Mutantenschwärme – Grippe-Viren

Die schwerste bekannte Grippe-Pandemie liegt bald 100 Jahre zurück. Doch auch heute sind Influenza-Viren eine Herausforderung für die Medizin. Porträt eines gefährlichen und gleichsam faszinierenden Virus.

Sie tötete mehr Menschen als der Erste Weltkrieg und gilt als schlimmste bekannte Pandemie. Die meisten Schätzungen liegen zwischen 25 und 50 Millionen Opfern. Viele sehen in der Spanische Grippe, die zwischen 1918 und 1920 wütete, ein warnendes Beispiel dafür, wie sich Grippe-Viren verändern können. Denn Influenza-Viren sind unglaublich anpassungsfähig – sie mutieren ständig, tauschen Gen-Segmente aus und bilden neue Viren. „Das Influenza-Virus ist kein homogenes Virus, sondern besteht aus verschiedensten Typen und Varianten. Und jede dieser Varianten stellt einen Schwarm von Mutanten dar“, sagt Franz X. Heinz, Vorstand des Departments für Virologie der Medizinischen Universität Wien.

Mediziner verstehen die Mechanismen der Influenza heute sehr viel besser als zur Zeit der Spanischen Grippe. Dennoch hinken sie mit neuen Impfstoffen immer einige Monate hinterher. Wie sich die Grippe-Viren von Saison zu Saison verändern, können auch Experten nur vermuten. Denn die treibenden Kräfte hinter dem ständigen Wandlungs-Prozess des Virus sind Zufall und Selektion.

Drift und Shift

Bei Influenza-Viren ist die Erbinformation in der RNA codiert. Verglichen mit der DNA ist diese weniger stabil. „Bei der Vervielfältigung passieren relativ viele Fehler, sodass sich RNA-Viren sehr schnell und häufig verändern“, sagt Michael Kleines von der Sektion für Virologie der Medizinischen Universität Innsbruck. Die meisten dieser mutierten Viren sind nicht gefährlich. „Es kann sein, dass jahrelang nichts geschieht. Es kann aber auch schon morgen ein neues, gefährliches Virus entstehen.“ Neben diesem Evolutionsprozess innerhalb einzelner Virus-Typen, dem sogenannten Antigendrift, zeichnen sich Grippe-Viren durch einen weiteren Mechanismus aus: Dem Antigenshift. Hier werden ganze Genom-Segmente zwischen unterschiedlichen Typen des Influenza-Virus ausgetauscht. Dadurch können plötzlich drastische Änderungen entstehen. Änderungen, an die sich das menschliche Immunsystem noch nicht angepasst hat. Das bedeutet vor allem, dass sich die Hüllenproteine des Virus so verändert haben, dass dieser auf einmal wieder an menschliche Zellen „andocken“ und schließlich in diese eindringen kann (siehe Info-Box unten).

„Riesiges Reservoir“

Schwer berechenbar sind die genetischen Veränderungen des Virus auch, weil sie nicht nur im Menschen auftreten können, sondern ebenso bei Tieren. „Das Virus hat ein riesiges tierisches Reservoir aus dem auch immer wieder Influenza-Viren des Menschen gespeist werden“, erklärt Franz X. Heinz. So können etwa ein Influenza-Virus, das grundsätzlich fast ausschließlich bei Wasservögeln auftritt, und eines, das in der Regel vor allem beim Menschen zu finden ist, in einem Schwein miteinander „verschmelzen“. „Es können neue Virus-Partikel entstehen, die beispielsweise fünf Gen-Segmente des einen Ursprungs-Virus und 3 Segmente des anderen aufweisen“, sagt Heinz. „Damit sind die Karten völlig neu gemischt.“

Ein aktuelles Beispiel für ein mutiertes Grippe-Virus ist die sogenannte „Schweinegrippe“. Diese führte zur Pandemie von 2009/10 und bezeichnet einen H1N1-Typ, der einerseits mit der Spanischen Grippe, andererseits aber auch mit saisonalen Grippewellen verwandt war. „Dieser Abkömmling des Virus ist allerdings durch das Schwein gegangen“ sagt Heinz. „Obwohl die meisten Menschen gegen das gängige H1N1-Virus bereits immun waren, bestand gegen diesen Typ eine unzureichende Immunität. Weil das Virus im Schwein andere Veränderungen durchmachte als im Menschen.“ Wirklich gefährlich sind tierische Influenza-Viren dann, wenn sie vom Tier auf den Menschen und – und dies ist ein wesentlicher Schritt, damit es zu einer Pandemie kommen kann – auch von Mensch zu Mensch übertragbar sind. Vor diesem Hintergrund wird unter anderem das sogenannte „Vogelinfluenza-Virus“ (H5N1) ganz genau beobachtet. Das Virus ist auch auf den Menschen übertragbar. „Allerdings hat dieses Virus bisher nicht die Eigenschaft erworben, direkt von Mensch zu Mensch übertragen zu werden“, sagt Heinz.

Globalisierung als Gefahr

Reisen von Mensch und Tier rund um den Globus machen gefährliche Mutationen laut Heinz heute möglicherweise wahrscheinlicher als früher. Durch internationale Tiertransporte könnten Viren aus unterschiedlichen Ländern im Organismus eines Tieres aufeinandertreffen und so kann es zum Antigenshift zwischen ursprünglich geografisch getrennten Viren kommen. „Und auch Menschen kommen als ‚Misch-Gefäße‘ für neue Viren infrage“, sagt Heinz. Michael Kleines glaubt dagegen, dass sich die Globalisierung weniger auf die Entstehung neuer Viren auswirkt, als auf deren Ausbreitung. Bei der jüngsten Pandemie von 2009/10 habe sich dies deutlich gezeigt. Innerhalb kürzester Zeit hatte sich das neue Virus aus Mexiko in die ganze Welt verbreitet. „Vor 100 Jahren wäre dies nicht so schnell möglich gewesen“, sagt Kleines. „Da hätte es alleine Wochen gedauert, bis der amerikanische Kontinent infiziert gewesen wäre. Heute kann ein neues Virus schon am nächsten Tag überall sein.“

Rüstzeug gegen die Influenza

Auch im 21. Jahrhundert kann eine Pandemie ähnlich der Spanischen Grippe nicht ausgeschlossen werden, darin sind sich viele Experten einig. „Man wird mit neuen Impfstoffen immer etwas hinterherhinken“, sagt Kleines. „Allerdings ist man heute technologisch wesentlich besser gerüstet als damals“, stellt Heinz klar. Nationale und internationale Einrichtungen überwachen die Verbreitung von Influenza-Viren und sind eng miteinander vernetzt. Mit Pandemie-Plänen versucht man, logistische Vorbereitungen für den Ernstfall zu treffen. Neue antivirale Medikamente bieten mittlerweile einen gewissen Schutz. Und passende Impfstoffe können schneller als früher hergestellt werden, auch wenn es immer noch einige Monate dauert, bis ein neuer Impfstoff zugelassen ist. Seit kurzem gibt es auch Impfstoffe für unterschiedliche Altersgruppen. Für Kinder scheint laut Kleines ein neuer Impfstoff mit lebenden Viren vielversprechend zu sein. Und für ältere Menschen hat man begonnen, Impfstoffe so zu verändern, dass sie vom etwas „trägeren“ Immunsystem schneller erkannt werden. „Anders als noch vor ein paar Jahren müssen wir heute je nach Alter unterschiedliche Impfempfehlungen geben“, sagt Kleines.

Berücksichtigen sollte man auch, dass viele Menschen nicht direkt an der Spanischen Grippe starben, sondern an zusätzlichen bakteriellen Infektionen. Und diese können heute sehr viel effizienter behandelt werden. Zudem traf die Pandemie auf eine Bevölkerung, die durch einen Weltkrieg sehr geschwächt war. Dennoch betrachten Experten auf der ganzen Welt Grippe-Viren mit Argusaugen. Damit eine Influenza-Pandemie wie jene von 1918 weiter Geschichte bleibt.

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Info-Kästen:

Virusreplikation

Damit sich ein Virus vervielfältigen kann, bindet es sich zunächst an eine Zelle, bevor es in diese eindringt. Nun wird die Erbsubstanz des Virus in den Zellkern der Wirtszelle transportiert und vervielfältigt. Jetzt werden die Proteine des Virus hergestellt. Das Virus wird sozusagen „kopiert“ und „zusammengebaut“. Schließlich wird das fertige Virus aus der Zelle freigesetzt.

Grippe oder grippaler Infekt?

Wenn umgangssprachlich von „Grippe“ gesprochen wird, ist damit häufig ein „grippaler Infekt“ gemeint bzw. eine Erkältung. Der grippale Infekt ist unangenehm und sollte nicht auf die leichte Schulter genommen werden, verläuft allerdings deutlich milder als eine tatsächliche Influenza. Diese wirkt sich in der Regel gravierender aus und kann sogar tödlich sein. Die Influenza wird von einigen, in der Regel relativ gut bekannten Viren ausgelöst, der grippale Infekt kann auf sehr viele verschiedene Viren zurückgehen. Nicht jede Grippe-Infektion führt zu einer Erkrankung. Rund die Hälfte aller Infizierten wird laut Michael Kleines von der Sektion für Virologie der Medizinischen Universität Innsbruck überhaupt nicht krank. Und 20 bis 30 Prozent leide an einem „grippalen Infekt“. Nur die übrigen  Infizierten bekommen eine echte Grippe.

Grippe-Pandemien (ab dem 20. Jahrhundert)

  • „Spanische Grippe“: 1918-1920. Bis zu 50 Millionen Tote.
  • „Asiatische Grippe“: 1957/58. Rund 1 Million Tote.
  • „Hongkong-Grippe“: 1968-1970. Rund 700.000 Tote.
  • „Russische Grippe“: 1977/78. Rund 700.000 Tote.
  • „Schweinegrippe“: 2009/10. Rund 18.000 Tote.

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2013 unter dem Titel „Mutantenschwärme“ erschienen in „Universum Magazin„.

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