Das Grippevirus ist durch seine Eigenschaft sich in verschiedenen Wirtstieren mit verschiednen Virusstämmen genetisch auszutauschen, eines der wandlungsfähigsten Viren. Daraus resultiert auch die Geschwindigkeit, mit der sich neue potentiell pandemische Virusstämme bilden können. Eine koreanische Studie hat nun bei der Untersuchung von Schweinen einen potentiellen neuen pandemischen Virusstamm entdeckt, der ein relativ hohes Gefahrenpotential besitzt.

Influenzavirus (Bild: Wikipedia)

Das Influenzavirus besitzt ein segmentiertes Genom, dass aus acht Ribonukleinsäure (RNA)-Fragmenten besteht. Außerdem kann das Influenzavirus relativ einfach zwischen den verschiedenen Wirtsspezies wechseln. Neben Menschen, Schweinen und Vögeln, kann das Influenzavirus auch noch eine Fülle anderer Säugetierarten befallen. Doch die Hauptproblematik entsteht bei der Mehrfachinfektion von ein und demselben Wirt mit unterschiedlichen Virusstämmen. Wird eine Wirtszelle von mehreren Viren befallen, beginnen diese innerhalb der Zelle mit der Bildung von Nachkommenviren und reproduzieren zu diesem Zweck ihre jeweiligen RNA-Segmente, die als virales Genom in die neugebildeten Viruspartikel verpackt wird. Dabei kann es dann zu einem Austausch der verschiedenen RNA-Segmente von unterschiedlichen Virusstämmen kommen, was zur Bildung neuer Viren mit neuen Eigenschaften führt. Dieser Vorgang kann zum Beispiel ein niedrigpathogenes Virus, also ein Erreger mit geringem Gefahrenpotential leicht in ein hochpathogenes verwandeln. Ausserdem können wenig infektiöse Viren durch einen solchen Austausch schnell luftübertragbar werden, was das Gefahrenpotential gewaltig steigern kann, einfach durch die viel höhere Übertragungswahrscheinlichkeit.

Es ist heute bekannt, dass viele dieser “gefährlichen” Neuentstehungen aus Kombinationen der Genomsegmente von Vogel-, Schwein- und Menschenviren in Schweinezuchtpopulationen entstehen. Das pandemische Influenzavirus (H1N1) der Schweinegrippe von 2009 entstammte, wie der Name schon sagt, einer Schweinepopulation. Um herauszufinden, wie hoch das Gefahrenpotential von in Schweinpopulationen schlummernden Influenzaviren ist, untersuchten koreanische Forscher Isolate aus koreanischen Schweineherden und testeten die isolierten Influenzaviren im Frettchenmodell, dass eine Aussage über die Schwere und Übertragbarkeit des Virusstammes erlaubt. Dabei entdeckten die Forscher ein aus drei Vorgängerviren neu zusammengesetztes Virus, ein H1N2-Virus, dass eine hohe Luftübertragbarkeit durch Tröpfcheninfektion und eine gesteigerte Pathogenität in den Frettchen zeigte. Innerhalb von 10 Tagen starb ein Tier und die übrigen entwickelten so starke Symptome, dass sie getötet werden mussten. Bei der einfachen Übertragung durch Tröpfchen auf nicht infizierte Tiere entwickelte das Virus zwei weitere Mutationen in Schlüsselgenen, was zu einer zusätzlichen Steigerung der Virulenz führte. Das Virus konnte außerdem effizient menschliches Lungengewebe infizieren, was zusammengenommen auf ein potentiell pandemisches Risiko hinweist.

Ob diese Virus tatsächlich eine Pandemie auslösen würde, kann man durch eine solche Beobachtung noch nicht sagen, aber das Potential besitzt es. Und es zeigt außerdem, dass eine Menge solcher Viren in Schweinpopulationen rund um den Globus schlummern könnte. Ein Screening der weltweiten Nutzschweinpopulationen würde also durchaus Sinn machen, doch wer soll das bezahlen?

Und ein weiterer Punkt ist, dass möglicherweise die traditionelle Schweinehaltung, bei der Schweine und Hühner im gleichen Stall gehalten werden, durch den engen Kontakt der Tiere das grösste Risiko für eine Neubildung gefährlicher Viren darstellt. Diese Art der Tierhaltung ist aber mit Sicherheit kaum überwachbar, da unzählige Tiere in sehr kleinen Tierhaltungen in fast allen Ländern Asiens so gehalten werden, und es vielleicht erst durch eine weitere Übertragung zu einer Infektion von großen komerziellen Herden kommt. Doch auch ein einziger infizierter Vogel in einer grossen Schweineherde könnte erfolgreich die Vogelgrippebestandteile zu einem neugebildeten Virus beisteuern.

Philippe Noriel Q. Pascua, et al. Virulence and transmissibility of H1N2 influenza virus in ferrets imply the continuing threat of triple-reassortant swine viruses PNAS 2012 ; published ahead of print September 10, 2012, doi:10.1073/pnas.1205576109 

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Kommentare (12)

  1. #1 Stefan
    September 11, 2012

    “Und ein weiterer Punkt ist, dass möglicherweise die traditionelle Schweinehaltung, bei der Schweine und Hühner im gleichen Stall gehalten werden, durch den engen Kontakt der Tiere das grösste Risiko für eine Neubildung gefährlicher Viren darstellt.”

    Das wäre dann ja auch in unserer Massentierhaltung so.
    Wenn ein Tier der Population erkrankt überträgt es sich ggf. leicht auf alle anderen und kann dann dort mutieren (wäre das das richtige Wort dafür?).

    Und, wenn ein Virus so leicht sich verändern kann, in jegliche zufällige Richtungen, wie kann man dem dann entgegenwirken, sollte es zu einer Pandemie kommen? Es gibt ja so viele verschiedene Möglichkeiten wie sich die Viren entwickeln könnten.

  2. #2 Felix Bohne
    September 11, 2012

    @Stefan: Das ist richtig, das kann in jeder Form der Schweinehaltung passieren. Ich habe mal gelesen (leider keine Quelle), dass traditionell in Asien die Hühner direkt oberhalb der Schweine in demselben Stall gehalten werden. Durch die sehr enge räumliche Nähe steigt hier möglicherweise noch die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung.
    Zu deiner zweiten Frage: Das Virus kann einerseits Mutationene, also Veränderungen der Basenbuchstaben in der DNA erwerben, dies passiert üblicherweise durch Fehler bei der Vervielfältigung der DNA. Ausserdem kann das Influenzavirus aber auch noch eines oder mehrere seiner acht RNA-Segmente austauschen. Dies wird ermöglicht, wenn eine Zelle mit mehreren unterschiedlichen Viren infiziert wurde, dann kann es bei der Verpackung der Fragmente zum Beispiel zu einem Austausch zwischen den beiden (oder noch mehr) verschiednen Fragmenten kommen. Dabei entsteht dann ein neues Virus mit neuen genetischen Eigenschaften.
    Man kann dem nur durch prävention entgegenwirken, so wird jedes Jahr ja ein neuer Impfstoff produziert, der dann die wahrscheinlichsten Viren abdeckt. Doch wie die Geschichte zeigt, kommt es alle paar Jahre bis Jahrzehnte zum Entstehen eines pandemischen Influenzavirus, der dann abhängig von seinen genetischen Eigenschaften mehr oder weniger gefährlich ist. Meines Erachtens war es 2009 purer Zufall, dass es sich bei dem pandemischen H1N1 Influenzavirus um ein relativ “harmloses” Virus handelte.

  3. #3 WolfgangM
    September 12, 2012

    Die Pandemiepläne vor der 2009 Pandemie waren ja in erster Linie gegen das H5N1 Virus (Vogelgrippe) gerichtet. Und bei diesem liegt die Todesrate beim Menschen bei ca 60%.

    Glücklicherweise ist das H5N1 Virus von Mensch zu Mensch nur sehr schwer übertragbar. Der Grund dürfte darin liegen, dass die Andockstellen für H5N1 tief in der Lunge liegen und ein kranker Mensch gar nicht viel Virus aushusten kann. Aber es ist denkbar, dass ein Rezeptorenwechsel stattfindet und dann die Andockstellen in den oberen Lungenteilen liegen, dann könnte es eine Pandemie geben, weil dann recht viele Viren ausgehustet werden.

    Das Einzige was man bei Influenza Epidemien sicher voraussagen kann ist ihre Nichtvorhersehbarkeit wohin sich die Sache entwickelt.

    Und das ist bei der Schweineinfluenza noch relativ glimpflich abgelaufen- immerhin waren aber 90% der Toten unter 65 Jahren, bei der saisonalen Influenza sind 95% der Toten über 65 Jhr.
    Also doch ein weit massiverer Verlust an Lebensjahren als bei saisonaler Influenza.

  4. #4 WolfgangM
    September 12, 2012

    Einmal ein anschaulicher Artikel über Influenza Infektionen im Standard

    http://derstandard.at/1345166863394/Die-toedliche-Ueberreaktion

    Wenn man 1918 40 Mio Todesfälle durch die Pandemie annimt, muss man aber auch berücksichtigen, dass es damals nur 1,3 Mrd Menschen gab.

  5. #5 Ludger
    September 12, 2012

    Für die Ausbreitung einer “Neuen Grippe” gibt es mathematische Modelle, die aufgrund von Grundannahmen die Erkrankungszahlen hochrechnen. Diese Grundannahmen sind:

    “Angenommen werden:
    • eine völlig suszeptible Bevölkerung
    • eine Latenzzeit von zwei Tagen
    • eine Dauer der Infektiosität von sechs Tagen,
    • eine Inkubationszeit von vier Tagen und
    • eine Dauer der symptomatischen Erkrankung von fünf Tagen (Zahlen für unterschiedliche Influenzavarianten in [6]) sowie
    • im Bereich der aktuellen Schätzungen zu H1N1 (7–9) ein R0 von 2.
    Weiter wird angenommen, dass in der asymptomatischen und symptomatischen Phase gleiche Infektiosität besteht.”

    zitiert aus: https://www.aerzteblatt.de/archiv/66813/Influenza-Einsichten-aus-mathematischer-Modellierung?src=search Je nach den Grundannahmen, zum Beispiel ob ein Erkrankter 1,5 oder 2 Mitmenschen ansteckt oder ob jeder 5. oder jeder 50. Patient hospitalisiert werden muß, lassen sich daraus wahre Horrorbilder errechnen.

  6. #6 WolfgangM
    September 12, 2012

    @ Ludger

    H1N1 hat aber nur eine Ro von ca 1,4 gehabt und die über 65 jährigen waren zumindest zum Teil immun, dann muss man noch Therapiemöglichkeiten abschätzen (Antivirals, Antibiotika gegen bakterielle Superinfektionen, mit Einschränkungen künstl. Beatmung =ECMO) . Aber es ist schon klar- Intensivstationen waren komplett voll zur Jahreswende 2009/10. Wären da nur wenig mehr Intensivpflichtige Patienten gewesen, hätten wir schon damals noch viel mehr Tote gehabt.
    Na ja und die Impfung sollten wir auch nicht vergessen- das medizinische Personal war zwar schlecht durchgeimpft, man hatte aber den Eindruck, dass auf Intensivstationen die Durchimpfungsrate besser war.

    Und deswegen wars nicht sooo schlimm. Glück gehabt.

  7. #7 Ludger
    September 12, 2012

    @ Ludger
    H1N1 hat aber nur eine Ro von ca 1,4 gehabt[…]

    Richtig, rückblickend. Aber die Modellrechnung war offenbar mit einem R0 von 2.
    Ich hatte damals ein qBasic Programm geschrieben mit einem R0 von 1,5. Wer will, kann sich die kompilierte Version herunterladen und mal ausprobieren (geht bei mir allerdings nicht mit Linux und Wine). Das Programm ist sauber: Virusscan: https://www.virustotal.com/file/9344fc4d862f4c71621ea0e9c45cedd9339909e312debc8a40d57da4ef11c9ce/analysis/1347472895/
    Download: http://www.file-upload.net/download-4780396/GRIPPE.exe.html
    Jeder Klick auf die Leertaste schaltet einen Tag weiter. Man bedenke: bei diesem Szenario habe ich erst am 120. Tag einen Impfstoff gehabt und damit anschließend täglich 20000 Menschen “geimpft”. Das Programm hat sicher mehrere Fehler und war rein privat für mich. Man kann aber nachvollziehen, welche Fallzahlen auf die Bundesrepublik zukommen können.

  8. #8 Felix Bohne
    Institut
    September 13, 2012

    @Wolfgang, @Ludger: Sehr schöne Kommentare und klasse Diskussion! Wie wärs mit einem Gastbeitrag zu dem Thema?
    Grüße
    Felix

  9. #9 Ludger
    September 13, 2012

    …Gastbeitrag zu dem Thema

    Na, dafür reichts bei mir nicht. Ich habe mich nur auf den oben schon mal verlinkten Artikel aus dem Deutschen Ärzteblatt bezogen ( https://www.aerzteblatt.de/archiv/66813/Influenza-Einsichten-aus-mathematischer-Modellierung?src=search ). Den halte ich für wichtig, um zu verstehen, für welche Szenarien unser Gesundheitssystem vorbereitet sein muss und wie man zu solchen Szenarien kommt.

  10. #10 WolfgangM
    September 14, 2012

    Danke, Gastkommentar derzeit arbeitsmäßig nicht drinnen.

  11. #11 Ludger
    September 17, 2012
  12. […] Grippeviren sind vor allem deshalb gefährlich, weil sie sich so schnell verändern können. Koreanische Forscher haben nun einen gefährlichen Stamm in Schweinepopulationen entdeckt. […]