4. Quartal 2006
Der genetische Code von Grippeviren — Was sagt er uns heute, wie kann er uns künftig nützen?
In einigen Regionen der Welt tritt das Vogelgrippevirus bei Geflügel endemisch auf. Daher ist dort immer wieder auch mit menschlichen Erkrankungsfällen zu rechnen. Aufgrund der ständigen Exponierung der Bevölkerung besteht zudem ein anhaltend hohes Risiko, dass das Virus zu einer Variante mutiert, die leichter von Mensch zu Mensch übertragbar ist. Bis zum 23. August 2006 waren der Weltgesundheitsorganisation WHO aus zehn Ländern 241 laborbestätigte H5N1-Grippeinfektionen und 141 Todesfälle gemeldet worden.
Die Sequenzierung sehr kleiner Genome (d. h. der Gesamtheit aller Gene eines Organismus), wie sie bei Grippeviren vorliegen, bietet heute eine gute und vergleichsweise kostengünstige Möglichkeit, wichtige Erkenntnisse über das Virus zu gewinnen. Das "Verhalten" eines Virus hängt ausschließlich von seinem Genom ab. Eine Veränderung der Virulenz, der Infektiosität, der Übertragbarkeit etc. hängt immer mit einer Veränderung im Virusgenom zusammen. Der genetische Code des Vogelgrippevirus besteht aus nur acht Genen, die für 11 bekannte Proteine kodieren. Um den genetischen Bauplan dieser Viren vollständig zu entschlüsseln, müssen nur 13.617 "genetische Buchstaben" (Nukleotide) gelesen werden.
Höhere Mortalität bei den vor kurzem aufgetretenen Erkrankungsfällen
Allgemein gilt: Je mehr Sequenzierungsdaten vorliegen, desto besser. Zur Zeit laufen in den USA groß angelegte Projekte, um Grippevirengenome zu entschlüsseln. Unter anderem entdeckte man dabei, dass Vogelgrippeviren ein bestimmtes molekulares Merkmal aufweisen, das menschlichen Grippeviren fehlt. Es ist möglicherweise dafür verantwortlich, dass die Viren eine besonders hohe Toxizität entfalten, wenn sie menschliche Zellen infizieren. Dies könnte ein Grund dafür sein, warum bei den in letzter Zeit aufgetretenen Vogelgrippefällen die Sterblichkeit höher war als bei früheren Pandemien.
Die Sequenzierungsdaten aus den oben genannten Projekten werden über die Online-Datenbank GenBank® sehr rasch der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Der ungehinderte Zugang zu wichtigen Genomdaten gibt Wissenschaftlern die nötige Grundlage, um neue Impfstoffe, Behandlungsmethoden und diagnostische Verfahren zu entwickeln, und trägt allgemein zu einem besseren Verständnis der molekularen Evolution der Grippeviren bei. Am 1. August 2006 waren die Genomsequenzen von 1.351 Grippeviren öffentlich zugänglich.
Frühzeitige Entdeckung kann die weltweite Ausbreitung der Krankheit verzögern
Eines der wichtigsten Ziele besteht derzeit darin, so früh wie möglich zu erkennen, ob das H5N1-Virus sich durch Mutation so verändert hat, dass es leicht von Mensch zu Mensch übertragen werden kann. In diesem Fall droht eine Pandemie. Je früher eine solche Mutation entdeckt wird, desto besser sind die Chancen, die Krankheit auf ihr Ausgangsgebiet zu beschränken bzw. ihre weltweite Ausbreitung zumindest zu verzögern. Aus diesem Grund ist es unbedingt notwendig, die Gensequenz aller Vogelgrippeviren zu kennen, die den Menschen infizieren. Darüber hinaus sollten auch die Viren des übertragenden Tieres, weiterer infizierter Personen etc. untersucht werden. Besonders interessant sind "Verhaltensänderungen" des Virus bzw. deren genetisches Korrelat (Mutation) im Verlauf der Infektionskette. Anhand der Sequenzierungsdaten lässt sich zudem voraussagen, ob ein Medikament (z. B. Tamiflu) gegen das betreffende Virus wirksam ist. Auch für die Entwicklung effektiver Impfstoffe sind die Daten enorm wichtig.
Seit 1997 gab es zahlreiche Mutationen des Vogelgrippevirus, aber nur wenige menschliche Erkrankungsfälle. Die Mutationen wirkten sich darauf aus, wie das Virus bei Vögeln übertragen wird und sich ausbreitet. Auf die Übertragungswege und den Verlauf der Krankheit beim Menschen hatten sie jedoch keinen wesentlichen Einfluss. Zwar fand man bei menschlichen Viren Mutationen an den Rezeptorbindungsstellen, die durch den Austausch bestimmter Aminosäuren besser an Säugetiere angepasst waren, jedoch konnte noch nicht vollständig geklärt werden, was das für die Übertragbarkeit bedeutet. Außerdem traten diese Mutationen nur vorübergehend auf und konnten sich bei den derzeit kursierenden Viren nicht durchsetzen.
Welche Mutationen konkret erforderlich sind, um das H5N1-Virus dauerhaft leicht von Mensch zu Mensch übertragbar zu machen, ist derzeit unbekannt. Es lässt sich nicht vorhersagen, wie sich Grippeviren im Einzelnen verändern und entwickeln. Somit ist auch kaum eine Aussage darüber möglich, ob ein Virus wie H5N1 Merkmale ausbilden wird, die eine Übertragung von Mensch zu Mensch erleichtern, bzw. wann dies eintreten könnte.
Aus wissenschaftlicher Sicht ließe sich leichter nachvollziehen, wie das Virus mit dem menschlichen Organismus interagiert, wenn eine größere Zahl von menschlichen H5N1-Infektionen vorläge. Natürlich kommen im Laufe der Zeit immer mehr menschliche Erkrankungsfälle hinzu, so dass sich das Wissen erweitert. Im Falle einer Pandemie lägen genügend Daten vor, um die meisten Fragen beantworten zu können. Aktuell würde dies den Erkrankten und der Bevölkerung vermutlich wenig nützen. Käme es Jahrzehnte später erneut zu einer Grippepandemiegefahr, könnten die gewonnenen Erkenntnisse jedoch hilfreich sein.
Zusammenarbeit aller Beteiligten entscheidend
Falls die Krankheit in entlegenen Dörfern in Entwicklungsländern ausbricht, kann es für die internationale Wissenschaftlergemeinschaft schwierig sein, an die Gensequenz der ursächlichen Grippeviren zu gelangen. Dies war der Fall, als vor kurzem acht Mitglieder einer Großfamilie in Indonesien erkrankten. Zwar gelang es der WHO, die Virusproben von sechs Patienten sequenzieren zu lassen, doch wurden die genetischen Daten nicht veröffentlicht. Die WHO verzichtete darauf, Indonesien offiziell zur Bekanntgabe der Sequenzen aufzufordern, mit dem Hinweis, derartige Daten seien Eigentum des jeweiligen Mitgliedsstaates und dieser müsse selbst entscheiden, ob er sie anderen zugänglich mache. Nach monatelangen Protesten von Virenforschern, die sich durch die Zurückhaltung der genetischen Informationen in ihrer Arbeit behindert sahen, war Indonesien schließlich bereit, die Virussequenzen zu publizieren. Dies zeigt einmal mehr, dass der Kampf gegen die nächste Pandemie sich voraussichtlich in den Entwicklungsländern entscheiden wird. Umso wichtiger ist es daher, dass alle Beteiligten (lokale Organisationen, WHO, internationale Wissenschaftler, Arzneimittel- und Impfstoffhersteller) zusammenarbeiten.