Infektionskrankheiten im Kommen

Infektionskrankheiten zählen bis heute zu den führenden Todesursachen weltweit [1]. Sogenannte emerging infections (EIs), also entstehende Infektionen, sind solche, die neuartig innerhalb einer Population auftreten oder die sich nach einer Phase der Ruhe plötzlich rasch verbreiten [1, 2]. Im Jahr 1981 wurde nach der Influenza-Pandemie der Jahre 1918 bis 1920, die ca. 50 Millionen Menschenleben forderte [3, 4], eine neue Infektionskrankheit entdeckt: Das Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS), das als neuer „globaler Mörder“ eine riesige Bedrohung darstellte [1].

Von den neuen EIs erfahren aber nicht alle die gleiche Aufmerksamkeit. So wurde dem Auftreten von Affenpocken (monkeypox) in den USA im Jahr 2003 nur wenig Interesse entgegengebracht, wohingegen das im gleichen Jahr erschienene schwere akute Atemwegssyndrom (SARS) globales Aufsehen erregte. Weltweit sterben jährlich ca. 15 Millionen Menschen an den direkten Folgen verschiedener Infektionskrankheiten [1]. Todesfälle aufgrund späterer Konsequenzen (z. B. Leberversagen bei Patienten mit Hepatitis B oder C) sind hier noch nicht berücksichtigt [1]. Am schwersten betroffen sind meist Menschen in Entwicklungsländern [5], besonders Säuglinge und Kinder. Über Jahrhunderte schien die Menschheit gegenüber plötzlich auftretenden Epidemien machtlos zu sein. Durch die Entdeckung von Penicillin, die Entwicklung eines Polio-Impfstoffs und von Arzneistoffen gegen Tuberkulose in den 1950er Jahren wuchs das Vertrauen gegenüber der Bekämpfung von Infektionskrankheiten [6]. Im Jahr 1981 warnte das US National Institute of Allergy and Infectious Diseases allerdings davor, dass mikrobielle Diversität und deren entwicklungsgeschichtliche Stärke, dynamische Kräfte darstellen, die Menschen immer noch bedrohen [1]. Aktuell stellen Infektionskrankheiten ein wachsendes Problem für die Weltbevölkerung dar. Immer wieder neu auftretende Erkrankungen mit dem Potenzial, sich rasch auszubreiten, beunruhigen viele Menschen. Trotz Antibiotika, Virustatika und Impfstoffen bleibt die Mortalität für Infektionskrankheiten hoch. In den vergangenen zehn Jahren ist praktisch jedes Jahr ein neuer Krankheitserreger identifiziert worden [7].

Gründe für das Auftreten von Infektionen

Hygiene. Schlechte sozioökonomische sowie hygienische Bedingungen und unzureichende medizinische Versorgung in Entwicklungsländern sind Ursachen für eine einfache Verbreitung von Infektionskrankheiten. Offene Wasserbehälter, wie sie in Entwicklungsländern zur Versorgung mit Trinkwasser üblich sind, stellen ideale Brutstätten für Mückenlarven dar, die mit Erregern infiziert sein können. Bei schlechter Abwasseraufbereitung kann es außerdem zu Infektionen mit Enterobakterien und –Viren kommen [8]. Durch verbesserte Lebensumstände, medizinische Weiterentwicklung und bessere Hygiene der Industrieländer, konnten im Verlauf des 20. Jahrhunderts viele Infektionskrankheiten zurückgedrängt werden [9].

Globalisierung. Durch die Ausweitung von Handelsbeziehungen und steigende Tourismuszahlen wird eine Verbreitung von Infektionen begünstigt. Auch der Import von Affen für Forschungszwecke hat in der Vergangenheit wiederholt zu Infektionen wissenschaftlicher Angestellten geführt [8]. Ein Erreger kann nur dann sein Verbreitungsgebiet erweitern, wenn es ihm gelingt, geografische Barrieren, die Populationen trennen, zu überwinden [8].

Tierhaltung. Oft ist der Mensch für die Entstehung und Ausbreitung von Infektionen selbst verantwortlich. So sind Zustände in der Tierhaltung eine wesentliche Quelle für die Entwicklung neuer Erreger [7]. Durch unsachgemäße Haltung kann es zu einer Reassortierung, also einer Kombination genetischer Eigenschaften von Viren, kommen. Das ist vor allem wahrscheinlich, wenn Geflügel und Schweine in gleichen Gehegen gehalten werden, so wie es in Südchina üblich ist [7]. Durch Massentierhaltung wird zusätzlich eine schnelle Verbreitung des Erregers begünstigt, wie der Fall des Influenza-Ausbruchs in einer niederländischen Geflügelfarm im Februar 2003 zeigte [8].

Transfusionsmedizin. In den Jahren 1911 und 1915 tauchten erste Berichte über Malaria- und Syphilis-Erkrankungen auf, die in direktem Zusammenhang mit Bluttransfusionen standen [8]. Durch strenge Auswahlkriterien bei der Blutspende und die Testung auf Infektionen konnte das Risiko einer Übertragung reduziert werden [8, 10]. Die Gefahr bleibt für neue Erreger, auf die nicht getestet wird.

Antibiotika. Zunehmende Resistenzen gegen Antibiotika bereiten aktuell großes Unbehagen. Die Resistenzentwicklung ist vor allem die Folge eines unsachgemäßen Einsatzes von Antibiotika in der Humanmedizin und in der Tiermast. Multiresistente Erreger stellen hierbei vor allem in Krankenhäusern ein großes Problem dar, da immunsupprimierte Patienten besonders gefährdet sind [9].

Klimawandel. Vektoren, die eine Infektionskrankheit über die Blutbahn auf den Menschen übertragen können, sind lebende Organismen wie Moskitos, Zecken oder Spinnen [11]. Sie verursachen etwa 17% aller Infektionskrankheiten und führen zu mehr als eine Million Todesfälle jährlich [11]. Malaria ist Ursache für mehr als 600.000 Todesfälle pro Jahr weltweit, wobei vor allem Kinder unter fünf Jahren betroffen sind [11]. Der Lebenszyklus eines Vektors hängt erheblich von klimatischen Faktoren ab [12]. Der Klimawandel hilft bestimmten Vektoren (z. B. Moskitos) dabei, zu gedeihen [13]: Wärmere Temperaturen verkürzen die Inkubationszeit von Viren, die von Moskitos getragen werden, beschleunigen die Reifung von Larven und erhöhen die Häufigkeit des Blutsaugens adulter Moskitos. Durch die Erderwärmung wird zudem deren Verbreitungsgebiet vergrößert [14]. Insgesamt erhöhen diese Faktoren die Wahrscheinlichkeit, sich mit einem Virus, der über Moskitos übertragen werden kann, zu infizieren. 

Neue Erreger. Viren haben aufgrund ihres plastischen Genoms die Fähigkeit, sich schnell zu verändern. Da sie keine Korrektursysteme besitzen, die Punktmutationen oder Deletionen erkennen, werden durch Einbau falscher Nukleotide genomische Veränderungen begünstigt. Gerade Punktmutationen sind in Bezug auf Immunogenität gefürchtet, vor allem dann, wenn hochkontagiöse Mutanten entstehen, die leicht zu einer Epidemie führen können [8]. Ein weiteres Problem stellt das Überspringen von Speziesbarrieren dar. Durch die Reassortierung von Gensegmenten können Pandemien ausgelöst werden [8]. Das Schwein dient hier als sogenanntes „Mischgefäß“, da sich in ihm sowohl Influenza-Viren von Vögeln als auch von Menschen vermehren können. Glücklicherweise sind aber die meisten Mutationen von evolutionärem Nachteil für Viren, weshalb hohe Mutationsraten, gerade bei RNA-Viren, in ihrem Gefahrenpotenzial wieder relativiert werden.

Infektionskrankheiten der vergangenen Jahre

BSE – Höhepunkt 2000

Die bovine spongiforme Enzephalopathie (BSE), die schwamm­artige Veränderung des Gehirns bei Rindern, ist zum ersten Mal im Jahr 1986 beschrieben worden [15]. Verursacher scheinen Prionen, also atypisch gefaltete Proteine, zu sein. Für diese sogenannte Prionen-Theorie erhielt 1997 Stanley Prusiner den Nobelpreis für Medizin. Als Grund für den BSE-assoziierten Infektionsausbruch wurde angenommen, dass infizierte Rinder in die menschliche Nahrungskette gelangt waren und so eine Variante der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (vCJD) auslösen konnten [16]. Der erste Fall von vCJD wurde im März 1996 in Großbritannien beschrieben und wurde mit BSE-erkranktem Rindern in Zusammenhang gebracht [17]. Die vCJD stellt eine tödlich verlaufende, neurodegenerative Erkrankung dar. Bei Gewebsentnahmen wurde das abnormale Prion-Protein (PrP) kurz vor dem Tod infizierter Patienten gefunden [19]. Im Gegensatz zu den meisten bekannten Prionen infiziert das BSE-Prion neben dem Menschen auch leicht mehrere Spezies [1]. Dies bedeutet, dass weitere Infektionskrankheiten, die mit Prionen assoziiert werden, theoretisch über diesen Weg auf Menschen übertragbar wären [1]. Zwischen Oktober 1996 und März 2011 sind 175 Fälle einer vCJD in Großbritannien und Nordirland bekannt geworden. 49 weitere Fälle wurden in anderen Ländern der Welt für diesen Zeitraum dokumentiert, unter anderem in Frankreich, in den USA und in Japan. Im Jahr 2000 erreichte die Anzahl an vCJD-Fällen einen Höhepunkt mit 28 Todesfällen in Großbritannien [17]. Seit dem Jahr 2000 gehen die beschriebenen Fälle konstant zurück [17]. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfiehlt, streng darauf zu achten, dass keine potenziell mit BSE infizierten Gewebe oder Tiere, die Anzeichen einer BSE-Infektion zeigen, in die menschliche oder tierische Nahrungskette gelangen. Außerdem soll die pharmazeutische Industrie Rindermaterial oder Bestandteile anderer tierischer Spezies, in denen eine derartige Infektion möglich ist, vermeiden. Wenn eine Verwendung unabdingbar ist, sollen die Produkte nur aus Ländern stammen, die noch nie einen BSE-Fall melden mussten [17].

SARS – Höhepunkt 2003

Das schwere akute Atemwegssyndrom (severe acute respiratory syndrome, SARS) wird von einem Coronavirus verursacht. Coronaviren sind potenziell tödliche Pathogene, von denen in den letzten zehn Jahren immer wieder neue Arten identifiziert wurden. Im Frühjahr 2003 kam es zu einer SARS-Epidemie, die mit einer Mortalität von 10 bis 50% abhängig vom Alter der Infizierten gekennzeichnet war [20 – 23]. Das Virus breitete sich zunächst in China aus und wuchs schließlich zu einer weltweiten Pandemie heran [24]. 8000 Menschen wurden infiziert, fast 10% der Erkrankten starben [25]. Das Coronavirus ist in der Lage, sich schnell anzupassen und stabil auf andere Arten übertragen zu werden; vermutlich entwickelte es sich in Fledermäusen [23]. Bei Infektion verursacht es zunächst unspezifische grippeähnliche Symptome, die nach etwa zwei bis sieben Tagen in respiratorische Symptome wie Pneumonie bis hin zum Akuten-Lungenschädigungs-Syndrom (acute respiratory distress syndrome, ARDS) übergehen [26 – 30]. Die Inkubationszeit liegt zwischen zwei und zehn Tagen, kann aber sogar bis 16 Tage dauern [31, 32]. 16% der Patienten entwickeln das gefürchtete ARDS – mit einer Mortalität von 50% [29, 33]. Nach WHO-Angaben lag die Gesamtletalität während des SARS-Ausbruchs 2003 bei geschätzten 9,6% [25]. Je älter die Patienten sind, desto schlechter ist die Prognose. Zahlreiche Forschungsgruppen sind seither auf der Suche nach einem geeigneten Impfstoff mit inaktivierten SARS-Coronaviren, rekombinanten Untereinheiten, rekombinanter DNA und viralen Vektoren [34]. Diese sollten aber in Hinblick auf Steigerung der Viruslast und Exazerbation der Erkrankung kritisch überprüft werden [34]. Während des Ausbruchs kamen Ribavirin, Glucocorticoide, rekonvaleszentes Plasma oder Immunoglobulin, Protease-Inhibitoren (Lopinavir, Ritonavir) und Interferon-α zum Einsatz [25]. Ob allerdings der antivirale oder immunmodulatorische Behandlungsansatz bei einem neuen Ausbruch erfolgversprechender ist, kann noch nicht abschließend beurteilt werden [35].

MERS – Beginn 2012

Zwischen dem 2. Juli 2016 und dem 17. Juli 2016 wurden der WHO neun neue Fälle mit Middle East Respiratory Syndrome Coronavirus (MERS-CoV) aus Saudi-Arabien gemeldet; zwei Patienten starben [36]. MERS-CoV ist ein zoonotisches Virus, das vom Tier auf den Menschen übergehen kann [37]. Seinen Ursprung hat es vermutlich in Fledermäusen und wurde dann auf Kamele übertragen [37]. Das MERS-CoV wurde im April 2012 das erste Mal bei Patienten auf der arabischen Halbinsel nachgewiesen [38]. In Deutschland gab es im März 2015 zum dritten Mal einen MERS-Fall [38]. Jedes Mal wurde die Erkrankung durch einen Patienten, der zuvor die arabische Halbinsel besucht hatte, eingeschleppt [38]. Nach einer Inkubationszeit von etwa zwei Wochen beginnen grippeähnliche Symptome, die sich zu einer Pneumonie entwickeln können. Im schlimmsten Fall geht diese dann in das akute Atemnotsyndrom über [38]. Als häufiges Begleitsymptom kann Diarrhö auftreten, daneben wurde Nierenversagen beschrieben [38]. Der WHO wurden bisher 1600 Fälle gemeldet, die hauptsächlich aus Saudi-Arabien stammen [38]. Aktuell ist weder ein Impfstoff noch ein spezifischer Wirkstoff zur Behandlung vorhanden [39].

Ebola – Höhepunkt 2014

Der erste Ebola-Fall, der zu einem Ausbruch im Norden von Zaire in Zentralafrika führte, wurde 1976 beschrieben. Der Erreger wurde Zaire-Ebola-Virus (EOBV) genannt [40]. Zur gleichen Zeit führte ein unverwandtes Virus, das Sudan-Ebola-Virus (SUDV), 850 Kilometer entfernt im Süden Sudans zu einer Epidemie und tauchte hier 1979 wieder auf [39]. Nach zwei Jahrzehnten Ruhe kehrte Ebola 1994 bis 1997 in Zaire und Gabon zurück [41, 42]. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts wurden immer wieder Fälle von EOBV und SUDV in Uganda und im Kongo beschrieben, die mit einer Mortalität von 80 bis 90% bei EOBV und 50% bei SUDV einhergingen [41]. 1994 wurde ein neuer Serotyp entdeckt, der zuerst Côte-d‘Ivoire-Ebola-Virus genannt und später in Tai-Forest-Virus (TAFV) umgetauft wurde [43, 44]. Der vierte Ebola-Subtyp, das Reston-Virus (RESTV), tauchte zwischen 1989 und 1990 in den USA auf [45] und fand sich 1992 in einem Ausbruch in Italien wieder. Schuld war der Import eines infizierten Affen von den Philippinen [47]. 2007 kam es zu einem Ausbruch hämorrhagischen Fiebers in Uganda, der dem fünften Subtyp, dem Bundibugyo-Virus (BDBV), zu verschulden war [48].

Im Jahr 2014 kam es zu einem großen Ebola-Ausbruch in Westafrika [49]. Rasch breitete sich die Infektion nach Liberien, Sierra Lione, Nigeria, Senegal und Mali aus. Der erste Ebola-Fall außerhalb Afrikas wurde am 30. September 2014 in den USA dokumentiert [52]. Der Ebola-Ausbruch war ein beispielloses Ereignis in vielerlei Hinsicht: Es war der erste Ebola-Ausbruch mit 15.261 bestätigten Fällen und 11.325 Todesfällen in Westafrika (Stand: 13.04.2016) [51] und es waren große Städte betroffen, durch die das Risiko einer raschen lokalen Verbreitung erhöht wurde. Flugreisen begünstigten zudem eine transkontinentale Ausbreitung [53]. Aufgrund der hohen Viruslast im Blut, in Körpersekreten und der kontaminierten Umgebung wird die Mensch-zu-Mensch-Übertragung erleichtert.

Die Ebola-Virus-Infektion schreitet schnell voran mit Multisystembeteiligung und Koagulopathie, die zu schwerer Hämorrhagie führen kann [49]. Nach einer Inkubationszeit von zwei bis 21 Tagen beginnt die Infektion mit grippeähnlichen Symptomen wie plötzlich auftretendem hohen Fieber, Schüttelfrost und Muskelschmerzen [54]. Auch gastrointestinale (Erbrechen, Durchfall), respiratorische (Brustschmerzen, Dyspnoe), vaskuläre (Konjunktivitis, orthostatischer Hypotonus, Ödeme) und neurologische (Verwirrung, Koma) Beschwerden können auftreten [55]. Nach fünf bis sieben Tagen kann es zu einer Desquamation (Hautschuppung) kommen [55]. Trotz einer Infektion mit Todesfolge (in 50% der Fälle) entwickeln manche Menschen keine Symptome [49]. Wichtige Behandlungsmaßnahmen sind Volumentherapie, Elektrolytmanagement, orale und intravenöse Ernährung und Pharmakotherapie von Fieber, gastrointestinalen Beschwerden, Schmerz, Angst und Unruhe [49]. Zurzeit gibt es keine speziell für Ebola zugelassenen antiviralen Medikamente. Am 29. März 2016 erklärte die WHO den wegen Ebola einberufenen globalen Gesundheitsnotstand für beendet.

Zika – Höhepunkt 2015

Die explosive Ausbreitung neuer Zika-Virus-Infektionen ist Anlass dafür, dass die WHO den globalen Gesundheitsnotstand ausgerufen hat [56]. Dieser ermöglicht die notwendige internationale Zusammenarbeit, um dem Ausbruch der Krankheit entgegenzuwirken [57]. Das Zika-Virus ist kein unbekannter Feind. Es wurde im Jahr 1947 zum ersten Mal aus einem Affen des Zikawaldes in Uganda isoliert [58, 59]. Es ist ein Arbovirus aus der Klasse der Flaviviridae. Arboviren sind dadurch gekennzeichnet, dass sie sich in Wirbeltieren vermehren und durch blutsaugende Insekten übertragen werden [60]. Zur Klasse der Arboviren gehören ebenfalls die Erreger von Gelbfieber, Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) und Dengue-Fieber [61]. Die Symptome einer Zika-Virus-Infektion ähneln denen von Dengue-Fieber, das durch Polyarthralgie, Myalgie, makulopapulöses Exanthem und Kopfschmerzen gekennzeichnet sein kann [61]. Eine Differenzialdiagnose kann deshalb schwierig sein. Über eine serologische Untersuchung lassen sich die beiden Infektionen allerdings unterscheiden [62]. Das Guillain-Barré-Syndrom, eine idiopathische Polyneuritis der spinalen Nervenwurzeln und peripheren Nerven, wurde außerdem mit einer Zika-Virus-Infektion in Zusammenhang gebracht [63, 64]. Der erste großflächige Ausbruch begann 2007 auf den pazifischen Yap-Inseln [65] und breitete sich dann nach Brasilien aus, wo der erste Fall Anfang 2015 beschrieben wurde [66]. Von dort aus wanderte die Infektion schnell über Süd- und Zentralamerika nach Mexiko (November 2015) [61, 67]. Am 21. November 2015 gab die WHO bekannt, dass 739 Fälle von Mikrozephalie in neun nordöstlichen Staaten von Brasilien dokumentiert wurden. Da in diesen Gebieten auch hohe Zika-Ausbruchsraten vorliegen, wurde dieser Zusammenhang in die Risikoprüfung des Europäischen Zentrums für Prävention und Kontrolle von Krankheiten (ECDC) aufgenommen [61]. Außerdem wurde Zika-Virus-RNA in den Geweben einiger Kinder mit Mikrozephalie und auch in abgestorbenen Feten infizierter Mütter gefunden [63]. Die vollständigen Konsequenzen einer Zika-Virus-Infektion in der Schwangerschaft sind zum jetzigen Zeitpunkt noch ungewiss und müssen weiter untersucht werden. Bisher sind drei Todesfälle bekannt, worunter sich zwei Neugeborene, ein Jugendlicher und ein Erwachsener befinden [61]. Mit hoher Wahrscheinlichkeit kann das Virus auch über sexuellen Kontakt übertragen werden, in zwei Fällen wurde dies bereits direkt beschrieben [68, 69]. Auch die perinatale Übertragung ist für zwei Fälle nachgewiesen [70]. Zudem wurde das Virus in 3% asymptomatischer Blutspender aus Polynesien gefunden [71], weshalb eine Übertragung durch Bluttransfusionen denkbar wäre. Prinzipiell ist jedes Land, in dem Moskitos der Gattung Aedes auftreten, gefährdet. Diese sind vor allem in den Tropen und Subtropen, wenige auch in Europa heimisch. Durch Tourismus gab es bereits auch einen Zika-Fall in Europa [72]. Der beste Weg der Prophylaxe ist, sich in Risikogebieten vor Moskitos zu schützen, beispielsweise durch das Benutzen von Klimaanlagen, Netzen vor Fenster und Türen, Tragen langer Kleidung und Benutzen von Repellentien auf Basis von Diethyltoluamid (DEET) [63]. Die WHO rät Schwangeren, betroffene Länder zu meiden [57]. Ärzte werden gebeten, alle Schwangeren über vergangene Reiseziele zu befragen und auf Symptome wie akut einsetzendes Fieber, mukulopapulösen Ausschlag, Arthralgie und/oder Konjunktivitis während oder innerhalb von zwei Wochen der Reise zu achten. Zurzeit gibt es keine spezifische antivirale Behandlung der Zika-Virus-Infektion [73].

Schlussbetrachtung

Die Menschheit ist ständig von Infektionskrankheiten bedroht, die teilweise tödlich verlaufen. Yersinia pestis verursachte den „schwarzen Tod“ in Europa und tötete ein Drittel der Bevölkerung [74]. Der Cholera-Ausbruch 2010 bis 2013 nach dem verheerenden Erdbeben in Haiti ist ein Beispiel dafür, wie große Infektions-Ausbrüche durch eine zerstörte Infrastruktur entstehen können [75]. Das SARS- und MERS-Coronavirus sowie die Vogelgrippe-Viren haben zu Epidemien mit erheblichen gesundheitlichen und wirtschaftlichen Auswirkungen geführt [49, 76 – 79]. Politische Instabilität kann eine weitere Konsequenz von Epidemien sein. Obwohl einige Infektionen, wie Pocken und Polio, fast ausgelöscht wurden, bleiben viele Krankheiten bestehen, für die es zurzeit wenig bis keine Hoffnung gibt, sie unter Kontrolle zu bekommen [80]. Mehr noch: Infektionen, von denen geglaubt wurde, sie im Griff zu haben, gewinnen ihren verlorenen Einfluss zurück (z. B. Tuberkulose). Neue Infektionen kommen erschwerend hinzu: Nach dem US National Institute of Health wurden zwischen 1988 und 2008 allein 16 neue Infektionskrankheiten identifiziert [80 – 82], fünf weitere wurden als wiederaufgetretene Infektionskrankheiten charakterisiert. Aber der Mensch ist nicht machtlos: Impfstoffe und Antibiotika gegen Infektionen, einwandfreie Trinkwasserversorgung, Therapeutika gegen virale und parasitäre Infektionen, infektionssichere Transfusionen, hohe Hygienestandards, Maßnahmen zur Vermeidung einer Ausbreitung (WHO als Frühwarnsystem) sind Möglichkeiten, die vor Infektionen schützen (siehe auch Kommentar auf S. 64). Das Wichtigste ist es, eine vorausschauende Strategie zu entwickeln. Wissen über das, was in der Vergangenheit geschehen ist, muss genutzt werden, um auf Zukünftiges vorbereitet zu sein [83]. |