Syndrom ausgebrochen, die letzte und schwerste 1993. Wirklich neu ist die Erkrankung wohl nicht, denn bei einigen Fällen, die ein französischer Militärarzt im Ersten Weltkrieg als "reine azotämische Nierenkrankheit" beschrieb, handelte es sich aller Wahrscheinlichkeit nach bereits um diese Art von hämorrhagischem Fieber.

Das verantwortliche Virus wurde in Frankreich erstmals 1982 mit biologischen Methoden identifiziert. Fast alle der rund 500 seit 1977 Erkrankten hatten sich eine Hanta-Puumala-Infektion zugezogen, und zwar im Nordosten des Landes. (Einige wenige waren wahrscheinlich mit dem von Ratten übertragenen Hanta-Seoul-Virus infiziert, das auf der ganzen Welt vorkommt.)

Fünf Hauptinfektionsherde ließen sich ausmachen; einer war der große Ardennenforst, in dessen Bereich man 1977 die ersten französischen Fälle diagnostiziert hatte.

Als natürliches Reservoir für das Hantavirus in Europa fungieren die Rötelmaus und die Gelbhalsmaus (Apodemus flavicollis). Diese Waldbewohner werden nur ein bis anderthalb Jahre alt und sind ortstreu mit einem recht geringen Aktionsradius von 20 bis 50 Metern um ihren Bau. Dies erklärt, warum die Epidemieherde lokal begrenzt sind. Als Lebensraum bevorzugen beide Mäuse einen von Buchen und Eichen geprägten Laubwald. Einige Menschen haben sich jedoch auch in Scheunen, Schuppen oder in unbewohnten Häusern angesteckt – was man der weniger menschenscheuen Waldmaus (Apodemus sylvaticus) anlastet, die ohne weiteres bis dorthin vordringt. Wie bei den zuvor beschriebenen Fällen geschah dies hauptsächlich durch Einatmen von kontaminiertem Staub: im Wald beim Holzeinschlag, in Hausnähe beim Hantieren mit gestapeltem Holz oder bei Tätigkeiten in Unterständen für Fahrzeuge, Scheunen, Schuppen oder alten Häusern (Bild 5). Entsprechend sind Männer weit häufiger betroffen als Frauen und auf dem Land wiederum mehr als in der Stadt (bei der ersten Beschreibung der Infektion nannte man sie bezeichnenderweise Holzfäller-Nierenkrankheit).

Daß mit jeder epidemischen Welle mehr Fälle diagnostiziert werden, deutet zwar auf eine neue sich breitmachende Erkrankung hin, spiegelt aber vermutlich nicht die tatsächliche Situation wider. Die starke Zunahme seit 1990 ist sicherlich auch auf die erweiterten und verbesserten Tests zurückzuführen (Bild 7). Trotz allem war die Epidemie von 1992 bis 1993 mit annähernd 200 Fällen in Frankreich bedeutend, und auch die Nachbarländer Belgien, Deutschland und Niederlande vermeldeten ähnliches. In derselben Spanne verzeichnete man die stärkste Vermehrung von Nagern allgemein seit 1939, aufgrund des milden Winters und reicher Nahrung.

Die nordwesteuropäischen Hantaviren haben anders als ihre amerikanischen oder asiatischen Verwandten noch keine Opfer gefordert. Gefahr, daß der amerikanische Stamm auf den europäischen Kontinent übergreift, besteht nicht, da er andere Spezies als Reservoir und Überträger hat.


Aufbau und Wirkweise

Alle Bunya-, Arena- und Filoviriden enthalten als genetisches Material RNA (Ribonucleinsäure) statt der bei vielen Viren und sonst im Organismenreich üblichen DNA (Desoxyribonucleinsäure), und zwar in einzelsträngiger Form. Im Falle von DNA wird ein Protein-Gen zunächst in ein – einzelsträngiges – Boten-RNA-Molekül umgeschrieben, das dann als Bauanleitung zur Herstellung des Proteins dient. Einige RNA-Viren – wie jenes, das Kinderlähmung verursacht – enthalten eine RNA mit sogenannter Plusstrang-Polarität als Erbsubstanz: Sie hat dieselbe Leserichtung wie eine Boten-RNA und wird von der zellulären Maschinerie direkt in virale Proteine übersetzt. Bei anderen – wie den Vertretern der drei genannten Familien – hat sie negative Polarität und muß zur Herstellung von Proteinen zunächst in eine komplementäre RNA mit positiver Polarität umgeschrieben werden. Das bewerkstelligen spezielle viruseigene Enzyme: die RNA-abhängigen RNA-Polymerasen. Diese Enzyme nutzen die Plusstränge aber auch als Vorlage, um neue Minusstränge zu erstellen. Da sie häufiger Fehler machen als DNA-Polymerasen und bei ihnen nachträglich nichts korrigiert wird, geht aus der befallenen Zelle, in der sich der Erreger vermehrt, eine heterogene Population von Viruspartikeln hervor. Solche Viren sind deshalb ausgesprochen wandlungsfähig; sie können sich veränderten Verhältnissen rasch anpassen und die Immunabwehr durch immer neue und schließlich pathogenere Varianten unterlaufen. Manche passen sich an Wirbellose, andere an Wirbeltiere als Wirt an. Die als Erbgut dienende RNA der Arena- und Bunyaviriden liegt nicht als durchgehender Strang sondern in mehreren Teilen vor; man nennt das ein segmentiertes Genom (Bild 4). Es ist, assoziiert mit RNA-Polymerase-Molekülen, von einer aus Proteinuntereinheiten gebildeten Eiweißhülle umgeben – und dieses Capsid wiederum von einer äußeren Lipoproteinhülle. Bei den Bunyaviriden enthält ein Viruspartikel drei RNA-Segmente: Das kürzeste trägt die Information für das Capsid, das mittlere für die äußeren Hüllproteine und das längste für die RNA-Polymerase. Bei den Arenaviriden sind es zwei RNA-Segmente: Das längere Stück codiert die RNA-Polymerase, das kürzere – in der einen Richtung abgelesen – das Capsid, in der anderen dann die äußeren Hüllproteine.

Befallen zwei Viren der gleichen Gattung ein und dieselbe Zelle, können sich die vervielfältigten RNA-Segmente des einen und des anderen miteinander kombinieren – das Resultat sind neuartige Stämme.

Gemeinsamkeiten zeigen die Vertreter dieser Virusfamilien auch in ihrer Wirkung auf den Organismus: Im Gefolge der Infektion vermindert sich die Anzahl der Blutplättchen; diese durch Abschnürung aus Riesenzellen hervorgehenden Blutkörperchen spielen eine wichtige Rolle im Gerinnungssystem. Ihre Verminderung, Thrombopenie genannt, kann allerdings die hämorrhagischen Symptome alleine nicht ausreichend erklären.

Die genaue Wirkweise dieser Viren ist aus zweierlei Gründen noch schlecht untersucht. Zum einen tritt ein Großteil der Epidemien in tropischen Ländern und dann oft in ländlichen Gebieten auf. Die dortigen Hospitäler verfügen über zu wenig Forschungsmittel, als daß sie die biologischen Störungen untersuchen könnten, die den klinischen Symptomen zugrunde liegen.

Zum anderen sind einige dieser Viren äußerst gefährlich und lassen sich nur in Hochsicherheitslabors handhaben. Davon gibt es nur wenige auf der Welt, und nicht alle verfügen über die erforderliche Ausstattung: Der Umgang mit Viren in Kulturflaschen ist noch relativ leicht ohne Risiko zu bewerkstelligen – der mit infizierten Affen aber wird weitaus gefährlicher; die Tiere können Personal kratzen oder beißen und so ebenfalls anstecken. Schließlich lassen sich diese für den Menschen manchmal tödlichen Viren nicht an den sonst üblichen Labortieren studieren, da Nager, die das natürliche Reservoir beispielsweise der Arena- und Hantaviren sind, nach einer Infektion nicht selbst erkranken.

Man kann jedoch Hypothesen zur Wirkweise aufstellen, nach der sich zwei Gruppen von Viren unterscheiden lassen: die eine zerstört Zellen, die andere beeinträchtigt das Immunsystem und die Funktion der infizierten Zellen.

Zur ersten Gruppe, den cytolytischen Viren, gehören das Krim-Kongo- und das Rift-Valley-Fiebervirus, die beiden Filoviren Marburg und Ebola sowie der Prototyp der hämorrhagischen Viren, das Gelbfiebervirus Amaril. Ihre Inkubationszeit ist im allgemeinen kurz; oft bricht die Erkrankung in weniger als einer Woche aus. Schwer wird sie durch Befall verschiedener Organe, besonders der Leber. Sind deren Zellen größtenteils zerstört, so mangelt es an den sonst von diesen gebildeten Blutgerinnungsfaktoren, was die hämorrhagischen Effekte teilweise erklärt. Zugleich verändert die Anwesenheit von Viren die Oberfläche der Gefäßinnenwände, so daß dort Plättchen verklumpen; die dadurch ausgelöste Gerinnungskaskade verbraucht jedoch Gerinnungsfaktoren, verstärkt also deren Mangel. Außerdem lösen sich die Zellen der Gefäßinnenwand voneinander. Blut oder Plasma tritt aus, der Blutdruck fällt stark ab, oder es bilden sich Ödeme (Flüssigkeitsansammlungen im Gewebe).

Zur zweiten Gruppe gehören die Arenaviren. Ihre Inkubationszeit ist länger, und obwohl sie einen Großteil der Gewebe befallen, zerstören sie sie selten. Stattdessen hemmen sie das Immunsystem, was sich in einem verspäteten Auftreten von Antikörpern, manchmal erst einen Monat nach den ersten klinischen Symptomen, äußert. Bei einer Infektion mit Arenaviren verringert sich die Zahl der Plättchen kaum, aber sie werden inaktiviert. Häufig ist jedoch das Nervensystem betroffen.

Auch Hantaviren zerstören befallene Zellen nicht und haben eine mit 12 bis 21 Tagen lange Inkubationszeit. Die meisten Viren dieser Gattung verursachen Nierenschädigungen. Sin nombre allerdings, das Virus der Neumexiko-Epidemie von 1993, schädigt die Lunge. Hauptangriffsziel sind die Wandzellen der Blutkapillaren der betreffenden Organe. Die Hanta-Viren Hantaan, Seoul und Puumala lösen auf diese Weise Ödeme und vorübergehende Entzündungsreaktionen und somit eine Niereninsuffizienz aus; Sin nombre ist infolge akuter Lungenödeme todbringend.


Bekämpfung und Vorbeugung

Aus mehreren Gründen gibt es nur ganz beschränkte Möglichkeiten zur Vorbeugung. Die Viren rufen im allgemeinen tierische Infektionserkrankungen (Zoonosen) hervor, die auf den Menschen übertragbar sind und zu epidemischem Auftreten neigen. Es ist schwierig, wenn nicht gar unmöglich, die Populationen der Tiere, die als Überträger und als natürliches Reservoir fungieren, unter Kontrolle zu halten oder ökologische Veränderungen vorauszusehen, die ein epidemisches Auftreten der Viren unter den Tieren begünstigen. Im Verlauf der Lassa- und der Machupo-Epidemie ging man vehement gegen die übertragenden Nager vor, aber in ländlichen Gebieten läßt sich im allgemeinen eine solche Bekämpfungskampagne nicht längere Zeit aufrechterhalten.

Im Labor selbst dürfen hämorrhagische Viren, gleich ob bereits bekannt oder nicht, nur unter äußersten Sicherheitsvorkehrungen gehandhabt werden. So muß leichter Unterdruck in den Räumen herrschen, damit kein potentiell infektiöses Partikel zu entkommen vermag; die Viren selbst werden in eigens abgegrenzten Bereichen bearbeitet, in denen noch niedrigerer Druck als im Labor herrscht.

In Krankenhäusern besteht im Falle gewisser Viren vor allem für das Personal ein erhöhtes Risiko, sich durch Blut oder Exkrete eines infizierten Patienten anzustecken. Daher sind verschiedene Vorsichtsmaßnahmen unbedingt zu beachten. Mundschutz, Handschuhe und Schutzkleidung müssen getragen, Urin und Exkremente von Kranken dekontaminiert werden. Als ergänzende Sicherheitsmaßnahme sollte man Infizierte in einer Unterdruckkammer isolieren.

Im allgemeinen genügt all dies, um einem Umsichgreifen von Epidemien vorzubeugen. Zusätzlich verfügt man über zwei Impfstoffe, nämlich gegen das Gelbfiebervirus beim Menschen und gegen das Rift-Virus bei Tieren (an denen sich der Mensch wiederum anstecken könnte). Eine weitere Vakzine, die Menschen gegen das Junin-Virus schützen soll, steht in Argentinien kurz vor einem Großversuch. Schließlich hat sich auch das antivirale Medikament Ribavirin während einer Hantavirus-Epidemie in China als wirksam erwiesen.

Noch vor rund einem Jahrzehnt glaubte der Mensch, inzwischen vor großen Epidemien geschützt zu sein. Wie trügerisch dies war zeigt AIDS. Und mit der Geburt weiterer neuer Erreger ist zu rechnen.

Literaturhinweise


– Genetic Identification of a Hantavirus Associated with an Outbreak of Acute Respiratory Illness. Von S. Nichol, C. Spiropoulou, S. Morzunov und anderen in: Science, Band 262, Seiten 914 bis 917, 1993.

– Hantavirus Epidemic in Europe. Von B. Le Guenno, M.-A. Camprasse, J.-C. Guilbaut und anderen in: Lancet, Band 343, Seiten 114 bis 115, 1993.

– New Arenavirus Isolated in Brazil. Von T. Lisieux und anderen in: Lancet, Band 343, Seiten 391 bis 392, 1994.

– Filoviruses as Emerging Pathogens. Von C.J. Peters in: Virology, Band 5, Seiten 147 bis 154, 1994.


Aus: Spektrum der Wissenschaft 8 / 1995, Seite 38
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