Die Spur der Korona führt zu einer gestressten Fledermaus

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Die einst magische Grenze von SARS wurde bereits überschritten. Die Epidemie des neuen Coronavirus 2019-nCoV hat weltweit mehr als dreimal so viele Infektionen verursacht wie die Pandemie von SARS im Jahr 2003. Die Zahl der Todesopfer der neuen Coronavirus-Epidemie (mehr als 600) nähert sich ebenfalls rasch der Zahl, die zu diesem Zeitpunkt an SARS gestorben ist (850). Laut dem Virologen Raoul de Groot von der Universität Utrecht ist die aktuelle Epidemie “bereits schlimmer als die von SARS”.

Wieder wird schmerzlich klar, wie gefährlich Coronaviren für den Menschen werden können. Bis 2003 konnte kein Virologe vermuten, dass Coronaviren globale Epidemien auslösen könnten. Sie waren als milde, fast zahme Krankheitserreger bekannt, die Menschen gelegentlich erkälteten.

Von Grund auf neu

Dann brach aus heiterem Himmel SARS in Hongkong aus. Menschen wurden schwer krank, es gab Todesfälle. SARS steht für schweres akutes respiratorisches Syndrom, und das ist eine ziemlich wörtliche Beschreibung der Symptome, die durch ein Coronavirus verursacht wurden, das noch nie zuvor gesehen wurde: akute Atemprobleme. Die Infektion verlief ungewöhnlich tödlich, schätzungsweise 15 Prozent der mehr als 8.000 Patienten starben daran.

Der Verlauf von SARS bietet einen umfassenden Einblick in die Entstehung neuer Koronaviren. Es stellte sich schnell heraus, dass das Virus vom chinesischen Festland stammte und von einem infizierten Arzt übertragen wurde, der eine Familie in Hongkong besuchte. Im Krankenhaus von Guangdong, in dem er arbeitete, wurden Patienten mit schwerer Lungenentzündung behandelt. Er bemerkte bereits am 15. Februar, dass es ihm nicht gut ging, aber er reiste trotzdem nach Hongkong. Am Tag nach dem Einchecken im Metropole Hotel in dieser Stadt (Zimmer 911) wurde er so krank, dass er ins Krankenhaus eingeliefert wurde. Zwei Wochen später starb er an einer schweren Lungenentzündung.

Es war zu spät

Es war zu spät, als die Ärzte in Hongkong erkannten, dass eine Lungenentzündung durch eine Virusinfektion verursacht wurde. Dutzende andere Hotelgäste und auch die Familie des Arztes waren bereits infiziert und reisten weiter nach Singapur, Toronto und Hanoi, wo sie auch Menschen infizieren. Auf diese Weise könnte sich die Kontamination in kurzer Zeit weltweit ausbreiten. Die Weltgesundheitsorganisation hat am 10. März Alarm geschlagen.

Zunächst war nicht bekannt, was diese tödliche Lungenerkrankung verursachte. Die Leute dachten anfangs an eine aggressive Grippe, weil Hongkong zuvor mit Ausbrüchen der Vogelgrippe konfrontiert war. Am 20. März kamen Wissenschaftler in Singapur zu dem Schluss, dass es sich möglicherweise um ein Koronavirus handelt. Zwei Tage später kam die Bestätigung.

Woher das aggressive SARS-Virus plötzlich kam, war in den ersten Monaten ein Rätsel

Woher das aggressive Virus plötzlich kam, war in den ersten Monaten ein Rätsel. Da jedoch Wildhändler und Köche in der frühen Phase der Epidemie betroffen waren, haben Wissenschaftler aus Hongkong eine Stichprobe gezogen nasser Markt, wo lebende Tiere gehandelt werden, in Shenzhen. Das war ein Hit: Zibetkatzen (mit dem kuriosen niederländischen Gattungsnamen White Moustache Palm Roller) und Waschbärhunde waren mit Coronaviren infiziert, die genetisch der Ursache von SARS ähnelten. Fast die Hälfte der Wildhändler hatte Antikörper gegen SARS im Blut, kaum ein Gemüsehändler aus demselben Markt.

Dennoch gab es immer noch Zweifel, weil andere Forscher bei Zibetkatzen kein Coronavirus fanden. Später, im Frühjahr 2004, als die WHO die Welt bereits für SARS-frei erklärte, kam es in Guangdong erneut zu einem kleinen Ausbruch von SARS. Und nun stellte sich heraus, dass weiße Schnurrbart-Handflächenrollen wieder die Quelle waren. Alle sechs Tiere, die in Käfigen am Eingang eines Restaurants standen, das ihr Fleisch als Delikatesse anbot, erwiesen sich als positiv für das Virus.

96 Prozent identisch

Die Zibetkatzen müssen ihrerseits das Virus von einem anderen Tier aufgenommen haben. Die Hongkonger Forscher beprobten dann wilde Hufeisenfledermäuse mit Wattestäbchen und fanden “SARS-ähnliche Coronaviren”. Seitdem sind Fledermäuse die üblichen Verdächtigen für das Tierreservoir, aus dem diese Viren stammen. Die Quelle des MERS-Virus, das 2012 in Saudi-Arabien aufgetaucht ist, waren Dromedare, aber auch hier waren Fledermäuse wahrscheinlich das Reservoir, aus dem das Virus entkommen ist. 2013 berichtete ein Team um Shi Zhengli über die Entdeckung zweier sehr ähnlicher SARS-ähnlicher Coronavirusstämme in chinesischen Hufeisennasen (Rhinolophus sinsicus) aus den Kalksteinhöhlen in der südchinesischen Provinz Yunnan. Dies sei ein direkter Vorfahr des SARS-Virus. Menschen, die in der Nähe dieser Höhlen lebten, fanden auch Antikörper gegen SARS im Blut.

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Das neue Coronavirus, das im Dezember in Wuhan ausgebrochen ist, scheint auch einen Vorfahren der wilden Fledermäuse in Yunnan zu haben. Als die Shi-Gruppe den genetischen Code dieses Virus mit den Stämmen verglich, die sie zuvor von Fledermäusen gesammelt hatten, hatten sie eine Übereinstimmung: Das Koronavirus, das wiederum in einer Hufeisennase gefunden wurde, und das sie den Code RaTG13 gaben, betrug genetisch 96 Prozent identisch mit dem Erreger, der schwere Lungenentzündung verursachte.

Es ist sicher, dass das neue Coronavirus von Fledermäusen stammt

Raoul de Groot Virologe

“Dass das neue Koronavirus von Fledermäusen stammt, ist sicher”, sagt De Groot. “Eins und eins ist zwei: Die Viren sind fast gleich.” Wie dieses Virus auf den Menschen gelangte, ist noch nicht geklärt. Zu Beginn der Epidemie wurde die Beziehung zu einem Markt in Wuhan hergestellt, auf dem wilde Tiere gehandelt und geschlachtet wurden. Später wurde jedoch bekannt, dass es vom ersten Tag an Patienten gab, die noch nie dort gewesen waren.

Die Quelle, die das Virus auf den Menschen gebracht hat, wird immer noch sorgfältig gesucht. Ende dieser Woche gaben Forscher der südchinesischen Universität für Landwirtschaft bekannt, dass sie starke Hinweise auf ein Krebs-Coronavirus haben, das zu 99 Prozent dem nCoV von 2019 entspricht. Eine wissenschaftliche Publikation fehlt jedoch noch.

Obwohl Coronaviren bei vielen anderen Tierarten (einschließlich Schweinen, Hunden, Katzen und auch Vögeln) auftreten, wurde festgestellt, dass die Vielfalt dieser Viren bei Fledermäusen am größten ist. Im Jahr 2017 wurden weltweit mehr als 3.000 verschiedene Coronavirus-Stämme in Fledermäusen gefunden. Es wurde festgestellt, dass die Art des Coronavirus mit dem Geschlecht der Fledermäuse zusammenhängt. Und wo die Vielfalt der Fledermäuse am größten war, war auch die Vielfalt der Coronaviren am größten. Es ist bekannt, dass Fledermäuse auch Träger anderer gefährlicher Viren wie Ebola, Marburg und Nipah sein können.

Spezielle Biologie

Was macht Fledermäuse zu so berüchtigten Virusverbreitern? Es hängt wahrscheinlich mit der besonderen Biologie dieser Tiere zusammen. Eine weit verbreitete Theorie besagt, dass fliegende Säugetiere einen so schnellen Stoffwechsel haben, dass sie es sich nicht leisten können, eine Energie verschwendende Abwehr gegen Viren aufrechtzuerhalten. Im Laufe der Evolution haben sie einen anderen Weg gefunden, um Krankheitserreger zu bekämpfen, nämlich durch angeborene Abwehrkräfte. Die Zellen der Fledermäuse produzieren einen hohen Anteil an Interferon, Abwehrproteinen, die das Viruswachstum hemmen. Fledermäuse sorgen dafür, dass Viren nicht die Oberhand gewinnen und dass sie selbst nicht krank werden, aber dass Viren in ihrem Körper toleriert werden.

Das macht Fledermäuse nicht sofort zu einer Kontaminationsquelle für andere Tiere. Aber das ändert sich, wenn Fledermäuse gestresst werden: Dann können sie plötzlich viele Viruspartikel ausscheiden. Ein solcher Stressmoment kann entstehen, wenn Fledermäuse aus ihrem Winterschlaf aufwachen und ihr Körper nach Monaten wieder reagieren muss. Auch Fledermäuse, die einer Pilzkrankheit zum Opfer fallen (sogenannte weißes Nasensyndrom) werden mehr Viren ausscheiden. Amerikanische Forscher fanden vor zwei Jahren heraus, dass Fledermäuse mit einer Pilzinfektion bis zu sechzig Mal mehr Coronavirus-Partikel im Darm hatten als nicht infizierte Gleichaltrige. Das Festhalten von Fledermäusen erhöht auch den Stress und erhöht das Virenrisiko.

“Man muss vorsichtig mit allgemeinen Aussagen über Fledermäuse sein”, warnt Bart Haagmans, Virologe bei Erasmus MC in Rotterdam. “Es gibt weltweit mehr als 1.200 Arten und nur wenige haben das Immunsystem und die Wechselwirkung mit Viren untersucht.”

Rotznasen und Halsschmerzen

Der SARS-Ausbruch veranlasste Virologen weltweit, sich eingehend mit Koronainfektionen beim Menschen zu befassen. Bis dahin war bekannt, dass zwei Stämme dieses Virustyps Menschen infizieren, die mit den Codes OC43 und 229E bezeichnet sind. Sie verursachen Nasenlöcher und Halsschmerzen, führen aber selten zu schweren Erkrankungen beim Menschen, ähnlich wie andere Erkältungsviren wie das Rhinovirus. Prompt wurde bei einem sieben Monate alten Baby mit Lungenentzündung im Slotervaart Hospital eine neue Art von Koronavirus, NL63, gefunden. Wissenschaftler in Hongkong entdeckten auch eine neue Koronainfektion bei einem 71-jährigen Patienten mit Lungenentzündung, HKU1.

“Zu unserer Überraschung haben wir festgestellt, dass diese NL63- und HKU1-Viren auf der ganzen Welt verbreitet sind, ohne es zu merken”, sagt Haagmans. “Sie haben nie Ausbrüche verursacht und die Infektion ist viel milder. Genau wie die beiden Stämme, die in den 1960er Jahren entdeckt wurden, handelt es sich um Viren, die die Menschen häufiger gesehen haben, weshalb sie häufig gegen sie immun sind. In der niederländischen Bevölkerung haben rund 90 Prozent der Menschen Antikörper gegen diese Koronaviren. “

Tief in der Lunge

SARS, MERS und das neue Coronavirus sind für Menschen so gefährlich, weil sie sich in den tiefen Atemwegen, tief in der Lunge, vermehren, erklärt Haagmans. “Da Menschen noch nie mit diesem Virus in Kontakt gekommen sind und daher keine Immunität gegen dieses Virus aufgebaut haben, kommt es zu einer heftigen Reaktion des Immunsystems und einer schweren Lungenentzündung.”

Die milden Coronaviren wurden ursprünglich von anderen Tieren auf Menschen übertragen, wie genetische Studien zeigen. Und auch hier sind Fledermäuse beteiligt. Der Unterschied ist, dass die milden Viren vor Hunderten oder Tausenden von Jahren den Wechsel vollzogen haben. Sie mögen anfangs so aggressiv gewesen sein, aber die Infektionen sind allmählich milder geworden, weil sich das Virus und der Wirt aneinander angepasst haben. “Aber es gab keine Virologen, die das festgestellt hätten”, sagt De Groot. “Wir wissen es nicht genau.”

Der Sprung zu einem anderen Host ist für viele Viren schwierig

Der Sprung zu einem anderen Host ist für viele Viren schwierig. Dies liegt daran, dass sie nur dann richtig in die Zellen ihres Wirts eindringen können, wenn sie an ein Rezeptorprotein auf der Oberfläche einer Zelle binden können. Dieser Rezeptor variiert je nach Art, also auch zwischen Fledermäusen und Menschen. Dabei muss der Schlüssel, den das Virus hat, nicht vollständig passen. Sobald er bei einer anderen Art angekommen ist, kann er sich langsam weiter anpassen. Aus diesem Grund geht die Infektion von Menschen häufig über einen Zwischenwirt. Das Virus vermehrt sich dort zuerst, während es Varianten bildet, die den neuen Wirt besser infizieren. Dieser Zwischenschritt erleichtert den Weg zum Menschen.

Eine Veröffentlichung von Shi zeigt, dass das Virus den ACE2-Rezeptor verschiedener Tierarten erkennen kann. Das SARS-Virus verwendete auch diesen ACE2-Rezeptor. “Bei Fledermäusen befindet sich dieser Rezeptor hauptsächlich in den Zellen des Darmtrakts”, sagt Haagmans. “Beim Menschen befinden sich diese Rezeptoren in Zellen tief in der Lunge. Das erklärt die schwere Lungenentzündung. MERS verwendet einen anderen Rezeptor, DPP4. Es ist auch bei Menschen in den unteren Atemwegen, aber in den oberen Atemwegen im Dromedar gefunden. Das erklärt, warum der Krankheitsverlauf für Dromedare mild ist, gleichzeitig aber das Tier für die Menschen, die damit umgehen, sehr ansteckend ist. Sie bekommen dann eine schwere Lungenentzündung. “

Starker wässriger Durchfall bei Ferkeln

Die Tatsache, dass MERS über gehaltene Tiere übertragen wird, beweist bereits, dass die Verbindung zwischen Fledermaus und Mensch nicht immer ein wildes Tier sein muss. Möglicherweise lauert nach diesem Szenario mehr. 2017 litten Ferkel auf Schweinefarmen in Guangdong plötzlich unter starkem wässrigem Durchfall, wobei ein Drittel starb. Als Ursache erwies sich ein neues Coronavirus, das eine genetische Affinität zu Coronaviren von wilden Hufeisenfledermäusen (HKU2) aufwies. In einem Kommentar zu dieser Entdeckung warnen Mikrobiologen, dass das Risiko besteht, dass der Sprung zum Menschen noch gering ist, wenn sich das Virus an Schweine als neuen Wirt anpasst.

Nicht jedes Koronavirus ist gleich gefährlich

Nicht jedes Coronavirus ist gleich gefährlich, es hängt vom “zoonotischen Potential” ab, sagt Haagmans. “Das heißt, die Fähigkeit des Virus, Zellen einer anderen Art zu infizieren. Wir versuchen, dies herauszufinden, indem wir die Wechselwirkung dieser Viren mit verschiedenen Arten menschlicher Zellen in der Kultur untersuchen. Das ist etwas vorhersehbar. Aber: Viren können sich anpassen. “

Ob die Epidemie mit dem neuen Koronavirus genau wie damals mit SARS gestoppt werden kann, “untersucht noch Kaffeesatz”, sagt De Groot. Aber selbst wenn das gelingt, muss die Welt wachsam bleiben, glaubt er. “Vergiss nicht, dass wir mit SARS durchs Auge gekrochen sind. Jeder wird das bald vergessen. Sobald die Gefahr abgewendet war, kehrten die Menschen zur Tagesordnung zurück. Die Quelle dieser Viren bleibt jedoch bestehen. Das ist wieder klar. “

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