Medizinische Mikrobiologie: Druckversion

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DRUCKVERSION des Wikibooks Medizinische Mikrobiologie

Online unter: http://de.wikibooks.org/wiki/Medizinische_Mikrobiologie


Inhaltsverzeichnis

  • Einführung
  • Immunologie
  • Mikrobiologische Diagnostik
  • Prionen
  • Allgemeine Virologie
  • Spezielle Virologie: Poxviridae - Herpesviridae - Adenoviridae - Polyomaviridae - Papillomaviridae - Parvoviridae - Hepadnaviridae - Retroviridae - Reoviridae - Rhabdoviridae - Filoviridae - Paramyxoviridae - Orthomyxoviridae - Bunyaviridae - Arenaviridae - Deltavirus - Picornaviridae - Caliciviridae - Hepevirus - Astroviridae - Coronaviridae - Flaviviridae - Togaviridae
  • Allgemeine Bakteriologie
  • Spezielle Bakteriologie: Gram-positive Bakterien - Gram-negative Bakterien - Atypische Bakterien
  • Mykologie
  • Parasitologie: Protozoen - Würmer - Arthropoden
  • Mikrobiologie nach Krankheitsbildern
  • Medizinische Mikrobiologie: Literatur und Weblinks



Geschichte der Mikrobiologie

Mikroorganismen als Krankheitserreger

Bis in die Mitte des 19. Jahrhunderts hielt sich die Vorstellung, dass Infektionskrankheiten über schlechte Dünste, sogenannte Miasmen verbreitet werden, was sich bis heute in einigen Begriffen (Malaria: "schlechte Luft") und homöopathischen Konzepten erhalten hat. Bereits 1665 entdeckte der niederländischer Naturforscher und Mikroskopebauer Antoni van Leeuwenhoek mit Hilfe eines selbstgebauten Mikroskops in Gewässern und im menschlichen Speichel Bakterien und Protozoen. Aber erst in den 1850igern kam Ignaz Philipp Semmelweis (1818-1865) der Verdacht, dass schmutzige Hände als Überträger z.B. des Kindbettfiebers eine entscheidende Rolle spielten. Es dauerte weitere Jahrzehnte bis sich das Konzept der mikrobiellen Krankheitserreger und entsprechenden Gegenmaßnahmen überall durchsetzen. So führte der schottische Chirurg Joseph Lister (1827-1912) im Jahre 1867 das Besprühen des Operationsfeldes mit desinfizierendem Karbol ein und konnte dadurch einen steilen Abfall der Mortalität im Operationssaal erreichen. Eine Zusammenstellung bestimmter Kriterien bei einer Infektion gab Koch 1882 in einem Aufsatz über Tuberkulose an. Friedrich Loeffler, ein Schüler von Koch, gab 1883 ähnliche Kriterien für die Postulate an. Schon 1877 hatte der Bakteriologe Edwin Klebs ähnliche Bestimmungen formuliert. Die Arbeiten von Jakob Henle (1809-1885, Anatom und Pathologe) und Robert Koch (1843-1910, Arzt und Mikrobiologe) führten in der zweiten Hälfte des 19 Jahrhunderts zur Formulierung der sogenannten Henle-Koch-Postulate. Auf dem 10. Internationalen Medizinischen Kongress von 1890 in Berlin sprach Koch "Über bakteriologische Forschung": "Wenn es sich nun aber nachweisen ließe:

  • erstens, dass der Parasit in jedem einzelnen Falle der betreffenden Krankheit anzutreffen ist, und zwar unter Verhältnissen, welche den pathologischen Veränderungen und dem klinischen Verlauf der Krankheit entsprechen;
  • zweitens, dass er bei keiner anderen Krankheit als zufälliger und nicht pathogener Schmarotzer vorkommt; und
  • drittens, dass er von dem Körper vollkommen isoliert und in Reinkulturen hinreichend oft umgezüchtet, imstande ist, von neuem die Krankheit zu erzeugen;

dann könnte er nicht mehr zufälliges Akzidens der Krankheit sein, sondern es ließe sich in jedem Falle kein anderes Verhältnis mehr zwischen Parasit und Krankheit denken, als dass der Parasit Ursache der Krankheit ist." Die Henle-Koch-Postulate können in dieser Strenge allerdings nicht in jedem Fall erfüllt werden.

Impfungen

Schon vor dem Aufkommen dieser Erkenntnisse wurde Mikrobiologie praktisch angewandt: Es war lange bekannt, dass das einmalige Durchstehen der Pockenkrankheit ebenso wie das Durchstehen der Kuhpocken (eine beim Menschen leicht verlaufende Rinderkrankheit) gegen weitere Ansteckungen durch die Pocken immun machte. Der englische Arzt Edward Jenner (1749 - 1823) experimentierte mit diesem Wissen und infizierte im Jahr 1796 einen Jungen mit den Kuhpocken. Im Anschluss war dieser Junge gegen die gefährlicheren Pocken immun. Jenner beschrieb diese Technik mit dem Wort „Vaccination“. Es stammt von dem lateinischen Wort „vaccinia“ für Kuhpocken, welches wiederum vom lateinischen Wort für Kuh „vacca“ abgeleitet ist. Diese erste Impfung wurde rasch in Europa aufgegriffen, die Ursache der Infektionskrankheiten war jedoch nach wie vor unbekannt.

Dies änderte sich gegen Ende des 19. Jahrhundert. Louis Pasteur formulierte 1864 die Keimtheorie, Robert Koch erbrachte 1876 den Nachweis der Krankheitserreger von Milzbrand und 1881 den Nachweis des Tuberkulose-Bakteriums. Diese Entdeckung gilt als der endgültige Beweis der Existenz bakterieller Krankheitserreger. Schüler von Koch und Pasteur bauten das Konzept weiter aus. Pasteur entwickelte gemeinsam mit Emile Roux Impfstoffe gegen Milzbrand (1881) und Tollwut (1885). Paul Ehrlich, Emil von Behring und Shibasaburo Kitasato nutzten das Wissen zur passiven Impfung gegen Diphtherie und Wundstarrkrampf (1890). Seit Mitte des 20. Jahrhunderts wurden zahlreiche weitere Impfstoffe gegen Infektionskrankheiten entwickelt, beispielsweise von Jonas Salk und Albert Sabin gegen die Kinderlähmung oder ein Impfstoff gegen Gelbfieber durch Max Theiler. Seit 1967 werden unter der Schirmherrschaft der Weltgesundheitsorganisation (WHO) weltweite Impfprogramme aufgelegt. Das Programm ist äußerst erfolgreich; beispielsweise gelten die Pocken offiziell seit 1980 als ausgerottet.

Antibiotika

Mit Salvarsan wurde um das Jahr 1909 von Paul Ehrlich und Sahachiro Hata das erste Antibiotikum entwickelt, welches 1910 in den Handel kam. Der Name Salvarsan (zusammengesetzt aus dem lat. salvare: retten/heilen und Arsen) bedeutet "heilendes Arsen". Tatsächlich stellte Salvarsan einen Meilenstein in der Arzneimittelforschung dar. Zum ersten Mal stand der Medizin ein gezielt antimikrobiell wirkendes Medikament gegen eine gefährliche Infektionskrankheit zur Verfügung. Darüber hinaus war Salvarsan nicht nur gegen die Syphilis, sondern auch gegen Framboesie, Rückfallfieber und andere Spirochaeteninfektionen wirksam. So gesehen kann man Salvarsan aus heutiger Sicht als eines der ersten antimikrobiellen Arzneimittel bezeichnen.

Alexander Fleming entdeckte im September 1928 die antibakterielle Wirkung von Schimmelpilzen. Damit war der Grundstein für die Entdeckung des Penicillins gelegt.

Heutige Situation

Während die klassischen Infektionskrankheiten durch Hygiene, Impfungen und Antiinfektiva (in entwickelten Ländern) stark an Bedeutung verloren haben, sind durch die Zunahme invasiver und aggressiver Verfahren in der Medizin (Transplantationen, Intensivtherapie, Chemotherapie) opportunistische Infektionen durch normalerweise harmlose Erreger stark in den Vordergrund gerückt. Durch unkritischen Antibiotikaeinsatz sind viele Erreger heute gegen zahlreiche Antibiotika resistent.

Übersicht über die Erreger von Infektionskrankheiten

Unbelebte Erreger:

  • Prionen - Prionen sind infektiöse Eiweißpartikel, die in ihrer physiologischen Form (PrPc) vor allem im Nervensystem vorkommen und bei Fehlfaltung (PrPsc) zu unlöslichen Plaques polymerisieren. PrPsc kann durch eine gewisse Chaperon-Aktivität die Fehlfaltung von PrPc induzieren (Kettenreaktion).
  • Viroide - Viroide sind nackte, infektiöse Nukleinsäuren. Man findet sie vor allem im Pflanzenreich. Beim Menschen kommt das Hepatitis-D-Viroid (HDV) vor, das sich nur in HBV-infizierten Zellen vermehren kann, in dem es sich vom HBV das HBs-Antigen, d.h. die Hüllproteine (surface) ausleiht.
  • Viren - Viren sind infektiöse Partikel, die aus einer ein- oder doppelsträngigen Nukleinsäure (die für virale Proteine und Enzyme kodiert) bestehen, die von einer Proteinhülle (Kapsid) umgeben ist. Einige Viren tragen zusätzlich noch eine Phospholipiddoppelmembran-Hülle (envelope), die meist von der Wirtszellmembran abstammt.

Lebewesen:

  • Archaea - Die Archaeen (Archaea) bilden eine der drei Domänen, in die alle zellulären Lebewesen eingeteilt werden. Es sind einzellige Organismen mit einem meist zirkulären DNA-Molekül, dem Chromosom, das als Kernäquivalent (Nukleosid) frei im Zytoplasma liegt. Sie besitzen weder ein Zytoskelett noch Zellorganellen. Von den Bakterien (Bacteria) unterscheiden sie sich aber durch das Fehlen von Peptidoglycan (Murein) und eine andere Struktur ihrer Ribosomen. Die Zellwand besteht aus Pseudopeptidoglycanen und die Zellmembran aus Einfachschichten, die von Etherlipiden mit kovalent gebundenen Ketten gebildet werden. Mit etwas über 200 Arten sind sie meist in extremen Lebensräumen anzutreffen. So gibt es Arten, die bevorzugt bei Temperaturen von über 80 Grad Celsius wachsen (thermophil), andere leben in Salzlösungen (halophil) oder in stark saurem Milieu (pH-Wert bis 0). Archaeen sind in der Forschung von Interesse, da sie vielleicht Merkmale des frühen Lebens auf der Erde erhalten haben. Aber auch ihr außergewöhnlicher Stoffwechsel ist von Interesse, beispielsweise um sie bei der Boden- und Gewässersanierung einzusetzen, wie es einigen Arten gelingt, bei 110 °C zu wachsen (Archaeoglobus spec). Bisher ist keine für den Menschen pathogene Art bekannt. Sie werden daher in diesem Buch nicht weiter behandelt.
  • Bacteria - Die Domäne der Bakterien (Bacteria) umfasst einzellige Organismen mit frei im Zytoplasma liegender zirkulärer DNA (Nukleosid, Kernäquivalent) ohne basische Kernproteine (Histone) und zusätzlicher DNA in Form kleiner ringförmiger Plasmide. Weiterhin besitzen Bakterien 70s-Ribosomen und eine Zellwand aus Murein (Peptidoglykan). Bakterien vermehren sich ungeschlechtlich durch Querteilung. Die Größe der meisten Bakterien variiert zwischen 1 und 5 μm, Chlamydien und Rickettsien sind mit 0,2-1 μm etwas kleiner.
  • Eucarya - Zur Domäne Eukarya gehören alle ein- und mehrzelligen Organismen mit einem echten, d.h. von einer eigenen Doppelmembran umschlossenen, Zellkern. Die DNA liegt meist in mehreren Chromosomen vor und wird durch basische Histon-Proteine organisiert. Eukaryoten besitzen im Gegensatz zu Bakterien Zellorganellen (d.h. von einer Einfach- oder Doppelmembran abgegrenzte Zellkompartimente) wie Mitochondrien, Chloroplasten (Pflanzen) und ein endoplasmatisches Retikulum. Die Translation erfolgt durch 80s-Ribomosomen. Die Vermehrung erfolgt in den meisten Fällen geschlechtlich.
    • Protozoen (Urtierchen) - Protozoen sind einzellige Eukaryonten, von denen einige als Parasiten des Menschen bekannt sind. Zu ihnen gehören bspw. die Plasmodien (Malaria), Amöben (Amöbenruhr) und Trypanosomen (Chagas-Krankheit, Schlafkrankheit).
    • Fungi (Pilze) - Pilze sind Eukaryonten mit einer festen Zellwand, bestehend aus Glucanen, Mannanen, Cellulose und Chitin. Sie betreiben keine Photosysnthese (keine Chloroplasten) und leben C-heterotroph von organischen Substanzen, meist als Destruenten (Verwerter toter organischer Substanz). Fungi können einzellig (Hefen) und in Verbänden (Hyphen, Myzel) vorkommen, viele auch in beiden Formen (dimorph). Etwa 300 humanpathogene Pilze sind bekannt. Typische Pilzerkrankungen sind Haut-, Haar-, Nagelpilz und opportunistische Infektionen bei Immungeschwächten.
    • Metazoen (Mehrzeller) - Zu den Mehrzellern gehören Pflanzen (Plantae) und Tiere (Animalia).
      • Helminthen (Würmer) - Würmer sind Tiere mit langgestrecktem, schlauchförmigem Körperbau. Einige Vertreter parasitieren im Menschen im Magen-Darm-Trakt (Bandwürmer, Madenwürmer), in den Gallenwegen (Leberegel) und anderen Körperregionen (Spulwürmer, Billharziose, Filarien) oder lösen im Menschen als Fehlwirt Erkrankungen aus (Echinococcus).
      • Arthropoden (Gliederfüßer) - Arthropoden besitzen einen mehr oder weniger segmentierten Körperbau mit einem Außenskelett aus Chitin. Zu dieser Gruppe gehören Krebse, Hundert- und Tausendfüßer, Spinnentiere (Spinnen, Skorpione, Milben) und Insekten. Neben toxinbedingten (Wespenstich, Skorpionstich, Skolopenderbiss) und allergischen (Hausstaubmilbe) Erkrankungen kommen einige Arten als Parasiten und Überträger (Vektor) von Krankheiten vor, so z.B. Stechmücken, Flöhe, Läuse und Zecken.

Gast-Wirt-Beziehungen

Mikrorganismen lassen sich nach ihrem Verhältnis zum Makroorganismus einteilen in:

  • Saprophyten - Saprophyten leben von organischem Abfall (Destruenten) und sind (meist) nicht pathogen.
  • Symbionten - Symbionten leben mit einer anderen Tierart in einer Beziehung, aus der jeder einen Nutzen zieht.
  • Kommensalen - Kommensalen ("Mitesser") sind die physiologischen Bewohner der inneren (Magen-Darm-Trakt, obere Atemwege, Vagina) und äußeren Oberflächen (Haut), sie bilden die Normalflora, die sich vorwiegend aus Bakterien zusammensetzt.
    • Kolonisation (Besiedelung) - Kolonisation ist die Besiedelung des Makroorganismus ohne Infektion, d.h. ohne aktives Eindringen ins Gewebe. Der Mensch wird v.a. durch die Normalflora besiedelt. Die Hautflora besteht aus dauerhaft (residente Flora) und aus vorübergehend (transitorische Flora) anwesenden Keimen.
  • Parasiten - Parasiten leben in einer Beziehung auf Kosten des anderen.
  • Opportunisten - Opportunisten sind gering bzw. fakultativ pathogene Erreger, die Krankheiten auslösen, wenn die Situation für sie opportun ist, z.B. bei Immunschwäche (AIDS, Immunsuppression) des Wirts oder bei Eindringen in sterile Körperhöhlen (Harnwegsinfektion durch E. coli, Wundinfektionen). Viele opportunistische Erreger gehören zur Normalflora, Infektionen durch diese Keime nennt man endogene Infektionen.
  • pathogene Krankheitserreger - Typische Krankheitserreger, die bei Infektion mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Krankheit auslösen.

Die Normalflora

Die Normalflora der Haut

Die gesunde Haut ist dicht besiedelt mit Bakterien und Pilzen, die für den Gesunden meist ungefährlich, in vielerlei Hinsicht sogar nützlich sind. So bieten sie z.B. Schutz gegenüber pathogeneren Organismen, deren Ansiedelung sie durch die Besetzung der vorhandenen ökologischen Nischen verhindern können, was man als Kolonisationsresistenz bezeichnet.

Feuchtigkeit, pH-Wert und Sauerstoffversorgung sind je nach Hautbereich sehr unterschiedlich, dementsprechend ist auch die Verteilung der einzelnen Bakterienarten ungleichmäßig. Je nach Hautregion, Alter, Geschlecht, genetischer Veranlagung und Umgebungsbedingungen können sowohl das Keimspektrum als auch die Keimzahlen der normalen Hautflora sehr unterschiedlich sein. Das Verhältnis von anaeroben zu aeroben Spezies ist mit 10:1 vergleichsweise ausgeglichen. Die Keimdichten liegen, je nach Region, zwischen 102 und 106 pro cm². Ungefähre Keimzahlen unterschiedlicher Hautregionen (Keimzahl pro cm²): Fingerkuppen 20 – 100, Rücken 3 x 102, Füße 102 – 103, Vorderarm 102 – 5 x 103, Hand 103, Stirn 2 x 105, Kopfhaut 106, Achselhöhle 2 x 106. Insgesamt leben rund 1010 Bakterien auf unserer Hautoberfläche.

Einflussfaktoren auf die Keimbesiedelung der Haut

Hornschicht: Abgesehen von denjenigen Mikroorganismen, die sich auf den Abbau des Keratins spezialisiert haben (Dermatophyten, Trichophyten), ist das Nährstoffangebot der Hautoberfläche eingeschränkt und somit bei weitem nicht für alle Bakterien ideal. Einer Invasion steht zudem das stetige Wachstum der Epidermis entgegen, die am stärksten besiedelten oberen Zellschichten werden kontinuierlich abgestoßen.

pH-Wert: Intertriginöse Hautbereiche und die Achselhöhlen haben höhere pH-Werte, die im alkalischen Bereich liegen. Der durchschnittliche pH-Wert der Haut liegt zwischen 5,4 und 5,9 (Säureschutzmantel). Ein pH-Anstieg an der Stirn führt zu einer deutlichen Zunahme der Propionibakterien (Faktor 100 – 1000).

Trockenheit: Trotz der Schweißdrüsen und transdermaler Flüssigkeitsabsonderung (Perspiratio insensibilis) bietet die Epidermis ein sehr trockenes Milieu, das einen schlechten Nährboden darstellt. Dem entsprechen die deutlich höheren Keimdichten in feuchten Hautbereichen (Intertrigines) wie Achselhöhlen, Finger- und Zehenzwischenräume, Leistenbeuge, Analfalte.

Lipide, Fettsäuren: Freie Fettsäuren, die teilweise erst durch bakteriellen Metabolismus gebildet werden (lipophile Keime, siehe unten), wirken auf viele Bakterienarten bakterizid. Eine Veränderung dieser Milieubedingungen zieht auch Verschiebungen in den Keimdichten der einzelnen Arten und Spezies nach sich. So nimmt beispielsweise der Anteil lipophiler Arten im Zustand der Seborrhoeae zu und die allgemeine Keimzahl steigt bei vermehrter Schweißbildung (Befeuchtung ansonsten trockener Haut) an.

Hautregionen mit besonderen Milieueigenschaften

Seborrhoische Zonen: Talgreiche Hautregionen sind besonders dicht mit lipophilen Keimen besiedelt, hierzu gehören: Corynebakterien, Propionibakterien und Malassezia furfur. Der lipolytische Stoffwechsel der Propionibakterien (u.a. durch Lecithinasen) führt zur Bildung freier Fettsäuren, die wiederum Einfluss nehmen auf die übrige Besiedelung der Haut. Neben diesen lipophilen Keimen (überwiegend Propionibakterien) sind auch reichlich koagulasenegative Staphylokokken und apathogene Mykobakterien vorhanden. Zu den seborrhoischen Zonen gehören: Stirn, Nasolabialfalte, Nase, Nacken und Schultern.

Feuchte Hautbereiche: Erhöhte Feuchtigkeit führt zu einer Zunahme der Keimdichte. In den intertriginösen Bereichen (Finger- und Zehenzwischenräume, Leistenbeuge, Achselhöhle, Pofalte) sind die Keimzahlen deutlich größer, als z. B. an den recht trockenen Unterschenkeln. Die Achselhöhlen sind sehr unterschiedlich besiedelt, entweder überwiegen koagulasenegative Staphylokokken neben wenigen Corynebakterien oder das Gegenteil ist der Fall. In den Schweißdrüsengängen siedeln sich Peptostreptokokken an, die nicht selten zur Ursache eines Schweißdrüsenabszesses werden. Zehenzwischenräume: Pigmentbildende Bacteroides-Spezies (B. melaninogenicus, B. asaccharolyticus) und Clostridium perfringens sind regelmäßig nachweisbar. Intertriginöse Bereiche sind relativ häufig mit (Hefe-)Pilzen besiedelt.

Trockene Hautbereiche: Z.B. Beugeseite der Unterarme: Insgesamt geringe Keimzahl. Koagulasenegative Staphylokokken überwiegen (102 – 103 KBE/cm²). Nur wenige Corynebakterien und Propionibakterien.

Besiedelung der Haarfollikel: Besonders hohe Keimzahlen überwiegend lipophiler Bakterienarten. Nahe der Oberfläche Staphylokokken und Malassezia, darunter aerobe Corynebakterien und in der Tiefe anaerobe, lipophile Bakterien (Propionibakterium). Ein großer Teil der Hautflora befindet sich im Bereich der Haarfollikel, 20% der gesamten Hautflora ist in den tiefen Abschnitten der Haarfollikel angesiedelt. Diese Keime sind auch durch eine Hautdesinfektion nicht zu eliminieren, sie bilden das Reservoir, aus dem sich die Hautflora nach der Desinfektion innerhalb von 24–72 Stunden erneuert.

Keimspektrum der residenten Flora

Staphylococcus: S. aureus (physiologisches Habitat: vordere Nasenhöhle), S.epidermidis, S. saprophyticus, S. hominis, S. xylosus, S. warneri, S. haemolyticus, S. saccharolyticus, S. cohnii, S. auricularis. Staphylokokken besiedeln bevorzugt feuchte und talgarme Hautregionen, wie intertriginöse Bereiche, Hände und Füße.

Corynebacterium: C. minutissimum, C. jeikeium, C. xerosis, C. pseudotuberculosis, C. pseudodiphteriticum, C. bovis.

Propionibacterium: P. acnes, P. granulosum, P. avidum.

Brevibacterium und Dermabacter verursachen u. a. den individuellen Körpergeruch.

Malassezia furfur (früher Pityrosporum ovale, P. orbiculare) ein dimorpher Sprosspilz. Vorkommen vor allem an Gesicht, Brust und Rücken (102 KBE/cm²).

"Mikrokokken": Micrococcus luteus, Micrococcus lylae, Kocuria kristinae [Micrococcus kristinae], Kocuria rosea [Micrococcus roseus], Kocuria varians [Micrococcus varians], Kytococcus sedentarius [Micrococcus sedentarius], Kytococcus schroeteri. Besonders bei Kindern nachweisbar.

Weiterhin Acinetobacter, apathogene Mykobakterien, Sarcina spp. u.a.m.

Transiente Keimbesiedelung

Enterobacteriaceen: E. coli, Klebsiella, Pseudomonas und Enterobacteriaceen kommen an feuchten und warmen Hautregionen (intertriginöse Bereiche) häufiger vor.

Weitere Keime: Aerobe grampositive Sporenbildner u.a.m.

Bestimmung der Keimzahl auf der Haut (Detergenswaschmethode)

Bestimmung der Keimzahl auf der Haut (Detergenswaschmethode) Ein Hautbereich definierter Größe wird mit einem bestimmten Volumen Detergens-Lösung überschichtet. Die Keime der Hautoberfläche werden durch starkes Reiben im Detergens gelöst und nach einer Verdünnung angezüchtet.

Die Normalflora der Nasenhöhle

Die Normalflora der Nasenhöhle beinhaltet bei jungen Erwachsenen:[1]

Staphylococcus epidermidis (79%), Corynebakterien (41%), Staphylococcus aureus (34%), Haemophilus influenzae (5%), Streptococcus pneumoniae (0,5%). Anaerobier: Propionibacterium acnes (74,5%) und Finegoldia magna [früher: Peptococcus magnus, Peptostreptococcus magnus] (3,5%).

Die Normalflora des oberen Respirationstrakts und der Mundhöhle

Im Rachen findet man u.a. Staphylokokken, Streptokokken (alpha- und nicht-, evtl. auch betahämolysierende), Neisserien, Corynebakterien, Spririllen und Mikrokokken.

Die Normalflora des Darms

Der Darm des Menschen wird von 100 bis 400 verschiedenen Bakterienarten besiedelt. Von diesen leben etwa 1% streng anaerob (z.B. Clostridium difficile und C. perfringens), der Rest ist meist fakultativ anaerob, d.h. er kann Energie sowohl durch oxidative Phosphorylierung als auch durch anaerobe Gärung gewinnen (Enterobacteriaceae, Enterobakterien). Das bekannteste und in der Hygiene als Fäkalindikator genutzte Bakterium der Darmflora ist wohl Escherichia coli.

Die Vaginalflora

Vaginale Plattenepithelzelle mit Lactobazillen.

Die Vaginalflora der Frau ist überwiegend aus Laktobazillen (Milchsäurebakterien, Döderleinsche Bakterien) aufgebaut. Die häufigsten Spezies sind Lactobacillus iners, L. crispatus, L. delbruekii, L. jensenii, L. buchneri, L. gasseri und Bifidobacterium spp.. Die Bakterien ernähren sich vom Glykogen, das in den abgeschilferten Epithelzellen enthalten ist (Milchsäuregärung). Die gebildete Milchsäure ist für das vor bakteriellen Infektionen schützende saure Milieu in der Vagina verantwortlich (pH: 3,8 bis 4,5).

Die Scheidenflora kann mit dem Nugent-Score qualitativ und quantitativ bewertet werden.

Erregereigenschaften

  • Pathogenität - Pathogenität ist die Fähigkeit eines Erregers, eine Krankheit bei einem bestimmten Wirt auszulösen. Man unterscheidet fakultativ pathogene Organismen, die nur unter bestimmten Umständen krankheitserregend sind, von obligat pathogenen Erregern, die meist eine Krankheit auslösen (z.B. Tollwut, Tetanus). Nach Art des erkrankenden Wirts spricht man von humanpathogenen und tierpathogenen Erregern.
  • Virulenz - Der Begriff Virulenz subsummiert das Ausmaß der krankheitserregenden Eigenschaften, d.h. die Schwere des Schädigungsmusters bei Erkrankung.

Mechanismen der Pathogenität und Virulenz

Die krankheitserzeugenden Faktoren lassen sich in 5 Gruppen einteilen. Adhäsine sorgen für die Anheftung, Invasine für das Eindringen, Impedine schalten die lokale Immunabwehr aus, Aggressine erzeugen die Gewebeschäden und Moduline modulieren die Entzündungskaskade.

Adhäsine - Mechanismen der Anheftung

  • Adhäsine - Adhäsine ermöglichen dem Mikroorganismus die spezifische Anheftung an das Zielgewebe. Adhäsive Faktoren sind z.B. Haftpili, Haftfimbrien und Haftproteine der äußeren Zellmembran (Gram-negative Bakterien) bzw. der Zellwand (Gram-positive Bakterien), die sich an bestimmte molekulare Oberflächenstrukturen binden (Schlüssel-Schloss-Prinzip).

Invasine - Mechanismen der Infektion

  • Bakterien können generell über Verletzungen in das Gewebe eindringen (Bsp.: Clostridium tetani). Zahlreiche Erreger sind jedoch auch in der Lage, aktiv die Schleimhaut zu durchdringen. Folgende Mechanismen sind möglich:
    • Aufnahme durch Makrophagen ohne Abtötung und Abtransport in die regionären Lymphknoten. Bsp.: Aufnahme von Tuberkelbakterien in der Lunge durch Makrophagen und enteropathogene Bakterien durch M-Zellen im Darm.
    • Induzierte Endozytose. Einige Bakterien können die Zelle dazu veranlassen, Pseudopodien auszubilden und das Bakterium zu umschließen und in die Zelle aufzunehmen. Viren binden an bestimmte Rezeptoren und veranlassen die Aufnahme per Pinozytose.
  • Die Produktion gewebsschädigender Exotoxine erleichtert das Eindringen.

Impedine - Verteidigungsmechanismen gegen die Wirtsabwehr

Um nicht sofort vom Immunsystem beseitigt zu werden, haben pathogene (und siedelnde) Mikroorganismen einige Strategien entwickelt.

Schutzmechanismen gegenüber der unspezifischen Immunabwehr:

  • Phagozytoseschutz:
    • Anti-Phagozyten-Toxine: Erreger können sich mit Toxinen gegen Fresszellen zur Wehr setzen. Bsp.: Leucocidin (Staphylococcus aureus), Streptolysin (Streptokokken), Perfringolysin O (Clostridium perfringens), Exotoxin A (ToxA, Pseudomonas aeruginosa).
    • Kapsel: Die Wirkung kommt evtl. über eine Blockierung der alternativen Komplementaktivierung (C3b) zustande. Bsp.: Streptococcus pneumoniae, Neisseria meningitidis, Haemophilus influenzae.
    • Phagosom-Lysosom-Fusionshemmung: Bsp.: Mycobacterium tuberculosis.
    • Hemmung des oxidative burst : Bsp.: Legionella pneumophila.
  • Komplement-Resistenz (Serumresistenz): Ein modifiziertes Lipopolysaccharid (LPS) Gram-negativer Bakterien aktiviert nicht mehr das Komplementsystem.

Schutzmechanismen gegenüber der spezifischen Immunabwehr:

  • IgA-Proteasen: Typische Schleimhautparasiten wie Haemophilus influenzae, Neisseria gonorrhoeae und N. meningitidis bilden Proteasen, die Mucosa-IgA zerstören.
  • Antigenvariation: Einige Erreger können die Zusammensetzung ihrer Zellwand- oder Kapselantigene rasch variieren, so dass die Erreger auf neugebildetete und gegen sie gerichtete Antikörper rasch reagieren können (die spezifische Immunantwort bzw. die Induktion neuer Antikörper und Expansion der entsprechenden B-Zell-Klone dauert einige Tage). Bsp.: Neisseria gonorrhoeae kann die Primärstruktur seines Pilins (Haftpili-Antigen) auf genetischer Ebene durch Austausch einzelner Genkasetten rasch verändern.
  • Immuntoleranz:
    • Molekulare Mimikry: Erregerbestandteile weisen Ähnlichkeiten auf mit körpereigenen Oberflächenmolekülen, so dass der Körper diese als "eigen" wahrnimmt (Kreuztoleranz). Bsp.: Das M-Protein von Streptococcus pyogenes.
    • Sehr früh im Leben stattfindende Infektionen können dazu führen, dass das Immunsystem die Antigene nicht mehr als fremd erkennt.

Aggressine und Moduline - Mechanismen der Erregerausbreitung und Krankheitserzeugung

Die Ausbreitung im Körper kann erfolgen durch die

  • Produktion gewebsauflösender hydrolytischer Exotoxine (Exoenzyme) wie Kollagenasen, Elastasen, Hyaluronidasen und anderen Proteasen.
  • Infektion von Zelle zu Zelle. Die Erreger induzieren die Aktinpolymerisation und lassen sich in die benachbarte Zelle schießen. Bsp.: Listerien und Shigellen.
  • Generalisierte Ausbreitung: Erreger können in das Blut- oder Lymphystem eindringen und sich an ihre(n) bevorzugte(n) Absiedelungsort(e) transportieren lassen. Organotrope Erreger wie Mumps-Viren z.B. in die Drüsen, weniger wählerische wie Tuberkulose-Bakterien überall hin.

Die Schädigung des Makroorganismus kann bedingt sein durch die bereits genannten

  • Exotoxine. Nach dem Schädigungsmuster unterscheidet man hydrolytische Exoenzyme, Zytotoxine (generelle Zellgifte), Enterotoxine (Bsp.: Durchfallerreger), Neurotoxine (Bsp.: Tetanustoxin), Membrantoxine wie z.B. porenbildende Proteine (Bsp.: Pseudomonas aeruginosa) oder Toxine mit Phospholipaseaktivität. Superantigene führen zur überschießenden Zytokinfreisetzung aus Makrophagen und T-Lymphzyten (Bsp.: Enterotoxine von Staphylococcus aureus). Toxine, die sich aus zwei Untereinheiten zusammensetzen, von denen die eine (B-Teil) für die Bindung an die spezifischen Rezeptoren der Zielzelle verantwortlich ist und die andere (A-Teil) für die Wirkung, nennt man AB-Toxine. Zu den AB-Toxinen gehört beispielsweise das Cholera-Toxin, das Pertussis-Toxin, das Diphtherie-Toxin und das E. coli-Enterotoxin.
  • Direkte Zellschädigung - Intrazelluläre Bakterien wie Chlamydien und Rickettsien, Parasiten wie Plasmodien sowie lysogene Viren zerstören die Zelle, in der sie sich vermehren.
  • Endotoxine wie z.B. die Lipopolysaccharide (LPS), die beim Zerfall Gram-negativer Bakterien frei werden, führen als Moduline zur Überstimulation des Immunsystems mit massiver Freisetzung von Zytokinen, was im distributiven/septischen Schock, DIC (disseminierter intravasaler Gerinnung) und MOV (Multi-Organ-Versagen) gipfeln kann.
  • Die Entzündung (immunologische Reaktion) selbst führt zu Gewebsschäden.

Infektionstypen

Pathogene Krankheitserreger verfolgen verschiedene Infektionsstrategien, um die bestehenden ökologischen Nischen auszufüllen. Während anspruchslose Erreger wie Pseudomonas, Clostridium tetani und Aspergillus auch außerhalb ihrer Wirte gut überleben und sich vermehren können und den Menschen dann infizieren, wenn sich die Gelegenheit dazu bietet, müssen sich andere Erreger, die für ihre Vermehrung und ihr Überleben auf bestimmte Wirte angewiesen sind, etwas mehr einfallen lassen. Grob vereinfachend kann man dabei die „hit-and-run“ Strategie von der „infect-and-persist“ Strategie unterscheiden.[2] In vielen Fällen gibt es Zwischenstufen, oder ein Erreger hat mehrere Wirtsspezies und wendet bei diesen unterschiedliche Strategien an.

Hit & Run (Transiente Infektion)

Pathogene Mikroorganismen, die sich in ihrem Wirt nicht gut halten, aber auf diesen angewiesen sind, nutzen augenblickliche Schwächen in der immunologischen Abwehr der Population, um sich rasch zu vermehren und dann auf den nächsten Wirt überzuspringen. Der Erreger tötet dabei den Wirt und entzieht sich damit selbst seine Lebensgrundlage (Pocken, Pest, Tollwut, Ebola) und/oder wird nach kurzer Zeit von dessen Immunsystem eliminiert (Masern, Mumps, Röteln, Erkältungsviren, Hepatitis A). In beiden Fällen muß er sich rasch um eine neue Bleibe bemühen. Damit sich dieser Prozess nicht totläuft, verfügen viele Erreger über die Fähigkeit, ständig ihre antigenen Eigenschaften zu ändern und damit der Lernfähigkeit des Immunsystems höherentwickelter Tiere etwas entgegenzusetzen. Zudem werden in eine Population ständig neue Mitglieder hineingeboren, die noch nicht immunisiert sind. Erkrankungen durch transiente Infektionen verlaufen meist akut und selbstlimitierend.

Infect & Persist (Persistente Infektion)

Erreger, die es gelernt haben, sich in ihrem Wirt zu halten, haben einen geringeren Selektionsdruck und müssen daher in der Phase der Neuinfektion meist weniger aggressiv auftreten, das rasche Töten des Wirts wäre kontraproduktiv (bei Immunkomprommittierten können die Verläufe trotzdem sehr akut sein). Beispiele sind Lentiviren (HIV, HTLV), Herpes-Viren (HSV, EBV, CMV), Papovaviren (HPV, Polyomaviren) und Mykobakterien. Die Verläufe sind meist chronisch.

Die Persister-Strategie gilt in abgeschwächter Form natürlich auch für alle Bewohner der physiologischen Kolonisationsflora, die zwar meist nur siedeln und beim Gesunden keine Infektion hervorrufen, die sich allerdings trotzdem gegenüber der Wirtsabwehr behaupten müssen.

Epidemiologie

Die Epidemiologie (von griech. epi: auf/über, demos: Volk, logos: Lehre) ist die Wissenschaft von der Verbreitung und den Ursachen gesundheitsbezogener Zustände und Ereignisse in Populationen.

Grundbegriffe

  • Prävalenz: Zahl der Erkrankten/Infizierten an einem bestimmten Stichtag (X pro 100.000 Gesunde zum Zeitpunkt Y).
  • Inzidenz: Zahl der Neuerkrankungen/-infektionen (X pro 100.000 Gesunde und pro Jahr).
  • Mortalität: Zahl der in einem bestimmten Zeitraum an einer Krankheit/Infektion Verstorbenen (X pro 100.000 Erkrankte pro Jahr). Dieser Begriff wird oft mit der Letalität verwechselt.
  • Morbidität: Zahl der in einem bestimmten Zeitraum an einer bestimmten Krankheit leidenden Personen (X pro 100.000 Menschen pro Jahr).
  • Letalität: Anteil der Erkrankten/Infizierten, die an diesem Leiden versterben in Prozent (X%).


Ein gehäuftes Auftreten einer Infektionskrankheit (=Infektion + Symptome) kann mit folgenden Begriffen näher beschrieben werden:

  • Epidemie: Zeitlich und örtlich begrenztes Vorkommen. (Bsp.: Die Masernepidemie in NRW 2006.)
  • Endemie: Zeitlich unbegrenztes, örtlich begrenztes Vorkommen. (Bsp.: FSME ist in Süddeutschland endemisch.)
  • Pandemie: Zeitlich begrenztes, örtlich unbegrenztes Vorkommen. (Bsp.: Grippepandemien)

Infektionsquellen

Mögliche Infektionsquellen sind:

  • Menschen (Anthroponosen)
  • Tiere (Zoonosen) - Bsp.: FSME (Zecken), Toxoplasma gondii (Katzen), Salmonellen (Nutztiere)
  • Umwelt:
    • Erde - Bsp.: Clostridium tetani
    • Wasser - Bsp.: Vibrio cholerae

Übertragungswege

Horizontale Übertragungswege sind:

  • über direkten Kontakt:
    • aerogen - Bsp.: Erkältungsviren, Influenza
    • oral - Bsp.: Shigellen, Salmonellen
    • mucokutan - Bsp.: Herpes simplex (Herpes labialis)
      • sexuell - Bsp.: Neisseria gonorrhoeae, Treponema pallidum, HIV
    • kutan - Bsp: Sarcoptes scabies, Infektionen über stechende Insekten
  • über indirekten Kontakt:
    • fäkal-oral - Bsp.: Pathogene Escherichia coli, Lebensmittelvergiftungen
    • Schmier-Infektion - Bsp.: Wundinfektionen

Die vertikale Übertragung erfolgt

  • diaplazentar - Bsp.: Röteln-Virus

Im Krankenhaus sind die Hände des Personals der wichtigste Übertragungsweg exogener, nosokomialer (d.h. im Krankenhaus erworbener) Infektionen.

Bekämpfung von Infektionen

Prophylaxe

Hygiene und Gesetze

Das Wort Hygiene stammt aus dem Griechischen (υγιεινή [τέχνη], hygieiné [téchne]) und bedeutet "der Gesundheit zuträgliche Kunst". Es leitet sich von der griechischen Göttin der Gesundheit, Hygéia, ab. Im engeren Sinn werden unter Hygiene die Maßnahmen zur Vorbeugung vor Infektionskrankheiten bezeichnet, insbesondere die Reinigung, Desinfektion und Sterilisation.

Verhaltensregeln

Generell gilt: Die Vermeidung einer Kontamination ist besser als jede Keimreduktion.

Verhaltensregeln in der Patientenversorgung:

  • Seifen- und Desinfektionsmittelspender sollten mit dem Ellenbogen bedient werden.
  • Der Wasserhahn wird mit einem Einmalhandtuch zugedreht.
  • Die Hände werden mit Einmalhandtüchern abgetrocknet.
  • Nach Naseputzen, Toilettengang u.ä. sollten die Hände zumindest gewaschen werden.
  • Spritzen, Kanülen etc. sofort in den Abwurf werfen, nicht zwischendeponieren.

Schutzkleidung

Bei Arbeiten mit potentiell infektiösem Material (Blut, Sekrete, Ausscheidungen) sollten Handschuhe getragen werden. Bei sterilen Arbeiten (z.B. Wundversorgung, TUBK-Anlage) müssen sterile Handschuhe getragen werden, vorher sind die Hände zu desinfizieren. Bei isolierten Patienten und im OP-Bereich kommen Mundschutz, Häubchen, Schutzkittel und ggf. separate Schuhe dazu.

Reinigung

Reinigung ist die Beseitigung makroskopisch sichtbarer Verschmutzungen.

Desinfektion

Desinfektion ist die Keimreduktion auf ein nicht mehr infektionsfähiges Maß. Die Desinfektion kommt dort zur Anwendung, wo eine Sterilisation nicht möglich oder nicht notwendig ist.

  • Die hygienische Händedesinfektion reduziert besonders die transiente Hautflora und ist die wichtigste Maßnahme zur Unterbrechung von Infektionsketten und Verhütung exogener nosokomialer Infektionen im Krankenhaus. Sporen werden allerdings meist nicht erfasst. Durchführung: In der Regel werden die Hände 30 s lang mit einem alkoholischen Desinfektionsmittel (z.B. Desderman® N) desinfiziert. Wichtig ist die richtige Technik, um keine Stellen (z.B. häufig die Daumen) unbemerkt auszulassen.
  • Chirurgische Händedesinfektion - Vor operativen Eingriffen ist eine besonders gründliche Desinfektion der Hände und Unterarme notwendig, um sowohl die transiente als auch die residente Flora ausreichend zu reduzieren. Die Hände werden einschließlich der Ellenbogen gründlich gewaschen, die Nagelfalze und Fingernägel mit einer sterilen, weichen Nagelbürste gereinigt. Der Seifenspender wird mit den Ellenbogen bedient. Danach werden die Hände, die Unterarme und die Ellenbogen in dieser Reihenfolge mit einem sterilen Handtuch abgetrocknet. Die Desinfektion erfolgt mit einem alkoholischen Desinfektionsmittel für 3-5 Minuten je nach Herstellerangaben (Uhr stellen!). Beim Entnehmen der Desinfektionslösung aus dem Spender wird der Spenderbügel mit dem Ellenbogen bedient. Die Hände sollten sich immer über den Ellenbogen befinden, um ein Herunterlaufen von Flüssigkeit von den Ellenbogen zu den Händen zu verhindern. Nach der 3er-Regel sieht das folgendermaßen aus:
1. Minute: Die Lösung wird über die volle Länge von den Fingerspitzen bis zum Ellenbogen in die Haut eingerieben.
2. Minute: Es wird 1 Minute lang über die Handschuhlänge desinfiziert.
3. Minute: Es werden ausschließlich die Hände selbst eingerieben.
Während der Desinfektion sollte der Arzt keine nicht-desinfizierten Hautbereiche oberhalb des Ellenbogengelenks oder Gegenstände berühren.
  • Haut- und Schleimhautdesinfektion - Vor Injektionen, Operationen usw. müssen die entsprechenden Hautareale desinfiziert werden. Für Injektionen sind z.B. alkoholische Desinfektionsmittel üblich (z.B. Neo Kodan®, 15s), im OP-Bereich werden farbige Desinfektionsmittel verwendet, für die Desinfektion von Schleimhäuten, z.B. vor TUBK-Anlage oder Wunden werden spezielle Desinfektionsmittel verwendet, da normale Mittel hier sehr schmerzhaft sind (geeignet ist z.B. Octenisept®, 1 min).
  • Die Flächendesinfektion (Arbeitsflächen, Patientenliegen, Nachttische usw.) erfolgt mit speziellen Flächendesinfektionsmitteln. Die Herstellerangaben zu Konzentrationen und Anwendungsdauer sind einzuhalten. Präparate sind z.B. Terralin® (0,5%, 60min)
  • Instrumentendesinfektion - Instrumente werden nach Benutzung in eine spezielle Desinfektionslösung abgeworfen. Auch hier sind die Herstellerangaben zu Konzentrationen und Anwendungsdauer zu berücksichtigen. Präparate sind z.B. Lysetol® AF und Secusept®.


Desinfektionsmittel:

Desinfektionsmittel unterscheiden sich hinsichtlich ihrer chemischen Eigenschaften, Wirkspektrum, Einwirkzeiten, Hautverträglichkeit, Materialverträglichkeit, Gesundheitsgefahren usw. erheblich. Für die einzelnen Anwendungsgebiete werden daher unterschiedliche Substanzen bevorzugt.

Desinfektionsmittel Bakterien Sporen Pilze
Wikipedia-logo-v2.svg Oxidationsmittel bakterizid sporozid fungizid
Wikipedia-logo-v2.svg Halogene
(Wikipedia-logo-v2.svg Chlor, Wikipedia-logo-v2.svg Iod)
bakterizid langsam sporozid fungizid
Wikipedia-logo-v2.svg Alkohole bakterizid wirkungslos fungizid
Wikipedia-logo-v2.svg Aldehyde bakterizid langsam sporozid fungizid
Wikipedia-logo-v2.svg Phenole bakterizid / bakteriostatisch wirkungslos fungizid
Wikipedia-logo-v2.svg Ethylenoxid bakterizid wirkungslos fungizid
Wikipedia-logo-v2.svg Detergenzien bakterizid (variabel) wirkungslos fungistatisch
Wikipedia-logo-v2.svg Chlorhexidin bakteriostatisch wirkungslos fungistatisch


Desinfektionsmittel Viren Anwendung
Wikipedia-logo-v2.svg Oxidationsmittel viruzid Haut, Schleimhaut, Oberflächen, Instrumente
Wikipedia-logo-v2.svg Halogene
(Wikipedia-logo-v2.svg Chlor, Wikipedia-logo-v2.svg Iod)
viruzid Chlor: Oberflächen, Wasser
Iod: Haut, Schleimhaut
Wikipedia-logo-v2.svg Alkohole viruzid Haut, Schleimhaut, Oberflächen, Instrumente
Wikipedia-logo-v2.svg Aldehyde viruzid Oberflächen, Instrumente
Wikipedia-logo-v2.svg Phenole viruzid (variabel) Haut, Schleimhaut, Oberflächen, Instrumente
Wikipedia-logo-v2.svg Ethylenoxid viruzid Oberflächen, Instrumente, thermostabile Arzneimittel, Lebensmittel
Wikipedia-logo-v2.svg Detergenzien wirkungslos Haut, Schleimhaut
Wikipedia-logo-v2.svg Chlorhexidin virustatisch Haut, Schleimhaut

Sterilisation

Bei der Sterilisation (auch: Sterilisierung) eines Produktes, einer Produktverpackung (z.B. Lebensmittel, Pharmazeutika), eines Gerätes (z.B. Endoskop) oder einer Lösung werden (im Idealfall) alle enthaltenen Mikroorganismen und deren Sporen abgetötet sowie Viren, Plasmide und andere DNA-Fragmente zerstört. In der technischen Abgrenzung zur Desinfektion wird bei der Sterilisation um eine Größenordnung höher abgetötet/ inaktiviert. Es muss also auf höchstens 10-6 Kolonien bildende Einheiten reduziert werden, das heißt: Von einer Million Keimen überlebt maximal einer. Sterilisationsverfahren:

Fraktionierte Sterilisation

Die fraktionierte Sterilisation wird auch Tyndallisierung genannt: die zu sterilisierenden Geräte werden an mehreren aufeinander folgenden Tagen mehrfach erhitzt, dazwischen werden sie zur Sporenauskeimung bebrütet.

Heißdampf-Sterilisation

Dampfsterilisation wird auch Autoklavieren genannt. Sie ist das Standardverfahren in den meisten Labors bzw. Krankenhäusern und bedeutet eine Erhitzung auf 121 bis 134 °C bei 2 bar für 15-20 Minuten, beispielsweise in einem Autoklav. Siehe auch Sterilisator. [Bearbeiten]

Heißluftsterilisation (Trockene Hitze)

  • Das Ausglühen von metallischen Gegenständen durch Rotglut, etwa 500 °C, ist gebräuchlich bei mikrobiologischen Arbeiten.
  • Das Abflammen (Flambieren) ist ein kurzes Ziehen des Gegenstandes durch eine Flamme.
  • Heißluftsterilisation für Glas, Metalle, Porzellan ("backen"), bei
    • 180 °C mindestens 30 Min.
    • 170 °C mindestens 60 Min.
    • 160 °C mindestens 120 Min.

Geräte, die hierfür benutzt werden, heißen

  • Heißluft-Sterilisationsschrank
  • Heißluft-Sterilisationstunnel
    • konventionelle Heizung, 240-320 °C
    • eingedüste Heißluft, 300-400 °C
    • Laminar-Flow-Heißluft

Nassaseptik

Die Abtötung der Mikroorganismen erfolgt durch Chemikalien, welche in flüssiger Form auf die zu sterilisierenden Gegenstände aufgebracht werden. In der Getränketechnologie sind zum Beispiel Verfahren im Einsatz, welche mit Wasserstoffperoxid bzw. Peressigsäure funktionieren. Ein kritischer Parameter bei allen nassaseptischen Verfahren ist die Temperatur der sterilisierenden Lösung. In der Regel kann über höhere Temperatur die zur Sterilisation nötige Einwirkzeit drastisch verkürzt werden. Um die Chemikalien vom sterilisierten Objekt zu entfernen, wird typischerweise anschließend ein Waschvorgang mit sterilem Wasser vorgenommen.

Trockenaseptik

Nicht sehr scharf definierter Begriff für eine Gruppe von Sterilisationsverfahren in der kaltaseptischen Abfüllung von Lebensmitteln, insbesondere Getränken: Im Gegensatz zur Nassaseptik, bei der die zu sterilisierenden Objekte, meist Kunststoffflaschen aus PET oder HDPE, vor ihrer Befüllung mit keimabtötenden Chemikalien, wie insbesondere Peressigsäureprodukten, ausgewaschen werden, erfolgt die Keimabtötung bei der Trockenaseptik vorzugsweise mittels gasförmig zugeführtem Wasserstoffperoxid. Die zu sterilisierenden Oberflächen sind, im Gegensatz zur Nassaseptik, nach der Sterilisation trocken, was einen erheblichen Vorteil darstellt. Apparativer Aufwand und Betriebskosten sind bei Trockenaseptik in der Regel geringer als bei Nassaseptik. Jedoch sind die Verfahren technologisch schwieriger zu beherrschen und erfordern deutlich mehr Know-How.

Siehe hierzu beispielsweise bei Dry Sterilisation Process ein trockenaseptisches Sterilisationsverfahren, das selbst an extrem resistenten Endosporen Keimreduktionen von weit über 106 in Sekundenbruchteilen realisiert, jedoch unter Vakuumbedingungen abläuft.

Strahlensterilisation

Sterilisation mit ionisierender Strahlung: entweder mit UV-Licht, Elektronenbeschuss, Röntgen- oder Gammastrahlung.

Plasmasterilisation

Die sterilisierende Wirkung von Plasmen ist wissenschaftlich in einer Vielzahl von Untersuchungen prinzipiell nachgewiesen. Dies gilt für Niederdruckentladungen angeregt durch Hochfrequenz oder Mikrowelle bis hin zu Normaldruckentladungen. Die sterilisierende Wirkung ist dabei einerseits auf die im Plasma generierte UV-Strahlung, andererseits auf die Bildung chemisch aggressiver Substanzen (freie Radikale) sowie den Beschuss der Mikrooganismen mit Ionen zurückzuführen. Trotz der prinzipiellen Eignung sind in der industriellen Realität Plasmaverfahren kaum verbreitet.

Entsprechende kommerzielle Systeme, die zur Sterilisation von medizinischen Gerätschaften eingesetzt werden und Plasmageneratoren enthalten, verwenden als Reagenz dampfförmiges Wasserstoffperoxid, so dass die Sterilisationswirkung in nennenswertem Umfang auf eine Gasphasensterilisation zurückgeht.

Gassterilisation

Gassterilisation erfolgt beispielsweise mit Formaldehyd, Ethylenoxid, Ozon oder Wasserstoffperoxid.

Sterilfiltration

Sterilfiltration ist Sterilisierung mittels einer Membran (Porenweite 0,22 µm). Nur kleine Moleküle können die Membran passieren, größere Partikel wie zum Beispiel Bakterienzellen werden zurückgehalten. Bakterien der Gattung Mycoplasma passieren allerdings die Membran aufgrund fehlender Zellwand. Sterilfiltration wird oftmals zur Sterilisierung hitzeempfindlicher Lösungen, beispielsweise serumhaltiger Gewebekulturlösungen, eingesetzt. Hauptanwendungen sind die Sterilfiltration von wässrigen Lösungen, hitzeempfindlichen Nährlösungen, Vitaminlösungen, Seren, Virusimpfstoffen, Plasmafraktionen und Proteinen. Nach erfolgter Sterilfiltraion ist nach europäischem Arzneibuch die Qualität des Filters mit Hilfe des Bubble-Point-Testes durchzuführen.

Zur Entfernung von Endotoxinen werden Aktivkohlefilter vor der Sterilfiltration verwendet. Um zu verhindern, das Pyrogene in das Produkt gelangen, wird eine vorherige Tiefenfiltration (z.B. mit einem Schichtenfilter) empfohlen.

Krankenhaushygiene

Nosokomiale Infektionen (von griech. nosokomeion 'Krankenhaus') sind Infektionen, die im Rahmen eines Aufenthaltes im Krankenhaus oder einer anderen medizinischen Einrichtung erworben werden, auftreten oder sich in Inkubation befinden (engl.: hospital-acquired infections). Sie spielen sowohl für die Gesundheit des Einzelnen als auch gesundheitsökonomisch eine große Rolle.

Die häufigsten Infektionen sind Pneumonien, Harnwegsinfektionen, Sepsis und Wundinfektionen.

Die Erreger stammen häufig aus der Standortflora des Patienten und führen auch bei optimaler Hygiene zu endogenen Infektionen. Das Risiko endogener Infektionen durch iatrogene Keimverschleppung z.B. beim Absaugen, beim Katheterisieren der Harnblase, bei der Wundversorgung etc. lässt sich durch steriles Arbeiten verringern. Das Risiko exogener Infektionen lässt sich durch eine konsequente Hygiene reduzieren, hier hat insbesondere die Händehygiene des Personals eine herausragende Bedeutung.

Häufige Erreger nosokomialer Infektionen[3]:

  • Nosokomiale Pneumonie auf Intensivstationen: Staphylococcus aureus 18%, Pseudomonas aeruginosa 12%, Klebsiellen 9%
  • Katheterassoziierte Sepsis: Koagulase negative Staphylokokken (CONS) 29%, Staphylococcus aureus 18%, Enterokokken 11%
  • Nosokomiale Harnwegsinfektionen: Escherichia coli 24%, Enterokokken 22%, Pseudomoas aeruginosa 11%
  • Wundinfektionen: Staphylococcus aureus 31%, Escherichia coli 14%, Enterokokken 12%

Problematisch ist insbesondere das verstärkte Auftreten von Multiresistenzen. In Deutschland sind bereits 15% der isolierten S. aureus-Stämme multiresistent.

Weblinks:

Infektionsschutzgesetz (IfSG)

Das deutsche Infektionsschutzgesetz (IfSG) regelt seit dem 1. Januar 2001 die Verhütung und Bekämpfung von Infektionskrankheiten beim Menschen.

Weblinks:

Meldepflichtige Krankheiten

Nach § 6 Meldepflichtige Krankheiten des IfSG sind

(1) Namentlich zu melden:

1. der Krankheitsverdacht, die Erkrankung sowie der Tod an a) Botulismus, b) Cholera, c) Diphtherie, d) humaner spongiformer Enzephalopathie, außer familiär-hereditärer Formen, e) akuter Virushepatitis, f) enteropathischem hämolytisch-urämischem Syndrom (HUS), g) virusbedingtem hämorrhagischen Fieber, h) Masern, i) Meningokokken-Meningitis oder -Sepsis, j) Milzbrand, k) Poliomyelitis (als Verdacht gilt jede akute schlaffe Lähmung, außer wenn traumatisch bedingt), l) Pest, m) Tollwut, n) Typhus abdominalis/Paratyphus sowie die Erkrankung und der Tod an einer behandlungsbedürftigen Tuberkulose, auch wenn ein bakteriologischer Nachweis nicht vorliegt,

2. der Verdacht auf und die Erkrankung an einer mikrobiell bedingten Lebensmittelvergiftung oder an einer akuten infektiösen Gastroenteritis, wenn a) eine Person betroffen ist, die eine Tätigkeit im Sinne des § 42 Abs. 1 ausübt, b) zwei oder mehr gleichartige Erkrankungen auftreten, bei denen ein epidemischer Zusammenhang wahrscheinlich ist oder vermutet wird,

3. der Verdacht einer über das übliche Ausmaß einer Impfreaktion hinausgehenden gesundheitlichen Schädigung,

4. die Verletzung eines Menschen durch ein tollwutkrankes, -verdächtiges oder -ansteckungsverdächtiges Tier sowie die Berührung eines solchen Tieres oder Tierkörpers,

5. soweit nicht nach den Nummern 1 bis 4 meldepflichtig, das Auftreten

a) einer bedrohlichen Krankheit oder

b) von zwei oder mehr gleichartigen Erkrankungen, bei denen ein epidemischer Zusammenhang wahrscheinlich ist oder vermutet wird, wenn dies auf eine schwerwiegende Gefahr für die Allgemeinheit hinweist und Krankheitserreger als Ursache in Betracht kommen, die nicht in § 7 genannt sind.

Die Meldung nach Satz 1 hat gemäß § 8 Abs. 1 Nr. 1, 3 bis 8, § 9 Abs. 1, 2, 3 Satz 1 oder 3 oder Abs. 4 zu erfolgen.

(2) Dem Gesundheitsamt ist über die Meldung nach Absatz 1 Nr. 1 hinaus mitzuteilen, wenn Personen, die an einer behandlungsbedürftigen Lungentuberkulose leiden, eine Behandlung verweigern oder abbrechen. Die Meldung nach Satz 1 hat gemäß § 8 Abs. 1 Nr. 1, § 9 Abs. 1 und 3 Satz 1 oder 3 zu erfolgen.

(3) Dem Gesundheitsamt ist unverzüglich das gehäufte Auftreten nosokomialer Infektionen, bei denen ein epidemischer Zusammenhang wahrscheinlich ist oder vermutet wird, als Ausbruch nichtnamentlich zu melden. Die Meldung nach Satz 1 hat gemäß § 8 Abs. 1 Nr. 1, 3 und 5, § 10 Abs. 1 Satz 3, Abs. 3 und 4 Satz 3 zu erfolgen.

Weblinks:

Trinkwasserverordnung

Siehe: Wikipedia-logo-v2.svg Trinkwasserverordnung

Lebensmittelsicherheit

Siehe: Wikipedia-logo-v2.svg Lebensmittelhygiene

Innenraumhygiene

Zur Innenraumhygiene gehören z.B. alle Maßnahmen, die die Belastung der Atemluft vermindern. Dazu zählt z.B. die Prophylaxe von Schimmelbildung durch richtiges Lüften, bauliche Maßnahmen usw.

Dispositionsprophylaxe

Zur Dispositionsprophylaxe zählen die aktive Immunisierung, die passive Immunisierung und die Chemoprophylaxe.

Aktive Immunisierung

DGK-Impfkalender 2006.

Die aktive Impfung mit Lebend- oder Totimpfstoffen ist die häufigere, sicherste und kostengünstigste Form der Impfung.

Lebendimpfstoffe enthalten abgeschwächte Erreger, die sich im Wirt vermehren müssen, um eine adaequate Immunstimulation hervorzurufen. Sie können daher frühestens 9 Monate nach Geburt verabfolgt werden, da sie vorher von persistierenden mütterlichen Antikörpern (Nestschutz) oft vorzeitig eliminiert werden. Nicht geimpfte Kinder stellen in dieser Phase eine Infektionsquelle für die nur partiell geschützten Säuglinge dar (z.B. im Wartezimmer beim Kinderarzt).

Totimpfstoffe enthalten abgetötete Erreger oder Bruchstücke davon. Es gibt auch Toxoidimpfstoffe, die nur das biologisch inaktive Toxin (Toxoid) eines Erregers enthalten (z.B. das Tetanus-Toxoid), sie werden ebenfalls zu den Totimpfstoffen gezählt.

Bei der aktiven Impfung hat das Immunsystem die Chance, die Antigene des Erregers kennenzulernen und eine entsprechende Immunität aufzubauen, ohne dabei die Erkrankung selbst zu durchlaufen. Die antigen wirksamen Proteine bzw. Glykopeptide werden als körperfremd erkannt und führen zur klonalen Expansion reaktiver T- und B-Lymphozyten. Letztere differenzieren sich zu antikörperbildenden Plasmazellen. Die Induktion der primären spezifischen Immunantwort nimmt etwa 14 Tage in Anspruch. Einige T- und B-Lymphozyten differenzieren sich nach der primären Immunantwort zu langlebigen B- und T-Gedächtniszellen, die einen langfristigen Impfschutz gewährleisten.

Kommt der Körper erneut mit dem Erreger in Kontakt, so kann durch die Gedächtniszellen eine sehr viel schnellere und effizientere Immunantwort in die Wege geleitet werden, so dass der Erreger rasch eliminiert wird und die Erkrankung sich nur in abgeschwächter Form oder gar nicht mehr manifestiert.

Weblinks:

Passive Immunisierung

Eingeführt wurde die passive Impfung 1890 von Emil von Behring, als er ein Heilverfahren gegen Diphtherie entwickelte. Bei der passiven Impfung wird der Antikörper direkt appliziert. Das hat den Vorteil, dass der Organismus nicht erst selbst die Immunglobuline bilden muss und ein sofortiger Impfschutz zur Verfügung steht, der jedoch nur nur wenige Wochen bis Monate anhält.

Die passive Impfung ist daher nur eine Notfallmaßnahme bei fehlender oder ungewisser Immunität, falls schon ein Kontakt mit dem Erreger stattgefunden hat (Postexpositionsprophylaxe). Beispielsweise wird man Patienten mit unklarem Impfstatus und einer verunreinigten Wunde sowohl eine aktive als auch eine passive Impfung gegen Tetanus empfehlen, um eine Infektion sicher auszuschließen. Gleiches gilt für die Tollwut bei Hundebissen.

Die Antikörper werden in der Regel aus bis zu 20.000 gepoolten Blutkonserven extrahiert. Das birgt eine gewisse Gefahr für die Übertragung von Krankheiten, insbesondere solcher, dessen Übertragungsmodus nicht bekannt ist (z.B. BSE). Auch bekannte Krankheiten (HIV) könnten bei unsachgemäßer Bearbeitung übertragen werden. Neuerdings gibt es auch passive Impfstoffe, bei denen die Antikörper auf gentechnologischem Weg speziell auf einen bestimmten Erreger zugeschnitten in Reinform hergestellt werden (monoklonale Antikörper). Ein Beispiel ist die passive Impfung gegen das Respiratory-Syncytial-Virus (RSV) bei gefährdeten Frühgeborenen mit Lungenerkrankungen.

Auch das Gegengift bei Schlangenbissen beruht in der Regel auf dem Prinzip einer passiven Impfung. Dieses sogenannte Antivenin wird hergestellt, indem kleine Mengen des Toxins Pferden, Schafen, Ziegen oder Kaninchen injiziert werden. Die Tiere bilden daraufhin spezifische Antikörper, welche aus dem Blut extrahiert werden können.

Die passive Impfung ist aufgrund der Herstellungskosten verglichen mit der aktiven Imfung um ein Vielfaches teuerer.

In ähnlicher Weise wie bei einer passiven Impfung sind Neugeborene befristet gegen einige Infektionskrankheiten geschützt. Unmittelbar nach der Geburt wirken noch IgG-Antikörper, die das Kind über die Plazenta erhalten hat. Diese Leihimmunität der Neugeborenen lässt im Laufe der ersten Monate nach der Geburt allmählich nach. Säuglinge bekommen zusätzlich IgA über die Muttermilch, das vor allem gegen Magen-Darm-Erkrankungen schützt. Die allgemein und in Deutschland insbesondere durch die Ständige Impfkommission (STIKO) empfohlenen Kinder-Impfungen sollten daher so erfolgen, dass möglichst keine Lücke in der Erreger-Abwehr entsteht.

Expositionsprophylaxe

Eine Isolierung kann in der Medizin eine Maßnahme sein, um eine Übertragung von Krankheitserregern zu verhindern.

Quarantäne

Die Quarantäne (ital. quaranta giorni „vierzig Tage“) ist eine vorübergehende Isolierung zur Verhinderung der Ausbreitung von infektiösen Krankheiten, zum Beispiel zwischen Menschen oder Tieren. Die Quarantäne ist eine sehr aufwendige, aber auch sehr wirksame seuchenhygienische Maßnahme, die insbesondere bei hochansteckenden Krankheiten mit hoher Sterblichkeit angewendet werden muss. In Anlehnung an diese Analogie wird der Begriff auch in der IT-Branche verwendet, um Schadsoftware (wie etwa Trojaner-, Viren- und Wurmprogramme) in einem extra geschützten Bereich aufzubewahren.

Geschichte: Um ihre Stadt vor Pestepidemien zu schützen, beschloss im Juli 1377 die Regierung der Republik Dubrovnik, dass sich vor dem Betreten der Stadt alle ankommenden Reisenden und Kaufleute vierzig Tage lang isoliert in eigens dafür errichteten Lazaretten aufhalten müssen.

1383 wurde zum ersten Mal in Marseille die Quarantäne über ankommende Schiffe verhängt, um sich auch vor der Pest zu schützen, die damals in Europa wütete. Eine andere Quelle spricht davon, dass Beamte aus Venedig 1374 die Quarantäne einführten. Besatzung und Waren wurden zunächst auf einer Hafeninsel isoliert und durften erst nach dreißig, später nach vierzig Tagen an Land.

Quarantänemaßnahmen haben 1918 Australien vor dem Übertritt der Spanischen Grippe geschützt.

Bei Pockenausbrüchen wurden in der BRD noch in den sechziger Jahren des zwanzigsten Jahrhunderts drastische Isolierungsmaßnahmen ergriffen. Die betroffenen Personen wurden teilweise ohne ärztliche Versorgung in Schullandheimen isoliert und mussten sich selbst versorgen.

Laut Duden wurde der Begriff Quarantäne im 17. Jahrhundert aus dem Französischen entlehnt – „(une) quarantaine“ ist das franz. Zahlwort für eine Menge von vierzig Dingen. Dementsprechend heißt „vierzig Tage“ im Französischen „une quarantaine de jours“.

Schutz von Immungeschwächten

Zum anderen ist eine Isolierung bei Patienten erforderlich, die aus unterschiedlichen Gründen ein schwaches Immunsystem haben. Dabei geht es um den Schutz dieser Patienten.

Eine solche Immunsuppression tritt auf, wenn wegen einer Krebserkrankung eine Chemotherapie durchgeführt wurde. Das gilt besonders bei Leukämie, wenn eine Knochenmarktransplantation durchgeführt werden muss. Die Notwendigkeit einer Isolation wird im Zweifelsfall von der Zahl der Leukozyten im Blut abhängig gemacht.

Bei Aids werden die Betroffenen auch mehr und mehr infektanfällig. Hier kann man die Gefährdung an der Zahl der CD4-Lymphozyten ablesen.

Vorgehen: Bei mäßig gefährdeten Patienten betritt das Krankenhauspersonal das Zimmer nur mit Mundschutz und einem eigens übergestreiften frischen Kittel, der dann wieder gewaschen wird. Manche Tumorpatienten dürfen auch zu Hause zeitweise keinen Besuch empfangen.

Auf Leukämiestationen leben Patienten oft wochenlang in luftdichten Kammern, sie werden über zwei Löcher in der Wand gepflegt, an denen Handschuhe befestigt sind.

Antimikrobielle Therapie

Siehe dazu die Kapitel Virostatika, Antibiotika und Antimykotika im Buch Pharmakologie und Toxikologie.

Quellen

  1. Savolainen S et al. “The bacterial flora of the nasal cavity in healthy young men”. Rhinology, 24(4):249-55, Dec 1986. PMID:3547601
  2. http://www.bvd-info.ch/tierarzte/infektionstypen.html
  3. http://www.rki.de/cln_006/DE/Content/GBE/Gesundheitsberichterstattung/GBEDownloadsT/.../nosokomiale_infektionen.pdf


Einleitung

Das Immunsystem (von lat.: immunis = frei, verschont, unberührt) ist ein komplexes System des Körpers zur Abwehr von Mikroorganismen und Vernichtung fehlerhafter Zellen, um so Gefahren für den Körper abzuwenden. Neben einem angeborenen Immunsystem, welches eine unspezifische Abwehr gegen Schadfaktoren darstellt, gibt es ein erworbenes Immunsystem (auch adaptives Immunsystem genannt), welches spezifische Mechanismen der Abwehr zur Verfügung stellt. In vivo arbeiten beide Systeme Hand in Hand und ergänzen sich gegenseitig.

Lebewesen müssen sich ständig mit Einflüssen aus der belebten Umwelt auseinandersetzen, einige davon stellen eine Bedrohung für die körperliche Unversehrtheit dar. In den Körper eindringende Mikroorganismen können zu Funktionsstörungen, Krankheiten und Tod führen. Typische Krankheitserreger sind Bakterien, Viren und pathogene Pilze, sowie ein- und mehrzellige Parasiten (z.B. Protozoen wie Plasmodien oder Bandwürmer).

Auch Veränderungen im Inneren des Körpers können die Existenz bedrohen: Wenn mutierte, dysplastische Körperzellen der Apoptose entgehen, können sie der Ausgangspunkt von Krebserkrankungen werden.

Ob nach einer Infektion eine Erkrankung auftritt, hängt vom komplexen Wechselspiel des Immunsystems mit dem (ungebetenen) Gast ab. Eine Rolle spielen etwa die Menge der eingebrachten Erreger und deren krankmachenden Eigenschaften (Virulenz), sowie der Zustand des Immunsystems der betroffenen Person - So kann durch vorherigen Kontakt mit dem Erreger bereits eine Immunität bestehen, die Erregerdosis oder -virulenz für einen Krankheitsausbruch zu gering sein oder der Kampf zwischen Immunsystem und Infektionserreger schlägt keine großen Wellen [inapparente/subklinische Infektion oder stille Feiung (Immunisierung ohne Impfung oder Erkrankung)]. Bei intaktem Immunsystem und geringer Erregerdosis kann also eine Erkrankung wie beispielsweise eine Erkältung entweder überhaupt nicht ausbrechen oder einen weniger schweren Verlauf nehmen. In der Tat versuchen tagtäglich tausende von Organismen in der Körper einzudringen, die vom Immunsystem daran gehindert werden.

Die wichtigste Fähigkeit des Immunsystems besteht darin "Eigen" und "Fremd" (inklusive Krankheitserreger und Krebszellen) zu unterscheiden und Fremdes zu bekämpfen. Dafür steht dem Körper ein höchst effektives System zur Verfügung, an dem viele Arten von Zellen und biochemischen Moleküle beteiligt sind.

Lymphatische Organe

Das Knochenmark

Hämatopoiese (vereinfachte Darstellung).

Die Blutbildung in der ersten Embryonalperiode findet im Dottersack statt und wird dann zunehmend in die Leber und Milz verlagert (Fetalperiode). Das rote Knochenmark ist nach dem 3. Lebensmonat der alleinige Ort der Blutbildung (Hämatopoese). Aus den Knochenmarksstammzellen gehen alle Blutzellen (Leukozyten, Erythrozyten, Thrombozyten) hervor.

Das Lymphsystem

Zum Lymphsystem gehören vor allem die Lymphknoten und Lymphbahnen. Die meisten Abwehrzellen zirkulieren regelmäßig zwischen dem Blutkreislauf und dem Lymphsystem, welches am linken und rechten Angulus venosus mit der Vena jugularis interna in die Vena subclavia einmündet. In den Lymphknoten findet der wichtige Prozess der Antigenpräsentation und der klonalen Expansion statt. Die Antigene werden aus dem Gewebe über die blind beginnenden Lymphgefäße in die Lymphknoten transportiert. Weitere Aufgaben des Lymphsystem sind der Abtransport von interstitieller Flüssigkeit, die nicht in den venösen Kapillarschenkel zurück diffundiert (ca. 2l pro Tag) sowie der Abtransport von Nahrungslipiden und fettlöslichen Vitaminen (Chylomikronen) aus dem Darmtrakt.

Die Milz

Die Milz gehört beim Erwachsenen zu den sekundären Immunorganen. Das retikuloendotheliale System aus Phagozyten filtert in den den Milzsinus defekte Erythrozyten (Blutmauserung) und (besonders bekapselte) Krankheitserreger heraus und baut diese ab.

Wird die Milz entfernt, so sind Impfungen gegen Pneumokokken und Haemophilus influenzae B dringend anzuraten.

Gaumen- und Rachenmandeln

Die Gaumenmandeln (Tonsillae phyrengeae), Rachenmandel (Tonsilla palatina) und Zungenmandel (Tonsilla lingualis) gehören ebenfalls zu den lymphatischen Geweben und bilden zusammen mit den zahlreichen Lymphfollikeln der Rachenhinterwand den Waldeyer Rachenring. Dieser ist vor allem für die Abwehr von Krankheitserregern zuständig, die über Mund und Nase aufgenommen werden.

Der Thymus

Der Thymus sitzt retrosternal dem Herzbeutel auf. Er ist bei Säuglingen und Kleinkindern im Verhältnis viel größer als bei Erwachsenen und dient der Entwicklung und Reifung von T-Lymphozyten. Gemeinsam mit dem Knochenmark zählt der Thymus zu den primären lymphatischen Organen.

Disseminiertes lymphatisches System

In praktisch jedem Organ finden sich mehr oder weniger lokalisiert Abwehrzellen, die sich meist von Makrophagen (Monozyten-Makrophagen-System, MMS) ableiten. Hierzu gehören z.B. die "Kupffer'schen Sternzellen" der Leber.

Haut- und Schleimhaut-assoziierte Lymphgewebe

Besonders ausgeprägt ist eine Ansammlung von Lymphgeweben im Bereich der inneren (mucosa-associated-lymphatic-tissue, MALT) und äußeren Körperoberflächen, wo sich Innen- und Außenwelt treffen (Magendarmtrakt, Atemwege usw. zählen dabei zur Außenwelt). Dazu gehört das gut-associated-lymphatic-tissue (GALT) des Dünndarms, das sich weiter distal im Ileum zu den "Peyer'schen Plaques" gruppiert. Auch der Appendix gehört dazu. Weitere Beispiele sind das bronchus- (BALT) und das skin- (SALT) associated lymphoid tissue.

Das Blut

Auch das Blut mit den zirkulierenden Immunozyten, Antikörpern und dem Komplementsystem kann dem Immunsystem zugeordnet werden.

Leukozyten - Die zellulären Bestandteile des Immunsystem

Von links nach rechts: Erythrozyt, Thrombozyt, Lymphozyt.

Leukozyten bilden das Gros der zellulären spezifischen (T-Lymphozyten), der unspezifischen (Granulozyten, Makrophagen), sowie der humoralen spezifischen Abwehr (Immunglobulin-bildende B-Zellen). Daneben sollen auch Thrombozyten eine geringe immunologische Aktivität entfalten.

Eigenschaften: Leukozyten verfügen je nach ihrer Art über unterschiedliche Gestalt und verschiedenen Aufbau. Die Größe der Leukozyten schwankt zwischen 7µm bei Lymphozyten und 20µm bei Monozyten. Im Ggs. zu Erythrozyten und Thrombozyten enthalten sie einen Zellkern. Die Lebensdauer reicht von wenigen Tagen bis zu mehreren Monaten. Leukozyten sind amöboid beweglich und können aktiv aus dem Blut in die verschiedenen Gewebe einwandern.

Bildung: Die Leukopoese findet beim Erwachsenen vorwiegend im roten Knochenmark der platten Knochen (Brustbein und dem Becken), bei Kindern auch in den Epiphysen langer Röhrenknochen statt. Ursprung aller Blutzellen sind die pluripotenten Knochenmarksstammzellen. Bei ihrer Teilung entstehen keine identischen Tochterzellen, sondern jeweils eine neue pluripotente Stammzelle und eine determinierte Stammzelle (Vorläuferzelle einer Blutzellreihe), welche anschließend weiter heranreift. Leukozyten differenzieren sich über zahlreiche Zwischenstufen zu den mehr oder weniger fertigen Zellen. Die endgültige Prägung der Lymphozyten erfolgt im lymphatischen System. Gesteuert wird die Leukopoese durch zahlreiche Zytokine, z.B. verschiedene colony stimulating factors (CSF), die z.T. auch therapeutisch verabreicht werden können.

Funktionen: Die einzelnen Untergruppen der Leukozyten übernehmen verschiedene Aufgaben innerhalb des Immunsystems von der Phagozytose, über die Markierung von Antigenen bis zur Bekämpfung von körpereigenen und körperfremden Zellen und Krebszellen. Neutrophile Granulozyten und Makrophagen zum Beispiel sind als Bestandteil der unspezifischen Abwehr zur Phagozytose fähig. Dabei nehmen sie Fremdmaterial auf und machen es mit Hilfe lysosomaler Enzyme unschädlich. B-Lymphozyten produzieren nach geeigneter Stimulation speziell gegen bestimmte Erreger oder schädigende Stoffe gerichtete Antikörper. Sie gehören somit zur spezifischen Abwehr. T-Lymphozyten dienen unter anderem der Koordination zwischen spezifischer und unspezifischer Abwehr. Auch an Entzündungen sind Leukozyten immer beteiligt, die sie durch Mediatoren wie Zytokine und Leukotriene aufrecht halten, modulieren oder beenden. Leukozyten spielen ausserdem eine wesentliche Rolle bei allen Autoimmunkrankheiten.

Morphologie der Leukozyten: Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, die unterschiedlichen Leukozytenarten zu kategorisieren. Beispielsweise nach Bau und Zugehörigkeit. Hier einige Beispiele:

  • Die oberflächlichste Einteilung wäre die Unterteilung in Granulozyten und Agranulozyten:
Granulozyten Agranulozyten
haben unregelmäßig gelappte Zellkerne
und kleine Partikel im Cytoplasma
besitzen rundliche oder bohnenförmige
Zellkerne und keine Partikel im Zytoplasma
- Granulozyten - Monozyten
- Dendritische Zellen
- Mastzellen
- Lymphozyten
  • Aufgrund ihrer Abstammung und Farbe in der Pappenheim-Färbung können sie wie folgt unterschieden werden. Alle Zellen der lymphatischen Reihe gehen auf lymphatische Vorläuferzellen zurück, die der myeloiden Reihe entwickeln sich aus myeloiden Vorläuferzellen.
lymphatische Reihe myeloide Reihe
Lymphozyten Monozyten
Dendritische Zellen
Mastzellen
Granulozyten
  • Lymphozyten und Granulozyten werden in weitere Zelltypen unterteilt:
Lymphozyten Granulozyten
B-Lymphozyten
T-Lymphozyten
NK-Zellen
- Neutrophile Granulozyten
- Eosinophile Granulozyten
- Basophile Granulozyten

Durch die Bestimmung der charakteristischen Expressionsmuster an CD-Oberflächenmolekülen (cluster of differentiation) und der Enzymaustattung können alle Leukozyten (und entsprechend differenzierte Tumorzellen) in die hämatopoetische Reihe eingeordnet werden. Bsp.:

  • Stammzelle: CD 34
    • Myeloische Zellinie:
      • Myeloische Vorstufen: CD 13, CD 33, CD 34, CD 41
      • Granulozyten und Vorstufen (Blasten):
        • MPO (Myeloperoxidase)
        • CAE (Chlorazetatesterase) - Granulozyten vom frühen Promyelocyten bis zum reifen Neutrophilen:
      • Monozyten und Megakaryozyten in allen Stadien: ANAE (alpha-Naphtylacetatesterase)
        • Makrophagen: CD68
    • Lymphozytenlinie:
      • T-Zelle: CD 3, CD 5
        • CD 4 - T-Helferzellen
        • CD 8 - Zytotoxische T-Zellen
      • B-Zelle:
        • CD 10 - mittleres Reifestadien der B-Lymphozyten
        • CD 19 - alle B-Zellen
        • CD 20 - frühe B-Zellen
        • CD 23 - B-Lymphozyten, dendritische Zellen
        • CD 79a

Funktionen der einzelnen Leukozyten im Überblick

Immunzellen Aufgabe und Funktion
Monozyten Vorläufer der Makrophagen
Makrophagen Phagozytose
Mastzellen Freisetzung von Histamin
Antigenpräsentierende Zellen
(z. B. Makrophagen, B-Zellen und Langerhanszellen)
APZ phagozytieren Fremdantigen, zerlegen es in Oligopeptide und präsentieren es über MHC-II-Moleküle z.B. an T-Lymphozyten und leiten damit die Immunantwort ein.
Granulozyten
Neutrophile Granulozyten Phagozytose (Eiterbildung)
Eosinophile Granulozyten Abwehr von Parasiten, allergische Reaktionen
Basophile Granulozyten Abwehr von Parasiten, Auslösen allergischer Reaktionen, Entzündungsreaktionen
B-Zell-Gruppe
B-Lymphozyten Vorläufer der Plasmazellen im Blut
Plasmazellen Antikörperproduktion
B-Gedächtniszellen Langlebige B-Zellen mit einem Gedächtnis für spezielle Antigene
T-Zell-Gruppe
T-Helferzellen Aktivieren Plasmazellen und Killerzellen
Erkennen Antigene auf den APZ
T-Supressorzellen Bremsen die Immunantwort, hemmen die Funktion der B-Zellen und anderer T- Zellen
T-Gedächtniszellen Langlebige T-Zellen mit einem Gedächtnis für spezielle Antigene
T-Killerzellen (zytotoxische T-Zellen) Erkennen und zerstören von Viren befallene Körperzellen und Tumorzellen indem sie auf bestimmte Antigene der befallenen Zellen reagieren
Killerzellen
Natürliche Killerzellen (NK) Greifen unspezifisch virenbefallene und Tumorzellen an

Bindung der Leukozyten an die Blutgefäße: Kommt es in einem Gewebe zum erregereintritt und zur Entzündung so produzieren ortsständige Immunzellen Zytokine, die die Endothelzellen der Blutgefäße dazu anregen, spezielle Adhäsionsmoleküle zu exprimieren. Die Leukozyten rollen normalerweise an den Endothlien entlang. Kommen sie mit solchen Signalstrukturen in Kontakt, werden sie aktiviert, heften sich an und beginnen zwischen den Endothelzellen hindurch in das Gewebe einzudringen (Leukodiapedese) um an den Ort der Entzündung zu gelangen. Im Rahmen der Entzündung zerstörte mikrobielle Bestandteile werden mit der Lymphe in die regionäen Lymphknoten abtransportiert und dort über MHC-II-Moleküle an Lymphozyten präsentiert. B-Lymphozyten erkennen dabei Antigene über membranständige Antikörper, T-Lymphozyten "tasten" mit speziellen T-Zell-Rezeptoren. Dabei kommt es zur Interaktion zwischen APZ, B-Zellen und T-Zellen wie den CD4-positiven T-Helferzellen. Die "scharf gemachten" Zellen der spezifischen Abwehr gelangen danach über das Lymphystem ins Blut und von dort wieder an den Ort der Entzündung.

Zahlen und Werte:

Normalwerte

Normalwerte alte Einheit SI-Einheit
Erwachsene 4.000 - 10.000/µl 4 - 10 x 109/l
Schulkinder 5.000 - 15.000/µl 5 - 15 x 109/l
Kleinkinder 6.000 - 17.500/µl 6 - 17,5 x 109/l
Neugeborene 9.000 - 30.000/µl 9 - 30 x 109/l

Zum Vergleich: Erythrozyten: ca. 4-5.000.000/µl (Auf siebenhundert rote Blutkörperchen kommt unter normalen Bedingungen etwa ein weißes Blutkörperchen), Thrombozyten: ca. 150.000-300.000/µl.


Prozentualer Anteil der Untergruppen an der Gesamtzahl der Leukozyten im Organismus (Differentialblutbild)

Immunzellen Anteil in %
Monozyten 2 – 8
Lymphozyten 20 - 45
Neutrophile Granulozyten segmentkernig 50 - 70
Neutrophile Granulozyten stabkernig 3 - 5
Eosinophile Granulozyten 2 - 4
Basophile Granulozyten 0 - 1

Granulozyten

Granulozyten machen ca. 60% aller Leukozyten aus. Ihre Lebensdauer beträgt 2-3 Tage. Der Abbau der Granulozyten erfolgt im mononukleären Phagozytosesystem (MPS=MMP). Sie können die Blutbahn verlassen und ins Gewebe einwandern. Ihre Funktion liegt vor allem in der unspezifischen Abwehr (angeborenen Immunantwort) von Bakterien, Parasiten und Pilzen.

Es gibt neutrophile, basophile und eosinophile Granulozyten, die je nach Färbeverhalten des Protoplasma beschrieben und unterteilt werden. Sie haben jeweils unterschiedliche Funktionen (s.u.).

Das Monozyten-Makrophagen-System (MMS)

Monozyten sind mit einem Durchmesser von 12 - 25 μm die größten Zellen im Blut. Sie sind Bestandteil des Immunsystems und Vorläufer u. a. der Makrophagen.

Nach ihrer Entstehung im blutbildenden roten Knochenmark gelangen sie über das Blut in verschiedene Organe und wandeln sich dort je nach Gewebe in die entsprechenden Zellen des mononukleären Phagozytosesystems (MPS, = MMS (Monozyten-Makrophagen-System) = RES (Retikulo-Endotheliales System) = früherer Ausdruck RHS (Retikulo-Histiozytäres System) um. Dies sind:

  • Makrophagen der meisten Gewebe
  • Alveolarmakrophagen der Lunge
  • Kupffer-Stern-Zellen der Leber
  • Langerhans-Zellen der Haut
  • Mikroglia des ZNS
  • Osteo- und Chondroklasten von Knochen und Knorpel
  • A-Synovialozyt der Gelenkkapsel

Die Aufgaben der Zellen des mononukleären Phagozytosesystems ist die Aufnahme (Phagozytose) von Fremdmaterial und Krankheitserregern sowie die Antigenpräsentation des prozessierten aufgenommenen Materials gegenüber T-Lymphozyten. Osteo- und Chondroklasten als Makrophagenabkömmlinge phagozytieren intaktes körpereigenes Material im Rahmen des normalen Knochenstoffwechsels bzw. der chondrogenen Ossifikation (Knochenbildung über eine Knorpelmatritze).

Etwa 8% der zirkulierenden Blutmonozyten entsprechen einem Phänotyp, der Makrophagen ähnelt. Er besitzt neben den Oberflächenantigenen CD14 und CD86 neu das CD16 Antigen, ein niedrig-affiner Fc-Gamma-III Rezeptor, der eng mit der Phagozytose in Verbindung steht.

Das CD14 Molekül ist das entscheidende Ziel-und Effektormolekül in der Erkennung von Bakterien und fungiert als sogenannter Endotoxinrezeptor. Endotoxine sind pathogener Bestandteil Gram-negativer Bakterien (z.B. E. coli, Klebsiellen, Pseudomonas aeruginosa). Über das monozytäre CD14 werden aber auch Gram-positive Bakterien (über Lipoteichonsäure, Proteoglykane) gebunden. Die Bindung aktiviert das CD14 Molekül auf der Monozytenoberfläche und verursacht im Zellinneren die vermehrte Synthese und schließlich die Freisetzung proinflammatorischer Mediatoren wie Interleukin 1ß, Interleukin 6, Tumor-Nekrose-Faktor.

CD14+ und CD16+ Monoyzten sind als Vorstufen von Makrophagen auf dem Weg in ein "Zielgewebe", z.B. um dort Cholesterin (in den Gefäßen) abzubauen, oder Erreger (Bakterien, Pilze) abzutöten. Zusätzlich exprimieren diese „zirkulierenden Makrophagen“ in höheren Konzentrationen HLA-DR Moleküle sowie "toll-like" Rezeptoren TLR2 und TLR4. TLR gehören zu den erst vor wenigen Jahren entdeckten, angeborenen Erkennungsstrukturen des Immunsystems (als sog. genuine Überlebensstrukturen; "Todesrezeptoren"). Sie sind für die Immunerkennung und -antwort und damit für das Überleben des Organismus unabdingbar. Das HLA-DR Molekül und seine Untergruppen gehört ebenfalls zu den Immunantwort- und Erkennungssystemen und spielt in der Transplantationsmedizin eine große Rolle (hier bei der Gewebsverträglichkeit von Spender und Empfänger). Monozyten sind Ziel und Effektorzellen für Fremd-und körpereigene Antigene, die kurz vor dem Abbau stehen. Der CD14+ CD16+ HLA-DR+ Phänotyp von Blutmonozyten (=„aktivierte Monozyten“) ist assoziiert mit einer akzelerierten Atheromatose, einer Mikroentzündung, chronischen Leber- und Nierenentzündungen, der Infektabwehr und der Propagation von Tumorzellen. An der Arteriosklerose sind Monozyten/Makrophagen mitbeteiligt.

Makrophagen (Riesenfresszellen)

Entwicklung: Makrophagen entwickeln sich im Knochenmark aus einer pluripotenten Stammzelle über die myeloide Reihe. Die Differenzierung aus der Vorläuferzelle geschieht durch Einwirken verschiedener Wachstumsfaktoren. Hierzu zählen zunächst GM-CSF (Granulozyten-Monozyten colony stimulating factor) und später vor allem M-CSF (Monozyten colony stimulating factor). Die gereifte Monozyte wird ins Blut abgegeben. Sie kann sich unter Einfluß von Zytokinen im Falle von Entzündungen in Makrophagen umwandeln und gleichzeitig in alle Körpergewebe einwandern. Unter normalen Umständen sind das Auge und der Hoden frei von Makrophagen, auch die Plazentaschranke können sie nicht überwinden. Im Falle von Entzündungen oder tumorösen Veränderungen können diese Schranken jedoch aufgehoben sein. Folgen sind oft Erblindung oder Sterilität. Makrophagen können sich aus im Blut zirkulierenden Monozyten entwickeln. Diese wandern dann in das Zielgewebe ein, zB in Arterien (Atherosklerose), Leber (Hepatitis), Niere (interstitielle Nephritis) etc. Im Blut zirkulieren bei Gesunden etwa 8% aller Monozyten in Form eines "Vortyps" (Phaenotyps) der an Makrophagen erinnert (CD14, CD16, HLA-DR positiv). Bei Infektionen, aber auch bei Systemerkrankungen sowie erhöhten Blutfettwerten steigt dieser Phaenotyp im Blut teilweise stark an. Der Immunphaenotyp CD14+CD16+ (siehe : www.monozyten.de) ist speziell sensitiv auf die Gabe von Glucocorticoiden.

Vorkommen: In den Geweben haben die Makrophagen verschiedene Namen:

  • Histiozyt übergeordnete Bezeichnung für Gewebsmakrophagen (insbesondere des Bindegewebees)
  • Alveolarmakrophagen in den Lungenalveolen. Als Herzfehlerzellen kommen sie im gefärbten Sputum (Berliner-Blau-Reaktion) von Patienten mit Linksherz-Insuffizienz vor. So können Makrophagen auch als diagnostische Hilfsmittel dienen.
  • Kupffer-Stern-Zellen in der Leber
  • Osteoklasten sind Knochen-abbauende Zellen im Knochengewebe
  • Hofbauerzellen in der Plazenta
  • Mikroglia im Gehirn
  • Langerhans-Zellen sind dendritische Zellen in der Haut, die spezialisiert sind, Antigene aufzunehmen und vor Ort oder im Lymphknoten zu präsentieren.
  • Schaumzellen sind mit Lipiden überladene Makrophagen. Sie kommen bei Fett-Stoffwechselstörungen, Fettsucht und Krankheiten wie dem Niemann-Pick-Syndrom oder dem Alport-Syndrom vor oder z.B. im Gehirn nach Schlaganfall (Abräumung der Kolliquationsnekrose) oder atherosklerotisch veränderten Gefäßwänden.
  • Epitheloidzellen sind Makrophagenabkömmlinge, die bei der Tuberkulose eine Rolle spielen. Das innerhalb der Makrophage lebende Mycobacterium tuberculosis kann aufgrund der wachsartigen Zellwand-Beschaffenheit nicht verdaut werden. Um der Ausbreitung des Bakteriums im Organismus trotzdem Einhalt zu gebieten, werden aus dem Blut Monozyten rekrutiert, die sich nicht in phagozytierende, sondern in sekretorische Epiteloidzellen umwandeln. Diese, durch ihren katzenzungenartigen Zellkern auffallende Makrophagen-Abkömmlinge bilden einen Schutzwall, in dessen Zentrum es zur käsigen Nekrose kommt. Das gesamte, ca. 1mm durchmessende Gebilde wird als Granulom bezeichnet. Die Epitheloidzellen können zu mehrkernigen Langhans-Riesenzellen konfluieren, die nicht mit den Langerhans-Zellen der Epidermis zu verwechseln sind.
  • Ungeordnete Riesenzellen sind ebenfalls mehrere Makrophagen, die sich zu einer Zelle zusammengeschlossen haben und um Fremdkörper entstehen (Fremdkörperriesenzelle). Eine Sonderform sind die Anitschow-Zellen, die beim rheumatischen Granulom vorkommen (Aschoff-Knötchen).

Die Funktion der Makrophagen ist vielfältig:

  • Antigenpräsentation
  • Phagozytose
  • Entzündungs- und Granulomazellen
  • Gewebereorganisation und Narbenbildung
  • Lipidstoffwechsel

Körperfremde Proteine zum Beispiel auf der Oberfläche von Viren und Bakterien werden von den Makrophagen ständig phagozytiert, intrazellulär zerkleinert (zu Oligopeptiden prozessiert) und als Antigene auf der eigenen Zelloberfläche mit Hilfe des "Präsentiertellers" MHC-II-Komplex den T-Helferzellen präsentiert (Antigenpräsentation). Die Makrophagen selber sind Teil der unspezifischen Immunantwort (angeborenen Immunantwort), da sie ständig unspezifisch jede Art von potentiellen Körperfeinden phagozytieren. Werden diese jedoch in aufgearbeiteter Form den Lymphozyten präsentiert, kann hierdurch die für das jeweilige Antigen spezifische Immunantwort eingeleitet werden. Zusätzlich sind aktivierte Makrophagen in der Lage Zytokine freizusetzen, die die Durchblutung oder die Körpertemperatur erhöhen (Fieber) oder andere Leukozyten (unspezifisch) herbeilocken können (Chemotaxis durch Interleukin-1, TNF, Interleukin-12 uvm.).

Makrophagen phagozytieren auch körpereigene Zellen. So werden gealterte Zellen wie Erythrozyten in der Milz beseitigt. Zellen, die den programmierten Zelltod (Apoptose) sterben, werden ohne Entzündungsreaktion gefressen, während Zellen, die durch eine Nekrose zugrunde gehen, im Zuge einer Entzündungsreaktion von Makrophagen beseitigt werden. Nach dem Fressen der Zelltrümmer sorgen die Makrophagen für eine Narbenbildung (Granulationsgewebe, Einwanderung von Fibroblasten) und das Wiedereinspriessen von Blutgefäßen (Angiogenese). Im Falle einer Tuberkulose versuchen sie, die Eindringlinge (Mycobacterium tuberculosis, africanum, bovis oder microti) einzukapseln und an der Ausbreitung zu hindern. Die Zellen sind im Stande, durch die Produktion von Sauerstoff- und Stickstoffradikalen, Zytokinen und Enzymen Gewebe einzuschmelzen und zu zerstören und sie vermögen geschädigtes Gewebe durch Induktion der Narbenbildung wieder zu reorganisieren.

Neben der Aufgabe als Fresszellen sind sie stark in den Lipid-Stoffwechsel des Körpers eingebunden. Sie sind verantwortlich für die Oxidation der low-density Lipoproteine (LDL) und damit an der Entstehung der Arteriosklerose beteiligt (siehe Schaumzellen).

Lymphozyten

Ein Lymphozyt.

Lymphozyten sind immunologisch aktive zelluläre Bestandteile des Blutes und bilden bei Erwachsenen etwa 25-40% der Leukozyten im peripheren Blut.

Aufgabe: Die Hauptaufgabe der Lymphozyten sind die Erkennung von Fremdstoffen -- wie zum Beispiel Bakterien und Viren -- und deren Entfernung mit immunologischen Methoden. Dazu werden die Zellen in Milz, Knochenmark, Thymus und Lymphknoten (vermutlich auch in der Appendix vermiformis) geprägt, was bedeutet, dass sie "lernen" müssen, welche Stoffe zum Körper dieses Menschen gehören (negative Selektion autoggressiver Zellen) und welche als fremd (positive Selektion) anzusehen sind. Damit gehören die Lymphozyten zur spezifischen Abwehr. Die Lebensdauer von Lymphozyten kann ein paar Stunden bis zu mehreren Jahren (Gedächtniszellen) betragen. Ihre Aufgabe erfüllen die Lymphozyten auf verschiedene Weise. Sie produzieren Botenstoffe (Zytokine), die andere Immunzellen und auch normale Zellen dazu bringen, potentielle Gefahren, wie Bakterien und Viren, zu bekämpfen. Sie produzieren Antikörper (B-Zellen bzw. Plasmazellen), die diese "Angreifer" als "fremd" markieren und inaktivieren (z.B. durch agglutinieren), opsonieren (für Phagozyten "schmackhaft" machen) oder zerstören (durch Komplementaktivierung) und sie zerstören infizierte Zellen auch direkt (zytotoxische T-Zellen).

Bildungsort und Morphologie: Die Lymphozyten entstehen als Vorläuferzellen aus Stammzellen im Knochenmark der Ossa plana (Becken, Brustbein, z.T. Schädelknochen), bei Kindern zusätzlich in den Epiphysen der langen Röhrenknochen. Die Vorläuferzellen reifen im Bursa-Äquivalent (beim Menschen das Knochenmark selbst) bzw. im Thymus zu differenzierten B- bzw. T-Lymphozyten.

Die Zellen sind kernhaltig und haben in der Gram-Färbung ein granuliertes Zellplasma. Mit zunehmendem Alter der Zellen wird der Zellkern kleiner (Zellgröße: 10-15µm).

Funktion: Es gibt verschiedene funktional unterscheidbare Typen von Lymphozyten:

  • T-Lymphozyten sind Bestandteil der zellulären Immunantwort
    • Zytotoxische T-Zellen (CD8-Zellen, T-Killerzellen)
    • T-Suppressorzellen
    • T-Helferzellen (CD4-Zellen)
    • T-Gedächtniszellen
  • B-Lymphozyten sind Bestandteil der humoralen Immunantwort
    • B-Plasmazellen sezernieren Antikörper (B-Zellen tragen diese als Rezeptor auf der Zellmembran)
    • B-Gedächtniszellen
  • NK-Zellen (engl.: natural killer cells) sind eine weitere Gruppe von großen granulären Lymphozyten, die weder über einen T- noch über einen B-Zell-Rezeptor verfügen und durch Freisetzung lytischer Granula infizierte Zellen zerstören und bei der angeborenen Immunität wichtige Funktionen erfüllen.

Erkrankungen: Zu den Erkrankungen des lymphatischen Systems gehören die angeborenen primären und die erworbenen sekundären Immundefekte, sowie die von lymphatischen Zellen ausgehenden malignen Erkrankungen wie die Non-Hodgkin-Lymphome einschließlich der chronischen lympatischen Leukämie, der Morbus Hodgkin, das von den Plasmazellen ausgehende Plasmozytom und die akute lymphatische Leukämie. Auch Autoimmunerkrankungen können zu den Erkrankungen des lymphatischen Systems gezählt werden.

Im Rahmen einer HIV-Infektion kommt es zu einer Verminderung der Lymphozytenzahl.

T-Lymphozyten

T-Lymphozyten oder kurz T-Zellen sind eine Subpopulation der Leukozyten (lymphoide Reihe) und neben den B-Lymphozyten an der adaptiven Immunantwort beteiligt.

Auch wenn die Vorläufer aus dem Knochenmark stammen, entwickeln sich T-Lymphozyten fast vollständig im Thymus (daher das T, für Thymus-abhängig). Sie tragen alle einen T-Zell-Rezeptor (TCR) an ihrer Oberfläche, der für die Erkennung von Antigenen verantwortlich ist. Die beiden antigenerkennenden Einheiten des TCRs liegen immer im Komplex mit mehreren CD3-Molekülen vor. Im Gegensatz zu den Immunglobulinen auf B-Lymphozyten erkennen T-Lymphozyten keine freien, sondern nur zellgebundene Antigene, die ihnen von anderen Zellen mittels MHC-Molekülen präsentiert werden. MHC-II wird von APZ exprimiert, MHC-I von allen kernhaltigen Körperzellen (Präsentation körpereigener Oligopeptide als "Personalausweis der Zelle" zur Eigen-Erkennung) .

Es werden mehrere Subtypen unterschieden, die unterschiedliche Funktionen im Immunsystem einnehmen.

T-Zell-Entwicklung: T-Zellen entwickeln sich vermutlich aus dem Lymphoblast (common lymphoid progenitor), einer Vorläuferzelle, die (wie alle Blutzellenvorläufer) im Knochenmark aus einer pluripotenten hämatopoetischen Stammzelle (auch Hämocytoblast) entsteht. Einige dieser Vorläuferzelle migrieren zum Thymus und differenzieren dort zur T-Zelllinie.

T-Helferzellen

T-Helferzellen tragen den CD4-Corezeptor an ihrer Oberfläche und erkennen Antigene, die ihnen von speziellen antigenpräsentierenden Zellen (dendritische Zellen, Makrophagen, B-Lymphozyten) auf MHC-II-Molekülen dargeboten werden. T-Helferzellen können die Immunantwort zum einen in eine zelluläre Richtung steuern, diese Aufgabe übernehmen die TH1-Zellen, und zum anderen in eine humorale, dafür sorgen TH2-Zellen:

  • TH1-Zellen aktivieren durch die Ausschüttung von Zytokinen wie IFN-γ und IL-12 die sog. zelluläre Immunantwort. Dadurch werden Makrophagen aktiviert sowie die MHC-Produktion und Peptidprozessierung (also insgesamt die Peptidpräsentation). Zudem werden auch Zytotoxische-T-Zellen zur Proliferation angeregt. B-Zellen werden auch (aber nicht so stark wie durch TH2) angeregt und zwar zum Ig-Klassenwechsel (isotype switch) hin zur Produktion von opsonisierenden Antikörpern (v.a. IgG). Gleichzeitig wird eine TH2-Antwort durch die ausgeschütteten Zytokine inhibiert. Ausgelöst wird eine solche Antwort durch IFN-γ und IL-12, welche von Natürlichen Killerzellen (NK-Zellen) und dendritischen Zellen gebildet werden. Dieser Weg dient v.a. der Bekämpfung einiger intrazellulärer Bakterien sowie von Virusinfektionen. Die Produktion von IFN-γ blockiert gleichzeitig die Differenzierung zu TH2-Zellen.
  • TH2-Zellen steuern die Immunantwort in eine humoral betonte Richtung: TH2-Zellen schütten Zytokine wie TNF-β (auch Lymphotoxin), IL-4 und IL-10 aus, die wie die von TH1-Zellen ausgeschütteten Cytokine die andere Helferzellentwicklung hemmen. Durch diese Kreuzhemmung wird eine einmal eingeschlagene Richtung für die Immunantwort beibehalten. Besonders IL-10 hemmt zusätzlich die Makrophagenaktivierung, die bei einer humoralen Antwort nicht nötig ist. IL-4 sorgt bei der Aktivierung von B-Zellen vor allem für die Bildung von neutralisierenden Antikörperklassen, d.h. einen Klassenwechsel (isotype switch) zu IgA, IgG, IgE. TH2-Zellen können B-Zellen dabei sehr stark anregen. Die humorale Immunantwort wird vor allem durch das Zytokin IL-4 ausgelöst, IL-6 verstärkt diese Tendenz. Woher das IL-4 bei der Initiierung einer TH2-Antwort kommt, ist ungeklärt.

Man nimmt an, dass eine Disposition zur TH2-Antwort an der Pathogenese von Allergien beteiligt ist.

T-Killerzellen

T-Killerzellen (auch Zytotoxische T-Zellen bzw. CD8+-Zellen) tragen typischerweise ein CD8-Heterodimer an ihrer Oberfläche und erkennen Antigene, die ihnen von allen kernhaltigen Zellen auf MHC-I-Molekülen dargeboten werden. Daher spielen sie vor allem in der Erkennung und Beseitigung von viral infizierten Zellen ein Rolle.

Sie sind in der Lage, diese Zellen über verschiedene Wege (Fas/FasL; Perforin/Granzyme) in den programmierten Zelltod zu treiben. Sie sollten nicht mit NK (natürliche Killer)-Zellen verwechselt werden, die zwar auch zu den Lymphozyten zählen, jedoch keinen T-Zell-Rezeptor an ihrer Oberfläche tragen. NK-Zellen sind demnach Teil des angeborenen Immunsystems.

T-Suppressorzellen

Die Existenz dieser Zellenpopulation wurde in den 1970er gefordert. Sie sollten ebenfalls den CD8 Corezeptor tragen und Toleranz gegenüber verschieden Antigenen vermitteln können. Nachdem sich herausstellte, daß einige der experimentellen Befunde, auf die sich das Model stützte, Artefakte waren, wurde das Konzept Mitte der 1980er verlassen. Trotzdem findet sich diese Zellpopulation weiterhin in einigen Lehrbücheren neueren Datums. Eindeutig nachgewiesen wurde allerdings die immunsuppressive Wirkung bestimmter T-Zellen. Ob es sich dabei um eine neue T-Zellpopulation handelt, bleibt bisher offen.

T-Regulatorzellen

Diese Population trägt neben dem CD4 Corezeptor noch einen Teil des IL2-Rezeptors (CD25) an ihrer Oberfläche. Sie wurde Mitte der 1990er erstmals beschrieben und soll ebenfalls Toleranz vermitteln. Im Gegensatz zu den T-Suppressorzellen ist die experimentelle Beweislage für diesen Zelltyp jedoch ausgezeichnet. Die Mechanismen der Toleranzvermittlung sind jedoch noch nicht vollständig aufgeklärt.

NK-T-Lymphozyten

Ursprünglich in der Maus identifiziert, rührt die Bezeichnung aus der Beobachtung, daß sie Oberflächenmarker tragen, die sonst auf NK-Zellen gefunden werden. Da diese Zellen jedoch auch einen T-Zell-Rezeptor tragen, werden sie den T-Lymphozyten zugerechnet. Sie sind meist doppelt negativ (kein CD4 und CD8), einige wenige aber CD4+. NK-T-Zellen erkennen das Molekül CD1b, ein MHC-ähnliches Molekül, welches vor allem ungewöhnliche Antigene bindet (vor allem lipidhaltige Antigene oder Moleküle wie Glycophosphatidylinositol). Der TCR dieser Zellen besitzt eine invariante α-Kette in Kombination mit drei verschiedenen β-Ketten. Obwohl NK-T-Zellen lytische Aktivität zeigen (wie T-Killerzellen, sie oben), gibt es Hinweise darauf, dass sie eine Bedeutung bei der Regulation der Immunantwort haben (also TH1 oder TH2). Für diesen Punkt spricht, dass sie sehr früh im Lauf einer Infektion reagieren, und alle entscheidenden Cytokine wie IFN-γ, IL-4 und IL-10 sezernieren können. Sie könnten den Übergang der Immunantwort vom angeborenen zum adaptiven Immunsystem darstellen. An diesen Zellen wird noch viel geforscht.

γδ T-Lymphozyten

Im Gegensatz zu den oben beschrieben Populationen tragen γδ-T-Zellen einen anderen Isotyp des T-Zell-Rezeptors an ihrer Oberfläche. Der Großteil dieser Zellpopulation hat keine CD4/CD8 Corezeptoren an ihrer Oberfläche. Die Funktion der γδ T-Lymphozyten ist noch nicht vollständig geklärt, einige von ihnen scheinen jedoch Stoffwechselprodukte von Mykobakterien zu erkennen. Sie scheinen vor allem im Darmlymphgewebe eine Rolle zu spielen (in Peyerschen Platten bzw. GALTs, engl: gut associated lymphoid tissues). Eine Untergruppe dieser Zellen trägt einen NK-Rezeptor, welcher MHC-ähnliche Moleküle (MIC-A und MIC-B) auf Darmepithelzellen erkennt. Diese werden nur bei Stress oder Verletzung der Epithelzellen exprimiert. Dieser Zelltyp ist dann in der Lage, solche Zellen zu erkennen und zu töten.

Hinweise: Es muss erwähnt werden, dass viele der Erkenntnisse vor allem über die genauere Regulation des Immunsystems (TH1- / TH2-Antwort, regulatorische T-Zellen etc.) im Mausmodell untersucht wurden. Obwohl die Maus als Testsystem durchaus eine Berechtigung hat, sollte daran gedacht werden, dass es gerade in einem hochkomplexen und evolutionär stark unter Druck stehendem System wie dem Immunsystem durchaus Unterschiede gibt. Es können also nicht alle Erkenntnisse als auch für den Menschen zutreffend angesehen werden.

B-Lymphozyten

B-Lymphozyten oder kurz B-Zellen sind zusammen mit den T-Lymphozyten entscheidender Bestandteil des lymphatischen Systems und die Träger der humoralen Immunantwort (Bildung von Antikörpern). Wenn sie aktiviert werden, können sie sich zu Antikörper-sezernierenden Plasmazellen oder zu B-Gedächtniszellen differenzieren.

Die Bezeichnung "B-Zellen" stammt ursprünglich von ihrem Bildungsort in der Bursa Fabricii bei Vögeln. Bei Säugetieren entstehen die B-Zellen im Knochenmark, daher erhielt der Buchstabe B hier nachträglich die Bedeutung bone marrow (Knochenmark).

B-Lymphozyten zirkulieren im Blut und den lymphatischen Organen (Thymus, Milz, Lymphknoten, Knochenmark) von Wirbeltieren. Bindet eine B-Zelle an ein Antigen, das zu ihrem Rezeptor passt (variabler Teil des antigen binding fragment (Fab) der membrangebundenen Antikörper, jede B-Zelle exprimiert Antikörper mit nur einem spezifischen Fab-Teil), und bekommt sie gleichzeitig ein costimulatorisches Signal von T-Helferzellen (die ebenfalls dasselbe Antigen erkannt haben müssen) dann beginnen sie stark zu proliferieren (klonale Expansion).

Die Gene für die variablen Teile der Immunglobuline sind genetisch hochvariabel. Es werden in der B-Zell-Vorläuferzelle ständig Mutationen eingeführt, die zur Verbesserung der Antikörper-Affinität für das erkannte Antigen führen (somatische Hypermutation). Außerdem kann hier ein Klassenwechsel (IgG, IgM, IgA usw.) des konstanten Teils der Antikörper stattfinden, was wichtig ist für die Art, wie die Antikörper auf den Erreger weiterhin wirken beziehungsweise wohin die Antikörper im Körper gelangen.

B-Lymphozyten tragen auf ihrer Oberfläche eine Reihe von Oberflächenmarkern, die funktionell wichtig sind und zu ihrer Identifizierung z. B. im menschlichen Blut oder in Gewebeproben verwendet werden können. Neben den membranständigen Immunglobulinen (Antikörpern) zählen dazu z. B. CD19, CD20 und CD21.

Angeborenes und adaptives Immunsystem

In der frühen Stammesgeschichte der Lebewesen (auf der Stufe der Eukaryoten) entwickelte sich zunächst ein relativ unspezifisch agierendes Verteidigungssystem: das angeborene Immunsystem. Erst später, mit dem Auftreten der Wirbeltiere, kam es zur Entwicklung des adaptiven Immunsystems, das gezielt gegen Erreger vorgeht und eine Art individuelles Gedächtnis in die Verteidigungsstrategie des Organismus einführte.

Das angeborene Immunsystem kann Infektionserreger bekämpfen, ohne dass der Organismus vorher mit dem Erreger Kontakt hatte. Dabei werden Mustererkennungs- und Verteidigungsstrategien verwendet, die sich schon zur Zeit der ersten Eukaryoten als effizient erwiesen haben. Es wird angenommen, dass etwa 90% aller Infektionen durch das angeborene Immunsystem erkannt und endgültig bekämpft werden. Die Aufgaben des angeborenen Immunsystems werden von verschiedenen Zellen wahrgenommen. Dazu gehören Granulozyten, Makrophagen, dendritische Zellen, Epithelzellen und natürliche Killerzellen (NK-Zellen). Diese Zellen sind zum Teil in der Lage, den Angreifer (Erreger) selbst zu vernichten. Außerdem versetzen sie bei Infektionen den Organismus durch Produktion von Mediatoren in eine Art Alarmzustand, was wiederum die zelluläre Abwehr stimuliert und zum Ort des Geschehens lockt (Chemotaxis). Die Wirkung einiger dieser Signalstoffe äußert sich erkennbar beispielsweise in Entzündungen und Fieber.

Das adaptive Immunsystem zeichnet sich durch die Anpassungsfähigkeit seiner Waffen gegenüber dem Angreifer aus. Im Rahmen dieser Anpassung sind die Zellen des adaptiven Immunsystems (T- und B-Lymphozyten) in der Lage, spezifische Strukturen der Angreifer zu erkennen und gezielt zelluläre Abwehrmechanismen und molekulare Antikörper zu bilden. Nach der Infektion bleiben diese spezifischen Antikörper und die sog. Gedächtniszellen erhalten, um zukünftig den gleichen Angreifer mit kürzerer Reaktionszeit unschädlich zu machen. Damit das adaptive Immunsystem vom Angreifer überhaupt Kenntnis erlangt, bedient es sich der Antigenpräsentierenden Zellen (APZ), hierzu gehören z.B. Makrophagen oder dendritische Zellen. Diese Zellen gehören zum angeborenen Immunsystem und sind in der Lage, auf ihrer Oberfläche Erregerantigene zu präsentieren. Hier besteht eine wichtige Schnittstelle zwischen dem angeborenen und dem adaptiven Immunsystem.

Das angeborene Immunsystem

Die Elemente des angeborenen Immunsystems (z.T. auch als unspezifische Abwehr bezeichnet) sind

  • mechanische Barrieren, die ein Eindringen der Schädlinge verhindern sollen,
  • antibiotische Peptide und lytische Enzyme.
  • Abwehrzellen (Granulozyten, Makrophagen, dendritische Zellen, Epithelzellen, natürliche Killerzellen (NK-Zellen)) und
  • ihre Mediatoren zur Koordination der Abwehr.

Physikalisch-chemische Barrieren

Diese sorgen dafür, dass die Pathogene erst gar nicht in den Körper eindringen können oder ihn möglichst schnell wieder verlassen:

  • Haut - äußere Schicht als Barriere, Hauttalg, Schweiß, "Säureschutzmantel" und Normalflora (Kolonisationsresistenz) als Wachstumsbremsen für körperfremde Mikroorganismen
  • Schleimhaut - Bindefunktion des Schleims, IgA,
  • Nase - Abfangfunktion des Nasenschleims, Zilienschlag des Flimmerepithels
  • Augen - Tränenfluss, Lysozym (antimikrobiell bes. auf Gram-positive Erreger)
  • Atemwege - Bindefunktion des Schleims, Zilienschlag des Flimmerepithels
  • Mundhöhle - Lysozym
  • Magen - Magensäure und Proteasen
  • Darm - Lymphatisches Gewebe, Kolonisationsresistenz, Abtransportfunktion durch ständige Entleerung
  • Harntrakt - Abtransportfunktion durch ständige Harnausspülung sowie osmotische Effekte der hohen Harnstoffkonzentration, Schließmuskeln
  • Weiblicher Genitaltrakt - Saurer pH (Milchsäurebakterien) in der Vagina, Zervixschleim, Zilienschlag und Flüssigkeitsstrom in den Tuben Richtung Uterus

Erkennung des infektiösen Agens

Die Zellen des angeborenen Immunsystems sind mit Hilfe von Rezeptoren in der Lage, bestimmte Strukturmerkmale von Angreifern zu erkennen. Das angeborene Immunsystem ist dabei schon vor dem Erstkontakt mit einem Krankheitserreger "scharf geschaltet", es bedarf keiner Anpassung.

Entwicklungsgeschichtlich hat sich dabei eine Mustererkennung durchgesetzt, bei der für den Angreifer lebenswichtige molekulare Strukturmerkmale erkannt werden. Die Veränderung dieser Strukturen führen offensichtlich zur Verkrüppelung oder dem Absterben des Trägers. Die Selektion wirkt also im Sinne der Erhaltung dieser Merkmale. Zu diesen unverzichtbaren Proteinen gehören beispielsweise das Flagellin der Salmonellen und das Lipopolysaccharid gramnegativer Bakterien. Diese Merkmale haben sich entwicklungsgeschichtlich gehalten, so dass schon bei primitiven Eukaryoten Abwehrmechanismen entwickelt und im Verlauf der Phylogenese ohne Änderung beibehalten werden konnten.

Die Strukturmerkmale werden pathogen associated molecular pattern (PAMP) genannt und werden von verschiedenen Rezeptoren erkannt, darunter die Toll-artigen Rezeptoren (TLR).

Die Rezeptorproteine können in frei gelöster Form im Plasma zirkulieren oder an verschiedene Zellpopulationen gebunden sein. Dazu gehören

  1. Neutrophile Granulozyten,
  2. Monozyten/Makrophagen und
  3. Dendritische Zellen.

Das zelluläre angeborene Immunsystem

Neutrophile Granulozyten, Monozyten/Makrophagen und dendritische Zellen können durch Aufnahme und Verdauung (Phagozytose) den Erreger selbst vernichten oder durch die Produktion von Immunmodulatoren und Zytokinen die Immunreaktion des Organismus steuern.

Neutrophile Granulozyten

Ein stabkerniger Granulozyt.
Ein segmentkerniger Granulozyt.

Die neutrophilen Granulozyten machen etwa 50%-65% der Zellen im Differentialblutbild aus. Je nach Form des Zellkerns unterscheidet man jugendliche stabkernige und ausgereifte segmentkernige neutrophile Granulozyten. Ihre mittlere Verweildauer im Blut beträgt 6-8 Stunden. Die neutrophilen Granulozyten enthalten zahlreiche Granula (Lysosomen).

Neutrophile sind Bestandteil des angeborenen, unspezifischen Abwehrsystems. Ihre Aufgabe besteht u.a. in der Bekämpfung von meist bakteriellen Infektionen durch Phagozytose und Exozytose von azurophilen Granula. Die Granula der Neutrophilen enthalten saure Hydrolasen, Defensine (30% des Inhalts), Plasminogenaktivatoren (t-PA, u-PA), Myeloperoxidase und neutrale Proteasen, wie Elastase, Kollagenase, Neuramidase und Cathepsin G. Dieser „Cocktail“ ermöglicht es den Neutrophilen, sich einen Weg durch das Bindegewebe und Fibringerinnsel zu bahnen und zu den Bakterien vorzudringen. Mit spezifischen Rezeptoren binden die Neutrophilen dabei die Proteasen auf der Zellmembran, so dass deren aktive Zentren von der Zelle weg in das Bindegewebe gerichtet sind.

Die Phagozyten entleeren dann auch sekundäre Granula. Diese enthalten Lactoferrin, ein Protein, das Eisen (Fe++) bindet und den Bakterien entzieht, sowie Lysozym, ein Enzym, das die Pepdidoglykane Gram-positiver Bakterien spaltet und damit toxisch auf diese Bakterien wirkt. Die Ausstattung der Neutrophilen mit Rezeptoren, die der Phagozytose dienen, ist ähnlich der der Makrophagen. Neutrophile besitzen ebenfalls CD14 und Mannose bindende Rezeptoren.

Eiter besteht zum großen Teil aus abgestorbenen neutrophilen Granulozyten. Dabei sind selbst die sterbenden Granulozyten noch für die Bakterien gefährlich. Wenn die Immunozyten sterben, stoßen sie aktiv ihren Zellkern aus. Die ausgeworfenen Nucleinsäuren bilden zusammen mit zytoplasmatischen bakteriziden Enzymen dichte Netze, sog. Neutrophil Extracellular Traps (NETs), in denen Bakterien hängen bleiben und abgetötet werden. An dieser Reaktion sind auch reaktive Sauerstoffspezies (ROS) beteiligt, die von der NADPH-Oxidase generiert werden. [1]

Bei Infektionen kommt es zu einem Anstieg der Zahl der neutrophilen Granulozyten im Blut (Neutrophilie). Zusätzlich kann es zu einer Zunahme des Anteils von stabkernigen Granulozyten und dem Auftreten von Vorstufen der Granulozyten im Differentialblutbild kommen. Man spricht von einer Linksverschiebung. Ein Mangel an neutrophilen Granulozyten (Neutropenie) kann zu schweren bakteriellen Infektionen führen. Bei der septischen Granulomatose ist deren Funktion völlig gestört; im Frühjahr 2006 wurde der erste erfolgreiche Versuch einer Gentherapie zur Behebung dieser Erkrankung veröffentlicht.

Makrophagen

Makrophagen stellen ebenfalls einen Teil der Patrouille des Immunsystems dar. Sie gehen aus den Monozyten hervor und halten sich im Gewebe auf, wo sie eingedrungene Erreger erkennen und phagozytieren. So spielen Makrophagen direkt bei der Bekämpfung und Beseitigung von schädlichen Substanzen und Abfallprodukten eine entscheidende Rolle.

Zusätzlich werden die aufgenommenen Teile im Inneren der Makrophagen in Oligopeptide (Epitope) zerlegt und durch MHC-II-Moleküle auf der Oberfläche präsentiert. Der Makrophage wird also zu einer Antigen-präsentierenden Zelle und damit zu einem Informanten der spezifischen Abwehr. Auf die präsentierten Antigene sprechen die T-Zellen der Klasse CD4 (T-Helferzellen) an. Diese können so, und nur so, erkennen, welche Fremdantigene sich im Körper bewegen.

Natürliche Killerzellen

Natürliche Killerzellen (NK-Zellen) sind Teil des angeborenen Immunsystems, obwohl sie sich einen Knochenmarksvorläufer mit T-Zellen teilen. Erstmals beschrieben wurden sie 1975 am Karolinska Institut in Stockholm. Im Gegensatz zu T-Zellen können sie ohne vorherige Aktivierung unmittelbar reagieren. Im Laufe der 1980er Jahre wurde klar, dass NK-Zellen unter normalen Umständen von so genannten "MHC Klasse I"-Molekülen inhibiert werden, die sich an der Oberfläche fast aller Körperzellen befinden. Wird eine Zelle infiziert oder wandelt sich in eine Tumorzelle um, gehen unter Umständen "MHC Klasse I"-Moleküle auf der Oberfläche verloren. Das Resultat ist eine von NK-Zellen getragene Immunantwort gegen genau diese Zellen. Dieses Konzept wurde international als so genannte "missing-self" Erkennung (Klas Kärre et al.) bekannt.

Während der 1990er Jahre wurde dieses Konzept dahingehend erweitert, dass die Kontrolle von NK-Zellen von einem fein ausbalancierten Gleichgewicht zwischen inhibierenden und aktiverenden Signalen abhängt. Sowohl der Verlust von inhibierenden als auch die vermehrte Präsenz aktivierender Signale kann demnach zu einer NK Zellantwort führen. Zur Verarbeitung dieser Signale tragen NK-Zellen eine Vielzahl unterschiedlicher Rezeptoren auf ihrer Oberfläche, die auf den potenziellen Zielzellen inhibierende oder aktivierende Liganden wahrnehmen. Diese Integration multipler Signale unterstreicht die hohe Komplexität auch des angeborenen Immunsystems.

Eosinophile Granulozyten

Ein eosinophiler Granulozyt.

Eosinophile Granulozyten machen etwa 3 - 5% der Zellen im Differentialblutbild aus und sind an der zellulären Immunabwehr beteiligt. Ihren Namen beziehen sie vom Farbstoff Eosin, mit dem sie angefärbt werden können.

In ihrem Inneren enthalten sie Vesikel (Granula), die basische Proteine enthalten, z.B. das Major Basic Protein. Der Inhalt der Granula kann durch Exozytose an die Umgebung abgegeben werden.

Eosinophile werden unter anderem durch Antikörper der IgE-Klasse zur Exozytose angeregt. Sie sind zur Chemotaxis befähigt, d.h. sie können sich amöboid in Richtung eines anlockenden Stoffes (Attractant) fortbewegen.

Eosinophile spielen eine wichtige Rolle bei der Parasitenabwehr. Das vollzieht sich folgendermaßen: Sobald die Oberfläche des Parasiten mit IgE besetzt ist, können sich Eosinophile daran heften. Durch einen speziell angepassten Mechanismus geben sie ihre toxischen Proteine direkt auf die Oberfläche des Parasiten ab und schädigen diesen. Gleichzeitig dienen die exozytierten Proteine für andere Eosinophile als Lockstoffe, so dass die Abwehr verstärkt werden kann.

Eosinophile können aber auch eine für den Organismus selbst schädigende Rolle spielen. Bei Asthma beispielsweise wird das Lungenepithel durch die basischen Inhaltsstoffe der Eosinophilen angegriffen. Eine durch Eosinophile ausgelöste seltene Krankheit ist die eosinophile Fasciitis.

Bei Allergien ist die Anzahl der Eosinophile im Blut erhöht. Diese so genannte Eosinophilie ist ein wichtiger Indikator für das Vorhandensein einer Allergie. Eine Verminderung der Eosinophilenzahl nennt man Eosinopenie.

Basophile Granulozyten

Ein basophiler Granulozyt.

Basophile Granulozyten besitzen zahlreiche grobe unregelmäßige Granula, die u. a. Histamin und Heparin enthalten. Im Differentialblutbild machen sie nur einen geringen Anteil aus (< 2 %). Basophile sind aus dem Knochenmark stammende Granulozyten, die mit den Eosinophilen einen gemeinsamen Vorläufer besitzen. Wachstumsfaktoren für die Basophilen sind u. a. IL-3, IL-5 und GM-CSF. Es gibt Hinweise für eine wechselseitige Kontrolle bei der Reifung zwischen Basophilen und Eosinophilen. Beispielsweise unterdrückt TGF-beta in Gegenwart von IL-3 die Differenzierung von Eosinophilen und fördert die der Basophilen. Sie besitzen einen Rezeptor für IgE, weshalb man annimmt, dass sie eine Rolle bei der Immunabwehr des Wirts gegen Parasiten spielen.

Wenn ihre Rezeptoren durch an IgE gebundene Allergene kreuzvernetzt werden, degranulieren die Basophilen und schütten toxische Mediatoren, wie Histamin und PAF (Plättchenaktivierender Faktor -> Aggregation der Thrombocyten), aus. Eosinophile, Basophile und Mastzellen können miteinander in Wechselwirkung treten und die gegenseitige Degranulation noch verstärken.

Die Aktivierung von Immunzellen, die Rezeptoren für IgE besitzen, kann zur allergischen Sofortreaktion wie z. B. Heuschnupfen führen. Eine systematische Aktivierung dieser Zellen (also die Aktivierung im ganzen Körper) kann zum anaphylaktischen Schock führen.

Zu einer Vermehrung von basophilen Granulozyten im Blut kann es bei myeloproliferativen Erkrankungen, insbesondere der chronischen myeloischen Leukämie, kommen.

Das angeborene humorale Immunsystem

Das Komplementsystem

Das Komplementsystem, eine Klasse von Blutproteinen ist in der Lage, sich an körperfremde sowie körpereigene Strukturen zu binden. Körpereigene Strukturen schützen sich dagegen durch bestimmte Proteine.

Um erkannte körperfremde Proteine zu bekämpfen, bedient sich das Komplementsystem hauptsächlich zweier Strategien:

  1. Es ist in der Lage ein Porin zu bilden, welches die Zellwände des Eindringlings durchlöchert und diesen auslaufen lässt.
  2. Es hat die Möglichkeit, Fresszellen anzulocken (Chemotaxis) und auf das markierte Objekt anzusetzen (Opsonierung).

Das Komplementsystem ist neben den Phagozyten ein wesentlicher Bestandteil der angeborenen Immunabwehr. Die mehr als 30 Proteine des menschlichen Komplementsystems sind im Blutplasma gelöst oder zellgebunden und dienen der Abwehr von Mikroorganismen (z. B. Bakterien, Pilze, Parasiten), haben jedoch auch stark zellzerstörende Eigenschaften und können, wenn sie unreguliert wirken, im Verlauf vieler Krankheiten (z. B. Glomerulonephritis, hämolytisch-urämisches Syndrom, Herzinfarkt, systemischer Lupus erythematodes, Rheumatoide Arthritis) für Gewebsschäden verantwortlich sein.

Bestandteile des Komplementsystems

Direkt an den Signalwegen des Komplementsystem beteiligt sind folgende Proteine: die Komplementfaktoren C1 bis C9, das Mannose-bindende Lektin (MBL) und die an C1 bzw. MBL gebundenen Serin-Proteasen C1r und C1s bzw. MASP-1 bis 3 (engl. MBL-associated serine proteases). Durch Protease-vermittelte Spaltung der Komplementfaktoren C1 bis C5 und Zusammenlagerungen mit den Faktoren C6 bis C9 entsteht eine Vielzahl an Proteinen und Proteinkomplexen. Zu diesen gehören beispielsweise die Anaphylatoxine C3a, C5a und C2b mit gefäßerweiternder und chemotaktischer Wirkung (Entzündungsreaktion) und der Membranangriffskomplex (engl. Membrane Attack Complex (MAC)). Negativregulatoren des Systems sind der C1-Inhibitor, Faktor H, Faktor I, C4bp, CD35, CD46, CD55, CD59 und Vitronektin. Als einziger Positivregulator wirkt Properdin.

Ablauf und Wirkung der Komplement-Aktivierung

Man unterscheidet drei Wege durch die das Komplementsystem aktiviert wird:

  1. Den über Antikörper vermittelten klassischen Weg ("klassisch", weil zuerst entdeckt).
  2. Den spontanen und Antikörper-unabhängigen alternativen Weg.
  3. Den über Mannose-bindendes Lektin aktivierten Lektin-Weg.

Das Produkt jedes Wegs ist eine C3-Konvertase genannte Serin-Protease auf der Oberfläche der Zielzelle. Die von ihr ausgelöste Spaltungskaskade führt zu chemotaktischer Anlockung von Leukozyten, verstärkter Phagozytose, und letztendlich zur Lyse der Zielzelle. Spaltprodukte der Komplementfaktoren C1 bis C5 die in den einzelnen Wegen entstehen wirken zusätzlich als Anaphylatoxine und vermitteln eine Entzündungsreaktion.

Klassischer Weg                                 Alternativer Weg
  
Zielzelle mit Antikörpern markiert        Zielzelle mit auffälligen Membranproteinen  
|                                            (LPS, virusinduziert)            |
|(schnell)                                                          (langsam) | 
|                                                        P  D                 |
| -> C1 -> C4 + C2  ->  C4b2b  =  C3-Konvertase  =  C3bBb  <- B + C3b <- C3 <-|
       ↑   ↓    ↓                     |+         ..................↑      ↓
    MASP  C4a  C2a                 C3 -> C3a + C3b                       C3a
     ↑                                          |          
    MBL                                        C3b + C4b2b oder C3bBb -> C5-Konvertase                                                                                                                                              
                                                                           |+     
Lektinweg                                                       C5a + C5b <- C5                                                                                                                                                                                                                                                                      
                                                                       |+        
                                 MAC (C5b-C9) <- C9-Polymerisation <- C5b + C6-C8  

Der klassische Weg

Im klassischen Weg wird die „C3-Konvertase des klassischen Weges“ gebildet. Der Komplementfaktor C1 besitzt mehrere Bindungsdomänen für Antigen gebundenene Antikörper (Ig). Für die Aktivierung der an C1 gebundenen Serin-Proteasen (C1r und C1s) sind zwei 40nm voneinander entfernte Ig-Fc-Regionen nötig. Freie Antikörper führen daher nicht zur Aktivierung. Die Protease C1s katalysiert dann die beiden Startreaktionen des klassischen Weges, eine Spaltung von C2 in C2a und C2b und eine weitere von C4 in C4a und C4b. C2a und C4a diffundieren und wirken wiederum als Anaphylatoxine. C2b und C4b lagern sich zum C4b2b-Komplex zusammen und bilden so die „C3-Konvertase des klassischen Weges“.

Der alternative Weg

Der alternative Weg führt zur Bildung der „C3-Konvertase des alternativen Weges“. Ausgelöst wird dieser Weg durch den spontanen Zerfall des instabilen Komplementfaktors C3 in C3a und C3b. C3a diffundiert und besitzt eine chemotaktische und entzündungsauslösende Wirkung als Anaphylatoxin. C3b bindet kovalent an eine Zelloberfläche. Wenn es an körpereigene Zellen bindet wird es relativ rasch durch Regulatorproteine inaktiviert oder abgebaut. Auf pathogenen Oberfläche bleibt es dagegen aktiv und kann Faktor B binden. Am entstandenen C3bB-Komplex wird durch den Serum-Faktor D ein Stück des Faktors B (genannt Ba) abgeschnitten. Bb bleibt an C3b gebunden. Der Komplex C3bBb wird als „C3-Konvertase des alternativen Weges“ bezeichnet. Er ist sehr instabil und zerfällt, wenn er nicht von Properdin (P) stabilisiert wird.

Der Lektin-Weg

Im Lektin-Weg bindet das Mannose-bindende Lektin (MBL) an Mannose oder N-Acetyl-Glukosamin auf der pathogenen Oberfläche (z.B. bakterielles Peptidoglykan) und aktiviert dann die MBL-aktivierten Proteasen MASP-1, MASP-2 und MASP-3. Diese katalysieren dieselben Reaktionen wie im klassischen Weg. Auch hier bilden wieder C4b und C2b ein C4b2b-Heterodimer und damit ebenfalls die „C3-Konvertase des klassischen Weges“.

C3-Konvertase ausgelöste Reaktionen

Die im alternativen, klassischen und Lektin-Weg gebildeten C3-Konvertasen, C3bBb und C4b2b, spalten nun mit hoher Aktivität C3 in C3b und C3a. Die entstehenden C3b-Moleküle haben nun im Wesentlichen drei Möglichkeiten:

  1. Sie finden keine geeignete Oberfläche an die sie binden können und werden inaktiviert.
  2. Die Moleküle lagern sich an die Zelloberfläche einer Zielzelle an und führen so zu einem weiteren „Start“ des alternativen Weges. Eine positive Rückopplung entsteht. Außerdem wirken sie als Opsonine und markieren die Zielzelle als lohnendes Ziel zur Phagozytose.
  3. Einige der Moleküle binden an eine C3-Konvertase (C4b2a bzw. C3bBb). Die hierbei entstehenden trimolekularen Komplexe C4b2a3b und C3bBbC3b spalten nun nicht mehr C3 sondern C5, daher werden sie jetzt als „C5-Konvertasen des klassischen bzw. alternativen Weges“ bezeichnet.

Die beiden Produkte der C5-Spaltung fungieren einerseits als Anaphylatoxin und chemotaktischer Lockstoff (C5a) und andererseits leiten sie auch die Bildung des Membranangriffskomplex (MAC) ein (C5b). Dabei rekrutiert der „Anker“ C5b nacheinander die Faktoren C6, C7 und C8. Der entstandene C5b678-Komplex startet dann die Polymerisierung von C9. Nach der Zusammenlagerung von bis zu 18 C9 Monomeren stellt der C5b678poly9-Komplex den fertigen Membranangriffskomplex dar, der die Zielzelle unter anderem durch Porenbildung in der Zellmembran attackiert und zu ihrer Lyse führt.

Weblinks:

Das adaptive Immunsystem

Darüber hinaus besitzt das Immunsystem höher entwickelter Organismen ein sehr anpassungsfähiges und auch erinnerungsfähiges Teilsystem, welches vor allem gegen Viren hocheffektiv ist. T- und B-Zellen gehören beide zu den Lymphozyten, einer Untergruppe der Leukozyten (weiße Blutkörperchen). Beide Zelltypen entwickeln sich im Knochenmark (engl. bone marrow), wobei die T-Zellen im Fötus vor der Geburt eine weitere Reifung im Thymus (Name!) durchlaufen; der Reifungsort der B-Zellen wurde zuerst bei Vögeln beschrieben (Bursa fabricii, Name!). Bei Säugern fehlt die Bursa fabricii, Reifungsort bei ihnen ist ebenfalls das Knochenmark.

Die adaptative zelluläre Abwehr

T-Lymphozyten

T-Lymphozyten werden nach verschiedenen Kriterien unterschieden. Für die folgenden Erläuterungen ist die Unterscheidung der T-Zellen nach ihren Rezeptoren, die sie auf ihrer Oberfläche tragen, entscheidend.

T-Zellen verfügen über mehrere Rezeptoren, um ihnen das Andocken an passende Antigene zu ermöglichen. Neben dem passenden T-Zell-Rezeptor, mit dem ein spezielles Antigen erkannt wird (Schlüssel-Schloss-Prinzip), ist noch ein Oberflächenmarker entscheidend, der sie als CD4 / T-Helferzelle bzw. als CD8 / T-Killerzelle klassifiziert. Die Abkürzung CD steht für engl. Cluster of differentiation.

CD4-Lymphozyten (T-Helferzellen)

CD4-positive Zellen können über ihren spezifischen T-Zell-Rezeptor nur an körperfremde Strukturen andocken, die durch B-Zellen, antigenpräsentierende dendritische Zellen oder Makrophagen mit Hilfe des MHC-II Molekül präsentiert werden. Um die CD-4 Zelle in einen aktiven Zustand zu versetzen ist es zusätzlich Bedingung, dass die Makrophage die Kostimulanz B7 auf ihrer Oberfläche bildet und diese an den CD-28 Rezeptor der T-Zelle andockt. Die Aktivierung veranlasst die Teilung der T-Zelle und das Freisetzen von Lymphokinen, die weitere Teile des Immunsystems, die B-Zellen, mobilisieren.

CD8-Lymphozyten (Zytotoxische T-Zellen)

CD8 positive T-Zellen erkennen mit ihrem T-Zell-Rezeptor fremde Peptide, die im MHC-I Komplex an der Oberfläche von körpereigenen Zellen präsentiert werden. Nur wenn sich auch noch das CD28 Oberflächenprotein der T-Zelle an den MHC-Peptid-Komplex geheftet hat, wird die T-Zelle aktiviert und sezerniert zytotoxische Substanzen, welche die infizierte oder krankhaft veränderte Zelle in die Apoptose treibt.

Neutrophile Granulozyten

Bei einer kleinen Subgruppe der neutrophilen Granulozyten konnte kürzlich ein variables Antigen-Rezeptorsystem ähnlich dem T-Zellrezeptor nachgewiesen werden. Die Zellen bilden damit neben den B- und T-Lymphozyten offensichtlich ein weiteres Standbein der adaptativen Immunabwehr. [2]

Die adaptative humorale Immunantwort

B-Lymphozyten

B-Zellen, die mit ihrem an der Zelloberfläche befindlichen Antikörper bereits an ein Antigen angedockt haben, können durch Lymphokine aktiviert werden, die von aktivierten CD-4 T-Zellen ausgeschüttet werden (die ebenfalls das Antigen mit ihrem T-Zell-Rezeptor gebunden haben). Die aktivierte B-Zelle beginnt sich zu teilen (klonale Expansion) und die Tochterzellen wandeln sich in Antikörper-sezernierende Plasmazellen (z.T. auch in B-Gedächtniszellen) um. Während einer Erstinfektion dauert es mindestens fünf Tage, bis sich aus B-Zellen Plasmazellen entwickeln.

Diese sind in der Lage, auch freie (also nicht von MHC gebundene) Antigene zu erkennen und sie durch Anlagerung für das Komplementsystem oder Makrophagen zu markieren oder direkt z.B. durch Agglutination zu inaktivieren.

Antikörper

Jeder Antikörper besteht aus zwei identischen schweren Ketten und zwei identischen leichten Ketten. Die schweren Ketten sind u.a. für die Verankerung des Antikörpers auf der Oberfläche von Granulozyten zuständig; die leichten Ketten bilden zusammen mit den schweren Ketten das für die Erkennung eines spezifischen Antigens verantwortliche Fab-Fragment (antigen binding fragment). Durch somatische Rekombination können Antikörper mehr als 100 Millionen verschiedene Fab-Fragmente bilden und damit eine Unzahl verschiedener Antigene erkennen.

Antikörper sind globuläre Proteine (Immunglobuline), die in Wirbeltieren als Antwort auf Antigene gebildet werden und der Abwehr dieser Fremdstoffe dienen. Als Antigene wirken fast ausschließlich Makromoleküle oder an Partikel gebundene Moleküle, zum Beispiel Lipopolysaccharide an der Oberfläche von Bakterien. Ein bestimmtes Antigen induziert in der Regel die Bildung nur eines bestimmten, dazu passenden Antikörpers, der spezifisch nur an diesen Fremdstoff gebunden wird. Die spezifische Bindung von Antikörpern an die Antigene bildet einen wesentlichen Teil der Abwehr gegen die eingedrungenen Fremdstoffe. Bei Krankheitserregern (Pathogenen) als Fremdstoffe kann die Bildung und Bindung von Antikörpern zur Immunität führen.

Antikörper werden von zu Effektorzellen differenzierten B-Zellen (=Plasmazellen) sezerniert. Sie kommen im Blut und in der extrazellulären Flüssigkeit der Gewebe vor. Sie "erkennen" meist nicht die gesamte Struktur des Antigens, sondern nur einen Teil desselben, die sogenannte antigene Determinante bzw. das Epitop.

Jeder Antikörper besteht aus zwei identischen schweren Ketten (heavy chains, H) und zwei identischen leichten Ketten (light chains, L), die durch kovalente Disulfidbrücken zu einer Ypsilon-förmigen Struktur miteinander verknüpft sind. Die beiden Leichtketten sind je nach Organismus und Immunglobulin-Subklasse entweder vom Typ kappa oder lambda und bilden zusammen mit den oberhalb der Gelenkregion (hinge region) liegenden Anteil der schweren Ketten das Antigenbindende Fragment Fab, welches enzymatisch mit Hilfe von Papain von dem darunterliegenden kristallinen Fragment Fc abgespalten werden kann. Die ausgesprochene Variabilität der Antikörperbindungsstellen (abgekürzt CDR, Complementarity Determining Region) erreicht der Organismus über die V(D)J-Rekombination.

Die V(D)J-Rekombination

Die V(D)J-Rekombination (wird auch als somatische Rekombination bezeichnet) ist ein genetischer Umlagerungsprozess, der für die Variabilität und immer neue Varianten von antikörperproduzierenden Zellen (B-Zellen) sowie von T-Zell-Rezeptoren sorgt. Es handelt sich um eine komplizierte Rekombination, bei der die DNA-Abschnitte der Gene für die leichten und schweren Ketten der Antikörper und T-Zell-Rezeptoren neu und zufällig miteinander kombiniert werden, so dass in den variablen Bereichen der Antikörper neue antigenerkennende Proteinabschnitte erzeugt werden. Sie ist der wichtigste Bestandteil der Adaptiven Immunantwort.

Der Vorgang der V(D)J-Rekombination respektive der somatischen Rekombination: Die Antikörper bestehen grundlegend aus zwei langen (schweren) Ketten und zwei kurzen (leichten). Die schweren und leichten Ketten bestehen hierbei aus bestimmten Abschnitten, die wiederum aus kleinen, einzelnen DNA Segmenten (Exons) bestehen. Bei der Reifung von Antikörpern wird im Regefall jeweils ein Exon (bzw. Segment) aus jeweils einem Abschnitt mit den anderen zusammengefügt. So dass letztendlich ungefähr 1,92 Millionen Kombinationsmöglichkeiten vorhanden sind.

Antikörper als B-Zell-Rezeptoren

Membranständige Antikörper (als B-Zell-Rezeptoren (BCR) bezeichnet) können B-Zellen aktivieren, wenn sie durch Antigene quervernetzt werden. Die B-Zelle nimmt daraufhin den Immunkomplex durch Endocytose auf, verdaut das Antigen proteolytisch und präsentiert über MHC Klasse II-Moleküle kurze Fragmente davon (Peptide mit einer Länge von 8-12 Aminosäuren) auf ihrer Zelloberfläche. Wenn die präsentierten Fragmente dann von einer CD4-T-Zelle (T-Helferzellen) als fremd erkannt werden, stimuliert diese T-Zelle die B-Zelle, was weitere Reifungsprozesse (somatische Hypermutation, Klassenwechsel) sowie die Umwandlung der B-Zelle zur antikörpersezernierenden Plasmazelle oder zur Memory B-Zelle auslöst. Diese Reifungsprozesse finden innerhalb von Keimzentren in den sekundären lymphatischen Organen (Milz, Lymphknoten) statt und werden unter dem Begriff der Keimzentrumsreaktion zusammengefasst.

Wirkungsweisen von sezernierten Antikörpern

Sezernierte Antikörper wirken durch verschiedene Mechanismen:

  • Die einfachste ist die Neutralisation von Antigenen. Dadurch, dass der Antikörper das Antigen bindet, wird dieses blockiert und kann beispielsweise seine toxische Wirkung nicht mehr entfalten, oder andere Wechselwirkungen des Antigens mit Körperzellen werden verhindert.
  • Ein weiterer ist die Opsonisierung durch das Einhüllen von Krankheitserregern und Fremdpartikeln mit Antikörpern.
  • Eine dritte Wirkungsweise ist, dass Antiköper das Komplementsystem über den klassischen Weg aktivieren.
  • Antikörper, die an körpereigene Zellen binden, können NK-Zellen aktivieren, welche diese Zellen dann abtöten. Dieser Prozess wird auch als "Antibody-dependent cell-mediated cytotoxicity" (ADCC) bezeichnet.

Verschiedene Klassen (Isotypen) von Antikörpern

Es gibt im Körper fünf verschiedene Gruppen (Klassen) von Antikörpern. Die verschiedenen Isotypen kommen in verschiedenen Kompartimenten des Körpers vor und haben unterschiedliche Aufgaben:

IgA

IgA.
  • IgA wird auf allen Schleimhäuten der Atemwege, der Augen, des Magen-Darm-Trakts, des Urogenitaltrakts sowie über spezielle Drüsen rund um die Brustwarze von Müttern sezerniert und schützt dort vor Pathogenen (auch das Neugeborene). Sezerniertes IgA kommt in Form von Homo-Dimeren vor; die beiden Anteile sind durch das "Joining-Peptide" verbunden.

IgD

  • IgD wird durch differentielles Spleißen der IgM/IgD-Prä-mRNA zusammen mit IgM als B-Zell Rezeptor (BCR) auf reifen, naiven (antigenunerfahrenen) B-Zellen membranständig coexprimiert.
  • Es ist nur in geringen Mengen in sezernierter Form in Blut und Lymphe vorhanden, die Funktion ist unbekannt.

IgE

  • IgE vermittelt den Schutz vor Parasiten, wie z.B. Würmern. Es wird durch Fc-Rezeptoren auf Mastzellen gebunden. Aus diesem Grund ist nahezu alles IgE membrangebunden, im Blut ist es praktisch nicht vorhanden. Bei Antigenkontakt wird es quervernetzt, was zur Ausschüttung von Histamin, Granzymen etc. durch die Mastzellen und Granulozyten führt. Diese töten den Erreger ab. Letztere wirken außerdem stark gefäßerweiternd und Permeabilitätserhöhend, was das Herankommen anderer Immunzellen erleichtert. Es wirkt außerdem muskelkontraktierend, was die Ausscheidung der Erreger über Lunge und Darm erleichtert.
  • IgE ist ebenso an der allergischen Sofortreaktion beteiligt.

IgM

IgM.
  • IgM wird als erster Antikörper nach dem Kontakt mit Antigenen gebildet und zeigt die akute Infektionsphase einer Krankheit an. (z.B. Anti HBs IgM = gegen das Hepatitis B Virus gerichtete Antikörper der IgM-Klasse (Zeichen der aktiven Hepatitis B-Erkrankung)
  • IgM ist ein Pentamer (Multimer) aus fünf Untereinheiten. Auch diese Untereinheiten sind durch das Joining Peptide verbunden.
  • IgM ist nicht plazentagängig.

IgG

IgG, molekulare Oberfläche.
  • IgG wird erst in einer verzögerten Abwehrphase (3 Wochen) gebildet und bleibt lange erhalten. Es zeigt eine durchgemachte Infektion an. (Bsp.: Anti HBs IgG = gegen das Hepatitis B-Virus gerichtete Antikörper der IgG-Klasse, Zeichen einer stattgefunden Hepatitis B-Erkrankung oder Impfung)
  • IgG wird außerdem aktiv über das Blut und die Plazentaschranke in den Fötus transportiert und sorgt dort auch nachgeburtlich für einen ersten Schutz vor Infektionen (Nestschutz, Leihimmunität).

Anwendung von Antikörpern in der Medizin

Aus Tieren gewonnene Antikörper (Antiseren) werden als Therapeutikum für verschiedenste Zwecke eingesetzt. Ein wichtiges Beispiel ist die Verwendung als passiver Impfstoff.

Außerdem werden monoklonale Antikörper seit neuestem in der Medizin therapeutisch eingesetzt (Intravenöse Immunglobulingabe, IVIG). Hauptanwendungsgebiet ist die Hämatologie und Onkologie, daneben werden sie auch in der Behandlung von Autoimmunerkrankungen (z. B. bei Multipler Sklerose) wie der Rheumatoiden Arthritis (RA) eingesetzt. Hierbei erkennen diese Antikörper pro-inflammatorische Zytokine wie IL-1 oder TNF-a.

Antikörper können auch dazu benutzt werden bestimmte Stoffe im Körper ausfindig zu machen. Dazu hängt man an den Antikörper einen schwach radioaktiven Stoff. Wenn man den Antikörper nun darauf ausrichted, sich an einen bestimmten Stoff zu hängen, indem man die Antigen-Bindestelle entsprechend verändert, kann man durch Röntgenaufnahmen feststellen, wo der radioaktive Stoff sich genau befindet. Dies kann zum Beispiel dazu benutzt werden, Geschwülste im Körper ausfindig zu machen.

Früher war der konstante Teil der Antikörper noch murin (aus der Maus), was zu Abstoßungsreaktionen durch das Immunsystem führen konnte. Um dieses Problem zu umgehen, werden neuerdings sogenannte humanisierte Antikörper verwendet. Herkömmliche monoklonale Antikörper enthalten neben der die Spezifität gegen humane Antigene vermittelnden variablen Region immer noch Proteinbestandteile der Maus, die das menschliche Immunsystem möglicherweise als fremdartig abstößt. Mit Hilfe molekularbiologischer Verfahren werden deshalb die murinen Teile der konstanten Abschnitte entfernt und durch baugleiche konstante Teile menschlicher Antikörper ersetzt. Die konstanten Abschnitte der Antikörper spielen für die spezifische Bindung des monoklonalen Antikörpers keine Rolle. Der so entstandene monoklonale Antikörper wird als „humanisierter monoklonaler Antikörper" bezeichnet und wird vom Immunsystem des Menschen nicht mehr abgestoßen. Humanisierte Antikörper werden in einer Kultur aus Hamster-Ovarialzellen hergestellt, weshalb ihre Produktion sehr viel aufwendiger und deshalb auch teurer als die Produktion in Mikroorganismen ist.

Die hohe Spezifität, mit der Antikörper ihr Antigen erkennen, macht man sich in der Biologie und der medizinischen Diagnostik zu Nutze, um ein Antigen sichtbar zu machen. Es wird folgendermaßen vorgegangen: Zunächst muss das Antigen, gegen das der Antikörper gerichtet sein soll, ausgewählt und produziert werden. Dies kann auf verschiedene Weisen erreicht werden, zum Beispiel, indem ein Peptid in vitro synthetisiert wird oder das Protein als ganzes rekombinant in Bakterien hergestellt wird. Anschließend wird das Protein einem Tier injiziert, dessen Immunsystem dann Antikörper gegen das Protein bildet. Als Antikörper-Produzenten werden besonders Mäuse und Kaninchen, aber auch Ziegen, Schafe und Pferde verwendet. Die Immunisierung wird mehrfach wiederholt. Nach ein paar Wochen können die Antikörper aus dem Blut der immunisierten Tiere gewonnen werden und z.B. für die Immunhistochemie (Pathologie), die mikrobiologische Diagnostik (ELISA) oder anderes (Schwangerschaftstest, ELISPOT, FACS, SEREX) verwendet werden.

Zytokine

Ein Zytokin ist ein Glykoprotein das regulierend in die Aktivität, Proliferation und Differenzierung bestimmter Körperzellen eingreift. Zu den Zytokinen zählen z.B. Wachstumsfaktoren und Entzündungsmediatoren. Einige Zytokine werden heute kommerziell als rekombinante Proteine produziert. Man unterscheidet im Wesentlichen vier Hauptgruppen von Zytokinen:

Interferone (IFN)

Interferone werden von Leukozyten, Fibroblasten und T-Lymphozyten gebildet und haben eine immunstimulierende, vor allem einen antivirale und antitumorale Wirkung. Interferone werden auch als Medikamente eingesetzt, z.B. zur Behandlung chronischer Virushepatitiden. Nebenwirkungen sind hier unter anderem als ausgeprägte grippeähnliche Symptome möglich.

Interleukine (IL)

Interleukine dienen der Kommunikation der Leukozyten untereinander.

Koloniestimulierende Faktoren (CSF)

Hierbei handelt es sich um Wachstumsfaktoren der Blutzellen. Beispiele sind Erythropoetin (Erythrozyten) und G-CSF, Granulozyten-Koloniestimulierender Faktor). Therapeutische Einsatzmöglichkeiten bestehen bei der Niereninsuffizienz, bei Knochenmarkschäden nach Chemotherapie oder beim Myelodysplastischen Syndrom (MDS).

Tumornekrosefaktoren (TNF)


Zytokinrezeptoren

Die Rezeptoren für Zytokine lassen sich in 7 Gruppen unterteilen:

  1. Die Hämatopoetin-Rezeptorfamilie, Rezeptoren für IL-2, IL-3, IL-4, IL-5, IL-7, IL-9, IL-11, L-12,IL-13, IL-15, EPO, TPO, LIF, G-CSF, GM-CSF
  2. Die Interferon-Rezeptorfamilie, Rezeptoren für IFNa/b, IFNg, IL-10
  3. Die TNF-Rezeptorfamilie (death receptors), Rezeptoren für TNF-alpha, TNF-beta, FasL, CD27, CD30, CD40 (Trimere Rezeptoren)
  4. Die Immunglobulin(Ig)-Superfamilie-Rezeptoren, Rezeptoren für IL-1a, IL-1b (aber auch BCR, TCR, MHC u.a.)
  5. Die Tyrosinkinase-Rezeptoren, Rezeptoren für M-CSF, SCF
  • Ras/Raf-pathway
  • Jak/STAT-pathway
  1. Die Serin-/Threoninkinase-Rezeptoren, Rezeptoren für TGFb u.a.
  2. Die Chemokin-Rezeptoren (7TMHR)

Interferone

IFN ist ein Protein oder Glykoprotein, das eine immunstimulierende, vor allem antivirale und antitumorale Wirkung entfaltet. Es wird als körpereigenes Gewebehormon v.a. von Leukozyten, Fibroblasten und T-Lymphozyten gebildet.

Interferon-alpha

  • "Leukozyten-IFN", früher Typ I
  • Struktur: Protein aus 150-172 Aminosäuren; 23 bekannte Varianten, die meisten davon sind nicht glykosyliert
  • Bildung: Alpha-Interferon wird von Monozyten gebildet, die von Viren befallen sind oder Kontakt mit bösartigen Zellen gehabt haben.
  • Antivirale Wirkung: Interferon aktiviert umliegende virusinfizierte sowie nichtinfizierte Zellen. In diesen Zellen werden folglich Proteine gebildet welche a) eine weitere (Virus-)Proteinsynthese in jenen Zelle hemmen und b) den Abbau von viraler und zellulärer RNA bewirken. Vermehrt werden MHC-Klasse-I-Moleküle sowie Proteasen gebildet, welche virusinfizierte Zellen durch T-Lymphozyten leichter angreifbar machen. Interferon alpha aktiviert NK-Zellen (natürliche Killer-Zellen dienen der Virus- und Tumorabwehr).
  • Therapeutischer Einsatz : Interferon-alpha wird seit mehreren Jahren zur Therapie der akuten und chronischen Hepatitis-B- sowie zur Therapie der chronischen Hepatitis C-Infektion eingesetzt. Therapeutisch kommt bei diesen Erkrankungen das Interferon-alpha-2b zum Einsatz, das dreimal die Woche subkutan injiziert wird. Mittlerweile sind leicht veränderte, sogenannte pegylierte Interferone erhältlich (das Interferon wird mit einem verzweigten Polyethylen-Glykol-(PEG)-Molekül versehen), die aufgrund einer längeren Halbwertszeit nur einmal pro Woche verabreicht werden müssen. Neben dem therapeutischen Einsatz der alpha-Interferone in der Therapie der Virushepatitis werden Interferone dieser Gruppe auch in der onkologischen Therapie eingesetzt und zwar zur Therapie der Haarzellen-Leukämie, dem kutanen T-Zell-Lymphom sowie dem Kaposi-Sarkom. Die antitumorale Wirksamkeit der alpha-Interferone beruht zum einen auf einer antiproliferativen Wirkung, d.h. die Tumorzellen werden in ihrer gesteigerten Teilungsaktivität gehemmt und zum anderen sowohl auf der Aktivierung von natürlichen Killerzellen, die Tumorzellen selbst abtöten können als auch in der Differenzierungsinduktion.

Interferon-beta

  • "Fibroblasten-IFN", früher Typ I
  • Struktur: Glykoprotein aus 166 Aminosäuren; nur eine Variante
  • Bildung: IFN-beta wird von virusinfizierten Fibroblasten und vermutlich auch von allen anderen Zellen gebildet. Siehe Interferon-alpha.
  • Antivirale Wirkung: Interferon-beta bindet an den gleichen Rezeptor wie Interferon-alpha. Siehe Interferon-alpha
  • Einsatz als Medikament: Behandlung der Multiplen Sklerose und schwerer Viruserkrankungen.

Interferon-gamma

  • "Immun-IFN", früher Typ II
  • Struktur: IFN-gamma ist Glykoprotein aus 146 Aminosäuren und liegt in aktiver Form als Heterodimer vor.
  • Bildung: TH1-Zellen (Subpopulationen sowohl CD4+ als auch CD8+, Teil der adaptiven Immunabwehr) bilden IFN-gamma nach Kontakt mit einem Makrophagen, welcher Bakterien phagozytiert hat.
  • Aktivierende Wirkung auf Makrophagen:
    • Bessere Verschmelzung von Phagosomen mit Lysosomen
    • Produktion des bakterizidem Stickstoffmonoxid
    • Bildung reaktiver Sauerstoffradikale
    • Induktion antimikrobieller Peptide
  • Einsatz als Medikament: Gegen Osteoporose, gegen Tumoren (mit z.Z. geringerem Erfolg)


Entwicklung

  • 1957 Entdeckung durch den Briten Alick Isaacs und den Schweizer Jean Lindemann am National Institute for Medical Research in London.
  • 1979 Im Labor von Charles Weissmann in Zürich gelingt die Übertragung von menschlichen Interferon-Genen in Bakterien. Damit wurde die Herstellung von reinem Interferon in beliebigen Mengen möglich

Weblink: http://www.biotechpropertyrights.uni-bremen.de/empirie/erfasste-sachverhalte/chronologien/interferon-beta/w00000729/w00000729.htm - Chronologie der Entwicklung

Zulassungen als Arzneimittel

Datum Handelsname Wirkstoff Hersteller Indikation
1983 Fiblaferon® IFN beta Rentschler Schwere Viruserkrankungen / 2003 SARS
04/1987 Roferon A® IFN alpha-2a Roche Krebs
12/1992 Imukin® IFN gamma-1b Boehr. Ing. Krebs
11/1995 Betaferon® IFN beta-1b Schering Multiple Sklerose
03/1997 Avonex® IFN beta-1a Biogen Multiple Sklerose
05/1998 Rebif® IFN beta-1a Serono Multiple Sklerose
02/1999 Inferax® IFN alphacon 1 Yamanouchi Hepatitis C
03/2000 Intron A® IFN alpha-2b Schering-Plough Hepatitis B/C
02/2002 PegIntron® pegyliertes IFN alpha-2b Schering-Plough Hepatitis C
06/2002 Pegasys® pegyliertes IFN alpha-2a Roche Hepatitis B/C

Interleukine

Interleukinewerden in mehrere Untergruppen unterteilt, welche durch Zahlen gekennzeichnet werden (IL-1 bis IL-32; Stand Oktober 2005). Jedes Interleukin moduliert das Wachstum, die Differenzierung und die Aktivierung bestimmter Immunozyten.

Interleukin-1

IL-1 wird von Makrophagen gebildet und wirkt proinflammatorisch. Es lagert sich u.a. an Chondrozyten an und bewirkt die Freisetzung knorpelzerstörender Enzyme. Dadurch kommt es zum Abbau von Knorpelsubstanz und letztendlich zur Zerstörung der Gelenke. Im Bereich der Orthopädie wird seit etwa 1998 eine Therapie mit einem IL-1-Antagonisten betrieben, der aus körpereigenem Blut gewonnen wird und in angereichter Form in ein erkranktes Gelenk injiziert wird. Die bislang durchgeführten Studien deuten eine Therapieoption bei Frühformen der Arthrose an.

Bei schizophrenen Patienten konnten veränderte Interleukin-1 Werte im Blut, im Liquor sowie im präfrontalen Cortex festgestellt werden.

Interleukin-2

IL-2 ist therapeutisch eines der wichtigsten Interleukine. Es wird bei Immunreaktionen auslösenden, malignen Tumoren ausgeschüttet und bewirkt die Produktion von T-Helfer-Zellen. Außerdem interagiert es mit spezifischen Oberflächenrezeptoren auf Lymphozyten und aktiviert unspezifische zytotoxische Effektorzellen. Interleukin-2 ist ein Wachstumsfaktor für Lymphozyten und an der Reifung und Differenzierung von Thymozyten, B-Lymphozyten, Monozyten, Makrophagen und epidermalen dendritischen Zellen und NK-Zellen beteiligt.

Interleukin-3

IL-3 wirkt auf die Stammzellen im Knochenmark und wird zur Stimulation der Blutbildung nach einer Chemotherapie, nach Knochenmarks- oder Stammzelltransplantation eingesetzt.

Interleukin-4

IL-4 agiert (so wie IL-10 und IL-11) als sog. anti-inflammatorisches Zytokin, indem es überschießende Entzündungsreaktionen verhindert und somit wichtig für die Homöostase des Immunsystems ist. Außerdem stimuliert IL-4 die B-Zellaktivierung und die IgE-Produktion.

Interleukin-5

IL-5 wirkt positiv chemotaktisch auf eosinophile Granulozyten und steigert die Synthese und Sekretion von Immunglobulin A durch Plasmazellen.

Interleukin-6

IL-6 bewirkt in der Leber die vermehrte Synthese von Akute-Phase-Proteinen. Es werden sowohl pro- als auch antiinflammatorische Effekte diskutiert. Es wird vor allem von Monozyten/Makrophagen, aber auch von Epithel- und Endothelzellen sezerniert und besitzt eine prognostische Bedeutung in der Beurteilung von Trauma und Sepsis.

Interleukin-7

IL-7 wird von Stromazellen der lymphatischen Organe produziert und stimuliert das Wachstum von Vorläuferzellen der B- und T-Lymphozyten.

Interleukin-8

IL-8 ist ein Chemokin der CXC Familie und wird unter anderem durch Endothelzellen, Monozyten, Epithelzellen und Fibroblasten produziert. Ein wichtiger Angriffspunkt des Chemokins sind neutrophile Granulozyten. Die wesentlichen biologischen Wirkungen von IL-8 auf Granulozyten beinhalten die Förderung der Chemotaxis, die Stimulation der Expression von Adhäsionsmolekülen und die Aktivierung mit Freisetzung von Sauerstoffradikalen und Granula.

Interleukin-10

IL-10 agiert (so wie IL-4 und IL-11) als sog. anti-inflammatorisches Zytokin, indem es die Makrophagenfunktion hemmt und somit überschießende Entzündungsreaktionen verhindert. Gebildet wird es vor allem von TH2-Zellen sowie regulatorischen T-Zellen.

Interleukin-11

IL-11 agiert (so wie IL-4 und IL-10) als sog. anti-inflammatorisches Zytokin, indem es überschießende Entzündungsreaktionen verhindert und somit wichtig für die Homöostase des Immunsystems ist.

Interleukin-12

IL-12 besitzt eine zentrale Funktion in der Anstoßung und Fortdauer einer TH-1-Immunantwort und hat einen Einfluss den Verlauf von intrazellulären Infektionen [3]. Neuere Forschungsergebnisse lassen vermuten, dass ILn-12 auch Enzyme aktivieren kann, welche dann in der Lage sind, geschädigte Erbsubstanz schneller wieder zu reparieren [4]. Eine weitere nachgewiesene Wirkung von IL-12 besteht darin, dass es die Möglichkeit von T-Killerzellen fördert, in einen Tumor einzudringen und ihn zu zerstören.

Interleukin-13

IL-13 wird von T-Lymphozyten produziert und stimuliert die Bildung und Differenzierung von B-Lymphozyten. Weiterhin inhibiert IL-13 die Aktivierung von Makrophagen.

Interleukin-16

IL-16 scheint eine Rolle bei der Rheumatoiden Arthritis zu spielen.

Interleukin-18

IL-18 konnte in erhöhter Konzentration in der Synovia von Patienten mit rheumatoiden Arthritis nachgewiesen werden.

Interleukin-23

Bei vielen Autoimmunerkrankungen wie beispielsweise der rheumatoiden Arthritis, der Multiplen Sklerose, Morbus Crohn und der Psoriasis kann IL-23 die Bildung von T-Zellen stimulieren, die sich anschließend gegen den eigenen Körper richten [5]. Außerdem kann es die indirekt tumorzerstörende Wirkung von Interleukin-12 behindern.


Einsatz als Therapeutikum

Bei einer Immuntherapie oder Immunmodulation mit Interleukin (i.d.R. IL-2) wird versucht die Immunantwort des Organismus gegen maligne Tumoren oder eine Infektion (bspw. bei HIV) zu stimulieren.

Meist werden bei der Behandlung maligner Tumore (Nierenzellkarzinom, malignes Melanom) Kombinationspräparate von IL und anderen Mitteln eingesetzt, wie beispielsweise IFN und/oder Zytostatika. Die Nebenwirkungen bei einer Therapie mit IL können erheblich sein, beispielsweise Fieber, Müdigkeit, Exantheme, Herzrasen, Ödeme.

Häufiger und erfolgreich angewendet werden sogenannte "Anti-IL" bei Morbus Crohn und vor allem bei autoimmunbedingten rheumatischen Erkrankungen.

Tumornekrosefaktoren

Zur Familie der Tumornekrosefaktoren (TNF) gehören u.a. TNF-alpha und TNF-beta. Der erste Tumornekrosefaktor (TNF-α) wurde 1893 indirekt von William Coley entdeckt.

TNF-α

TNF-α (Kachektin) wird von Makrophagen/Monozyten sowie Lymphozyten und Mastzellen gebildet und ist ein Mediator, der auf Entzündungsprozesse, Blutbildung, Immunsystem, Angiogenese und Tumore einwirkt. Dabei ist er in seiner Wirkungsweise dem IL-1 sehr ähnlich. Im Hypothalamus stimuliert es die Freisetzung des Corticotropin-Releasing-Hormon (CRH), löst Fieber aus und unterdrückt den Appetit (daher die von "Kachexie" abgeleitete Namensgebung). In der Leber setzt es das C-reaktive Protein (CRP) frei.

TNF-β

TNF-β (Lymphotoxin) wird nur von bestimmten T-Zellen sezerniert. TNF-β aktiviert dann Makrophagen, die infolge IL-1, IL-6 und TNF-α produzieren. TNF-β hat eine toxische Wirkung auf einige Tumorzelllinien.


Einsatz als Therapeutikum

Die Möglichkeiten Tumornekrosefaktoren therapeutisch zu verwerten sind vor allem durch die kurze Halbwertszeit dieser Stoffe beschränkt. TNF-α hemmende Medikamente werden vor allem in der Rheumatherapie eingesetzt. Diese Medikamente sind relativ neu und vielversprechend.

Reifung und Alterung des Immunsystems

Im Thymus, der Reifungsstätte der T-Zellen, differenzieren sich T-Zellen in die verschiedenen Typen wie CD4- und CD8-Zellen. Anschließend werden sie mit körpereigenen Substanzen konfrontiert. Wenn eine T-Zelle einen dazu passenden Rezeptor trägt und an die körpereigene Struktur bindet, stirbt die T-Zelle ab (negative Selektion). Dadurch wird sichergestellt, dass gereifte T-Zellen im Körper nur fremdartige Moleküle attackieren. Alle Mechanismen, die dafür Sorge tragen, dass sich das Immunsystem nicht gegen den eigenen Organismus wendet, werden unter dem Oberbegriff der Selbsttoleranz zusammengefasst. Ebenso findet eine positive Selektion statt. Nur T-Lymphozyten, die MHC-Fremdantigen-Komplexe richtig erkennen überleben.

Der Organismus von Säuglingen ist erst ab dem ca. 6.-8. Lebensmonat in der Lage, wirkungsvoll T-Zellen zu differenzieren. Diaplazentar (IgG) und auch über die Muttermilch (IgA) werden Antikörpern auf das Kind übertragen, um es bis dahin besser vor Krankheiten zu schützen (Leihimmunität, Nestschutz). Die Leihuimmunität ist auch der Grund, warum Lebendimpfungen (die Impfstämme müssen sich dazu im Impfling vermehren können) erst nach dieser Frist wirksam sind.

Ab der Pubertät atrophiert der Thymus, das Thymusgewebe wird größtenteils durch Fett ersetzt.

Immunologische Konstellationen

Die lokale Entzündungsreaktion

Eine Entzündung ist eine Gewebsabwehrreaktion.

Ursachen: Eine Entzündung kann durch Mikroorganismen (bakteriell eher eitrige, d.h. granulozytäre Entzündung, viral eher seröse, lymphoplasmazelluläre Entzündung) und durch mechanische, thermische, chemische oder durch ionisierende Strahlen verursachte Schäden ausgelöst werden.

Ablauf:

  1. Schädigung
  2. Gefäßreaktion, erhöhte Gefäßpermeabilität (Schwellung), Thrombosierung (Auskopplung vom Blutkreislauf), Ausschüttung von Entzündungsmediatoren und Zytokinen (Chemotaxis), Änderung der Genexpressionsmuster (Transkriptionsfaktor NF-κB)
  3. Granulo-monozytäre Reaktion (angeborenes Immunsystem)
  4. Lympho-plasmazelluläre Reaktion (adaptives Immunsystem) und Bildung von Granulationsgewebe (Fibroblasteneinwanderung, Angiogenese)
  5. Kollagenfaserbildung, Vernarbung

Die 5 klassischen Entzündungszeichen sind die Rötung (rubor), die Schwellung (tumor), die Überwärmung (calor), der Schmerz (dolor) und die Funktionseinschränkung (functio laesa).

Die systemische Entzündungsreaktion

Im Rahmen von größeren Gewebsschädigungen (z.B. Verletzungen, Operationen, Infektionen) kommt es zu einer unspezifischen Immunreaktion (Akute-Phase-Reaktion, SIRS). Endothelzellen, Fibroblasten und Entzündungszellen wie z.B. Makrophagen im geschädigten Gewebe setzen dabei Mediatoren frei, z.B. IL-1, IL-6, TNF-alpha, TGF-beta, IFN-gamma, EGF, LIF u.a., die über die Blutbahn die Leber erreichen. Dort stimulieren sie in Anwesenheit von Cortisol die Leber zur vermehrten Synthese der etwa 30 verschiedenen Akute-Phase-Proteine. Ihre Konzentration nimmt innerhalb von 6-48 Stunden nach dem schädigenden Ereignis auf das zwei- bis eintausendfache zu.

Funktionen der Akute-Phase-Reaktion:

  • Lokalisierung der Entzündung
  • Verhinderung der Ausbreitung
  • Unterstützung des Immunsystems bei der Sanierung des Entzündungsherdes
CRP.

Akute-Phase-Proteine

  • Fibrinogen steigert die Gerinnungsneigung. Dadurch wird eine lokale Thrombusbildung im Entzündungsgebiet forciert und Erreger werden nicht weiter in die Blutbahn ausgeschwemmt.
  • alpha1-Antitrypsin und alpha-Antichymotrypsin wirken den vermehrt freigesetzten Proteasen entgegen und reduzieren so die Entzündungsbedingte Gewebsschädigung.
  • C-Reaktives-Protein bindet sich vermutlich an Erreger und dient der Opsonisierung und Aktivierung des Komplementsystems. Klinisch ist es der wichtigste Entzündungsparameter in der Labordiagnostik.
  • saures Alpha1-Glykoprotein fördert Fibroblastenwachstum und interagiert mit Kollagen
  • Haptoglobin ist für die Hämoglobinbindung und den -transport zuständig
  • Coeruloplasmin hemmt die Bildung freier Sauerstoffradikale
  • Komplement-C3 fördert die Opsonierung und Chemotaxis und ist für die Komplementkaskade wichtig.
  • Plasminogen ist ein fibrinolytisches Peptid bzw. dessen Vorstufe.
  • Transferrin und Albumin sind "Negativ-Akute-Phase-Proteine", d.h. ihre Serumkonzentration sinkt ab.

Autoimmunerkrankungen

Bei Autoimmunerkrankungen ist das üblicherweise sehr gut ausbalancierte Gleichgewicht zwischen potentiell autoreaktiven T-Zellen und regulatorischen T-Zellen gestört. Das Immunsystem richtet sich gegen körpereigene Strukturen.

Einige Beispiele für Autoimmunerkrankungen sind:

  • Diabetes Typ I - Reaktion gegen Insulin produzierende B-Inselzellen des Pankreas
  • Rheumatoide Arthritis - Reaktion gegen Synovialschleimhaut
  • Multiple Sklerose - Reaktion gegen die Myelinscheiden im zentralen Nervensystem

Allergisch-hyperergische Reaktionen

Als eine Allergie (griechisch αλλεργία „die Fremdreaktion“, von άλλος „anders, fremd“ und έργον „die Arbeit, Reaktion“) wird eine überschießende und unerwünschte heftige Abwehrreaktion des Immunsystems auf bestimmte und normalerweise harmlose Umweltstoffe (Allergene) bezeichnet, auf die der Körper mit Entzündungszeichen und der Bildung von Antikörpern reagiert (Antigen(Allergen)-Antikörper-Reaktion).

Die konkrete Bezeichnung Allergie wurde 1906 von Freiherr Clemens von Pirquet, einem Wiener Kinderarzt, geprägt.

Überempfindlichkeitsreaktionen: Arten und Definitionen

Überempfindlichkeitsreaktionen sind inadäquate immunologische Reaktionen gegenüber hamlosen "Fremd"-Substanzen. Man unterscheidet:

  • Echte Allergie: Unter Beteiligung des Immunsystems, insbesondere der Antikörper.
  • Pseudoallergie: Ohne Beteiligung des Immunsystems, aber unter dem Einfluss von Histamin und anderen Mediatoren, die auch bei Immunreaktionen auftreten, z. B. Histaminose nach Rotwein- oder Käsegenuss.
  • Intoleranz (auch unscharf Unverträglichkeit genannt): Vergiftungsymptome bei an sich normaler Dosierung oder Konzentration eines Stoffes wegen unzureichender Verarbeitung zugeführter oder freigesetzter Substanzen, ohne Beteiligung von Immunsystem oder Mediatoren, aber vermutlich mit Komplementaktivierung und / oder übermäßig labilen Zellmembranen von Mastzellen und basophilen Granulozyten oder Stoffwechselstörungen der Arachidonsäure. Beispiele sind die Zöliakie/einheimische Sprue und die klinisch wichtige Analgetika-Intoleranz.

Handelt es sich bei einer Intoleranz ursächlich um ein falsch oder zu wenig gebildetes Enzym, so spricht man auch von einer Idiosynkrasie. Beispiel ist die Alkoholintoleranz durch ALDH-Mangel (Asiaten, sporadisch).

Klinische Einteilung der Überempfindlichkeitsreaktionen

Die folgende Einteilung nach Coombs und Gell von 1963 lässt unterscheidet vier Typen. In der Realität bestehen vielfach Mischformen:

Typ I, Soforttyp

Anaphylaxie (häufigster Typ): Innerhalb von Sekunden oder Minuten vermitteln zellständige IgE-Antikörper die Freisetzung diverser Mediatoren wie Histamin, aber auch Prostaglandine und Leukotriene aus den basophilen Granulozyten und Mastzellen.

Typische Erkrankungen sind die Urtikaria, die allergische Konjunktivitis, der Heuschnupfen und das allergische Asthma; aber auch das angioneurotische Ödem und der anaphylaktische Schock sind Soforttyp-Reaktionen.

Eine etwas verzögerte zweite Reaktion kann nach bis zu sechs Stunden auftreten.

Typ II, Zytotoxischer Typ

Innerhalb von Stunden (bis zu zwölf) bilden zellständige Antigene (also aufgenommene Fremdsubstanzen wie gewisse Medikamente oder transfundiertes Blut) Immunkomplexe mit körpereigenen, im Blutstrom kreisenden IgG-Antikörpern; diese aktivieren zytotoxische Killerzellen und Komplement, daraufhin kommt es zur Zerstörung (Lyse) körpereigener Zellen.

Typische Erkrankungen sind die medikamentös-induzierte Thrombopenie und Agranulozytose (selten) sowie die hämolytische Anämie nach Transfusionszwischenfall (selten).

Typ III, Immunkomplex- oder Arthus-Typ

Innerhalb von Stunden bilden sich hier zellständige oder freie Antigen-Antikörper-Komplexe mit Stimulation der Komplementkaskade, der Phagozytose und Mediatorfreisetzung.

Typische Erkrankungen sind chronische Vaskulitiden, die so genannte Farmer-Lunge, die Serumkrankheit und die Aspergillose.

Typ IV, Spättyp, verzögerter Typ

Nach einem halben bis drei Tagen setzen sensibilisierte T-Lymphozyten chemotaktische Lymphokine frei, die lokal zur Entzündung führen. Der Typ IV ist die einzige zellvermittelte Reaktion.

Typische Erkrankungen/Phänomene sind die Kontaktallergie/-ekzem, die Abstoßungsreaktion nach Transplantation, das Arzneimittelexanthem, aber auch die Tuberkulinreaktion bei Verdacht auf Tuberkulose.

Quellen

  1. Fuchs TA et al. “Novel cell death program leads to neutrophil extracellular traps”. J Cell Biol, Jan 8 2007. DOI:10.1083/jcb.200606027. PMID:17210947
  2. Puellmann K et al. “A variable immunoreceptor in a subpopulation of human neutrophils”. Proc Natl Acad Sci U S A, 103(39):14441-6, Sep 26 2006. Epub Sep 18 2006. DOI:10.1073/pnas.0603406103. PMID:16983085
  3. http://hepatitis-c.de/il12.htm
  4. Nature Cell Biology, Bd. 4, S. 26
  5. http://www.unipublic.unizh.ch/magazin/gesundheit/2005/1571.html


Allgemeines

Bakterien26333a.jpg

Je nach Fragestellung und Verdachtsdiagnose werden Blutkulturen, Urin, Stuhl, Liquor, Hautgeschabsel, Haare, Rachenabstrich, Wundabstrich, Sputum o.a. zur mikrobiologischen Untersuchung versandt. Bei der Probenentnahme und dem Versand müssen bestimmte Regeln beachtet werden. Damit der Mikrobiologe eher fündig wird sollten ein paar kurze klinische Angaben nicht fehlen.

Testverfahren Bakteriologie, Mykologie und Parasitologie

Mikroskopie

Lichtmikroskope bieten meist die Vergrößerung 40x, 100x und 400x. Diese ergibt sich als Produkt aus dem Vergrößerungsfaktor des Okulars (meist 10x) und des Objektivs (meist 4x, 10x und 40x). Mit Immersionsöl kann ein 100x Objektiv verwenden werden, so daß eine 1000fache Vergrößerung möglich ist.

Bakterien werden üblicherweise in 400 bis 1000facher Vergrößerung angesehen.

Deckglaspräparat

Mit dem Deckglaspräparat können Mikroorganismen nativ, also in natura betrachtet werden.

Tuschepräparat

Cryptococcus neoformans, schwache Tusche-Färbung.

Das Tuschepräparat dient der Darstellung von Bakterienkapseln (z.B. Klebsiellen, Pneumokokken) oder Pilzkapseln (Cryptococcus sp). Die Kapsel färbt sich nicht an und bildet einen hellen Ring. Das Präparat kann auch hitzefixiert und mit Safranin gegengefärbt werden.

Mikroskopische Färbungen

Zur morphologischen Darstellung und Speziesdifferenzierung können verschiedene Färbungen durchgeführt werden.

Vorbehandlung: Mit einer in der Bunsenbrennerflamme sterilisierten Öse wird das Material auf den Objektträger aufgebracht und trocknen gelassen. Danach wird der Objektträger zur Hitzefixierung mehrmals mit der Probe nach oben durch die Flamme gezogen.

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Bakterien27413a.jpg

Gram-Färbung

Die Gram-Färbung ist eine Standardfärbung zur Beurteilung der Morphologie (Kokken, Stäbchen, Haufen, Ketten usw.) und des differentialdiagnostisch wichtigen Gram-Verhaltens.

Technik: Die Bakterien werden mit Kristallviolett für 30 Sekunden gefärbt und mit Lugolscher Lösung (Jod-Kalium-Lösung) für eine Minute gebeizt. In der bakteriellen Zellwand entsteht nun ein Jod-Farbstoff-Komplex ("Farblack"). Das vorsichtige, tropfenweise Entfärben (Differenzieren) mit Alkohol löst aus den dünnwandigen Gram-negativen Bakterien den Farbstoff viel stärker wieder heraus als aus der dicken Mureinhülle Gram-positiver Bakterien. Danach spült man gut mit Wasser, färbt mit Safranin (30 Sekunden) gegen, spült noch einmal und trocknet das Präparat.

Ergebnis: Gram-positive Bakterien erscheinen nach der Färbung blau-violett, Gram-negative rot-rosa.

Giemsa-Färbung

Mit der Giemsa-Färbung können u.a. Protozoen dargestellt werden. Das Färberesultat kann je nach verwendeten Reagenzien, Färbedauer und Fixierungstechnik unterschiedlich ausfallen.

Neisser-Färbung

Die Neisser-Färbung ist eine Standardfärbung zur Beurteilung von Corynebakterien, z.B. dem Corynebacterium diphtheriae.

Technik: Das Präparat wird 1 Minute mit Neisser I (Methylenblau, Kristallviolett, Ethanol) behandelt, die Farbe abgegossen (nicht gespült) und dann mit Neisser II (Chrysoidin- oder Bismarkbraunlösung) für 1 Minute gefärbt, die Farbe abgegossen (nicht gespült) und das Präparat zwischen Filterpapier getrocknet.

Ergebnis: Die meist terminal angeordneten aus Calcium und Polyphosphaten bestehenden metachromatischen Polkörperchen färben sich schwarz-blau und heben sich vom gelb-braun gefärbten Rest der Bakterienzelle ab.

Kinyoun-Färbung

Die Kinyoun-Färbung ist eine Standardfärbung zur Identifizierung von säurefesten Bakterien, die z.B. bei Befall mit Mycobacterium tuberculosis auftreten. Die Säurefestigkeit kommt durch einen hohen Anteil von sauren Lipiden und Wachsen in der Zellwand zustande.

Technik: Die hitzefixierten Präparate werden 2 Minuten mit Karbolfuchsin behandelt, gespült, mit Salzsäurealkohol entfärbt und nochmals gespült. Danach erfolgt die Gegenfärbung mit Methylenblau für 20-30 Sekunden. Das Präparat wird wieder mit Wasser gespült und zwischen Filterpapier getrocknet.

Ergebnis: Säurefeste Stäbchen heben sich leuchtend rot vom blauen Hintergrund ab.

Ziehl-Neelsen-Färbung

Tbc-Bakterien in der Ziehl-Neelsen-Färbung.

Wie mit der Kinyoun-Färbung können auch mit der Ziehl-Neelsen-Färbung säurefeste Bakterien dargestellt werden.

Sporenfärbung nach Schaeffer-Fulton

Mit der Sporenfärbung nach Schaeffer-Fulton werden Sporen dargestellt. Bakterien und Sporen werden aggressiv gefärbt und die die vegetativen Formen entfärbt. Der Kontrast wird durch Gegenfärbung mit Safranin erhöht.

Technik: Das Präparat wird für 2 Minuten in heißer Malachitgrün-Lösung gefärbt, danach gründlich mit Wasser gespült und mit Safranin für 1 Minute gegengefärbt. Das Präparat wird dann zwischen Filterpapier getrocknet.

Kapselfärbung nach MANEVAL

Durchführung: Kongorot und Bakterien mischen, Ausstrich herstellen, lufttrocknen, abspülen mit MANEVAL`scher Lösung und 5-6 min einwirken lassen, vorsichtig mit Aqua dest. abspülen.

Prinzip: MANEVAL`scher Lösung (enthält Fuchsin, das färbt die Bakterien; FeCl3 und Phenol zur Festigung der Kapsel; Essigsäure oder verdünnte HCl zur Senkung des pH-Wertes). Kongorot ist der pH-Wert-Indikator und färbt sich bei saurem blau.

Ergebnis: Hintergrund blau, Kapsel weiß, Bakterien rot.

Kultur

Ziele der Kultur sind die Spezieseinordnung und die Gewinnung von Reinkulturen für weitere Untersuchungen.

Kulturformen

Primärkulturmedien dienen der Erstkultur aus dem Untersuchungsmaterial.

Anreicherungsmedien sind optimal auf das Wachstum einer bestimmten Keimart abgestimmt, um diese zu vermehren.

Spezialnährmedien dienen dem Anzüchten von Keimen, die auf bestimmte Wachstumsbedingungen angewiesen sind.

Selektivnährmedien enthalten zusätzlich Stoffe, die unerwünschten Begleitkeime hemmen und/oder das Wachstum des gesuchten Keims fördern.

Indikatormedien dienen zum Anzüchten einer Keimart mit gleichzeitiger Prüfung ihrer biochemischen Leistungen.

Anlegen und Bebrüten einer Kultur

3-Ösen-Ausstrich

Um Bakterien zu isolieren werden diese auf Agar mit dem 3-Ösenausstrich vereinzelt und das Wachstum der colony forming units (CFU) abgewartet. Technik: Mit der ausgeglühten und abgekühlten Öse wird etwas Material von der Probe entnommen und im Zick-Zack vom Rand zur Mitte auf einem Drittel der Agar-Oberfläche verteilt. Die Öse wird wieder ausgeglüht und nach Abkühlen zieht man sie einmal durch das bereits beimpfte Feld und dann im Zick-Zack über das zweite Drittel des Nährbodens. Nach Ausglühen wird in analoger Weise das letzte Drittel beimpft, nachdem man die Impföse einmal durch das zweite Drittel gezogen hat.

Im Gegensatz dazu wird beim konfluenten Ausstrich der gesamte Agar gleichmäßig beimpft.

Kulturbedingungen

Bakterien haben unterschiedliche Ansprüche. Wichtige Faktoren sind die Temperatur, der O2 und CO2-Gehalt der Luft und die Beschaffenheit des Nährmediums (Glucose-, NaCl-, Blut-, Serum-, Fleischextraktgehalt). Einige Bakterien benötigen zur Pigmentbildung Licht.

Kultur auf Agar

Kriterien zur Beurteilung der Kolonien auf festen Nährmedien sind die Größe und Oberfläche der Kultur, das Hämolyseverhalten, die Farbstoffbildung und Farbveränderungen bei Indikatorzusatz.

Blut-Agar

Hämolyse-Verhalten von Streptokokken: α-Hämolyse bei S. mitis (links), β-Hämolyse bei S. pyogenes (Mitte) und γ-Hämolyse bei S. salivarius (rechts).

Beurteilen lassen sich hier die Morphologie der Kolonien und das Hämolyse-Verhalten.

  • α-Hämolyse - Unvollständige Hämolyse: Um die Kolonien finden sich im Hämolysehof mehr oder weniger farbige Zwischenprodukte des Hämabbaus.
  • β-Hämolyse - Vollständige Hämolyse: Um die Kolonien befindet sich ein farbloser Hof, das Häm ist vollständig abgebaut.
  • γ-Hämolyse - keine Hämolyse
  • Doppel-Hämolyse - Zwei im Agar verschieden schnell wanderende hämolytische Toxine führen zu Doppelringen (bei Clostridium perfringens).

MacConkey-Agar

Der MacConkey-Agar ist ein Selektivnährboden für gramnegative Stäbchen.

Leifson-Agar

Der Desoxycholat-Citrat-Agar nach Leifson dient zur Anzucht pathogener Darmkeime.

Tinsdale-Agar (Natriumtellurit-Agar)

Auf diesem Indikatormedium bilden Corynebakterien schwarze Kolonien durch Reduktion des metallischen Tellur. In höheren Konzentrationen unterdrückt Tellurit auch das Wachstum anderer Bakterien der Rachenflora. Weitere Bakterien die Tellurit reduzieren können sind verschiedene Staphylokokken, Streptokokken, nicht-pathogene Corynebakterien und Hefen.

Kochblut-Agar

Haemophilus influenzae ist auf Hämatin und NADP angewiesen und wächst daher nicht auf normalem Blutagar, aber auf Kochblut. Auf normalem Blutagar wächst er dann, wenn man ihn gleichzeitig mit Staphylococcus aureus bebrütet ("S. aureus-Amme").

Thayer-Martin-Agar

Dient zur Anzucht von Neisserien.

Sabouraud-Agar

Medium zur Anzucht von u.a. Candida albicans.

Citrat-Röhrchen

Indikatormedium zur Prüfung der Citratverwertung

Technik: Mit einer Impfnadel wird die Schrägfläche mit der verdächtigen Kultur bestrichen. Der Nährboden enthält Bromthymolblau als ph-Indikator, dieser schlägt bei Citratverwertung von grün (sauer) nach blau (alkalisch) um.

MIOH-Röhrchen

Mit dem MIOH-Röhrchen (Indikatormedium) werden 4 Reaktionen gleichzeitig überprüft:

  • Motilität - Überprüfung der Ausbreitung im Nährboden.
  • Indolreagenz – Prüfung, ob das Bakterium Tryptophan zu Indol abbauen kann. Positiv, wenn nach Zugabe des Kovacs- oder Ehrlich-Reagenz (Dimethylaminobenzaldehyd) innerhalb von 2 min. ein roter Farbstoff entsteht.
  • Ornithinspaltung - Prüfung auf Ornithindecarboxylase-Aktivität. Positiv: blau, negativ: gelb.
  • H2S-Bildung - H2S-Bildung führt zur Schwarzfärbung.

Anwendung: Differenzierung von Enterobakterien

Technik: Mit einer Impfnadel wird bis zum Boden in das Medium eingestochen.

Auswertung: MIOH + Citrat, Bsp.:

Enterobacterium M I O H Citrat
Citrobacter freundii + - + + +
Enterobacter aerogenes + - + - +
Enterobacter cloacae + - + - +
Escherichia coli + + + - -
Klebsiella pneumoniae - - - - +
Proteus mirabilis + - + + +/-
Salmonella Typhimurium + - + + +
Shigella sonnei - - + - -

Quellen: Microbiology and Bacteriology - The world of microbes - Key for Enteric Unknowns

Indikator-Zusätze

Neutralrot zeigt bei Farbumschlag zu Rot Laktoseverstoffwechselung an. Laktose wird z.B. von Escherichia coli, Klebsiella und Enterobacter verstoffwechselt, nicht aber von Proteus, Salmonella und Shigella.

Flüssignährmedien

Kriterien zur Beurteilung: Trübung, Flockung, Bodensatz, Oberflächenhäutchen, Farbstoffbildung.

Tryptic soy bouillon (TSB)

Tryptic soy bouillon (tryptisch verdaute Sojabohnen-Bouillon) ist ein Flüssignährmedium zur Kultur aerober Bakterien.

Brewer-Thioglykolat-Bouillon

Der Brewer-Thioglykolat-Bouillon erzeugt ein aneraobes Mileu (SH-Gruppen, Vitamin K) und einen Redoxindikator und dient damit zur Identifizierung anaerober Bakterien.

Biochemische Methoden

z.T. bei Nährböden schon behandelt (MIOH, Citrat, Neutralrot)

Oxidase-Test

Nachweis der Cytochrom c Oxidase.

Technik: Di- bzw. Tetramethyl-p-phenyldiamin reduziert über Cytochrom c die Cytochrom c Oxidase, und wird dabei oxidiert zu einem roten bzw. blauen Farbstoff. Reduziertes Dimethyl-p-phenyldiamin reagiert mit 1-Naphthol zu Indophenolblau. Man gibt einen Tropfen Oxidase-Reagenz auf ein Stück Filterpapier und verreibt darin mit der einer nicht-metallischen Impföse etwas von der Bakterienmasse. Eine positive Reaktion ist an der sofortigen Blaufärbung zu erkennen.

Katalase-Test

Technik: Man entnimmt mit der Öse ein Stückchen einer Kolonie und hält sie in einen Tropfen H2O2. Durch die Katalase freiwerdender O2 (2 H2O2 <-> 2 H2O + O2↑) führt zum Sprudeln. Katalase-positiv sind z.B. Staphylokokken, Katalase-negativ sind z.B. Streptokokken.

Koagulase-Test

Mit dem Koagulase-Test lässt sich die gebundenen Koagulase (clumping factor) von Staphylococcus aureus nachweisen und diesen Erreger damit gegen die Gruppe der Koagulase-negativen Staphylokokken (CONS) abgrenzen. Die Koagulase wandelt zusammen mit Thrombin Fibrinogen in Fibrin um.

Technik: Man suspendiert mehrere Kolonien in physiologischer NaCl-Lösung, so dass keine Klumpen mehr vorhanden sind. Dann gibt man Kaninchenplasma hinzu und schwenkt den Objektträger etwas. Bei Staphylococcus aureus kommt es binnen weniger Sekunden zur Koagulation (Klümpchenbildung, Flockung).

Durchführung als Deckglastest

Das zu untersuchende Material (eine Kolonie genügt) wird mit fibrinogenhaltigem Plasma verrieben. Sollte es sich bei der Probe um Staphylococcus aureus handeln, ist Clumping-Faktor A enthalten und die Probe flockt aus (Clumpingfaktor-positiv). Die Reaktion verläuft innerhalb von 1-2 Minuten und ist makroskopisch sichtbar.

Ist die Probe jedoch negativ, so handelt es sich (wahrscheinlich) nicht um Staphylococcus aureus, die Probe wird dann milchig-trübe. Bei MRSA (Methicillin resistenter Staphylococcus aureus) kann der Clumping-Faktor maskiert sein, so dass es zu einem falsch negativen Nachweis kommen kann.

Die Kolonie sollte jedoch vor Zugabe des Plasmas in 0,9% NaCl Lösung verrieben werden, da ein direktes Vermischen von Kolonie und Plasma bei Mikrokokken falsch positive Ergebnisse liefern kann.

Durchführung als Röhrchentest

Die zu prüfende Kolonie wird in sterilem NaCl auf Mc Farland 1 eingestellt. 50 µl dieser Suspension (entspricht ungefähr 3 Tropfen mit der sterilen Pasteurpipette) wird in einem Röhrchen mit 0,5 ml Kaninchenzitratplasma gemischt.

Kontrollen
  • Positivkontrolle mit Staph. aureus ATCC
  • Negativkontrolle mit Staph. epidermidis
Inkubation
  • 18–24 h bei 37 °C im Wasserbad
Auswertung

Nach 4 Stunden und nach 18–24 Stunden. Grund dafür ist eine mögliche Bildung von Fibrinolysin welche nach 24 Stunden ein falsches Negativergebnis liefern kann.

  • negativ: keine Koagulase
  • 1+ positiv: kleine , nicht zusammenhängende Klümpchen
  • 2+ positiv: kleine , zusammenhängende Klümpchen
  • 3+ positiv: großer Klumpen
  • 4+ positiv: Der gesamte Röhreninhalt ist koaguliert und das Röhrchen kann auf den Kopf gestellt werden ohne das der Inhalt herausläuft.

Bacitracin-Test

Mit dem Bacitracin-Antibiotikum-Testplättchen lassen sich beta-hämolysierende Streptokokken näher differenzieren. Man legt das Testplättchen auf einen frischen konfluenten Ausstrich und drückt es leicht mit der Pinzette an. Streptococcus pyogenes ist gegenüber Bacitracin empfindlich und es bildet sich ein Hemmhof um das Plättchen aus.

Optochin-Test

Optochin ist ein Chiniderivat (kein Antibiotikum) aus der Rinde des Chinabaums und hemmt das Wachstum von Streptococcus pneumoniae (Testblättchen), so dass sich dieser Keim aus der Gruppe der α-hämolysierenden Streptokokken (Gram-positiv, Kettenbildend, α-hämolysierend, aerob, Katalase-negativ) identifizieren lässt.

Biochemische Test-Systeme

Ein API®-System zur Durchführung einer „bunten Reihe“.
Ein System von Enterotube®.

Mit speziellen Testkits z.B. dem API®-System der Firma bioMérieux[1] können dutzende verschiedener biochemischer Testreaktionen („biochemische bunte Reihe“) gleichzeitig und automatisiert durchgeführt werden, was das Verfahren für die Routinediagnostik prädestiniert.

Immunologischer Nachweis

Objektträger-Probeagglutination mit Antikörpern

Bei Verdacht auf pathogene Darmkeime (z.B. Salmonellen, enteropathogene E. coli) kann ein immunologischer Schnelltest eingesetzt werden.

Technik: Eine verdächtige Kolonie wird auf einem Objektträger mit dem jeweiligen anti-Verdachtserreger-Serum (z.B. anti-O-EPEC oder anti-O-Salmonella) vermischt, bis keine Klümpchen mehr sichtbar sind. Unter beständigem Schwenken kommt es bei positivem Ergebnis nach 30 bis 60 Sekunden zur Agglutination.

Wegen der mangelnden Genauigkeit muß eine nachträgliche biochemische Bestimmung allerdings trotzdem erfolgen.

Resistenztestungen

Indikationen für Resistenztestungen sind alle schweren Infektionen (Sepsis, Meningitis, Osteomyelitis, Endokarditis usw.), nosokomiale Infektionen, chronische Infektionen, Infektionen bei Immunsupprimierten und Therapieversager.

Neben dem therapeutischen Impact ergeben sich in der Gesamtschau vieler Resitenztestungen auch Rückschlüsse über die Resistenzlage in den Krankenhäusern und deren Fachabteilungen, so dass auch Patienten, bei denen die Testung noch aussteht, von einer besseren kalkulierten Therapie profitieren können.

Verdünnungs(Dilutions)-Methoden

Antibiotika werden in einer Verdünnungsreihe in flüssigen oder festen Nährmedien verdünnt (z.B. 128μg/ml, 64μg/ml, 32μg/ml,...), jeweils mit einer definierten Bakterienverdünnung beimpft und 18 Stunden bebrütet. Die Antibiotikakonzentration, bei der gerade noch kein Bakterienwachstum stattfindet ist die minimale Hemmstoffkonzentration (MHK).

Zusätzlich kann man in den Proben, in denen kein Wachstum erfolgt ist die Keimdichte bestimmen und mit der Ausgangsverdünnung vergleichen. Die Verdünnungsstufe, bei der 99,9% des Inokulums abgetötet wurden ist ist die minimale bakterizide Konzentration (MBK).

Agardiffusionsmethoden

Agardiffusionstest

Ein festes Nährmedium wird mit einer Standard-Verdünnung an Testbakterien gleichmäßig beimpft und standardisierte Antibiotikum-Testplättchen aufgelegt, aus denen das Antibiotikum herausdiffundiert. Die Konzentration im Agar nimmt mit der Entfernung vom Testplättchen zunehmend ab. Nach 18 Stunden Bebrütung kann anhand der Größe des Hemmhofes (in mm) die Sensibilität bestimmt werden.

E-Test

Beim E-Test wird ein mit einem Antibiotikumkonzentrationsgradienten imprägnierter Teststreifen auf den beimpften Agar aufgelegt. Die MHK kann an der Stelle abgelesen werden, an der die Bakterien bis an den Teststreifen heranwachsen.

Bewertung

Alle Tests haben Vor- und Nachteile, diese nun im Überblick:

Dilution Agardiffusion E-Test
MHK-Bestimmung präzise ungenau präzise
Unbeeinflusst vom Nährmedium ja nein nein
Unbeeinflusst von der Diffusionsrate des AB ja nein (ja)
Testung von Bakterien möglich, die Blut benötigen? nein ja ja
Zur Notfalltestung geeignet? nein ja unüblich
Teuer, aufwendig? ja nein ja

Hemmstofftest

Der Hemmstofftest dient zum Aufspüren antimikrobieller Substanzen im Untersuchungsmaterial (z.B. bei antibiotisch anbehandelten Infektionen), da diese zu verminderten Keimzahlen führen und die Ergebnisse verfälschen können. Dafür wird ein hochempfindlicher Laborkeim (z.B. Bacillus subtilis) in Anwesenheit von Untersuchungmaterial bebrütet. Ein Hemmhof ist dementsprechend ein positiver Nachweis.

Serologie

Die Infektionssserologie beschäftigt sich mit dem Nachweis von erregerspezifischen Antigenen (siehe Testverfahren Virologie) und Antikörpern in Serum, Liquor und Punktaten.

Antikörpernachweis: Antikörper bilden sich nach Antigenkontakt, IgM-Antikörper etwa 7 Tage nach der Infektion, IgA- und IgG etwas später. Während IgA und IgM nach einigen Wochen bis Monaten verschwinden, bleiben IgG-Antikörper Monate, Jahre und z.T. bis ans Lebensende nachweisbar (Seronarbe).

Die Bestimmung von Antikörpern wird eingesetzt bei Erregern, die schwer oder nicht anzüchtbar sind (Treponema pallidum, Toxoplasma gondii, Hepatitis-Viren), bei Postinfektionssyndromen ohne Erreger (Streptococcus pyogenes, Yersinien), bei epidemiologischen Fragestellungen (Herpes-Viren) und zur Kontrolle des Immunstatus (z.B. vor und nach einer Impfung).

Die Höhe des Antikörperspiegels wird in Titern oder Internationalen Einheiten (I.E.) angegeben. Der Titer wird bestimmt, indem vom Serum eine Verdünnungsreihe angelegt wird und diese getestet wird. Die niedrigste Konzentration mit noch positiver Reaktion ist dann der Titer, z.B. 1:16, 1:32 oder 1:64.

Agglutinationsmethoden

Messparameter ist die Agglutination durch Bildung von Antigen-Antikörper-Komplexen.

Hinweis: In den folgenden Abschnitten werden diese Begriffe und Zeichen synonym für Antikörper (Immunglobuline) benutzt: Ak, Ig, anti-X; bildhaft: Y, >-, -<

TPPA-Test

Treponema pallidum-Partikelagglutinationstest, NS - nicht sensibilisierte Erythrozyten, S - sensibilisierte Erythrozyten

Treponema pallidum-Partikelagglutinationstest

Bei diesem Syphilis-Screeningtest, der frische und ältere Infektionen nachweist werden biologisch inerte Gelatinepartikel (G) eingesetzt, die mit Antigen (Ag) von Treponema pallidum Nichols-Stamm beladen wurden. Werden sie mit positivem Patientenserum (d.h. Serum mit Antikörpern S-Ig gegen T. pallidum) inkubiert kommt es zur Agglutination.

Ag|G|Ag  >-  Ag|G|Ag   ->  Ag|G|Ag Ag|G|Ag Ag|G|Ag ...   (Agglutination über Fab des Ig)
                                  Y       Y       Y
      
        S-Ig                     S-Ig    S-Ig     S-Ig 

Die Sensitivität liegt bei 99,9%, die Spezifität bei 99-100%. 1% der Gesunden werden meist transient falsch positiv getestet, der Test ist allerdings hochspezifisch, wenn er mit einem weiteren Test (VDRL oder FTA-abs-Test) kombiniert wird.


Die Syphilis-Diagnostik folgt diesem Schema:

  1. Suchreaktion: TPPA
  2. Bestätigung: FTA-abs-Test
  3. Verlaufskontrolle: VDRL-Test oder Cardiolipin-KBR (Komplementbindungsreaktion) und IgM-FTA-abs-Test zur Beurteilung der Aktivität und des Therapieerfolges.

VDRL-Test

Veneral-Disease-Research-Laboratories-Test

Bei der Syphilis (und vielen anderen Erkrankungen, die mit Gewebsschäden einhergehen) treten Autoantikörper gegen das mitochondriale Cardiolipin (Cl) auf. Diese können in einer Agglutinationsreaktion nachgewiesen und zur Verlaufskontrollle genutzt werden. Der VDRL-Test ist nicht spezifisch gegen T. pallidum gerichtet.

Cl  >-  Cl   ->  Cl Cl Cl ...     (Agglutination über Fab des Auto-Ig)
                   Y  Y  Y     
  S-anti-
  Cl-Ig 

Daneben gibt es noch den Cardiolipin-Mikroflockungstest (CMT), der nur im akuten Stadium der Lues positiv reagiert und deswegen Auskunft über die Therapiebedürftigkeit gibt.

Immunfluoreszenz

Beim indirekten Fluoreszenztest wird das Antigen (Ag) auf den Objektträger gebracht und fixiert. Danach wird das Patientenserum aufgebracht und inkubiert. Enthält das Serum Antikörper (S-Ig), so binden diese an das Antigen und können dann mit einem Fluoreszenzmarkierten Anti-Humanimmunglobulin (anti-hIg-F) markiert und im Fluoreszenzmikroskop gesehen werden.

|Ag     >-       >-F
           
       S-Ig     anti-hIg-F

FTA-abs-Test

Fluorescent Treponemal Antibody - Absorption - Test

Der FTA-abs-Test wird zur Bestätigung positiver TPPA-Test-Ergebnisse benutzt. Das Patientenserum wird zur Beseitigung kreuzreagierender Antikörper mit T. phagedensis-Ultraschallhomogenat vorinkubiert und dann auf mit T. pallidum-Antigen imprägnierte Objekträger aufgebracht. Die Detektion erfolgt mit FITC-Anti-Humanglobulin (FITC: Fluoreszein-Isothiocyanat).

Beim IgM-FTA-abs-Test wird vor der Testung das IgG aus dem Patientenserum abgetrennt und zur Detektion ein μ-Ketten-spezifisches Anti-Humanglobulin eingesetzt.

Bakterien-Systematik

Eine Übersicht über die medizinische Bakterien-Systematik auf der Grundlage der vorgenannten Differenzierungsmethoden finden Sie zu Anfang des Kapitels Spezielle Bakteriologie.

Testverfahren Virologie

Elektronenmikroskopie

Darstellung von Herpes simplex-Virionen im TEM.

Viren, die in hoher Zahl im Patientenmaterial vorhanden sind können nach Fixierung und Kontrastierung im Elektronenmikroskop betrachtet werden. Die Identifizierung erfordert lange Berufserfahrung. Ein Elektronenmikroskop verursacht hohe Anschaffungs- (200.000 bis 500.0000 €) und Betriebskosten. Für den Routinebetrieb daher nur bedingt geeignet. Von der Technik her können Transmissions- (TEM) und Rasterelektronenelektronenmikroskopie (REM), engl. scanning electron micrography (SEM) unterschieden werden. Ersteres mißt Elektronen, die durch dünne Objektschichten hindurchgeschossen werden, letzteres mißt die am Objekt reflektierten Elektronen.

Weblink: Wikipedia-logo-v2.svg Elektronenmikroskopie

Virusisolierung

Die Virusisolierung ist immer dann angebracht, wenn im Patientenmaterial sehr wenig virales Antigen nachweisbar ist. Zu diesem Zweck wird das Patientenmaterial auf Monolayer- oder in Suspensionszellkulturen gegeben. Falls eine Infektion erfolgt, kann bei einigen Viren eine Veränderung der Zellmorphologie, der zytopathische Effekt (CPE) beobachtet werden. Einen CPE verursachen z.B. Herpes Simplex-, Varicella-, Influenza-, Adeno-, Picorna-, Enteroviren, sowie Masern-, Mumps- und Rötelnviren. Einige andere Viren verursachen keinen CPE oder es existieren keine Zellen, die in vitro von diesen Viren infiziert werden.

Da im Patientenmaterial toxische Substanzen vorkommen können, die evtl. einen CPE vortäuschen, wird bei Nachweis eines CPE mit dem Überstand der Primärkultur eine Sekundärkultur angelegt. Die Zellen, die einen CPE zeigen oder der Kulturmedienüberstand dieser Zellen kann dann für weitere diagnostische Untersuchungen verwendet werden (siehe IFT, Ag-Nachweis in Zellen, Elektronenmikroskopie).

Viren quantifizieren

Anwendung: In der experimentellen Virologie, zur Aktivitätsprüfung von antiviralen Medikamenten, zur Konzentrationsseinstellung von Lebendimpfstoffen, vor der Virustypisierung im Neutralisationstest.

Endpunkttitration (Virus-Titer-Bestimmung)

Um die Virusmenge einer Lösung (Patientenmaterial, Viruskultur) grob abzuschätzen kann man von der Virussuspension eine geometrische Verdünnungsreihe anfertigen (1:10, 1:100, 1:1.000 usw.).Eine Multikulturplatte, deren Vertiefungen mit Zellen bewachsen sind, wird mit je einem Milliliter dieser Verdünnungen beimpft. Die Verdünnung, bei der nur noch 50% der Zellen einen CPE, d.h. Infektionszeichen zeigen, ist dann der Titer bzw. der TCID50/ml (TCID: tissue culture infective dose).

Plaque-Test

Plaque-Test mit einer Verdünnungsserie.

Mit dem Plaque-Test lässt sich die mit dem Neutralisationstest bestimmte Virusmenge weiter spezifizieren. Hierzu werden (meist) einige Petrischalen mit einer definierten Menge an Virussuspension (Verdünnungsreihe um den TCID50/ml-Wert herum) beimpft. Die Kulturen werden eine Stunde bei 37°C inkubiert, damit die Viren adhärieren können. Danach wird die Kultur mit einem Kristallviolett-haltigen Agar überschichtet, der den Viren nur noch die Ausbreitung von Zelle zu Zelle gestattet. Der enthaltene Vitalfarbstoff wird von lebenden, aber nicht von toten Zellen aufgenommen und gespeichert, so dass sich die infizierten Zellareale als helle Flächen vom blauen Zellrasen abheben.

Nach Kultur bei 37°C über 2- 7 Tage kann die Zahl der vermehrungsfähigen Viren als plaque forming units (PFU) angegeben werden bezogen auf die verwendete Verdünnung. Beispielweise bedeuten 15 PFUs bei der Verwendung von 1ml einer Serumverdünnung von 1:1.000 dann 15.000 PFUs pro ml Patienten-Serum.

Virus-Typisierung

Neutralisationstest (NT)

Hat man einen konkreten Anfangsverdacht so kann man mit dem Neutralisationstest den Erreger (Ag) bestimmen. Eine mittels Endpunkttritration definierte Virussuspension (1000 TCID50/ml) wird mit verschiedenen Antiseren (anti-X-Ig) gemischt und eine Stunde bei 37°C inkubiert. Passen Virus und Serum-Antikörper zusammen so ist die Infektiösität aufgehoben und das Virus löst in der folgenden Kultur keinen CPE mehr aus.

Ag3   >-          -> keine Inaktivierung -> CPE
     anti-1-Ig
              
Ag3   >-          -> keine Inaktivierung -> CPE
     anti-2-Ig 
               
Ag3   >-          ->    -< Ag3 >-    Inaktivierung -> kein CPE
     anti-3-Ig               

Serologischer NT

In Umkehrung des vorbeschriebenen NT können mit Hilfe bekannter Virusstämme Antikörper im Patientenserum nachgewiesen werden und zusätzlich deren Titer bestimmt werden. Hierzu wird 1000 TCID50/ml-Testvirussuspension mit den gleichen Volumina verschiedener Patientenserum-Verdünnungen (z.B. 1:4, 1:8, 1:16, ... ,1:128) 1 Stunde bei 37°C inkubiert und die verbliebene, d.h. nicht neutralisierte Infektionsfähigkeit in der Zellkultur (Mikrotiterplatte) getestet: Endpunkt-Titration der Antikörper.

1) Bestimmung des Antikörpers:

Ag1   >-          -> keine Inaktivierung -> CPE
     anti-3-Ig
              
Ag2   >-          -> keine Inaktivierung -> CPE
     anti-3-Ig 
             
Ag3   >-          ->    -< Ag3 >-    Inaktivierung -> kein CPE
     anti-3-Ig  

2) Titerbestimmung:

Ag3 + anti-3-Ig (Patientenserum in verschiedenen Verdünnungen) -> CPE/50%CPE/kein CPE  

ELISA

Der Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) ist der Test, der für fast alle viralen Erreger angewendet wird. Durch den Einsatz von Teil- oder Vollautomaten, die die Teste bearbeiten, ist der ELISA am wirtschaftlichsten und daher weit verbreitet.

Der Test beruht auf Antigen-Antikörper-Interaktionen, die mittels Farbreaktionen nachgewiesen werden.

Serologischer ELISA

Ziel: Nachweis von Virusspezifischen Antikörpern im Patientenserum

Methode: Eine mit Virus-Antigen (Ag) beschichtete Oberfläche wird mit dem Patientenserum inkubiert, nicht gebundene Antikörper (>-) werden durch Spülen entfernt. Haben Serum-Antikörper des Patienten (S-Ak) an das Antigen gebunden, dann können diese im zweiten Schritt mit einem kettenspezifischen anti-Antikörper gegen humanes Immunglobulin G (anti-hIgG) markiert werden, der mit einem Enzym (E), z.B. Meerrettichperoxidase (HRP) oder Alkalische Phosphatase (AP) gekoppelt ist (>-E). Nach Entfernung von nicht gebundenem anti-hIg, wird im dritten Schritt ein Chromogen (Farbreagenz) zugegeben, das vom Enzym in ein farbiges Produkt (FR) umgesetzt wird.

Reaktion wenn S-Ak vorhanden:

|Ag   >-     >-E       +|<-Chromogen
|Ag   >-     >-E       +|
|Ag   >-     >-E       +|-> farbiges Reaktionsprodukt (FR) 
                        
     S-IgG  anti-hIgG,Enzymgekoppelt  

Durch die Verwendung geometrischer Verdünnungen des Patientenserums kann der Antikörper-Titer bestimmt werden.

Neben dem IgG kann auch IgM bestimmt werden. Hierzu wird ein μ-Kettenspezifisches anti-hIg benutzt. Im Serum evtl. vorhandene Rheumafaktoren (RF: IgM, das gegen körpereigenes IgG gerichtet ist) kann die Messung verfälschen, indem es an Ag-gebundenes IgG bindet und vom anti-hIgM detektiert wird. D.h. statt IgM mißt man IgG.

richtig-positiv:                  falsch-positiv durch RF: 
 
|Ag   >-X-<    >-E    -> FR       |Ag   >-     >-X-<     >-E     -> FR

      S-IgM   anti-IgM                 S-IgG   IgM-RF   anti-hIgM

Um dieses Problem zu umgehen wurde die Anti-μ-Technik entwickelt. Hierbei werden alle IgM-Antikörper unabhängig von ihrer Spezifität auf einer mit anti-IgM beladenen Fläche gebunden. Im zweiten Schritt kann daran nun das Virusantigen (Ag) binden, das mit dem Enzym (E) gekoppelt wurde. Ist im Patientenserum IgM gegen das Virus vorhanden wird Ag-E gebunden und die Farbreaktion ist positiv.

|-<          >-X-<      Ag-E     -> FR
  
anti-IgM     S-IgM     

Virusnachweis mit ELISA

Virusantigen kann mit dem Sandwich-ELISA nachgewiesen werden. Auf der Oberfläche befinden sich gegen das Virusantigen gerichtete Antikörper. Bindet daran Virus-Antigen, das im Patientenmaterial enthalten ist, dann kann dieses mit einem zweiten, Enzym-gekoppelten Antikörper markiert werden, der allerdings gegen ein anderes Epitop des Antigens gerichtet sein sollte, um Kreuzreaktionen zu vermeiden.

|-<    Ag    >-E     -> FR
 
anti-Ag      anti-Ag

Immunfluoreszenztest (IFT, IFA)

Sowohl IgG-Antikörper als auch IgM-Antikörper können mit dem IFT nachgewiesen werden. Am häufigsten ist die Anwendung des indirekten IFT bei Infektionen mit Influenzaviren und dem Epstein-Barr-Virus.

Hinweis: Freie Viren können nicht detektiert werden, da diese beim Waschen weggespült werden.

Antikörpernachweis (indirekter IFT bzw. IIF)

Ausgangsmaterial für den IIF sind meistens mit Testviren infizierte Zellen, die auf Glasplättchen fixiert und mit dem Patientenserum inkubiert werden. Durch Spülen werden die nicht gebundenen S-Ak abgewaschen. Die Zellen werden dann mit einem anti-hIg inkubiert, das mit einem Fluorochrom (z.B. Fluoresceinisothiocyanat, FITC) gekoppelt ist. Die Immunfluoreszenz kann im Fluoreszenzmikroskop gesehen werden.

|Ag    >-       >-F
 
      S-Ig     anti-hIg

Antigennachweis (direkter IFT bzw. DIF)

Das Antigen wird im Patientenmaterial direkt mittels Fluorochrom-markiertem Ak nachgewiesen.

|Ag   >-F 
   
     anti-Ag

Hämagglutinationshemmtest (HHT)

Hämagglutinationshemmtest, SK - Serumkontrolle, ohne Vorlage von Antigen

Der HHT findet Anwendung bei Viren, deren Oberflächenproteine in der Lage sind an Erythrozyten zu binden und diese zu agglutinieren, was z.B. bei Rötelnviren der Fall ist. Die so gebundenen Erythrozyten bilden ein Netzwerk aus, das nicht mehr auf den Boden des Reaktionsgefäßes absinkt. Im HHT wird nun dem System aus Rötelhämagglutinin und Test-Erythrozyten das zu testende humane Serum zugegeben. Serum-Antikörper, die gegen das Virus gerichtet sind binden an die Öberflächenproteine der Viren und verhindern die Hämagglutination, die Erys sinken ab und bilden einen "Knopf". Zur Quantifizierung wird das zu testende Serum in Verdünnungsstufen in den Test eingebracht. Dadurch kann der Titer ermittelt werden, der gerade noch ausreicht, um die Hämagglutination zu unterbinden. In der Routinediagnostik wird dieser Test zur Bestimmung des Röteln-Titers verwendet.

R-Ag (Hämagg.)    >-   -> Hämagg.-Inakt. -> keine Agglutination, Test-Erys sinken ab ("Knopf") 
                 S-Ig
 
R-Ag (Hämagg.)                           -> Agglutination ("Netz")



















Komplementbindungsreaktion (KBR)

Komplementbindungsreaktion, SK - Serumkontrolle, ohne Vorlage von Antigen

Die KBR erkennt im Wesentlichen nur IgG1-, IgG3- und IgM-Antikörper. Für die Diagnostik einer akuten Infektion sind daher 2 aufeinander folgende Serumproben (Abstand 5-10 Tage) notwendig, bei denen ein erhöhter KBR-Titer im Falle einer akuten Infektion festzustellen ist. Die KBR ist eine sehr alte Methode, die derzeit von neueren Verfahren abgelöst wird. Sie kann bei fast allen viralen Infektionen angewendet werden. Das hauptsächliche Anwendungsgebiet ist die Serologie von Influenza A/B, Parainfluenza, RSV, VZV, Masern, Mumps und Adenoviren.

Prinzip: Antikörper binden nach Antigenkontakt (am Fab-Teil) mit ihrem Fc-Teil Komplement.

Testverfahren: Das Patientenserum wird mit Testvirusantigen zusammengebracht und dann Komplement dazugegeben. Besitzt der Patient Ak gegen das Virus-Ag, so bilden sich Ag-Ak-Komplexe und der Ak bindet Komplement. Das Komplement wird dadurch weggefangen. Im zweiten Schritt werden dann Hammelerythrozyten dazugegeben, die mit Kaninchen-Antikörpern (anti-Hammel) bedeckt sind. Da kein freies Komplement da ist kommt es nicht zur Hämolyse. Ist das Patientenserum negativ, so bleiben das Ag und Komplement frei, Komplement bindet an das Kaninchen-Ig auf den Hammelerythrozyten und führt zur Hämolyse. Durch verschiedene Verdünnungen des Patientenserums kann eine Titerbestimmung erfolgen.

Virus-Ag   >-   Komplement -> kein Komplement übrig -> Ak-beladener Ery i.O. -> keine Hämolyse                        
          S-Ig
 
Virus-Ag         Komplement -> Komplement bindet an Ak auf dem Ery -> Hämolyse

Hämolyse-im-Gel-Test (HIG)

Mit Rötelnvirusantigen beschichtete Erythrozyten werden in Agarosegel gegossen. In das Gel werden kleine Löcher gestanzt und das Patientenserum zusammen mit Komplement eingefüllt. Wenn das Serum anti-Röteln-Immunglobuline enthält, so kommt es zur Hämolyse. die Größe des Hämolysehofs ist proportional zur Antikörperkonzentration im Serum.

Ery|Ag    >-      Komplement   ->  Hämolyse 
         S-Ig
  
Ery|Ag            Komplement   ->  keine Hämolyse  

Westernblot

Der Westernblot wird hauptsächlich bei der Diagnostik von HIV 1 und 2, Röteln, CMV, EBV, Hanta-Viren, HTLV und HCV eingesetzt. Er wird verwendet, um die in dem ELISA-Test erhaltenen Ergebnisse zu bestätigen oder um weitere diagnostische Fragestellungen zu bearbeiten. Er bietet die Möglichkeit Antikörper gegen mehrere virale Proteine gleichzeitig nachzuweisen.

Vorbereitung eines Teststreifens (Bsp. HIV): Eine T-Lymphozyten-Zellkultur wird mit HIV infiziert zur Erzeugung von viralen Antigenen. Die Zellen werden zentrifugiert und aus dem Lysepuffer ein Extrakt gewonnen. Die Proteine werden mittels Gel-Elektrophorese aufgetrennt und per Elektroblot auf Nitrocellulosefolie übertragen, die dann in (Test)Streifen geschnitten werden kann. Auf dem Streifen sind die Antigene dann in einer festen Reihenfolge angeordnet, die durch die Wanderungsgeschwindigkeit der Proteine im Gleichstromfeld vorgegeben ist.

Durchführung: Das Patientenserum wird auf den Teststreifen aufgetragen und beides inkubiert. Sind im Serum Antikörper vorhanden, dann können die Antigen-Antikörper-Komplexe wieder mit einem Chromogen- oder Fluorochrom-gekoppelten anti-hIg sichtbar gemacht werden. Im Bsp. sind S-Antikörper gegen Protein 1 und 3 vorhanden:

          | |                                       | |  
Protein 1 |Ag1    >-              >-E/C/F           |x| pos
          | |      S-anti-Ag1     anti-hIg          | |
Protein 2 |Ag2                                      | | neg
          | |                        "              | |
Protein 3 |Ag3    >-                                |x| pos
          | |      S-anti-Ag3        "              | |
                                        
     Teststreifen                                Teststreifen

Nukleinsäuren-Nachweis

in situ-Hybridisierung

Die in situ-Hybridisierung wird vor allem bei der Identifizierung und Typisierung von Humanen-Papilloma-Viren (HPV) angewendet.

Technik: Das Patientenmaterial wird aufgearbeitet und die angereicherte Nukleinsäure (NS) auf Nitrozellulosefolie oder Plastik fixiert. Mit spezifischen einzelsträngigen Gen-Sonden können nun bestimmte Nukleotidsequenzen in der denaturierten, einzelsträngigen DNA oder RNA aus dem Patientenmaterial nachgewiesen werden (Hybridisierung komplementärer Stränge). Die Gen-Sonden sind dafür mit Fluorochromen oder radioaktiven Isotopen markiert.

|NS    Sonde-F

Erweiterte Hybridisierung

Die Signale der in situ-Hybridisierung können verstärkt werden, in dem die Sonde nicht direkt markiert ist, sondern ein markierter anti-Sonden-Ak eingesetzt wird, der gleich mehrfach an eine Sonde binden kann.

|NS    Sonde     >-F 
               
                anti-Sonde-Ig-F                               

Polymerasekettenreaktion (PCR)

Grundprinzip der PCR.
Grundprinzip der PCR.

Da Hybridisierungsverfahren manchmal an der zu geringen Nukleinsäuremenge scheitern, kann letztere durch die Polymerasekettenreaktion vermehrt werden.

Für RNA-Viren ist vor dem Verfahren noch ein Umschreiben der RNA in DNA mit Hilfe einer Reverse Transkriptase (RT) notwendig. Die reverse Transkription und die anschließende Amplifikation des Genoms via PCR wird unter der Abkürzung RT-PCR zusammengefasst. Die PCR bzw. RT-PCR ist für fast alle humanpathogenen Viren etabliert. Eingesetzt wird sie, wenn andere Nachweisverfahren kein positives Ergebnis liefern, aber ein dringender Verdacht auf eine virale Infektion besteht, zur Bestimmung von Genomäquivalenten für prognostische Zwecke, zum Therapie-Monitoring oder falls keine anderen Methoden zur Verfügung stehen.

Technik: Der Prozess verläuft in drei Schritten, die mehrfach wiederholt werden. 1.) Aufschmelzen der Doppelstränge in Einzelstränge bei ca. 95°C, 2.) Primerhybridisierung, je nach verwendetem Primer bei 50° bis 65° 3.) Erzeugung des Komplementärstrangs: Die Polymerase lagert sich an den Primer an und verlängert den neuen Strang in 5'3'-Richtung. Von der verwendeten Polymerase und der Länge des zu amplifizierenden DNA-Stücks hängen Temperatur (68-72°C) und Dauer dieser Phase ab. Danach wird der Zyklus wiederholt. Die Durchführung von X Zyklen amplifiziert dann einen DNA-Strang zu 2X identischen Tochtersträngen.

Weblink: Wikipedia-logo-v2.svg Polymerase-Kettenreaktion

Größenbestimmung amplifizierter DNA-Fragmente mittels Agarosegelelektrophorese

Die DNA-Fragmente können im Agarosegel, an das eine definierte elektrische Spannung angelegt wird nach ihrer Größe (proportional zur Wanderungsgeschwindigkeit) aufgetrennt werden.

Quellen

  1. http://www.biomerieux.com/servlet/srt/bio/portail/dynPage?open=PRT_PRD_CLN_CTL


Prionen als Krankheitserreger

Überblick: Prionen (von engl. proteinaceous infectious particles) sind physiologisch im Körper vorkommende Proteine, die bei Fehlfaltung zu wasserunlöslichen β-Faltblatt-Strukturen Prionenerkrankungen auslösen können.

Die Fehlfaltung kann spontan auftreten (z.B. bei Creutzfeldt-Jakob-Krankheit oder fataler familiärer Insomnie) oder das pathogene Protein gelangt durch kontaminierte Nahrung in den Körper (z.B. bei BSE, Kuru). Das falsch gefaltete Protein kann in richtig gefalteten Proteinen die Fehlfaltung induzieren, was zu einer fatalen Kettenreaktion führt.

Prionenerkrankungen:

Mammalian prions, agents of spongiform encephalopathies
ICTVdb Code Disease name
90.001.0.01.001. Scrapie
90.001.0.01.002. Transmissible mink encephalopathy (TME)
90.001.0.01.003. Chronic wasting disease (CWD)
90.001.0.01.004. Bovine spongiform encephalopathy (BSE)
90.001.0.01.005. Feline spongiform encephalopathy (FSE)
90.001.0.01.006. Exotic ungulate encephalopathy (EUE)
90.001.0.01.007. Kuru
90.001.0.01.008. Creutzfeldt-Jakob disease (CJD)
  (New) Variant Creutzfeldt-Jakob disease (vCJD, nvCJD)
90.001.0.01.009. Gerstmann-Sträussler-Scheinker syndrome (GSS)
90.001.0.01.010. Fatal familial insomnia (FFI)


Mammalian prions, agents of spongiform encephalopathies
ICTVdb Code Natural host Prion name PrP isoform
90.001.0.01.001. Sheep and goats Scrapie prion OvPrPSc
90.001.0.01.002. Mink TME prion MkPrPSc
90.001.0.01.003. Mule Deer and Red Deer CWD prion MDePrPSc
90.001.0.01.004. Cattle BSE prion BovPrPSc
90.001.0.01.005. Cats FSE prion FePrPSc
90.001.0.01.006. Nyala and greater kudu EUE prion NyaPrPSc
90.001.0.01.007. Humans Kuru prion HuPrPSc
90.001.0.01.008. Humans CJD prion HuPrPSc
  Humans vCJD prion HuPrPSc
90.001.0.01.009. Humans GSS prion HuPrPSc
90.001.0.01.010. Humans FFI prion HuPrPSc


Hypothesen: Das im menschlichen und tierischen Körper, besonders im Nervensystem vorkommende PrPc (Prion Protein cellular) kommt besonders an der Zelloberfläche vor und schützt die Zellen vor zweiwertigen Kupfer-Ionen, H2O2 und freien Radikalen. Desweiteren wird vermutet, dass es einer der ersten Sensoren in der zellulären Abwehr von reaktivem Sauerstoff und freien Radikalen ist und Auswirkungen auf den enzymatischen Abbau von freien Radikalen hat.[1] Gerät dieses normale Eiweiß PrPc in Kontakt mit einem PrPSc genannten Eiweiß (Prion Protein Scrapie; pathogene Form des Prion-Proteins, das in der Form zuerst bei an Scrapie erkrankten Tieren gefunden wurde), nimmt PrPc die Konformation von PrPSc an. Es entwickelt sich eine Kettenreaktion, in der immer mehr PrPc in PrPSc umgewandelt wird. PrPSc führt zu Ablagerungen und Zellzerstörung mit Ausbildung schwammartiger Löcher, der spongiformen Enzephalopathie, die stets tödlich endet. Die Initiation der Krankheit kann auf drei Arten erfolgen, was unter allen Krankheiten einmalig ist:


1. sporadisch, d.h. zufällig bzw. ohne erkennbare Ursache: PrPc faltet sich „zufällig“ in PrPSc um und löst dadurch die Kettenreaktion aus. Ein Beispiel ist die klassische Form der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (sCJD).

2. genetisch: Das Gen PRNP, das PrPc kodiert kann einen Fehler enthalten, so dass ein für die Fehlfaltung anfälligeres Protein entsteht. Die Mutation wird auf die Kinder vererbt. Beispiele sind die familiäre Form der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (fCJD), das Gerstmann-Sträussler-Scheinker-Syndrom (GSS) und die fatale familiäre Insomnie (FFI).

3. durch Übertragung bzw. „Ansteckung“: Führt man sich von außen PrPSc zu, kann dies das eigene PrPc wiederum in PrPsc umwandeln, allerdings nicht unter allen Umständen. Es kommt darauf an, welche Menge zugeführt wird, in welcher Weise und um welche Art von PrPSc es sich genau handelt. Eine Ansteckung im alltäglichen Kontakt mit Patienten ist nicht möglich. Eine Übertragung erfolgt, wenn stark PrPSc-haltiges Material, also z.B. Gehirn von kranken Tieren oder Menschen gegessen wird oder direkt in das Gehirn gelangt. Letzteres ist z.B. bei der iatrogenen Form der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (iCJD) der Fall. Im Rahmen von Operationen am Gehirn wurden versehentlich Gehirnteile von Erkrankten in das Gehirn von Gesunden gebracht. Ein anderes Beispiel ist Kuru, eine Krankheit auf Papua-Neuguinea; Angehörige des betroffenen Volksstamms aßen im Rahmen von kulturellen Riten das Gehirn von Verstorbenen und nahmen damit hohe Mengen an PrPSc zu. Das prominenteste Beispiel ist aber sicherlich BSE (Bovine spongiforme Enzephalopathie). Rinderbestandteile mit PrPsc wurden zu Tiermehl verarbeitet und dieses verfüttert, wodurch sich immer mehr Kühe infizierten. In geringerem Umfang könnten sich auch andere Tiere (Katzen, Zootiere) durch dieses Tiermehl infiziert haben. Schließlich erkrankten besonders in Großbritannien auch Menschen aufgrund des Verzehrs von BSE-Kühen an einer neuen Form der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, der „neuen Variante“ (nvCJD oder vCJD).

Auch die familiären Formen von Prionenkrankheiten lassen sich im Experiment übertragen, so kann beispielsweise das PrPSc erkrankter Menschen bei Mäusen eine Krankheit auslösen, wenn man etwas davon in ihr Gehirn injiziert.

Prionen sind sehr widerstandfähig gegen übliche Desinfektions- bzw. Sterilisationsverfahren, was auch ein Grund für die iCJD-Fälle und die BSE-Krise ist. Heute gibt es auf die erschwerte Inaktivierung von Prionen abgestimmte strenge Vorschriften für die Sterilisierung von Material, das mit möglicherweise prionhaltigem Gewebe in Kontakt gekommen ist.

Die 1982 von Stanley Prusiner veröffentlichte „Prionenhypothese“ wurde zunächst in der Wissenschaft kritisch aufgenommen, da ein nukleinsäurefreies infektiöses Agens bis dahin nicht vorstellbar war. Im Nachhinein erwies sich diese Hypothese jedoch als bahnbrechend und 1997 wurde Prusiner für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Prionenforschung mit dem Nobelpreis geehrt. In den Jahren nach der Aufstellung dieser Hypothese konnten in zahlreichen Experimenten Hinweise für die Richtigkeit dieser Hypothese gewonnen werden, allerdings kein endgültiger Beweis. 1986 begann die BSE-Epidemie in Großbritannien nachdem die Vorschriften zur Sterilisationstemperatur bei der Tiermehlerzeugung gelockert wurden, 1996 wurden die ersten Fälle von vCJD beschrieben.

Struktur des Prion-Proteins: Es handelt sich um ein beim Menschen aus 253 Aminosäuren (AS) bestehendes Glykoprotein, das im Prion-Protein-Gen (PRNP) codiert wird. Die AS-Homologie zu anderen Säugetieren beträgt 85% oder mehr, zwischen Rind und Mensch gibt es z.B. 13 AS-Unterschiede. Es sind jeweils eine oder mehrere Mutationen bekannt, die zu fCJD, GSS oder FFI führen. Am Codon 129 besteht ein Methionin/Valin-Polymorphismus, der für Krankheitsausbruch und –verlauf mitentscheidend ist. PrPc enthält zum großen Anteil alpha-Helices, PrPSc mehr beta-Faltblattstrukturen, aber beide enthalten die gleiche Aminosäuren-Primärsequenz. Der genaue Vorgang der „Umfaltung“ von PrPc in PrPSc ist noch unbekannt. Diese verändert die Eigenschaften des Prion-Proteins. Das PrPSc ist schlechter wasserlöslich (weil die hydrophoben Ketten nicht, wie bei der alpha-Helix üblich, zur Innenseite der Protein-Tertiärstruktur zeigen), hitzestabil und für Proteasen schwer verdaulich. PrPc ist vor allem an Synapsen lokalisiert. Die Funktion ist weitgehend unbekannt. PrP-Knockoutmäuse zeigen eine weitgehend normale Entwicklung. Es gibt jedoch Hinweise auf eine Rolle als kupferbindendes Protein an der Synapse.

Pathologie und Symptomatik von Prionkrankheiten: Alles in allem sind Prionkrankheiten vor allem durch motorische Störungen wie Ataxie und beim Menschen kognitive Störungen bis zur Demenz gekennzeichnet. Nach einer Inkubationszeit von Jahren bis Jahrzehnten enden die Krankheiten stets tödlich. Im Gehirn finden sich bei der neuropathologischen Begutachtung unter dem Lichtmikroskop spongiöse Veränderungen, eine astrozytäre Gliose und unter Umständen bestimmte Ablagerungen wie Amyloid, Kuru-Plaques und floride Plaques.

Literatur und Weblinks:

Creutzfeldt-Jakob-Krankheit

Die Creutzfeldt-Jakob-Krankheit (CJK) (engl. Creutzfeldt Jakob Disease, CJD) ist eine beim Menschen sehr selten auftretende, tödlich verlaufende und durch Prionen gekennzeichnete transmissible Übertragbare spongiforme Enzephalopathie (TSE). Die Prionerkrankung kommt beim Menschen als übertragene, genetische oder sporadische Form vor. Charakteristisch für die Krankheit ist, dass die abnorm gefalteten Prionproteine vor allem im Gehirn den dort normalerweise vorhandenen Vettern mit gesunder Struktur ihre veränderte Struktur aufzwingen und so einen verhängnisvollen biochemischen Prozess auslösen, der letztlich zu einer Degeneration des Gehirns führt. Die krankhaft gefalteten Proteine lagern sich in Nervenzellen zusammen und bilden Klumpen. Die Funktion der Nervenzellen wird zunehmend gestört, es kommt zur Apoptose oder Nekrose. Bei fortschreitender Erkrankung nimmt das befallene Gehirn eine schwammartig durchlöcherte Struktur mit fadenförmigen, proteinhaltigen Ablagerungen an. Im Blut eines erkrankten Menschen sind nur kleinste Mengen der infektiösen Prionen vorhanden.

Die Krankheit wurde zuerst von den beiden deutschen Neurologen Hans-Gerhard Creutzfeldt und Alfons Maria Jakob im Jahr 1920 beschrieben.

Varianten:

CJK/CJD

Diese Erkrankung ist insgesamt die häufigste beim Menschen vorkommende TSE. Die klassische CJK wird in drei bisher bekannte Formen unterteilt:

1. Sporadische Prionerkrankung (sCJK)

Die sporadische Form der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit ist außer im Vereinigten Königreich die häufigste weltweit beim Menschen auftretende Erkrankungsform.

Erreger: Die auslösenden Faktoren sind Prionen.

Häufigkeit: Die Erkrankung kommt weltweit mit einer ähnlichen Häufigkeit von etwa 1:1.000.000 pro Einwohner und Jahr vor. Das Erkrankungsrisiko nimmt mit steigendem Alter zu und der Erkrankungsgipfel liegt um das 70. Lebensjahr. In diesem Alter beträgt die jährliche Erkrankungswahrscheinlichkeit etwa 1:125.000. Danach sinkt das Risiko wieder ab. Vereinzelt erkranken auch junge Menschen. In Deutschland erkranken jährlich etwa 7 jünger als 50 Jahre alte Menschen an einer sporadischen CJK. Die Wahrscheinlichkeit, bereits vor dem 30. Lebensjahr zu erkranken, beträgt etwa 1:3.000.000.

Krankheitsverlauf/Symptome: Der Erkrankungsgipfel dieser Form liegt zwischen dem 60. und 70. Lebensjahr. Die Erkrankung beginnt zunächst schleichend, dann verliert der Erkrankte unaufhaltsam und rasch fortschreitend seine geistigen Fähigkeiten. Nach und nach treten folgende Symptome auf: Schreckhaftigkeit, motorische Störungen mit Muskelzuckungen, Gedächtnisstörungen, Störungen der Wahrnehmung und Persönlichkeitsveränderungen, Kreislaufprobleme und Verwirrtheit bis hin zur Demenz. In der Regel führt die Erkrankung nach ca. sechs Monaten zum Tod.

2. Genetische Prionerkrankung

In dieser Form wird eine ganze Gruppe von familiär vererbaren Erkrankungen zusammengefasst. Bei all diesen Formen wird eine spezifische Mutation vererbt, welche zu einem fehlerhaften Prion-Protein führt. Diese Krankheitsgruppe ist sehr heterogen und durch variable klinische Symptome gekennzeichnet. Der Erkrankungsgipfel liegt hier insgesamt um das 50. Lebensjahr und damit früher als bei der sporadischen Form. Die Erkrankungsdauer ist häufig länger. Zu diesen Erkrankungsformen zählen die familiäre/genetische Creutzfeldt-Jakob-Krankheit, das Gerstmann-Sträussler-Scheinker-Syndrom (GSS) und die fatale familiäre Insomnie.

3. Übertragene Formen

Eine direkte Übertragung des Erregers von Mensch zu Mensch ist bisher nur auf iatrogenem Weg über Kontakt mit infektiösem Gewebe nachgewiesen worden. Dies geschah besonders früher durch Hypophysentransplantate, Hirnhaut- und Hornhauttransplantate, sowie durch unzureichend sterilisierte neurochirurgische Instrumente. Außerdem wurde eine direkte Übertragung bei aus Leichenhypophysen extrahierten Wachstumshormonen bzw. Gonadotropinen beobachtet. Weltweit sind insgesamt 132 Fälle einer Infektion durch Wachstumshormonpräparate bekannt, wobei die meisten dieser Fälle aus Frankreich und Großbritannien berichtet wurden. In Deutschland wurde bislang noch kein Fall bekannt, obwohl auch hierzulande kleinwüchsige Patienten mit Wachstumshormonen behandelt wurden (Heute werden die Hormone gentechnisch hergestellt). Die meisten Fälle, die mit Hirnhauttransplantaten in Verbindung gebracht werden, traten in Japan auf. Diese Erkrankungen werden fast ausschließlich auf das deutsche Produkt Lyodura von der B.Braun Melsungen AG zurückgeführt. Aufgrund mangelnder Kontrollen der Hirnhautspender, sowie des Herstellungsprozesses, bei dem Hirnhäute ungenügend sterilisiert wurden und es obendrein zu einer Querkontamination gesunder Hirnhäute mit Prionen kam, galt dieses Produkt als besonders gefährlich. Lyodura wurde als eine Art "Pflaster" nicht nur zur Rekonstruktion der Hirnhaut, sondern auch in einer Vielzahl nicht-neurologischer Operationen verwendet, zumal es sich durch geringe Abstoßungsreaktionen auszeichnete.

vCJD

Großbritannien gab am 20. März 1996 bekannt, dass mehrere junge Menschen an einer neuen Variante von CJD gestorben waren.

Übertragung: Diese Variante (heute als vCJD bekannt) wird durch den Verzehr von BSE-verseuchtem Rindfleisch hervorgerufen. Vermutlich ist ein Großteil der Bevölkerung gegen die Ansteckung durch BSE-verseuchte Nahrung resistent, denn alle bisherigen vCJD-Erkrankten hatten eine genetische Veranlagung, die sich nur bei knapp 40 Prozent der europäischen Bevölkerung findet. An einer kritischen Stelle des Gens, welches das Prionen-Eiweiß kodiert, fand sich bei ihnen stets nur die Anweisung zum Einbau der Aminosäure Methionin (homozygot MM). Der überwiegende Teil der Bevölkerung ist jedoch mischerbig und besitzt zusätzlich ein Gen, das den Einbau von Valin an dieser Stelle bewirkt (heterozygot MV). Es liegt die Schlussfolgerung nahe, dass sich menschliche Prionen leichter von BSE-Prionen umfalten lassen, wenn sie an der bezeichneten Stelle die Aminosäure Methionin enthalten. Nach neueren Erkenntnissen (Ward) sind allerdings auch non-MM-Personen nicht vor Prionenerkrankungen sicher.[2]

Menschen können auch über Bluttransfusionen mit der neuen Variante der Creutzfeld-Jakob-Krankheit (vCJD) infiziert werden.

Diagnose: Im August 2005 gaben der Neurologe Claudio Soto und seine Kollegen von der University of Texas (USA) bekannt, dass nunmehr die Rinderseuche BSE und die neue Variante der Creutzfeld-Jakob-Krankheit mit einem Bluttest diagnostiziert werden kann. Die Eigenschaft der abnorm veränderten infektiösen Prionen ihre Struktur anderen gesunden Prionen aufzuzwingen, nutzten die Forscher aus, um die im Blut von Erkrankten nur in verschwindend geringer Zahl vorhandenen infektiösen Prionen um den Faktor zehn Millionen zu vermehren und damit leicht nachweisbar zu machen. In Versuchsreihen mit Hamstern ließen sich so die infektiösen Prionen mit einer Zuverlässigkeit von 89% und ohne falsch positive Resultate nachweisen. An der Anwendbarkeit auch für die Diagnose beim Menschen und einer Kontrolle von Blutspenden wird gearbeitet.

Das falsch gefaltete Protein ist gegen die Aufspaltung durch Proteasen resistent, nicht jedoch die normale, gesunde Form von PrP. In der Diagnostik können also die normalen Proteine "verdaut" werden; und wenn Reste auftreten, dann muss es sich um die pathogene Form des Proteins handeln.

Abgesehen davon lassen sich vCJD-Prionen außerdem im Mandel-, Milz- oder Blinddarmgewebe nachweisen, lange bevor sie das Gehirn befallen. Zur Erhärtung des vCJD-Verdachts führt man daher routinemäßig Mandelbiopsien durch. Schon früh nach Ausbruch der Erkrankung zeigt sich zudem im EEG meist ein bestimmtes Signal in der Pulvinar-Region des Thalamus im Gehirn. Bei Vorhandensein dieses Zeichens gilt die Diagnose "vCJD" als sehr wahrscheinlich.

Krankheitsverlauf/Symptome: vCJD unterscheidet sich von klassischer CJD durch das Alter der Patienten von im Durchschnitt 28 Jahren im Vergleich zu 65 Jahren bei der klassischen CJD, durch andere Symptome und einen längeren Krankheitsverlauf von 14 Monaten im Vergleich zu 6 Monaten bei klassischer CJD. Für den Fall, dass die Krankheit durch den Verzehr von Rindfleisch übertragen wird, rechnen Epidemologen mit einer durchschnittlichen Inkubationszeit von 12,6 Jahren. Die Erkrankten zeigen meistens zunächst psychische Symptome, wie Depressionen, Wahnvorstellungen, Stimmungsschwankungen oder Angstzustände. Bereits in diesem Anfangsstadium ist das Kurzzeitgedächtnis gestört. Die Patienten klagen über Müdigkeit und die psychischen Symptome verschlechtern sich progressiv und sprechen meist nicht auf medikamentöse Behandlung an. Nach einigen Monaten kommt es in den meisten Fällen zu andauernden schmerzhaften Missempfindungen (Dysästhesien) am ganzen Körper und zu Schwindel und Übelkeit. Anschließend treten Koordinationsprobleme und andere Bewegungsstörungen wie Zittern, Nystagmus, Dystonie, Lähmungen oder unwillkürliche Muskelzuckungen und -bewegungen (Faszikulationen, Myoklonien, Chorea) sowie epileptische Anfälle auf. Außerdem kommt es zu Inkontinenz. Eine Fehlregulation des Muskeltonus bewirkt Gliederschmerzen und es tritt nun auch die für CJD typische, anfangs schleichende, später rasch fortschreitende Demenz in den Vordergrund. In diesem Verlauf kommt es dann zu Verwirrtheit und Halluzinationen. Die Erkrankung verläuft nun akut und führt in nur wenigen Monaten zum vollständigen Zerfall aller Gehirnfunktionen. Die Patienten verweigern die Nahrungsaufnahme. Gelegentlich sterben die Patienten in dieser Phase an vegetativen Störungen oder fallen ins Koma.

Im Endstadium von vCJD haben die Opfer der Krankheit keinerlei Möglichkeit mehr, Kontakt mit ihrer Umwelt aufzunehmen oder auf einen solchen zu reagieren. Darum werden vCJD-Kranke im Endstadium der Krankheit oft als „The Living Dead“ bezeichnet. Manchmal tritt hierbei eine vollständige spastische Lähmung des Körpers, die sogenannte Enthirnungsstarre, ein. Die Patienten verweilen recht lange in diesem Terminalzustand der Erkrankung, bis sie entweder an einer Pneumonie oder Atemlähmung versterben.

Häufigkeit: Bis zum November 2005 sind in Großbritannien 152 Menschen an vCJD gestorben. Die Zahl der Erkrankungen nimmt derzeit ab, daher gilt die Gefahr als gebannt. Es wurde jedoch vermutet, dass in den nächsten 10 Jahren eine massive Epidemie des „menschlichen Rinderwahnsinns“ Großbritannien heimsuchen wird und womöglich viele Tausend Menschen dieser Krankheit erliegen werden. Erhärtet wurde dieser Vermutung auch durch eine Studie, bei der durch Untersuchungen von entferntem Mandel- und Blinddarmgewebe festgestellt wurde, dass mehrere Tausend Briten den vCJD-Erreger in sich tragen müssen.

Die BBC berichtete allerdings am 12. Januar 2005 von Ergebnissen einer Gruppe von Wissenschaftlern, nach denen eine große Epidemie unwahrscheinlich ist. Dies wird u.a. dadurch gestützt, dass die Zahl der Todesfälle in Großbritannien von 28 im Jahr 2000 auf 9 im Jahr 2004 zurückgegangen ist. Ein erneuter Anstieg der Todesfälle kann jedoch nicht ausgeschlossen werden.

Auch in Frankreich sind bereits offiziell 15 Menschen an vCJD erkrankt. Epidemologen führen die Erkrankungen fast ausschließlich auf importiertes britisches Rindfleisch zurück. Sie erwarten für Frankreich insgesamt etwa 50 Todesfälle. Als größter Risikofaktor gilt hierbei der Verzehr von Fast Food mit Separatorenfleisch-Bestandteil (Hamburger, Döner). Ein Großteil der Betroffenen wird voraussichtlich innerhalb der nächsten 2 Jahre sterben und dürfte bereits jetzt (November 2005) erste Symptome zeigen. Darüberhinaus sind in letzter Zeit in einigen weiteren Europäischen Ländern (Spanien, Italien, Niederlande) erstmals vCJD-Fälle aufgetreten.

Die am meisten gefährdeten Menschen sind zwischen 1980 und 1990 geboren.

Literatur und Weblinks:

Gerstmann-Sträussler-Scheinker-Syndrom

Das Gerstmann-Sträussler-Scheinker-Syndrom (GSSS) (auch Gerstmann-Sträussler-Krankheit oder Gerstmann-Sträussler-Syndrom) ist eine transmissible spongiforme Enzephalopathie (TSE), die durch Prionen hervorgerufen wird, sie ähnelt somit der Creutzfeldt-Jakob-Krankheit. Sie basiert auf einer dominant vererbten Mutation im Prion-Protein (PRNP)-Gen, meist im Codon 102, das eine Prävalenz von ca. 1:10.000.000 hat. Das PRNP-Gen befindet sich auf dem kurzen Arm von Chromosom 20 (20pter-p12). Der Gendefekt führt zur Bildung eines fehlerhaften Proteins, dass sich anschließend vornehmlich im Kleinhirn in Form von Amyloid-Plaques ablagert. Symptome sind Ataxie, Dysarthrie und Nystagmus. Später kann sich auch eine Demenz entwickeln. Meist führt die Krankheit innerhalb von 1 bis 11 Jahren nach dem Ausbruch zum Tod.

Die Krankheit ist nach ihren Entdeckern Josef Gerstmann und seinen Mitarbeitern E. Sträussler und I. Scheinker benannt.

Fatale familiäre Insomnie (FFI)

Bei der fatalen familiären Insomnie handelt es sich um eine erbliche, sehr seltene und im Verlauf von Monaten bis Jahren stets tödlich endende übertragbare spongiforme Enzephalopathie (TSE).

Klinik: Die betroffenen Menschen sind meist im mittleren Alter und werden auffällig durch zunehmende Probleme der Körperregulation (progrediente Insomnie und Dysautonomie). Hinzu kommen im weiteren Verlauf der Krankheit Ataxien, Myokloni, Dysarthrie, Gedächtnis- und Orientierungsstörungen bis hin zur Demenz. Zur Diagnostik werden unter anderem die Polysomnographie und die EEG eingesetzt. Es gibt keine Behandlungsmöglichkeit und die Patienten sterben innerhalb weniger Jahre.

Genetik: Die FFI ist autosomal dominant erblich, d.h. Kinder von betroffenen Menschen erkranken jeweils mit einer Wahrscheinlichkeit von 50% und alle betroffenen Menschen haben ein betroffenes Elternteil. Verantwortlich ist eine zum Aminosäureaustausch führende Mutation im für das Prionprotein kodierenden Gen.

Epidemiologie: FFI galt selbst unter den Prionkrankheiten als äußerst selten. In letzter Zeit wurden etwas mehr Fälle diagnostiziert, was vermutlich auf eine Verbesserung der Diagnostik zurückzuführen ist. Auch wenn man von weiteren unentdeckten Fällen ausgeht, bleibt es vermutlich eine sehr seltene Erkrankung. Über den gesamten Globus verteilt gibt es eine zweistellige Anzahl an betroffenen Familien. Auch in Deutschland und Österreich gibt es Fälle.

Geschichte: Die Krankheit wurde 1986 erstmals beschrieben, wobei sie damals nicht als TSE erkannt wurde. 1992 wurde die zur Krankheit führende Mutation im PRNP-Gen beschrieben und 1995 die experimentelle Übertragbarkeit nachgewiesen. Die merkwürdig erscheinende Tatsache, dass eine Erbkrankheit übertragbar ist, ergibt sich aus den Besonderheiten der Prionkrankheiten.

Durch die „BSE-Krise“ und das Auftreten von vCJD in den 1990er Jahren wurde das Interesse der Öffentlichkeit an den TSE und damit auch in gewissem Umfang an FFI geweckt.

Literatur und Weblinks:

  • Montagna P, Gambetti P, Cortelli P, Lugaresi E.: Familial and sporadic fatal insomnia. Lancet Neurol. 2003 Mar;2(3):167-76. Review.
  • Lugaresi E, Medori R, Montagna P, Baruzzi A, Cortelli P, Lugaresi A, Tinuper P, Zucconi M, Gambetti P.: Fatal familial insomnia and dysautonomia with selective degeneration of thalamic nuclei. N Engl J Med. 1986 Oct 16;315(16):997-1003.
  • Medori R, Tritschler HJ, LeBlanc A, Villare F, Manetto V, Chen HY, Xue R, Leal S, Montagna P, Cortelli P, et al.: Fatal familial insomnia, a prion disease with a mutation at codon 178 of the prion protein gene. N Engl J Med. 1992 Feb 13;326(7):444-9.
  • Tateishi J, Brown P, Kitamoto T, Hoque ZM, Roos R, Wollman R, Cervenakova L, Gajdusek DC.: First experimental transmission of fatal familial insomnia. Nature. 1995 Aug 3;376(6539):434-5.

Kuru

Bei Kuru handelt es sich um eine Prionenkrankheit, die im 20. Jahrhundert epidemieartig beim Stamm der Fore in Papua-Neuguinea und in geringerem Ausmaß bei einigen Nachbarstämmen auftrat.

Die Krankheit äußert sich vor allem in Bewegungsstörungen und führt nach 12 Monaten zum Tod. Symptome sind Gang- und Standunsicherheiten im Sinne einer cerebellären Ataxie, rhythmischer Tremor und im weiteren Verlauf unnatürliches Lachen, weswegen die Krankheit auch Lachkrankheit genannt wird.

Nachdem das Hochland von Papua-Neuginea erst in den 30er Jahren überhaupt erste Kontakte mit der Zivilisation hatte, wurde die Krankheit in der zweiten Hälfte der 50er Jahre erstmals beschrieben und untersucht. Besonders verdient machte sich dabei D. C. Gajdusek. Als Ursache der Krankheit, die damals von den gut 10.000 Fore jährlich über 200 Opfer forderte, nahm man zunächst eine genetische Ursache an. Intensive Suche nach Umweltgiften oder Infektionsquellen blieben auch erfolglos, nachdem die genetische Hypothese aus epidemiologischen Gründen immer unwahrscheinlicher wurde. Erst nachdem W. J. Hadlow die (neuropathologische) Ähnlichkeit mit der damals schon als übertragbar bekannten Scrapie erkannte, untersuchte man die Übertragbarkeit der Kuru auf Affen unter langer Beobachtungszeit und war damit in den 60er Jahren erfolgreich. Nach weiteren jahrzehntelangen medizinischen, epidemiologischen und anthropologischen Forschungen etablierte sich die Hypothese, dass Kuru bei den Fore durch Endokannibalismus (Verzehr von Fleisch verstorbener Stammesgenossen) und den im Zusammenhang damit stehenden Umgang mit hochinfektiösem Gehirn übertragen wurde. Da der Kannibalismus 1954 (aus anderen Gründen) verboten worden war, nahm auch die Häufigkeit der Erkrankungen stetig ab, um gegen Ende des Jahrhunderts auf Null zu gehen.

Retrospektiv wurde ein Beginn der Epidemie an der Wende vom 19. zum 20. Jahrhundert eruiert, vermutlich von einem einzigen (sporadischen) Fall ausgehend. Frauen und Kinder, die sich beim Umgang mit dem infektiösen Gehirn auf parenteralem Weg infizierten, erkrankten vermutlich nach kurzer Inkubationszeit, während die alleinige orale Aufnahme zu einer Erkrankung erst nach Jahrzehnten führte. Männer waren vermutlich allgemein weniger betroffen, da sie das kaum infektiöse Muskelfleisch zu sich nahmen.

Die Kuru ist medizinhistorisch von großem Interesse, wurde aber von einer breiteren Öffentlichkeit vor allem nach dem Auftreten von BSE und vCJD in den 90er Jahren beachtet.

Das Wort Kuru stammt aus der Sprache der einheimischen Bevölkerung und bedeutet „Muskelzittern“.

Literatur und Weblinks:

  • Bons N, Mestre-Frances N, Belli P, Cathala F, Gajdusek DC, Brown P.: Natural and experimental oral infection of nonhuman primates by bovine spongiform encephalopathy agents.Proc Natl Acad Sci U S A. 1999 Mar 30;96(7):4046-51.
  • Gibbs CJ Jr, Asher DM, Kobrine A, Amyx HL, Sulima MP, Gajdusek DC.: Transmission of Creutzfeldt-Jakob disease to a chimpanzee by electrodes contaminated during neurosurgery. Neurol Neurosurg Psychiatry. 1994 Jun;57(6):757-8.
  • Tateishi J, Brown P, Kitamoto T, Hoque ZM, Roos R, Wollman R, Cervenakova L, Gajdusek DC.: First experimental transmission of fatal familial insomnia. Nature. 1995 Aug 3;376(6539):434-5.

BSE

BSE (Bovine Spongiforme Enzephalopathie, deutsch: "das Rind betreffende, schwammartige Gehirnkrankheit") ist eine durch Prionen verursachte tödliche Erkrankung des Gehirns vor allem bei Schlachtrindern.

Übertragung: Aufgrund epidemiologischer Studien wird mehrheitlich als Ursache der Verzehr infektiösen Futters angenommen. In England wurden seit den 70er Jahren Schlachtabfälle unzureichend erhitzt (zusätzlich bei zu geringen Überdruck), so dass vermutet wird, dass der Scrapie-Erreger nicht zerstört wurde. Die Schlachtabfälle enthielten viel Material von Schafen, da die Schafpopulation in England groß ist. Das Tiermehl aus diesen Tierkörperverwertungsanlagen wurde unter anderem auch an Rinder verfüttert. Damit kamen die Tiere mit dem Scrapie-Erreger in Kontakt und laut der gängigen Theorie konnte dadurch das spezifische PrPSc entstehen.

Rund 5-10% der Kälber von BSE-kranken Kühen entwickeln BSE, eine maternale (von der Mutter auf das Kalb) Übertragung ist aber derzeit (Stand 2004) nicht gesichert. Es besteht weiter der Verdacht, dass die Übertragung durch die statt der Kuhmilch verfütterte Kälberersatznahrung erfolgte. Zumindest in Deutschland sind heute tierische Fette im Rinderfutter gänzlich verboten.

Rinder erkranken in der Regel im Alter von 4-5 Jahren an BSE und sterben dann innerhalb weniger Monate. Die Inkubationszeit (d. h. die Zeit ab Befall durch Erreger bis zur sichtbaren Krankheitsentfaltung) beträgt aber mehrere Jahre.

Neuere Forschungen zeigen, dass BSE-verwandte Krankheiten bei Schafen, Elchen und Hirschen auch über den Urin verbreitet werden: Schafe und wildlebende Tiere kommen schließlich niemals mit Tiermehl in Kontakt.

Krankheitsverlauf/Symptome: Bei der Krankheit wird das Gehirn schwammartig durchlöchert und damit in seinen Funktionen gestört. In diesem schwammartig durchlöcherten Gewebe lassen sich dann die o.g. Prionen nachweisen.

Die betroffenen Tiere zeigen Verhaltensänderungen und Bewegungsstörungen. Die Rinder beginnen zu straucheln, stolpern über die eigenen Beine und reagieren schreckhaft auf Lärm und Lichtreize. Muskelzittern, Zungenspiel und gelegentlich lebhaftes Ohrenspiel und Juckreiz werden beobachtet.

Histopathologie von BSE.

Die Diagnose erfolgt durch eine genaue Untersuchung eines spezifischen Gehirnabschnitts (Obex-Region) eines toten Tiers.

Die Methoden lassen sich gliedern in:

  • Histologie: Nachweis der Vakuolen (Hohlräume)
  • Immunhistochemie: Nachweis der Prionen
  • seit 1999: Schnelltests (bekannt als BSE-Test) (ELISA, Western-Blot): Antikörper auf PrPSc

Beim Schnelltest werden Blutproben aus dem Gehirn entnommen und in 2 Fraktionen geteilt. Zu einer gibt man das Proteasen zu, welches das gesunde PrPc abbaut, das veränderte PrPsc allerdings nicht. Die zweite Fraktion bleibt unbehandelt. Nun werden beide Proben mittels Western Blot aufgetrennt. Ist das Tier gesund, erscheint auf dem Gel keine Bande, da das gesunde Protein abgebaut wurde. Ist das Tier aber krank, enthält also das veränderte Protein PrPsc, kann man in der Protease+ und in der Protease- Probe jeweils eine Bande erkennen, die jeweils PrPsc darstellen.

Sowohl die Prionen als auch die Vakuolen sind erst im Spätstadium der Erkrankung nachzuweisen, sodass die Europäische Union beschlossen hat, Rinder erst ab 24-30 Monate (je nach Untersuchungskategorie) untersuchen zu lassen.

Ein Nachweis von Prionen am lebenden Tier war lange Zeit nicht möglich. Am 11. Juli 2005 wurden von Brening et al. an der Universität Göttingen mit einer erfolgreichen, großen klinischen Studie ein Test vorgestellt, der erstmals auch an lebenden Tieren zuverlässig angewandt werden kann. Möglicherweise könnte dieses neue Verfahren schon 2006 in Deutschland zugelassen werden.

Im August 2005 gaben der Neurologe Claudio Soto und seine Kollegen von der University of Texas (USA) bekannt, dass nunmehr die Rinderseuche BSE und die neue Variante der Creutzfeld-Jakob-Krankheit mit einem Bluttest zu diagnostizieren ist. Die Eigenschaft der abnorm veränderten infektiösen Prionen ihre Struktur anderen gesunden Prionen aufzuzwingen, nutzten die Forscher aus, um die im Blut von Erkrankten nur in verschwindend geringer Zahl vorhandenen infektiösen Prionen um den Faktor zehn Millionen zu vermehren und damit leicht nachweisbar zu machen. In Versuchsreihen mit Hamstern ließen sich so die infektiösen Prionen mit einer Zuverlässigkeit von 89% und ohne falsch positive Resultate nachweisen. An der Anwendbarkeit auch für die Diagnose beim Menschen und einer Kontrolle von Blutspenden wird gearbeitet.

Ausbreitung: Nach Angaben der Vereinten Nationen nahm die Anzahl der BSE-Fälle in den letzten drei Jahren stetig ab. Während es 2003 weltweit noch 1646 Fälle gegeben habe, wurden 2004 noch 878 und 2005 nur noch 474 Krankheitsfälle festgestellt.

Nach der Entwicklung der Schnelltests 2000 setzte die Phase der aktiven Überwachung in der Europäischen Union (EU) ein und in vielen Mitgliedsstaaten wurden erst dann BSE-Fälle offiziell bestätigt. Die vorherige passive Überwachung beruht allein auf der Meldepflicht der Menschen, die mit Rindern Umgang haben und erwies sich als unzureichend.

Deutschland: Der erste offiziell nachgewiesene Fall von BSE wurde für Deutschland am 26. November 2000 amtlich bestätigt; bis Februar 2005 sind allein in Deutschland über 360 Fälle nachgewiesen worden, davon 2004 65 und 2003 54. 2006 gab es bislang 3 bestätigte BSE Fälle. Seit Beginn der Kontrollen wurden bisher etwa 900.000 Proben durchgeführt.

Frankreich: Im November 2004 wurde in Frankreich bei einer Ziege der Verdacht auf eine Infektion mit einer TSE festgestellt, die mit Hilfe von Tests nicht eindeutig von der Bovinen Spongiformen Enzephalopathie (BSE) zu unterscheiden war.

Grossbritannien: 1985 und 1986 wurde BSE erstmals in Kent (England) bei zehn Rindern festgestellt. Möglicherweise war aber BSE unter dem Namen Stoddy bereits in Yorkshire schon etwas länger bekannt. Die Fallzahlen stiegen daraufhin bis 1992 auf über 36.000 an, um dann wieder zu sinken.

Nachdem bereits in 17 Ländern Importverbote für einzelne britische Rinder-Produkte bestanden, erließ Frankreich am 30. Mai 1990 ein vollständiges Verbot.

Österreich: In Österreich ist im November 2001, rund ein Jahr nach der flächendeckenden Einführung der BSE-Schnelltests, der erste Fall aufgetreten. Es handelte sich um ein aus Tschechien in das Waldviertel (Niederösterreich) importiertes Tier. Ein zweiter Fall trat im Juni 2005 im Vorarlberger Kleinwalsertal auf. Das Rind ist allerdings schon 1994 geboren. Den dritten Fall, so wurde am 28. Oktober 2005 bekannt, gab es in einem Schlachthof in Salzburg. Am 13. Mai 2006 wurde in einem Schlachthof im Mühlviertel in Oberösterreich der vierte Fall bekannt. Es handelte sich dabei um eine 6 Jahre alte Kuh aus einem Bergbauernhof.

Schweiz: Ebenfalls 1990 wurde der erste offizielle Fall in der Schweiz bestätigt. 1995 wurde der vorläufige Höhepunkt mit 68 Fällen erreicht und 1999 nochmal ein Höhepunkt mit 50 Fällen. Wie das Bundesamt für Veterinärwesen am 1. Juli 2004 mitteilte, ist in der Schweiz der weltweit erste Fall einer BSE-Erkrankung bei einem Buckelrind entdeckt worden. Betroffen ist ein 18-jähriges Zwerg-Zebu aus dem Zoo Basel.

USA: In den USA wurde der erste Fall Ende 2003 festgestellt; dabei handelte es sich wahrscheinlich um ein ca. zwei Jahre zuvor aus Kanada importiertes Tier.

Eindämmung der Ausbreitung: Alle bei Tieren auftretenden spongiforme Enzephalopathien sind in Deutschland anzeigepflichtig. Jeder Verdacht ist sofort dem zuständigen Veterinäramt zu melden. Ist auch nur ein Tier einer Herde infiziert, so wird versucht, eine Übertragung auf andere Herden zu vermeiden. Dies geschieht vor allem durch Eliminierung einer Herde, also durch Schlachtung und hat sich als sehr wirkungsvoll herausgestellt. Es sei hierbei angemerkt, dass bestimmte Rinder auch eine erbliche Veranlagung dazu haben, BSE zu entwickeln (die Krankheit trat beispielsweise gehäuft bei Tieren der Frisian-Holstein-Rinderrasse auf). Schlachtet man BSE-verseuchte Herden, so löscht man auch die genetische Disposition für BSE bei Rindern aus.

Da das Auftreten der Krankheit auf infektiöses Tierfutter zurückgeführt wird, gab und gibt es in betroffenen Nationen Sicherheitsvorschriften zur Herstellung von diesem Tiermehl. So wurde in England 1988 verboten, verendete Rinder erneut zu Rinder-Futter zu verarbeiten. Diese Maßnahme bewirkte dort sehr wahrscheinlich den Rückgang der Epidemie ab 1993.

Weiter steht das Insektenvernichtungsmittel Phosmet im Verdacht, BSE-Infektionen zu begünstigen oder die Inkubationszeit zu verkürzen. Von 1982 bis 1992 mussten in England sämtliche Rinder damit hochdosiert behandelt werden, um die Dasselfliegen-Plage zu bekämpfen. Obgleich umstritten, wird Phosmet auch heute noch eingesetzt.

Aufgrund einer EU-Vorschrift müssen seit dem Jahre 2001 von älteren Tieren Gewebe mit hoher Erregerkonzentration (Hirn, Rückenmark, Milz) bereits bei der Schlachtung entfernt und entsorgt werden. So soll das Risiko einer Übertragung auf Menschen minimiert werden. Auch die Verarbeitung von Rinderdärmen zur Wurstherstellung ist in Deutschland und Frankreich verboten. In Südamerika ist die Krankheit bisher noch nicht nachgewiesen worden. Wenn Rinderdärme in Deutschland zur Produktion von Wurst Verwendung finden, so sind dies immer aus Südamerika importierte Därme.

Literatur und Weblinks

  • Beat Hörnlimann, D. Riesner, H. Kretzschmar: Prionen und Prionenkrankheiten. de Gruyter, Berlin/New York 2001, ISBN 3-11-016361-6
  • Anonymus: Die bovine spongiforme Enzephalopathie (BSE) des Rindes und deren Übertragbarkeit auf den Menschen. Bundesgesundheitsblatt 44(5), S. 421 - 431 (2001), ISSN 1436-990
  • European Communities: Report on the monitoring and testing of ruminants for the presence of transmissible spongiform encephalopathy (TSE) in the EU in 2003, including the results of the survey of prion protein genotypes in sheep breeds. 2004, ISSN 1725-583X, ISBN 92-894-7431-9. Als PDF hier
  • D. Heim, U. Kihm: Risk management of transmissible spongiform encephalopathies in Europe. Revue scientifique et technique de l office international des Epizooties. Band 22 (1). 2003. S. 179 -199, ISSN 0253-1933
  • M.J. Prince, J.A. Bailey, P.R. Barrowman, K.J. Bishop, G.R. Campbell, J.M. Wood: Bovine spongiform encephalopathy. Revue scientifique et technique de l office interntaional des Epizooties. Band 22 (1), 2003. S. 37-60, ISSN 0253-1933
  • S. Modrow, D. Falke, U. Truyen: Molekulare Virologie, 2. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag/Gustav Fischer Verlag, Heidelberg/Berlin 2003, ISBN 3-8274-1086-x
  • Ekkehard Schütz, Howard B. Urnovitz, Leonid Iakoubov, Walter Schulz-Schaeffer, Wilhelm Wemheuer, Bertram Brenig: Bov-tA short interspersed nucleotide element sequences in circulating nucleic acids from sera of cattle with bovine spongiform encephalopathy (BSE) and sera of cattle exposed to BSE. Clin. Diagn. Lab. Immunol. 12: 814-20 (2005).

Quellen

  1. Nicole T. Watt, David R. Taylor, Andrew Gillott, Daniel A. Thomas, W. Sumudhu S. Perera, and Nigel M. Hooper: Reactive Oxygen Species-mediated ß-Cleavage of the Prion Protein in the Cellular Response to Oxidative Stress. Journal of Biological Chemestry 2005 Vol. 280, NO.43, pp 35914-35921 Volltext
  2. Ward H J T: Evidence of a new human genotype susceptible to variant CJD. Euro Surveill 2006 11(6):E060601.3 online


Allgemeines

Als Virus (Singular: das Virus, Plural: die Viren; von lat. virus „Schleim, Saft, Gift“) bezeichnet man in der Biologie genetische Elemente in Form von Nukleinsäuren, die als Fremdbestandteile in Zellen von Lebewesen („Wirtszellen“) unabhängig von deren eigenen Nukleinsäuren mit Hilfe der Replikationseinrichtungen dieser Zellen repliziert werden. Virus-Nukleinsäuren sind entweder Desoxyribonukleinsäuren (DNA) oder Ribonukleinsäuren (RNA). Bestimmte Viren befallen Zellen von Pflanzen, Menschen, Tieren oder anderen Eukaryoten. Viren, die Bakterien als Wirte nutzen, werden Bakteriophagen genannt. Eine typische Virusinfektion bei Säugetieren ist eine zyklische Allgemeininfektion oder eine Lokalinfektion an den Atemwegen oder am Darm.

Eigenschaften von Viren

Aufbau von Virionen A. unbehülltes Virus, B. behülltes Virus. 1. Kapsid, 2. Nukleinsäure, 3. Kapsomer, 4. Nukleokapsid, 5. Virion, 6. Envelope (Hülle), 7. Spikes (envelope glycoproteins).
Humanes Herpes-Virus 6, der Erreger des Drei-Tage-Fiebers, im EM.

Viren kommen sowohl als Nukleinsäure in den Wirtszellen als auch als freie und infektiöse Partikel außerhalb von Zellen vor.

Ein Viruspartikel außerhalb von Zellen bezeichnet man als Virion (Plural Viria, Virionen). Virionen bestehen aus einem zusammengepackten Nukleinsäuremolekül (Kern, Core), das von einer Proteinhülle (Kapsid) umgeben ist und mit diesem zusammen als Nukleokapsid bezeichnet wird. Das Kapsid setzt sich aus identischen Proteineinheiten, den Kapsomeren zusammen. Einige Virenarten besitzen außer einer Proteinhülle noch eine Lipoproteinhülle (Envelope), die meist von der Zellmembran der Wirtszelle abstammt und in die verschiedene Glykoproteine eingelagert sein können, die z.T. als Spikes deutlich herausragen.

Viren haben keinen eigenen Stoffwechsel, weder Ribosomen noch Mitochondrien. Daher können sie sich auch nicht selbst replizieren. Im Wesentlichen ist ein Virus also eine Nukleinsäure, auf der die Informationen zur Steuerung des Stoffwechsels einer Wirtszelle enthalten sind, insbesondere zur Replikation der Virus-Nukleinsäure und zur weiteren Ausstattung der Viruspartikel (Virionen).

Viren sind deutlich kleiner als Bakterien, jedoch etwas größer als Viroide.

Sind Viren Lebewesen?

Ob Viren als Lebewesen bezeichnet werden können, ist abhängig von der Entscheidung für eine der unterschiedlichen Definitionen von Leben (siehe unten: Kontroversen). Eine einzige, unwidersprochene und damit allgemein anerkannte Definition diesbezüglich gibt es bislang nicht. Daher findet sich auch unter Wissenschaftlern keine Einigkeit in der Beantwortung dieser Frage. Hinsichtlich der Einordnung von Viren zu den Parasiten bestehen ebenfalls verschiedene Ansichten. Ein Teil der Wissenschaftler betrachtet sie als solche, da sie einen Wirtsorganismus infizieren, um seinen Stoffwechsel für ihre eigene Vermehrung zu benutzen. Diese Forscher definieren also Viren als obligat intrazelluläre Parasiten (Lebensform, die zwangsläufig nur innerhalb einer Zelle ein Parasit ist), die aus einem Genom, einem Kapsid und eventuell einer Membranhülle bestehen und zur Replikation eine Wirtszelle benötigen. Das bedeutet, dass Viren zwar spezifische genetische Informationen besitzen, aber nicht den für ihre Replikation notwendigen Synthese-Apparat.

Evolution der Viren

Prochlorococcus Myoviruses P-SSM2 and P-SSM4, Phagen, EM.
Synechococcus Phage S-PM2, TEM.

Viren sind vermutlich später als andere Lebewesen (falls man Viren zu den Lebewesen zählt) entstanden, da sie auf letztere angewiesen sind. Entstehungsmechanismen lassen sich im Zusammenhang mit Plasmiden oder Transposonen verstehen. Für eine späte Entstehung spricht auch, dass Viren, die Eukaryonten befallen, das alternative Splicing der Eiweißsynthese nutzen. Dementsprechend besitzt ihr Erbgut variante Introns und Exons.

Bakteriophagen sind Viren, die Bakterien als Wirte nutzen.

Virentypen

Die Größe von Viren liegt zwischen 10 nm und 400 nm. Damit sind fast alle Viren nur unter dem Elektronenmikroskop erkennbar. Eine Ausnahme bilden Pockenviren, die unter dem Lichtmikroskop als kleine Partikel sichtbar werden, ebenso das erst 2003 entdeckte Mimivirus, mit 400 nm (eine Untersuchung von 2004 nennt den Wert 800 nm) das größte bisher bekannte Virus. Zum Vergleich: Tabakmosaikvirus (300 nm), Bakteriophagen (200 nm), Herpesviren (200 nm), Masernviren (180 nm), Tollwutviren (180 nm), Grippeviren (100 nm), Adenoviren (90 nm), Rötelnviren (80 nm) und Poliovirus (25 nm). Die Struktur der Proteinhülle, und damit die Virusart, kann u. a. nach Kristallisation durch Röntgenbeugung entschlüsselt werden. Das Gewicht bei Viren der Pockenschutzimpfung beträgt nach einer Messung amerikanischer Forscher 10 fg. Es ist allerdings noch (2005) umstritten, ob es sich um einen Virus oder eine höhere Stufe von Leben handelt.

Nach ihrer Erbinformation unterscheidet man zwischen DNA-Viren und RNA-Viren. Die für den Menschen sehr bedeutenden Retroviren, wie beispielsweise HIV, sind RNA-Viren. Die Erbinformation kann einzelsträngig oder doppelsträngig, segmentiert oder unsegmentiert, und linear oder zirkular sein.

Viren haben entweder eine Lipoproteinhülle oder sind hüllenlos. Das Proteinkapsid kann unterschiedliche Form haben, zum Beispiel ikosaederförmig, isometrisch, helikal oder geschossförmig. Ikosaeder bestehen aus 20 gleichseitigen Dreiecken (Kapsomeren). Jedes dieser Kapsomere besteht zur Formung eines Dreiecks aus 3 oder 3n Proteinen. Daher besteht das Kapsid solcher Viren meist aus 60n Proteinen (20 x 3n), also 60, 120, 180, 240 usw. Proteinen.

Behüllte Viren

Einige Vertreter aus der behüllten Herpesviridae- Familie, EM.

Die Lipidhülle stammt von der Wirtszelle und dient zur Tarnung vor dem Immunsystem. Umhüllte Viren sind besser geeignet, chronische oder latente Infektionen hervorzurufen (wie zum Beispiel HIV, chronische Hepatitis B, C oder D, oder Herpes). Sie werden aber leicht deaktiviert, wenn die Hülle austrocknet oder chemisch durch Seife oder Gallensäuren angegriffen wird. Deshalb werden umhüllte Viren meist durch Tröpfcheninfektion übertragen und infizieren dann den Atemtrakt (Lokalinfektion). Manche erzeugen von dort aus auch eine zyklische Allgemeininfektion (Kinderkrankheiten: Masern, Mumps, Röteln, Ringelröteln, Drei-Tage-Fieber, Windpocken). Manche werden sogar nur durch mehr oder weniger direkten Blutkontakt übertragen. Dabei spielt dann auch die Replikationsrate eines Virus (Viruslast), also die Zahl der Kopien pro Milliliter Blut, eine Rolle. Hepatitis B ist ein sehr stark replizierendes Virus, hier können Blutspritzer auf der scheinbar intakten Haut genügen, um durch Mikro-Läsionen einzudringen. HIV wird hauptsächlich durch Geschlechtsverkehr übertragen. Bei Hepatitis C dagegen ist selbst das sehr selten, es wird unter anderem durch infizierte Spritzen übertragen.

Unbehüllte Viren

Hüllenlose Viren können sehr umweltstabil sein und sowohl Austrocknung als auch Desinfektionsmittel überstehen. Hygienische Maßnahmen, wie beispielsweise Händewaschen oder Putzen, dienen hier eher dazu, möglichst viele Viren wegzuschwemmen. Teilweise lässt sich Übertragung innerhalb eines Haushalts aber kaum vermeiden. Hüllenlose Viren werden deshalb leicht per Kontaktinfektion bzw. Schmierinfektion übertragen und infizieren den Darm, meist als Lokalinfektion, seltener als zyklische Allgemeininfektion (zum Beispiel Poliovirus). Sie bleiben nicht chronisch.

Der Lebenszyklus von Viren

Knospung von HIV-1 an einem kultivierten Lymphozyten, TEM.

1. Adsorption (attachment): Das Virus dockt an Rezeptoren der Wirtszelle an.

2. Injektion: Bakteriophagen injizieren ihre Nukleinsäuren in die Zelle, während das Kapsid außen bleibt. Die meisten tierischen Viren wandern als Ganzes in die Zelle, indem sie z.B. die Endozytose aktivieren.

3. Uncoating: Das Virus befreit sich von seiner Proteinhülle und setzt sein Genom frei.

4. Replikation: Das Virusgenom wird in das Wirtsgenom integriert, transkribiert und translatiert. (Das Virus kann auch latent und nur als DNA-Sequenz abgespeichert als sogenannter Provirus in der Zelle verbleiben, so z.B. bei Herpes labialis, und den Zeitpunkt für die Replikation selbst wählen).

5. Assembly (Zusammenbau): Die synthetisierten Bauelemente (Proteine, DNA/RNA) organisieren sich zu neuen Viruspartikeln.

6. Freisetzung: Die Viren werden je nach Virus-Species durch Knospung (budding) oder Lysierung der Zelle freigesetzt.

Die Auswirkung der Virusvermehrung auf die Wirtszelle nennt man zytopathischer Effekt. Es gibt verschiedene Arten des zytopathischen Effekts: Zelllyse, Pyknose (Polioviren), Zellfusion (Masernvirus, HSV, Parainfluenzavirus), intranucleäre Einschlüsse (CMV, Adenoviren, Masernvirus), intraplasmatische Einschlüsse (Tollwutvirus, Pockenvirus).

Variabilität

Höher organisierte Lebewesen haben per Rekombination bei der geschlechtlichen Fortpflanzung eine sehr effektive Möglichkeit der genetischen Variabilität besonders in Richtung einer Umweltanpassung und damit Weiterentwicklung ihrer jeweiligen Art entwickelt. Virionen beziehungsweise Viren zeigen als überdauerungsfähige Strukturen, die für ihre Vermehrung und damit auch Ausbreitung auf lebende Wirte angewiesen sind, ohne geschlechtliche Fortpflanzung allein mit ihrer Mutationsfähigkeit eine mindestens ebenbürtige Möglichkeit für eine genetische Variabilität.

Dabei ist es dann letztlich unerheblich, dass diese Mutationen im Genom der Viren im Grunde zu allererst auf Kopierfehler während der Replikation innerhalb der Wirtszellen beruhen. Was zählt, ist allein der daraus für die Arterhaltung resultierende positive Effekt der extremen Steigerung der Anpassungsfähigkeit. Während Fehler dieser Art zum Beispiel bei einer hochentwickelten Säugetierzelle zum Zelltod führen können, beinhalten sie für Viren sogar einen großen Selektionsvorteil.

Kopierfehler bei der Replikation drücken sich in Punktmutationen, also im Einbau von falschen Basen an zufälligen Genorten aus. Da Viren im Gegensatz zu den höherentwickelten Zellen nur über wenige oder gar keine Reparaturmechanismen verfügen, werden diese Fehler nicht korrigiert.

Sonderformen der genetischen Veränderung bei Viren werden beispielsweise bei den Influenza-Viren mit den Begriffen Antigendrift und Antigenshift (genetische Reassortierung) dort genau beschrieben.

Virologie

Die Virologie beschäftigt sich mit Viren, deren Eigenschaften und Vermehrung, sowie mit der Prävention und Behandlung von Viruserkrankungen.

Die erste bekannte Anwendung des Wissens über Viren findet sich bereits 1000 Jahre v. Chr. in China. Dort wurde der Schorf der Wunden von Pockenkranken, welche die Krankheit überlebt hatten, zu Staub gemahlen und inhaliert, um vor Pocken zu schützen (impfen). Im Jahre 1796 benutzte Edward Jenner ein ähnliches Verfahren, um den 8-jährigen James Phipps gegen Pocken zu impfen.

Die moderne Virologie nutzt vor allem molekularbiologische und molekulargenetische Untersuchungsverfahren und beschäftigt sich mit der Gestalt und Größe, dem Aufbau, der chemischen Zusammensetzung und dem Nachweis von Viren, des weiteren mit ihrer Vermehrung, ihrer Übertragung und ihren krankheitsauslösenden Eigenschaften. Erforscht werden auch die Wechselwirkungen der Viren mit ihren Wirtszellen. Die Virologie versucht ferner, die Vielzahl der existierenden Viren zu klassifizieren.

Virenklassifikation

Viren können aufgrund verschiedener Merkmale klassifiziert werden:

  • aufgrund ihrer Größe (Filtrierbarkeit)
  • aufgrund ihrer Form
  • aufgrund ihrer Hülle
  • aufgrund der Organismen, die sie infizieren
  • aufgrund des Übertragungsweges
  • aufgrund der Krankheit, die sie verursachen
  • aufgrund der Form ihrer Nukleinsäure: Einzelstrang oder Doppelstrang, (+)- oder (-)-Polarität, DNA oder RNA

Das klassische System der Virusklassifikation

Im Jahre 1962 wurde von André Lwoff, R.W. Horne und P. Tournier entsprechend der von Carl von Linné begründeten binären Klassifikation der Lebewesen eine Taxonomie der Viren eingeführt.

In ihr werden analog zur Taxonomie anderer Lebewesen, die folgenden Taxa unterteilt:

Genom-Gruppe
Ordnung (...virales)
Familie (...viridae)
Unterfamilie (...virinae)
Gattung (...virus)
Art (<Krankheit> virus)

Die entscheidenden Charakteristika für diese Klassifikation waren.

1. die Natur des viralen Genoms (DNA oder RNA)
2. die Symmetrie des Kapsids
3. Vorhandensein einer Lipidumhüllung
4. Größe von Virion und Kapsid

Die Baltimore-Klassifikation

Auf Grundlage des Wissens um die Molekularbiologie der Viren hat sich eine weitere Klassifikation etabliert, welche auf den Nobelpreisträger David Baltimore zurückgeht.

Die verschiedenen Möglichkeiten ergeben sich dadurch, dass ein Strang der doppelsträngigen DNA, so wie sie in allen anderen Lebewesen vorliegt, redundant ist und daher entfallen kann. Ebenso kann das Virusgenom auch in verschiedenen Formen der RNA vorliegen, die in Zellen als Zwischenstufe bei der Proteinsynthese auftreten. Bei einzelsträngiger RNA kommen beide möglichen Kodierungsrichtungen vor. Die normale Richtung 5'->3', die als (+) Polarität bezeichnet wird, wie sie in der mRNA vorliegt, und die komplementäre Richtung (-), in der die RNA quasi als Negativ vorliegt.

Es gibt daher bisher nur 3 Ordnungen, und viele Familien sind noch keiner Ordnung zugeordnet. Derzeit sind ca. 80 Familien und ca. 4000 Arten bekannt.

  • Baltimore-Gruppe I: Doppelstrang-DNA - dsDNA. Normale Genom-Form allen Lebens.
  • Baltimore-Gruppe II: Einzelstrang-DNA - ssDNA. Enthält DNA sowohl positiver als auch negativer Polarität.
  • Baltimore-Gruppe III: Doppelstrang-RNA - dsRNA
  • Baltimore-Gruppe IV: Positive Einzelstrang-RNA - ss(+)RNA. Sie wirkt direkt als mRNA.
  • Baltimore-Gruppe V: Negative Einzelstrang-RNA - ss(-)RNA. Sie wirkt als Matrize zur mRNA Synthese.
  • Baltimore-Gruppe VI: Positive Einzelstrang-RNA, die in DNA zurückgeschrieben, und ins Zellgenom eingebaut wird.
  • Baltimore-Gruppe VII: Doppelstrang-DNA, die zur Replikation einen RNA-Zwischenschritt benutzt.

Die Baltimore-Klassifikation wurde mittlerweile weiterentwickelt und von der sehr ähnlichen, aber in mancher Hinsicht aussagekräftigeren Viren-Taxonomie des International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) abgelöst.

Die aktuelle Viren-Taxonomie des International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV)

Aktuell werden die Viren nach der Virus-Taxonomie des International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) klassifiziert. Auf der nächsten Seite finden Sie eine Tabelle (gleichzeitig Inhaltsverzeichnis) mit der Einordnung der wichtigsten humanpathogenen Virenarten (ohne Aufführung der Serotypen) nach der neuen ICTV-Systematik vom 27. Mai 2005 [1]. Um den Bezug zur Morphologie herzustellen wurde in den letzten beiden Spalten noch einmal die Kapsidsymmetrie und die Art der Umhüllung aufgeführt.


Über die Virusfamilie gelangen Sie zur Beschreibung der einzelnen Virenarten.

DNA-Viren

Ordnung Familie Subfamilie Genus Art Umhüllung Kapsid
dsDNA-Viren
Poxviridae Chordopox-virinae Orthopoxvirus Vaccinia virus umhüllt komplex
Variola virus
Parapoxvirus Orf virus
Molluscipox-virus Molluscum contagiosum virus
Herpesviridae Alphaherpes-virinae Simplexvirus Human herpesvirus 1 umhüllt ikosaedrisch
Human herpesvirus 2
Varicellovirus Human herpesvirus 3
Betaherpes-virinae Cytomegalo-virus Human herpesvirus 5
Roseolovirus Human herpesvirus 6
Human herpesvirus 7
Gammaherpes-virinae Lymphocrypto-virus Human herpesvirus 4
Rhadinoovirus Human herpesvirus 8
Adenoviridae Mastadeno-virus Human adenovirus A-F nackt ikosaedrisch
Polyoma-viridae Polyomavirus Simian virus 40
BK polyomavirus
JC polyomavirus
Papilloma-viridae Alpha-papilloma-virus Human papilloma-virus
Beta-papilloma-virus
Gamma-papilloma-virus
Mupapilloma-virus
Nupapilloma-virus
ssDNA-Viren
Parvoviridae Parvovirinae Erythrovirus Human parvovirus B19 nackt ikosaedrisch

DNA- und RNA revers transskribierende Viren

Ordnung Familie Subfamilie Genus Art Umhüllung Kapsid
dsDNA RT-Viren
Hepadna-viridae Ortho-hepadna-virus Hepatitis B virus umhüllt ikosaedrisch
ssRNA RT-Viren
Retroviridae Orthoretro-virinae Lentivirus Human immunodeficiency virus 1 umhüllt ikosaedrisch
Human immunodeficiency virus 2
Delta-retrovirus Human T-lymphotropic virus 1
Human T-lymphotropic virus 2

RNA-Viren

Ordnung Familie Subfamilie Genus Art Umhüllung Kapsid
dsRNA-Viren
Reoviridae Rotavirus Rotavirus A-E nackt ikosaedrisch
Coltivirus Colorado tick fever virus
ss(-)RNA-Viren
Mononega-virales Rhabdo-viridae Vesiculo-virus Vesicular stomatitis Indiana virus umhüllt helikal
Lyssavirus Rabies virus
Australian bat lyssavirus
Duvenhage virus
European bat lyssavirus 1
European bat lyssavirus 2
Lagos bat virus
Mokola virus
Filoviridae Marburg-virus Lake Victoria marburgvirus
Ebolavirus Zaire ebolavirus
Paramyxo-viridae Paramyxo-virinae Respirovirus Sendai virus
Morbilli-virus Measles virus
Rubulavirus Mumps virus
Henipavirus Hendra virus
Pneumo-virinae Pneumo-virus Human respiratory syncytial virus
Orthomyxo-viridae Influenza-virus A Influenza A virus
Influenza-virus C Influenza C virus
Influenza-virus B Influenza B virus
Bunya-viridae Orthobunyavirus Bunyamwera virus
Hantavirus Hantaan virus
Nairovirus Crimean-Congo hemorrhagic fever virus
Phlebovirus Rift Valley fever virus
Arenaviridae Arenavirus Lymphocytic choriomeningitis virus
Lassa virus
Deltavirus Hepatitis delta virus nackt kein eigenes Kapsid
ss(+)RNA-Viren
Picorna-viridae Enterovirus Human enterovirus A (Coxsackie) nackt ikosaedrisch
Human enterovirus B (Echo, Coxsackie)
Human enterovirus C (Coxsackie)
Poliovirus
Rhinovirus Human rhinovirus A-B
Hepatovirus Hepatitis A virus
Cardiovirus Encephalo-myocarditis virus
Aphthovirus Foot-and-mouth disease virus
Parechovirus Human parechovirus
Calici-viridae Norovirus Norwalk virus
Sapovirus Sapporo virus
Hepevirus Hepatitis E virus
Astroviridae Mamastro-virus Human astrovirus
Nidovirales Corona-viridae Coronavirus Human coronavirus 229E umhüllt helikal
Human coronavirus OC43
Human enteric coronavirus
SARS coronavirus
Flaviviridae Flavivirus Tick-borne encephalitis virus (FSME) umhüllt ikosaedrisch
Dengue virus
Japanese encephalitis virus
St. Louis encephalitis virus
West Nile virus
Yellow fever virus
Hepacivirus Hepatitis C virus
Hepatitis G virus
Togaviridae Alphavirus Everglades virus
Mayaro virus
Mucambo virus
O’nyong-nyong virus
Ross River virus
Semliki Forest virus
Sindbis virus
Chicun-gunya virus
Rubivirus Rubella virus

Literatur und Weblinks


Poxviridae

Orthopox-Variola-Virus

Orthopox-Variola-Virus
Pocken-Viren, TEM.
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Poxviridae 00.058.
Unterfamilie: Chordopoxvirinae 00.058.1.
Gattung: Orthopoxvirus 00.058.1.01.
Arten: Vaccinia virus 00.058.1.01.001.
Variola virus 00.058.1.01.011.
Morphologie
umhüllt, komplex

Die Pocken, med. Variola, auch Blattern genannt, sind eine gefährliche Infektionskrankheit, die durch Pocken-Viren übertragen wird. Seit 1977 sind keine Pockenfälle mehr aufgetreten. Der letzte Fall in Deutschland trat im Jahre 1972 in Hannover auf. Durch das konsequente Impf- und Bekämpfungsprogramm der WHO und anderer Gesundheitsorganisationen wurde erreicht, dass 1980 die Welt von der WHO für pockenfrei erklärt werden konnte, weil der Mensch das einzige Reservoir für den Erreger darstellt. Weitere Pockeninfektionen, z.B. durch Laborunfälle oder Bioterrorismus sind nicht ausgeschlossen und die Krankheit unterliegt nach wie vor der gesetzlichen Meldepflicht.

Erreger: Die Erreger der Pocken beim Menschen sind Viren aus der Gattung Orthopoxvirus. Pockenviren sind mit etwa 230x350nm die größten bekannten tierpathogenen Viren. Sie weisen Eigenschaften auf, die denen primitiver Zellen ähneln, so replizieren sie z.B. ihre DNA außerhalb des Wirt-Zellkerns.

Erkrankung Medizinischer Name Erreger Sterblichkeit
Echte Pocken Variola vera,
Variola major
Orthopoxvirus variola 10-90%, je nach Stamm
Weiße Pocken Variola minor,
Alastrim
Orthopoxvirus alastrim 1-5%
Ostafrikanische Pocken Variola haemorrhagica ? 5%

Tierpocken: Neben den menschlichen Pockenerkrankungen gibt es auch bei einer Reihe von Tieren durch verwandte Viren ausgelöste Erkrankungen. Die ebenfalls durch Orthopox-Viren hervorgerufenen Tierpocken (Kuh-, Kamel-, Affen- und Mäusepocken) sind, mit Ausnahme der Mäusepocken, prinzipiell auch für den Menschen pathogen und damit Zoonosen, lösen aber meist nur leichte Erkrankungen aus. Die übrigen durch Pockenviren hervor gerufenen Tierkrankheiten (u. a. Schweine-, Schaf-, Ziegen-, Euter- und Vogelpocken, Myxomatose, Kaninchenfibromatose, Stomatitis papulosa der Rinder) sind dagegen streng wirtsspezifisch und für den Menschen ungefährlich.

Von besonderer Bedeutung ist der Erreger der Kuhpocken Orthopoxvirus vaccinia, der mit dem Variolavirus eng verwandt ist, beim Menschen aber nur eine leichtere Krankheit auslöst. Dafür ist der Patient nach einer Ansteckung mit Kuhpocken gegen die echten Pocken immunisiert. Deshalb wurden Varianten von Vaccinia für die Pockenimpfung verwendet. Das Erregerreservoir stellen vermutlich Nagetiere dar und ein wichtiger Überträger auf den Menschen sind Katzen. Bei Menschen mit geschwächtem Immunsystem (AIDS, hochdosierte Kortisonbehandlung) können durch Katzen übertragene Kuhpockeninfektionen auch tödlich enden.

Krankheitsbild: Pocken können direkt von Mensch zu Mensch durch Tröpfcheninfektion beim Husten übertragen werden. Daneben kann die Ansteckung auch durch Einatmen von Staub erfolgen, der z.B. beim Ausschütteln von Kleidung oder Decken von Pockenkranken entsteht.

Die Inkubationszeit beträgt ein bis zweieinhalb Wochen, meistens jedoch 12–14 Tage. Die Viren befallen zunächst den Nasen- und Rachenbereich und verbreiten sich dann über den Blutweg im ganzen Körper, was zu starkem Fieber und Schüttelfrost führt. Etwa vier Tage nach den ersten Anzeichen tritt der typische Ausschlag auf. Es bilden sich Bläschen an fast allen Stellen des Körpers, wobei Kopf, Hände (inklusive Handflächen) und Füße am stärksten, Brust, Bauch und Oberschenkel nur schwach betroffen sind, während in den Achselhöhlen und Kniekehlen praktisch keine Bläschenbildung auftritt.

Die Flüssigkeit in den Bläschen trübt sich und es entstehen eitrige Pusteln, die einen sehr unangenehmen Geruch verbreiten. Bei einem weniger schweren Krankheitsverlauf trocknen die Pusteln etwa zwei Wochen nach Ausbruch der Krankheit nach und nach ein und hinterlassen deutlich erkennbare Narben. In schwereren Fällen können Erblindung, Taubheit, Lähmungen oder Hirnschäden auftreten. Oft verläuft die Krankheit jedoch tödlich. Die geschätzte Letalität der unbehandelten Pocken liegt bei etwa 30%.

Impfung: Gegen Pocken gibt es kein antivirales Arzneimittel, das - aus nachvollziehbaren Gründen - am Menschen getestet wurde. Eine vorbeugende Impfung ist möglich. Die Impfung kann ihre Schutzwirkung auch noch entfalten, wenn sie bis etwa fünf Tage nach der Infektion vorgenommen wird.

Pocken-Viren, TEM.
Variola-Viren in einer Zelle, TEM.
Das Vaccinia-Virus, EM.
Kind mit Pocken.
Bevorzugtes Verteilungsmuster des Exanthems bei Pocken und Windpocken.
Im Ggs. zu den Varicellen befallen die Pocken auch gerne die Handinnenflächen.

Die Pockenimpfung ist eine Lebendimpfung und durch eine Reihe von Impfkomplikationen (z.B. Enzephalitis) belastet, so dass nur bei eindeutigen Pockenausbrüchen geimpft werden sollte. Nach Erfahrungswerten aus den 50er und 60er Jahren rechnet das CDC mit 15 lebensbedrohlichen Komplikationen und zwei Todesfällen pro einer Million Geimpfter. Nach Meinung von Experten würde eine Massenimpfung der deutschen Bevölkerung mehr Opfer fordern als eine früh erkannte Pockeninfektion, die dann konsequent und unter Quarantäne behandelt werden würde. Eine Massenimpfung ist z.B. in den USA gar nicht vorgesehen – die dortigen Notfallpläne sehen nur eine Impfung der gefährdeten Personen vor.

Die schweren Nebenwirkungen der Impfung können durch eine Vorimmunisierung mit MVA-BN, einem "modified vacciniavirus Ankara" (MVA) der dänischen Firma Bavarian Nordic abgeschwächt werden. Der schon vor 30 Jahren bekannte Impfstamm kann sich in Säugetierzellen nicht vermehren.[2]

Quarantänemaßnahmen (die Isolierung von Kranken und Krankheitsgebieten) haben sich gegen die Pocken bewährt und sind eine notwendige Maßnahme zur Eindämmung der Erkrankung.

Die gesetzliche Pockenschutzimpfung wurde am 26. August 1807 von Bayern als weltweit erstem Land eingeführt. Baden folgte 1815, England 1857 und das Deutsche Reich 1874.

Einfache Formen der Impfung sind schon lange bekannt. Die vorbeugende Ansteckung mit geringen Mengen von Variolaviren, heute Variolation genannt, ist schon seit mindestens 3.000 Jahren aus China bekannt, wo zerriebener Schorf der Pusteln geschnupft wurde. In Indien wurde dieses Material in die Haut eingeritzt. In Europa führte Lady Montagu, die Frau eines britischen Diplomaten in Istanbul, die Variolation durch Einritzen von etwas Flüssigkeit aus den Pockenbläschen in die Haut ein.

Impfung mittels Vaccinia-Viren

Die zweite, sicherere Impfmethode wurde ab ca. 1771 in Einzelfällen entdeckt und erprobt u.a. von Sevel, Jensen, Benjamin Jesty (1774), Rendall und Peter Plett (1791), bevor Edward Jenner sie 1796 in England einführte. Auch er glaubte der Landbevölkerung, die berichtete, dass Menschen, die von Kuhpocken angesteckt worden waren, nicht mehr die echten Pocken bekommen könnten. Zur Überprüfung dieser These infizierte Jenner einen Jungen zunächst mit Kuhpocken und, nach Abklingen der Krankheit, mit den echten Pocken. Der Junge überlebte. Dieses Verfahren wird, nach den verwendeten Vaccinia-Viren, Vakzination genannt. Das Wort vaccination bedeutet heute im Englischen Impfung ganz allgemein, auch bei uns werden Impfstoffe Vakzine genannt. In vielen Ländern wurde die Impfung von Kleinkindern und auch die Nachimpfung nach etwa 12 Jahren gesetzlich vorgeschrieben.

Geschichte: Pocken sind schon seit Jahrtausenden bekannt. Die Mumie von Pharao Ramses II. von Ägypten zeigt deutliche Pockennarben.

Nach Europa kamen die Pocken wahrscheinlich 166 mit dem Einzug der siegreichen Legionen nach der Einnahme der syrischen (heutiges Irak) Stadt Seleukia-Ktesiphon. Sie breitete sich rasch bis zur Donau und zum Rhein hin aus. Die Folge war ein Massensterben über 24 Jahre hin. Der Namen "variola" soll der Krankheit von dem Arzt und Übersetzer Constantinus Africanus gegeben worden sein. Der Name Variola (von lat. varius = bunt, scheckig, fleckig) wurde von Bischof Marius von Avenches (heute Schweiz) um 571 n. Chr. geprägt. Die Kreuzritter des 11. und 13. Jahrhunderts trugen zu ihrer Verbreitung wesentlich bei. Seit dem 15. und 16. Jahrhundert waren die Pocken weltweit verbreitet, über 10% der Kinder starben vor dem 10. Lebensjahr an dieser Infektionskrankheit. Der Name "Pocken" kommt zum ersten Mal in einer angelsächsischen Handschrift aus dem 9. Jahrhundert am Ende eines Gebetes vor: "geskyldath me wih de lathan Poccas und with ealleyfeln. Amen." (Beschützt mich vor den scheußlichen Pocken und allem Übel. Amen.) Das Wort Pocken kommt aus dem Germanischen und bedeutet Beutel, Tasche, Blase (=Blatter) und ist mit den engl. pocket/pox/pocks und dem französischen poche verwandt.

Die europäischen Eroberer brachten die Pocken nach Amerika, wo sie unter den Ureinwohnern (Indianer) verheerende Epidemien auslösten, die Millionen von Toten forderten. In Nordamerika wurden die Pocken auch als Waffe eingesetzt, indem der britische Befehlshaber eines von Indianern besetzten Forts, ein Oberst Henry Bouquet, zwei Häuptlingen als Zeichen seiner Anerkennung pockeninfizierte Decken schenkte. Dies führte unter den völlig ungeschützten Indianern zu einer schweren Pockenepidemie mit vielen Toten. Die Europäer selbst waren durch zahlreiche frühere Pockenepidemien z.T. immunisiert und weniger gefährdet.

In Europa galten Pocken teilweise als Kinderkrankheit. Ab dem 18. Jahrhundert häuften sich die Pockenfälle und lösten die Pest als schlimmste Krankheit ab. Nach Schätzungen starben jedes Jahr 400.000 Menschen an Pocken. Berühmte Persönlichkeiten wie Mozart, Haydn, Beethoven oder Goethe blieben von der Krankheit nicht verschont. Die Heiratspolitik der Habsburger wurde gleichfalls von den Pocken immer wieder durcheinandergebracht. Die Kaiserin Maria Theresia, die mit der Verheiratung ihrer Töchter an andere Herrschaftshäuser Allianzpolitik betrieb, musste mehrfach ihre Pläne ändern, weil zwei ihrer Töchter an den Pocken starben und eine dritte durch diese völlig verunstaltet wurde.

Noch in den 50er und 60er Jahren gab es in Europa Pockenepidemien, so z.B. 1950 in Glasgow, 1957 in Hamburg oder 1967 in der Tschechoslowakei. Ab 1967 wurde mit groß angelegten Impfaktionen ein weltweiter Feldzug zur Ausrottung der Pocken gestartet. Der letzte Pockenfall in Deutschland trat 1972 als eine aus Jugoslawien eingeschleppte Erkrankung auf, der weltweit letzte Fall wurde in Somalia 1977 dokumentiert. Am 8. Mai 1980 wurde von der Weltgesundheitsorganisation WHO festgestellt, dass die Pocken ausgerottet sind.

Seitdem gibt es, zumindest offiziell, nur noch zwei Orte, an denen Pockenviren lagern, nämlich das Forschungszentrum der US-amerikanischen Seuchenbehörde CDC (Centers for Disease Control and Prevention) in Atlanta und ihr russisches Gegenstück in der Nähe von Nowosibirsk.

Die meisten Staaten hoben ab den 70er Jahren die Pockenimpfpflicht wieder auf (in Deutschland 1975 die Erstimpfung für Kleinkinder und ein Jahr später die Wiederimpfung für Zwölfjährige), da auch die Impfung nicht völlig risikofrei ist. Nach Erfahrungswerten aus den 50er und 60er Jahren rechnet das CDC mit 15 lebensbedrohlichen Komplikationen und zwei Todesfällen pro einer Million Geimpfter.

Literatur und Weblinks:

Parapoxvirus - Orf virus

Einige morphologische Varianten des Orf-Virus.
Orf-Virus
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Poxviridae 00.058.
Unterfamilie: Chordopoxvirinae 00.058.1.
Gattung: Parapoxvirus 00.058.1.02.
Arten: Orf virus 00.058.1.02.001.
Morphologie
umhüllt, komplex

Zoonose (Schafe, Ziegen). Übertragung durch direkten Kontakt (Landwirte).

Krankheitsbild: Melkerknoten

Verlauf: selbstlimitierend

Diagnose: Anamnese!

Weblinks: DermIS - Melkerknoten


Molluscum contagiosum Virus

Molluscum contagiosum Virus
Molluscum contagiosum-Viren.
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Poxviridae 00.058.
Unterfamilie: Chordopoxvirinae 00.058.1.
Gattung: Molluscipoxvirus 00.058.1.07.
Art: Molluscum contagiosum virus
00.058.1.07.001.
Morphologie
umhüllt, komplex

Das Molluscipoxvirus (aus der Familie der Poxviren (Pockenviren) bzw. Paravaccinia-Viren) ist ein behülltes, doppelsträngiges DNA-Virus (dsDNA) und der Erreger des Molluscum contagiosum (Synonyme: Dellwarze, Epithelioma molluscum, Epithelioma contagiosum, Molluske, Schwimmbadwarze), einer häufigen, gutartigen und weltweit verbreiteten Infektionskrankheit der Haut.

Krankheitsbild: Dellwarzen sind stecknagelkopf- bis erbsengroße, weiße, rötliche oder hautfarbene Knötchen mit glatter und oft glänzender Oberfläche, die stets multipel auftreten. Sie haben meist in der Mitte eine Delle, die eine kleine Öffnung aufweisen kann, und treten in unterschiedlicher Anzahl (wenige bis mehrere Hundert Mollusken) am ganzen Körper auf, besonders an Armen, Händen, Fingern, Genitalien und Oberkörper. Beim Erwachsenen ist die Verbreitung im Genitalbereich vorherrschend. Druck auf Dellwarzen führt zur Entleerung einer rahmartigen bis teigigen Masse, die auch Molluscumbrei oder Molluscumkörperchen genannt wird. Dellwarzen kommen besonders häufig bei Kindern vor, insbesondere bei Kindern mit atopischem Ekzem (Neurodermitis). Gelegentlich kann es zu einer lokalen Entzündung bzw. Ekzembildung in der Umgebung der Dellwarzen kommen.

Entgegen der gebräuchlichsten deutschen Bezeichnungen werden Mollusken nicht zu den Warzen (Verruccae) gezählt.

Übertragung: Die Übertragung erfolgt beim Menschen durch Schmierinfektion oder Kontaktinfektion, häufig in Schwimmbädern und Kindergärten durch die gemeinsame Benutzung von Handtüchern. Ein erster Erkrankungsgipfel wird in der Kindheit, ein zweiter im frühen Erwachsenenalter – hier auch als sexuell übertragbare Krankheit (STD) – beobachtet. Die Inkubationszeit ist sehr variabel und liegt zwischen 17 Tagen und 20 Monaten.

Diagnose: I.d.R. Blickdiagnose.

Therapie: Dellwarzen können chirurgisch durch Abtragung mit dem scharfen Löffel oder einer speziellen Pinzette bei örtlicher Betäubung entfernt werden. Die Kryotherapie (Vereisung) ist eine mögliche Alternative.

Dellwarze.

Bei einem großen Teil der Patienten bilden sich die Veränderungen nach sechs bis neun Monaten ohne Behandlung spontan zurück. Sie können aber auch mehrere Jahre bestehen bleiben. Das Wachstum der Mollusca contagiosa ist sehr langsam.

Literatur und Weblinks:

Quellen

  1. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/ICTVdb/Ictv/fr-fst-g.htm
  2. . “Komplikationen einer Pockenimpfung können durch einen zweiten Impfstoff aufgefangen werden”. Ärzte Zeitung, 17.01 2003.


Herpesviridae

Allgemeines

Herpesviridae (von herpes (griech.): kriechen) sind behüllte, doppelsträngige DNA-Viren, die mit einem ikosaedrischen Kapsid (mit einer aus Dreiecksflächen bestehenden Proteinhülle) ausgestattet sind, die jeweils noch von einer Hüllmembran umgeben ist. Mit Herpes-Viren werden oft nur HSV-1 und HSV-2 gemeint, generell umfasst die Gruppe der Herpesviren 8 verschiedene humanpathogene Herpesviren (HHV), die in drei Gruppen einteilt werden:

Alpha-Herpesviren replizieren schnell, haben ein breites Wirtsspektrum und überleben in den Ganglien des Wirtes dauerhaft

  • HHV-1: Herpes simplex Typ 1 (HSV-1) - Krankheitsbilder: Herpes labialis, Herpes genitalis, Stomatitis aphtosa
  • HHV-2: Herpes simplex Typ 2 (HSV-2) - Krankheitsbilder: Herpes genitalis
  • HHV-3: Varizella-Zoster-Virus (VZV) - Krankheitsbilder: Windpocken, Gürtelrose (Herpes Zoster)

Beta-Herpesviren replizieren langsam und haben ein enges Wirtsspektrum

  • HHV-5: Cytomegalovirus (CMV) - Krankheitsbilder: CMV-Pneumonie, CMV-Sialoadenitis, CMV-Retinitis u.a.
  • HHV-6: Humanes Herpes-Virus 6 - Krankheitsbilder: Drei-Tage-Fieber
  • HHV-7: Humanes Herpes-Virus 7 - Krankheitsbilder: Drei-Tage-Fieber, Pityriasis rosea

Gamma-Herpesviren haben sehr unterschiedliche Replikationszeiten und zeigen ein sehr enges Wirtsspektrum

  • HHV-4: Epstein-Barr-Virus (EBV) - Krankheitsbilder: Pfeiffersches Drüsenfieber, Nasopharynxkarzinom, (Morbus Hodgkin: Verdacht auf Kofaktor, jedoch nicht nachgewiesen), Non-Hodgkin-Lymphome (u.a. Burkitt-Lymphom), Post-Transplantations-Lymphoproliferation (PTLD)
  • HHV-8: Humanes Herpes-Virus 8 - Krankheitsbilder: Kaposi-Sarkom, bestimmte Lymphome

Alpha-Herpesvirinae

Alpha-Herpesviren infizieren in der Regel zuerst Epithelzellen, wo sie sich vermehren und die Zellen zum Absterben bringen. Nach kurzer Zeit dringt das Virus in die Nervenzellen ein, die das entsprechende Hautareal innervieren. Im Zellkern dieser Neurone wird die virale DNA neben der Wirtszell-DNA als episomale DNA abgelegt (die im Kern angelangte virale DNA schließt sich zu einem Ring). In dieser Form verhält sich das Virus dann still und ist für das Immunsystem nicht zu entdecken. Durch bestimmte Einflüsse (Immunsuppression, Stress, Krankheit, Hormonschwankungen, UV-Strahlung) wird das Virus wieder aktiv, wandert entlang des Axons und befällt dann erneut Epithelzellen, so dass wieder eine akute Herpeserkrankung auftritt.

Simplex-Viren (HSV-1/HHV-1, HSV-2/HHV-2)

Simplex-Viren
Herpes simplex-Viren, TEM.
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Herpesviridae 00.031.
Unterfamilie: Alphaherpesvirinae 00.031.1.
Gattung: Simplexvirus 00.031.1.01.
Arten: Human herpesvirus 1
00.031.1.01.001.
Human herpesvirus 2
00.031.1.01.004.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Krankheitsbilder: Die Simplex-Viren verursachen Lippenherpes, den Herpes ophthalimicus (1. Trigeminusast) und die Stomatitis aphtosa (bevorzugt HSV-1), sowie den Genitalherpes (bevorzugt HSV-2). Die Viren halten sich in den Nervenzellen der betroffenen Segmente auf (Trigeminuskerne, Sakralmark) und führen unter bestimmten inneren und äußeren Bedingungen wie Stress, Sonneneinsstrahlung, Infekte etc. zu den typischen Symptomen.

Herpes labialis.

Persistenz: Das Immunsystem kann nur die akute Erkrankung bekämpfen, nicht aber die Viren welche in den Spinal- oder Hirnnervenganglien des Nervensystems verbleiben. Auf diese Weise verbleibt ein Reservoir von Herpesviren lebenslang im infizierten Organismus (lebenslange Persistenz). Bei einer persistierenden Infektion wandern die HSV aus den Ganglien herab und es kommt zu einer kontinuierlichen, geringen Vermehrung und Freisetzung infektiöser Viren. Bei einer latenten Infektion dagegen ist das Virusgenom stumm, d.h. es kommt zu keiner Expression von viruskodierten Proteinen. Erst bei einer Sekundärinfektion wird das Virus somit wieder aktiv.

Herpes genitalis bei der Frau.

Verlauf: Beim Krankheitsverlauf wird zwischen der Erstinfektion (Primärinfektion) und den Folgeinfektionen unterschieden:

  • Primärinfektion: Es entstehen Bläschen im Gesicht, im Genitalbereich und um den After; Lymphknotenschwellung, Schmerzen; Abtrocknung nach 10 Tagen.
  • Sekundärinfektion: Bei geschwächtem Immunsystem, z. B. bei Fieber, Schlafmangel, Menstruation, Stress, UV-Strahlung.

Schwere Verlaufsformen: Bei Immundefizienz kann es zur Herpes-Ösophagitis kommen.

Die Herpes-Enzephalitis betrifft vorwiegend den Temporallappen. Sie führt nach einem mehrtägigen uncharakteristischen Prodromalstadium zu Herdsymptomen wie Paresen, Aphasien und Krampfanfälle. Dazu kommen Wesensveränderung, Vigilanzstörungen, sowie Fieber und Nackensteifigkeit. Die jährliche Inzidenz wird mit 1 Neuerkrankung auf 100.000 Einwohner beziffert. Unbehandelt sterben 70 % der Erkrankten.

Herpes-simplex kann auch generalisiert verlaufen und z.B. bei Erwachsenen eine Herpeshepatitis als Begleithepatitis bei Befall der Leber durch Herpes simplex (als viszeraler Herpes) auftreten.

Sehr gefährlich ist der Herpes neonatorum. Hierbei kann die Übertragung sowohl von der mit Herpes simplex erkrankten Mutter ausgehen (Lippenherpes, Genitalherpes mit oder ohne Bläschen), als auch von anderen an der Geburt beteiligten erkrankten Personen. Man unterscheidet hier 3 Verlaufsformen mit unterschiedlicher Prognose:

  • Septische Allgemeinerkrankung (ohne Bläschen) mit einer Letalität von 80%.
  • Enzephalitis (ohne Bläschen) mit einer Letalität von 10%, es verbleiben aber meist Restschäden.
  • Exanthemische oft generalisierte Form mit Bläschen und sehr guter Prognose.

Therapie: Aciclovir. Bei Genitalherpes der Schwangeren Entbindung als Sectio caesarea.

Literatur und Weblinks:

Varizella-Zoster-Virus (VZV/HHV-3)

Varizella-Zoster-Virus
Varicella-Virus, EM.
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Herpesviridae 00.031.
Unterfamilie: Alphaherpesvirinae 00.031.1.
Gattung: Varicellovirus 00.031.1.02.
Art: Human herpesvirus 3
00.031.1.02.001.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das Varizella-Zoster-Virus (VZV) - auch als Humanes-Herpes-Virus-3 bezeichnet - ist der Verursacher der Windpocken.

Das DNA-Virus ist membranumhüllt, enthält doppelsträngige DNA (dsDNA) und ist als Ikosaeder mit 162 Kapsomeren 150-200 nm groß. Das Virus gehört zur Gattung Varicellovirus, zur Unterfamilie der alpha-Herpesvirinae und zur Familie der Herpesviridae. Mit den Herpes simplex-Viren ist es nahe verwandt und teilt mit diesen einen großen Teil seines Genoms.

Windpocken: Die Windpocken (Varizellen) - auch als Wasserpocken, Feuchtblattern, Spitze Blattern oder Wilde Blattern bezeichnet (ICD-10- Kode: B01) - ist eine durch das Varicella-Zoster-Virus ausgelöste und per Tröpfcheninfektion übertragene Erkrankung. Der Name Windpocken kommt von der hohen Ansteckungsfähigkeit dieser Viren, die auch über einige Meter in der Luft übertragen werden. Die Erkrankung, von der überwiegend Kinder im Vorschulalter betroffen sind, führt bei 90% der Infizierten zu einer lebenslangen Immunität. Eine Impfung ist möglich, eine Mehrfachimpfung gegen Masern, Mumps, Röteln und Windpocken ist in Vorbereitung.

Übertragung: Die hoch ansteckenden Viren werden per Tröpfcheninfektion oder über Kontaktinfektion bzw. Schmierinfektion übertragen, wenn Gegenstände mit den feinen Tröpfchen der Ausatemluft in Berührung kommen. Da die Erreger an der Luft nur für etwa zehn Minuten überlebensfähig sind, ist eine Übertragung durch herumliegende Kleidung oder Spielzeug in der Regel nicht zu befürchten.

Windpocken sind schon zwei Tage vor Auftreten des Hautausschlags ansteckend und bleiben dies sieben bis zehn Tage nach Bildung der ersten Bläschen bzw. bis das letzte Bläschen verkrustet ist. In dieser Zeit sollte die erkrankte Person nicht in Kontakt mit anderen kommen, vor allem nicht mit älteren Menschen oder Frauen, die sich in der 8. bis 21. Schwangerschaftswoche befinden. Die Meinung, dass die Ansteckungsfähigkeit bis zum Abfallen der letzten Kruste vorhanden sei, gilt als überholt.

Klinik und Verlauf: Nach einer Inkubationszeit von 10 bis 21 (meist 14 bis 17) Tagen kann es zum Auftreten von leichtem und kurzanhaltendem Fieber sowie Kopf- und Gliederschmerzen kommen. Tags darauf können im Bereich des Rumpfes und Gesichtes, typischerweise aber auch des behaarten Kopfes, erst später an den Gliedmaßen bis zu linsengroße, manchmal juckende rote Flecken bzw. später Knötchen folgen, in deren Zentrum sich innerhalb von Stunden bis maximal Tagen reiskorngroße Bläschen bilden können. Diese können gedellt sein und entwickeln sich durch Leukozyteneinwanderung in weiterer Folge rasch zu Pusteln (mit Eiter gefüllten Bläschen in der Oberhaut). Seltener können auch die Schleimhäute im Bereich des Mundes (hier vor allem am Gaumen als gelblich belegte Erosionen sichtbar), der Nase, der Augen, sowie die Haut der Genitalien und des Afters betroffen sein. Die Bläschen platzen schließlich, und es bildet sich eine hellbraune Kruste. Da die Läsionen nicht gleichzeitig entstehen, findet sich zu einem gegebene Zeitpunkt eine vielgestaltigen Ausprägung der Hauterscheinungen, so dass oft von einem Bild ähnlich einem „Sternenhimmel“ gesprochen wird, was oft eine Blickdiagnose ermöglicht.

Kind mit Windpocken.

Der Krankheitsverlauf ist meist gutartig. Die Krusten fallen ohne Narbenbildung ab, sofern darauf geachtet wird, dass das Kind nicht kratzt und damit eine bakterielle Superinfektion mit Streptokokken oder Staphylokokken herbeiführt.

Komplikationen: Die häufigsten Komplikationen betreffen Lungenentzündung (bei Erwachsenen 0,2-0,3%), eine zerebelläre Ataxie oder eine bakterielle Sepsis ausgehend von der Haut (bei Kindern 2-3/10.000). Weitere schwere Komplikationen sind das Reye-Syndrom, Enzephalitis oder Meningitis sowie Leber- oder Gelenksbeschwerden. In Folge solcher Komplikationen wird die Todesrate bedingt durch Varizelleninfektion auf 25-40 Fälle pro Jahr in Deutschland geschätzt.[1][2]

Windpocken in der Schwangerschaft können eine ernste Gefährdung des Embryos bedeuten (besonders im ersten und zweiten Trimenon, 13. bis 20. Woche). Rund um den Geburtstermin (ca. fünf Tage vor und zwei Tage nach der Geburt) kann es beim Neugeborenen zur neonatalen Varizellen-Infektion mit ernsten Komplikationen kommen. Daher sollten sich Frauen mit Kinderwunsch, die sich nicht sicher sind, ob sie die Windpocken schon hatten, beim Frauenarzt auf Antikörper untersuchen und gegebenenfalls impfen lassen. In diesem Fall sollte allerdings etwa drei Monate mit einer Schwangerschaft gewartet werden, um eine Schädigung des Kindes auszuschließen.

Da Windpocken keine meldepflichtige Krankheit ist, sind die Daten zu Komplikationen umstritten, da viele Windpocken-Komplikationen bei älteren Kindern, Heranwachsenden oder Jugendlichen möglicherweise gar nicht als solche behandelt bzw. erfasst wurden. Bei einer Studie wurde hochgerechnet auf die Gesamtbevölkerung in Deutschland eine Komplikationsrate von 5,6% ermittelt (inkl. leichtere Komplikationen wie Otitis media). Die Hospitalisierungsrate wegen Varizellen liegt bei 2,5-7 pro 100.000 Einwohner in Deutschland.[1]

Verlauf/Komplikationen bei Erstinfektion im Erwachsenenalter: Erstinfektion mit dem Varizellenvirus im Erwachsenenalter (Varicellae adultorum) sind sehr selten und nehmen in der Regel einen schwereren Krankheitsverlauf und sind auch teilweise mit Komplikationen wie Enzephalitis, Meningitis, Pneumonie, Hepatitis und Arthritis verbunden.

Gürtelrose.

Gürtelrose als Zweiterkrankung bei Erwachsenen: Menschen, die in ihrer Kindheit an Windpocken erkrankt waren, können später an Herpes Zoster, der Gürtelrose erkranken. Die Ursache bilden nach der Erkrankung im Körper verbliebene Varicella-Zoster-Viren, die entlang sensibler Nervenfasern in die Spinalganglien eingewandert sind und dort latent verbleiben. Bei Immunschwäche können diese Viren reaktiviert werden und eine Gürtelrose im Versorgungsgebiet der betroffenen Nerven (Dermatome) verursachen.

Komplikationen besonders bei Immundefizienz sind die Zoster-Meningitis, die Zoster-Enzephalitis und die Zoster-Myelitis (Rückenmark-Entzündung). Auch die selteneren Zoster-Formen wie Zoster generalisatus, Zoster ophthalmicus und Zoster oticus werden gelegentlich zu den Komplikationen gezählt.

In seltenen Fällen bleiben Schmerzen auch nach der Ausheilung bestehen. Man spricht dann von postherpetischer oder post-Zoster–Neuralgie.

Erwachsene mit Gürtelrose können Windpocken auf Ungeschützte übertragen, während umgekehrt ein Windpockenkrankes Kind zwar die Windpocken verbreiten kann, aber keine Infektionsquelle für eine Gürtelrose darstellt.

Therapie der Windpocken: Die Behandlung beschränkt sich meist auf die Linderung eines bestehenden Juckreizes, z.B. mit Polidocanol (Anaesthesulf® Lotio). Die Fingernägel des Kindes sollten geschnitten werden, um die Gefahr der Entwicklung einer bakteriellen Superinfektion zu minimieren. Fieber sollte, wenn überhaupt, mit Paracetamol behandelt werden (ASS bei Kindern mit viralem Infekt kann ein Reye-Syndrom hervorrufen). Aciclovir oder Vidarabin soll die Symptome bei Kindern, die älter als zwei Jahre sind, minimieren helfen, sofern es innerhalb von 24 Stunden eingenommen wird. Bei einer bestehenden Immunschwäche sollte eines dieser Medikamente ebenfalls verabreicht werden.

Therapie des Herpes zoster: Das Varizella-Zoster-Virus kann mit Virostatika behandelt werden. Üblicherweise erfolgt die Behandlung mit Brivudin, Aciclovir, Famciclovir oder Valaciclovir, meistens in Tablettenform. In Ausnahmefällen ist auch eine intravenöse Behandlung möglich.

Neuerdings gilt die Behandlung mit Brivudin (Zostex®, in Österreich MevirZostex®) als wirksam und vielversprechend. Ergebnisse der klinischen Studie dazu sind unten beigefügt.

Wie bei den Windpocken auch kann bei Juckreiz und zum schnelleren Eintrocknen der Bläschen Anaesthesulf® Lotio aufgetragen werden. Meistens ist die zusätzliche Gabe von starken Schmerzmitteln angezeigt. Bei etwa 8% der betroffenen Patienten können die akuten Schmerzen nicht durch Schmerzmittel beeinflusst werden.

Fälle von postherpetischer Neuralgie (etwa 30% der Betroffenen haben noch vier bis fünf Wochen nach der Verkrustung diffuse oder lokal begrenzte, teils starke Schmerzen) sind oftmals schwer zu behandeln. In Betracht kommen hier neben Schmerzmitteln auch Antidepressiva und Neuroleptika, gelegentlich sogar chirurgische Eingriffe. Die Behandlung mit Elektrotherapie (Galvanisation, Reizstrom oder TENS) kann Schmerzen lindern. Dabei sind jedoch Hautläsionen (Bläschen und Pusteln) zu berücksichtigen.

Ein Impstoff (Zostavax™), der vorbeugend das Erkrankungsrisiko auf etwa die Hälfte senkt und bei den übigen Fällen die Schmerzen deutlich lindert, wurde am 25. Mai 2006 in den USA durch die zuständige Behörde FDA zugelassen.

Prophylaxe: Zur Vorbeugung ist eine Impfung möglich, welche in Deutschland seit 2004 von der Stiko (Ständige Impfkommission) empfohlen wird.[1] Der Impfstoff besteht aus attenuierten (abgeschwächten), lebenden Varizella-Zoster-Viren, die sich im Geimpften vermehren und wird subkutan(!) verabreicht.

Die Impfung kann ab einem Alter von neun bzw. zwölf Monaten (je nach Impfstoffhersteller) gegeben werden. Kinder vor dem 13. Geburtstag erhalten eine Injektion. Bei Kindern ab dem 13. Geburtstag und Erwachsenen ist eine zweite Injektion im Mindestabstand von sechs Wochen notwendig.

Wer soll geimpft werden?

  • Kinder im Alter von elf bis 14 Monaten, parallel zur ersten MMR-Impfung oder frühestens vier Wochen nach dieser.
  • Die Impfung wird für bestimmte Personen empfohlen, die die Windpocken noch nicht durchgemacht haben und bisher auch nicht dagegen geimpft wurden:
    • Neun- bis 17-jährige Jugendliche
    • Frauen mit Kinderwunsch
    • Patienten mit schwerer Neurodermitis
    • Patienten mit Leukämie, Patienten vor geplanter immunsuppressiver Therapie oder Organtransplantation.
    • Personen mit Kontakt zu den oben genannte Patienten mit Neurodermitis etc.
    • Medizinisches Personal, besonders in der Kinderheilkunde, Onkologie, Frauenheilkunde/Geburtshilfe, Intensivmedizin
    • Neuangestellte in Gemeinschaftseinrichtungen für das Vorschulalter

Wer soll nicht geimpft werden?

Wer an einer akuten, behandlungsbedürftigen Krankheit mit Fieber (über 38,5°C) leidet, soll nicht geimpft werden. Im Allgemeinen werden auch Personen mit Immunschwäche nicht gegen Windpocken geimpft, allerdings sind Ausnahmen unter Umständen möglich und notwendig. Während einer Schwangerschaft wird in der Regel keine Impfung vorgenommen, da das Impfvirus auf das Kind übertragen werden könnte. Aus dem gleichen Grund ist für die Dauer von mindestens drei Monaten nach der Impfung eine Schwangerschaft zu vermeiden. Bislang wurden allerdings nach Impfung von unwissentlich Schwangeren noch keine Schäden des ungeborenen Kindes nachgewiesen.

Literatur und Weblinks:

Beta-Herpesvirinae

Cytomegalievirus (CMV/HHV-5)

Cytomegalievirus
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Herpesviridae 00.031.
Unterfamilie: Betaherpesvirinae 00.031.2.
Gattung: Cytomegalovirus 00.031.2.01.
Art: Human herpesvirus 5 00.031.2.01.001.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das humane Zytomegalievirus (CMV) gehört zur Familie der Herpesviren und ist weltweit verbreitet. Die Übertragung erfolgt über den Speichel, Sperma sowie Bluttransfusionen.

Ep.: Je nach geografischer Lage sind 60 bis 100% der Menschen mit dem persistierenden Virus infiziert.

Krankheitsbild:

  • Immunkompetente: Die Erstinfektion mit CMV verläuft in 99% ohne oder nur mit geringen Krankheitssymptomen. Durch noch unklare Faktoren kann dieses Virus bei ansonsten gesunden Menschen zu einer schweren Erkrankung führen. Das Leitsymptom ist dabei hohes, manchmal wochenlang anhaltendes Fieber mit typischerweise erhöhten Leberwerten. Komplikationen wie Myokarditis, Thrombozytopenie oder Pneumonie sind beim Immunkompetenten selten, so dass keine antivirale Therapie gegeben werden muss.
  • Unter Immunsuppresion: Einen viel schwereren Verlauf beobachtet man regelmäßig bei immunsupprimierten Patienten, z.B. bei HIV mit niedriger CD4+ Zellzahl: CMV-Retinitis mit akuter Erblindungsgefahr; nach Organtransplantationen: CMV-Pneumonie. Eine rasche Therapieeinleitung mit antiviralen Substanzen wie Gancyclovir oder Foscarnet ist notwendig.
  • In der Schwangerschaft: Besonders gefährlich stellt sich das Virus in der Schwangerschaft dar. Kongenitale Erkrankungen sind: Hepatosplenomegalie, Petechien, Mikrozephalus, intrazerebrale Verkalkungen und Chorioretinitis (Entzündung der Aderhaut -Choroidea- und der Retina -Netzhaut-). Die Letalität beträgt 12-30%. Die Überlebenden weisen zu mehr als 90% Spätfolgen auf. Seronegative Schwangere sollten deshalb die Exposition mit dem Virus meiden (v.a. Kinderpflegerinnen).
  • Säuglinge: Schwerwiegende Krankheiten können bei Säuglingen auftreten (teilweise erst Jahre später als sogenanntes Zytomegalie-Virus-Syndrom, u. a. mit frühkindlichem Hirnschaden, Retardierung und Innenohrschwerhörigkeit). Die Infektion erfolgt über die Muttermilch seropositiver Mütter. Bei Frühgeburten und positivem CMV-Antikörper-Titer sollte in jedem Fall auf das Stillen verzichtet werden.

Diagnostik: Bei Immunsupprimierten sind Antikörpernachweise nicht zielführend, der CMV-Nachweis erfolgt daher über den Nachweis der Virus-DNA mittels PCR im Blut oder über den Nachweis des CMV-Antigens pp 65 in Leukozyten mit einem IFT.

Roseoloviren: Humanes-Herpesvirus 6 und 7 (HHV-6 und HHV-7)

Roseoloviren
HHV-6, EM.
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Herpesviridae 00.031.
Unterfamilie: Betaherpesvirinae 00.031.2.
Gattung: Roseolovirus 00.031.2.03.
Art: Human herpesvirus 6
00.031.2.03.001.
Human herpesvirus 7
00.031.2.03.002.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

HHV-6 und 7 sind die Erreger des Drei-Tage-Fiebers, einer Kinderkrankheit. Es handelt sich um doppelsträngige DNA-Viren, die mit dem Cytomegalie-Virus (CMV) eng verwandt sind. Von HHV-6 existieren zwei Serotypen (6A und 6B). In Europa erkranken Kinder praktisch nur an Typ 6B. Nach Abklingen der akuten Infektion persistiert das Virus im Wirtsorganismus und kann z.B. bei Immunsuppression reaktiviert werden.

Symptome: Das Drei-Tage-Fieber (Exanthema subitum, Roseola infantum, Sechste Krankheit) ist eine Erkrankung des Säuglings- oder frühen Kleinkindesalters (Kinderkrankheit), Kinder jenseits des zweiten Lebensjahres erkranken quasi nicht. Bei typischen Verlauf besteht drei Tage (2-8 Tage) anhaltendes hohes Fieber. Bei Entfieberung tritt ein Hautausschlag mit feinen, manchmal auch leicht erhabenen Flecken auf, der typischerweise am Stamm und im Nacken lokalisiert ist. Die Flecken können zusammenfließen und sich auf Gesicht und Extremitäten ausbreiten.

Epidemiologie: Humane Herpes-Viren kommen auf der ganzen Welt vor. Erregerreservoir ist nur der Mensch. Die Übertragung erfolgt überwiegend durch Speichel, möglicherweise auch durch Tröpfcheninfektion. Gesunde HHV-seropositive Kinder und Erwachsene können immer wieder HHV im Speichel ausscheiden. Dadurch stellen diese Personen eine kontinuierliche Erregerquelle dar. Die Inkubationszeit beträgt 5-15 Tage.

Komplikationen: Zu den häufigsten Komplikationen durch die HHV-6 und -7 gehören Diarrhoe und Erbrechen, Schwellung der Augenlider, Papeln auf dem weichen Gaumen und am Zäpfchen, Husten, Schwellung der Halslymphknoten, vorgewölbte und gespannte Fontanelle sowie Fieberkrämpfe. Letztere scheinen bei HHV-7 etwas häufiger aufzutreten als bei HHV-6.

Intra- und extranukleäre Viruseinschlußkörperchen in HHV-6-infizierten Blutzellen, H&E.

Diagnose: Bei typischer Klinik mit Auftreten des Exanthems nach Entfieberung wird die Diagnose klinisch gestellt. Prinzipiell kann eine vermutete Primärinfektion durch den Nachweis von HHV-spezifischen IgM-Antikörpern betätigt werden. Humane Herpesviren selbst können Blut, Speichel und Liquor, HHV-7 auch in der Muttermilch nachgewiesen werden. Diese Untersuchungen haben aber kaum praktische, sondern eher wissenschaftliche Bedeutung.

Therapie: Die meisten Infektionen erfordern keine Therapie. Evtl. werden fiebersenkende Maßnahmen notwendig. Fieberkrämpfe können mit Diazepam unterbrochen werden. Eine virusspezifische Therapie gibt es nicht.

Prophylaxe: Eine Isolierung von Kindern mit akuter HHV-Infektion ist nicht erforderlich. Eine Impfung existiert nicht. Über die prophylaktische Wirkung von Immunglobulinen liegen bisher keine Erkenntnisse vor.

Literatur und Weblinks:

Gamma-Herpesvirinae

Lymphocryptoviren: Epstein-Barr-Virus (EBV/HHV-4)

Epstein-Barr-Virus
EBV, EM.
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Herpesviridae 00.031.
Unterfamilie: Gammaherpesvirinae 00.031.3.
Gattung: Lymphocryptovirus 00.031.3.01.
Art: Human herpesvirus 4
00.031.3.01.001.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das Epstein-Barr-Virus (EBV) ist ein humanpathogenes, behülltes, doppelsträngiges DNA-Virus aus der Familie der Herpesviridae bzw. der Herpetoviridae. Erstmals beschrieben wurde es 1964 von Sir Michael Anthony Epstein (*1921) und Yvonne M. Barr (*1932). Sie endeckten EBV in B-Lymphozyten, die von einem afrikanischen Patienten mit Burkitt-Lymphom stammten.

Übertragung: Hauptübertragungsweg des Virus ist die Tröpfcheninfektion oder die Kontaktinfektion ("Kissing Disease") bzw. Schmierinfektion, seltener sind Übertragungen im Rahmen von Transplantationen oder Bluttransfusionen. Die Tatsache, dass EBV auch in Sekreten der Genitalen festgestellt werden konnte, macht auch den Übertragungsweg durch sexuelle Kontakte möglich.

Pathogenese: Der Erreger infiziert die Schleimhäute des Mund-Nasen-Rachen-Raums sowie B-Lymphozyten. Nach einer Infektion verbleibt der Erreger - wie alle Herpes-Viren - lebenslang im menschlichen Körper.

Krankheitsbilder: Während bei Infektionen im Kindesalter meist keine Symptome auftreten kommt es bei jugendlichen oder erwachsenen Infizierten in 30–60% der Fälle zum Ausbruch einer infektiösen Mononukleose (Pfeiffersches Drüsenfieber). Jeder Infektion folgt im Normalfall eine lebenslange Resistenz gegen diese Krankheit. Im höheren Lebensalter sind etwa 95% der Menschen mit EBV infiziert.

Das Epstein-Barr-Virus verbleibt nach der Infektion im Körper und kann wie alle Herpesviren unter Immunsuppression reaktiviert werden und verschiedenartige mehr oder weniger schwerwiegende Krankheitserscheinungen erzeugen.

Als EBV-assoziierte Komplikationen können das Burkitt-Lymphom, nasopharyngeale Karzinome (im asiatischen Raum) und selten B-Lymphome entstehen. Dabei spielen weitere Faktoren eine Rolle, wie z.B. die chromosomale Translokation des c-myc Genes; Malaria wird als weiterer Cofaktor diskutiert. Auch menschliche Brustkrebszellen sind häufig durch Epstein-Barr Viren infiziert, ohne dass ein ursächlicher Zusammenhang gesehen wird.

Die infektiöse Mononukleose: Das Pfeiffersche Drüsenfieber, auch Pfeiffer-Drüsenfieber, infektiöse Mononukleose, Mononucleosis infectiosa oder auch Kusskrankheit (engl.: Kissing Disease) genannt, ist eine häufige Viruserkrankung mit typischer Schwellung der zervikalen Lymphknoten. Die Inkubationszeit wird meist mit 8 bis 21 Tagen angegeben, z.T. auch mit 8 bis 50 Tagen. Nach der Primärinfektion beginnt die Krankheit häufig mit grippeähnlichen Beschwerden wie Fieber (38–39°C), Gliederschmerzen, Leibschmerzen und starker Müdigkeit. Zusätzlich schwellen die Lymphknoten der Erkrankten an Hals, Nacken und selten auch unter den Achseln an (Lymphadenopathie). Bei vielen Betroffenen bildet sich außerdem eine Angina tonsillaris aus, bei der ein eher schmutziggrauer statt weißer Belag auf den Mandeln entsteht, der nicht auf die Umgebung der Tonsillen übergreift. Ziemlich auffällig ist daher bei vielen Patienten ein fauliger Mundgeruch (Foetor ex ore). Die Krankheit dauert in der Regel 2 Tage bis 2 Wochen.

Floureszenz-Färbung von EBV-Viren in Leukämie-Zellen.
Nigerianisches Kind mit Burkitt Lymphom, einem EBV-assoziierten NHL.

Am häufigsten sind ältere Kinder und junge Erwachsene von der Krankheit betroffen. Bei Kindern unter zehn Jahren verläuft die Erkrankung in der Regel ohne Symptome. Bei Erwachsenen treten meist grippeähnliche Krankheitsanzeichen und nur selten Komplikationen auf. Schätzungsweise 95% der Menschen infizieren sich bis zum 30. Lebensjahr, wodurch sich Antikörper gegen das Virus bilden. Der Name geht auf den Kinderarzt Emil Pfeiffer (1846–1921) zurück.

Diagnose: Das Pfeiffersche Drüsenfieber wird häufig nicht diagnostiziert. Bei extremer Müdigkeit und Schwächegefühl ist deshalb immer auch an eine (evtl. chronische) Epstein-Barr-Infektion zu denken. Eine eindeutige Diagnose erfolgt durch den Nachweis von Epstein-Barr-Virus-Antikörpern und einer auffälligen Leukozytose zwischen 10.000 und 25.000 pro mm³ mit 60 bis 80% lymphoiden (mononukleären) Zellen, also atypischen Lymphozyten. Auch die Leberwerte können gelegentlich erhöht sein. Serologisch sind richtungsweisend IgM gegen Early Antigen (EA) und/oder Viral Capsid Antigen (VCA) bei negativen EBNA-1 (Epstein-Barr Nuclear Antigen-1) IgG. Hohe Konzentrationen von EBNA-1 IgG schließen dagegen eine frische Infektion praktisch aus, da diese Antikörper erst im Laufe von mehreren Wochen bis Monaten nach Auftreten der Symptome vom Immunsystem produziert werden.

Differentialdiagnose: Differentialdiagnostisch ist eine Infektion mit dem Cytomegalievirus (CMV) oder mit dem HI-Virus abzuklären.

Krankheitsverlauf: Die Epstein-Barr-Infektion ist zwar häufig sehr kräftezehrend, verläuft aber in der Regel ohne Komplikationen. Latente, wiederkehrende oder chronische Verläufe sind selten. Allerdings gilt die Infektion auch in diesen Fällen als ungefährlich.

Komplikationen: In etwa 10% der Fälle kommt es im Krankheitsverlauf zu einer Superinfektion der Tonsillen mit Streptokokken. Noch seltenere Komplikationen sind Enzephalitis, autoimmunhämolytische Anämie, Thrombozytopenie, Agranulozytose, Hepatomegalie oder Splenomegalie (Gefahr der Milzruptur!), Lungenentzündung, Myokarditis, Nephritis und Ikterus. Beim Auftreten dieser Symptome kann ein Krankenhausaufenthalt notwendig werden.

Bei Kindern mit angeborenen oder erworbenen Immundefekten kann diese Erkrankung einen besonders schweren oder sogar letalen Verlauf nehmen.

Man vermutet, dass das Epstein-Barr-Virus bei der Entstehung des Chronischen Erschöpfungssyndroms (chronic fastigue syndrome, CFS), seltenen Tumoren des Rachenraumes und seltenen Lymphomen eine Rolle spielen könnte. Belege dafür fehlen jedoch.

Therapie: Die Therapie ist symptomatisch. Bei Fieber ist auf den Flüssigkeitsausgleich zu achten, evtl. sind auch fiebersenkende Medikamente angezeigt.

In ca. 10% der Fälle kommt es zu einer bakteriellen Superinfektion, die gegebenenfalls mit Antibiotika behandelt werden muss. Es ist zu beachten, dass einige Antibiotika wie Ampicillin und Amoxicillin bei einer akuten EBV-Infektion Arzneimittelexantheme oder selten sogar ein lebensbedrohliches Lyell-Syndrom hervorrufen können.

Postinfektiöse Immunität: Die infektiöse Mononukleose hinterläßt eine lebenslange Immunität. Bisweilen ist aber eine erneute Infektion mit anderen EBV-Subtypen möglich.

Vorbeugung: Meidung des Kontaktes zu erkrankten Personen. Einen Impfstoff gibt es bisher nicht.

Weblinks:

Rhadinoviren: Humanes Herpesvirus 8 (HHV-8)

Humanes Herpesvirus 8
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Herpesviridae 00.031.
Unterfamilie: Gammaherpesvirinae 00.031.3.
Gattung: Rhadinovirus 00.031.3.02.
Art: Human herpesvirus 8
00.031.3.02.011.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

HHV-8 ist bei HIV-Infektion mit der Entstehung des Kaposi-Sarkoms assoziiert. Weiterhin kann HHV-8 an der Genese bestimmter Lymphome beteiligt sein.

Das Kaposi-Sarkom: Das Kaposi-Sarkom ist eine, vor allem im Zusammenhang mit AIDS auftretende Neoplasie, deren Ursache auf das Humane Herpesvirus Typ 8 (HHV-8) in Verbindung mit Kofaktoren zurückzuführen ist.

Es wurde 1872 durch Moritz Kaposi (1837-1902), einem Dermatologen aus Wien benannt. Früh entdeckt wurde eine leichtere Variante dieser Krankheit, die ihre Verbreitung hauptsächlich bei südlich der Sahara lebenden Männern jenseits des 50. Lebensjahres hat.

Die besonders unter Immunsuppression auftretende Krankheit äußert sich durch das Auftreten von braun, bläulichen Tumorknoten vor allem im Bereich von Schleimhäuten und im Darm. Männer sind häufiger betroffen als Frauen. Bei der mit AIDS assozierten Form treten braun, bläulichen Flecken multifokal meist auch auf der Haut von Beinen und Armen auf.

Die Diagnose wird klinisch und ggf. histopathologisch gestellt.

Intraorales Kaposi-Sarkom bei AIDS, mit Soor-Belag.
Kutanes Kaposi-Sarkom bei AIDS.

Der Verlauf ist häufig chronisch. Eine Metastasen-Bildung in Lymphknoten und anderen Organen ist möglich. Ebenfalls möglich ist bei nicht vorhandener HIV-Assoziation ein seltener, direkter Befall der Lymphgefäße mit anschließender Ausbreitung auf innere Organe.

Bei Transplantationen besteht ein erhöhtes Erkrankungsrisiko durch die Immunsuppression. Die Erkrankung manifestiert sich hier häufig direkt an den inneren Organen.

Therapie: Verbesserung des Immunstatus, z.B. durch Anpassung der antiretroviralen Kombinationstherapie bei AIDS bzw. der immunsuppressiven Therapie bei Transplantation.

Weitere Therapieansätze:

  • Lokaltherapien: Exzision, Lasertherapie, Strahlentherapie, Physikalische Therapie.
  • Chemotherapien: Liposomal verkapseltes Doxorubicin bzw. Daunorubicin.
  • Experimentell: Antiangiogenese-Therapie (SU5416), Interferon-Alpha.

Literatur und Weblinks:


Adenoviridae

Humane Adenoviren

Humanes Adenovirus C
Adenoviren, TEM.
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Adenoviridae 00.001.
Gattung: Mastadenovirus 00.001.0.01.
Arten: Human adenovirus A
00.001.0.01.008.
Human adenovirus B
00.001.0.01.009.
Human adenovirus C
00.001.0.01.010.
Human adenovirus D
00.001.0.01.011.
Human adenovirus E
00.001.0.01.012.
Human adenovirus F
00.001.0.01.013.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Adenoviren befallen Säuger (Mastadenoviren) und Vögel (Aviadenoviren). Erstmalig wurden sie aus menschlichen Rachenmandeln (Adenoide) isoliert, denen die Viren-Familie ihren Namen zu verdanken hat.

Morphologie und Eigenschaften: Adenoviren haben eine Polyederform aus zwanzig Flächen (Ikosaeder), die sich aus 252 Kapsomeren zusammensetzen (240 Hexons und 12 Pentons), von den Pentons stehen lange Fibern ab. Die Viren sind ca. 80-110 nm groß, besitzen keine Hüllmembran und enthalten eine nicht-segmentierte, doppelsträngige, lineare DNA mit einer Länge von von 30-38kb. Man unterscheidet bisher 49 immunologisch unterschiedliche humanpathogene Subtypen (A-F). Adenoviren zeichnen sich durch eine ungewöhnliche Stabilität gegenüber chemischen und physikalischen Einwirkungen aus und tolerieren widrigste pH-Werte, was ihnen eine vergleichsweise lange Überlebenszeit außerhalb des Wirtes ermöglicht.

Pathogenese: Die Viren infizieren Epithelzellen z.B. der Atemwege, der Konjunktiven oder im Magen-Darm-Trakt, die im Zuge der Virusvermehrung zugrunde gehen (CPE ohne Fusionen). Daraufhin wandern Entzündungszellen (Makrophagen, Lymphozyten) in das Gewebe ein. Eine Virämie ist nur bei Immunsuppression zu beobachten. In manchen Fällen persistieren die Viren länger in den betroffenen lymphatischen Organen (Tonsillen, Peyer-Plaques).

Bei Nagetieren wurden Zelltransformationen beobachtet.

Klinik: 50% der Infektionen verlaufen asymptomatisch. Adenoviren verursachen hauptsächlich respiratorische Infekte (5% der Atemwegsinfekte bei Kindern). Abhängig vom jeweiligen Serotyp können allerdings auch eine Reihe anderer Erkrankungen hervorgerufen werden wie Gastroenteritis (10% der infektiösen Gastroenteritiden), Konjunktivitis und Zystitis. Die Symptome der Atemwegserkrankung durch Adenoviren reichen von der einfachen Erkältung über die Bronchitis bis zur Pneumonie. Bei Patienten mit geschwächtem Immunsystem besteht eine besondere Anfälligkeit für ernsthafte Komplikationen der Adenoviren-Infektionen, wie zum Beispiel das ARDS (Acute Respiratory Distress Syndrome).

Spätkomplikationen: Diskutiert werden verschiedene Krankheitsbilder, die sich als Spätfolgen einer Adenoviren-Infektion einstellen können, wie beispielsweise die persistierende Bronchiolitis, die dilatative Kardiomyopathie, Typ-I-Diabetes oder Hörsturz.

Epidemiologie: Adenoviren werden durch direkten Kontakt, fäkal-oral und gelegentlich durch Wasser weitergegeben. Einige Arten verursachen persistente, asymptomatische Infektionen von Hals- und Rachenmandeln oder Magen-Darm-Trakt des Wirtes; eine Ausbreitung kann über Monate oder Jahre erfolgen. Wenige Adenoviren (beispielsweise die Serotypen Ad1, 2, 5 und 6) sind nachgewiesenermaßen in einigen Zonen der Welt endemisch, die Infektion erfolgt hier in der Regel bereits in der Kindheit. Andere Arten verursachen bei ansonsten sporadischen Infektionen gelegentliche Ausbrüche. So wird zum Beispiel die epidemische Keratokonjunktivitis durch die Serotypen Ad8, 19 und 37 ausgelöst. Epidemisch auftretende fieberhafte Erkrankungen mit Konjunktivitis sind oftmals mit Adenoviren assoziiert und treten im Allgemeinen im Umfeld unzureichend chlorierter Schwimmbecken und kleiner Seen auf. Gastroenteritiden werden, insbesondere bei Kindern, durch die Serotypen Ad40 und 41 ausgelöst. Bei einigen Serotypen variiert das klinische Spektrum der infektionsassoziierten Erkrankungen abhängig von der Eintrittspforte. So geht beispielsweise eine Infektion mit Adenovirus Ad 4 und 7 durch Inhalation mit schwerwiegenden Erkrankungen der unteren Atemwege einher, während eine orale Übertragung des Virus keine beziehungsweise nur eine milde Infektion verursacht.

Modell eines Adenovirus.

Diagnose: Antigen-Detektion (ELISA), PCR-Assay, Virusisolation (CPE) und serologischer Antikörpernachweis (ELISA, KBR) können zum Nachweis von Adenovirus-Infektion genutzt werden. Die Typbestimmung wird in der Regel durch Hämagglutinationshemmungsreaktion oder Neutralisation mit typspezifischen Antisera vorgenommen. Da Adenoviren über einen längeren Zeitraum ausgeschieden werden können, bedeutet der Nachweis des Virus nicht unbedingt auch den Nachweis einer Erkrankung.

Therapie: Die meisten Infektionen verlaufen mild und erfordern keine Therapie beziehungsweise eine symptomatische Behandlung. Bei Immunschwäche Ribavirin.

Prävention: Trinkwasserhygiene. Für die Serotypen 4 und 7 wurde ein anttenuierter Lebendimpfstoff entwickelt, der allerdings wegen dem nicht auszuschließenden onkogenen Potential nur zur Prävention schwerer Atemwegsinfektionen bei Rekruten der US-Streitkräfte verfügbar ist. Für die effektive Beschränkung der Ausbreitung Adenovirus-assoziierter Erkrankungen, wie zum Beispiel die epidemische Keratokonjunktivitis, die 2004 die vorübergehende Schließung mehrerer Bundeswehr-Stützpunkte bedingte, ist eine sorgfältige Infektionskontrolle notwendig. Patienten im Krankenhaus mit Verdacht oder Nachweis einer (hochinfektiösen) Keratokonjunktivitis epidemica müssen isoliert werden, besser noch werden sie zuhause behandelt.

Therapeutische Anwendung von Adenoviren in der Medizin: Adenoviren finden vermehrt Einsatz in der medizinischen Forschung, so zum Beispiel als Dystrophinträger in der Gentherapie der Duchenne-Muskeldystrophie, als genmanipulierte Vakzine beispielsweise gegen Ebola-Infektionen oder in der Krebstherapie zur Hemmung von Tumorwachstum.

Weblinks:

Polyomaviridae

Polyoma-Viren

Polyoma-Viren
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Polyomaviridae 00.047.
Gattung: Polyomavirus 00.047.0.01.
Arten: Simian virus 40 00.047.0.01.001.
BK-Virus 00.047.0.01.004.
JC-Virus 00.047.0.01.008.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Polyomaviren sind kleine DNA-Viren, die Tiere (die aviären Polyomaviren lösen bei Vögeln die Französische Mauser aus) und Menschen infizieren können.

Das Polyomavirus BK ist bei Nierentransplantatempfängern mit Ureterstenose und interstitieller Nephritis assoziiert und kann zum Transplantatverlust führen. Knochenmarkempfänger können durch Polyomavirus BK eine hämorrhagische Zystitis erleiden. Das Virus persistiert in der Niere, die Durchseuchung beträgt 100%.

Das JC-Virus (JCV) oder JC-Polyomavirus ist genetisch dem BK-Virus und dem SV40 ähnlich. Es wurde 1971 entdeckt und nach den Initialen eines Patienten mit progressiver multifokaler Leukoenzephalopathie (PML) benannt, aus dem es erstmals isoliert wurde. Pathogen ist das Virus nur bei zellulärer Immundefizienz (z.B. AIDS St. C3). Die Durchseuchung beträgt 70-90%, wobei das Virus in der Niere persistiert, die Infektion erfolgt meist schon in der Kindheit.


SV40 ist die Abkürzung für Simian vacuolating virus 40 bzw. Simian virus 40. Das Polyomavirus wird bei Affen und Menschen gefunden. Zuerst entdeckte man es 1960 in Rhesusaffen-Nierenzellkulturen, die zur Herstellung von Poliomyelitis-Vaccinen verwendet wurden.

Bau und Genom: Das Kapsid besteht aus 360 Untereinheiten. Die doppelsträngige 5243 Nucleotide lange DNA enthält eine Regulatorregion und kodiert das T-Antigen sowie die drei Kapsidproteine VP1, VP2 und VP3 mit überlappenden Leserahmen (reading frames). Das T-Antigen ist ein Multifunktionsprotein und besteht aus drei Bauteilen. Das ringförmige Hexamer nimmt die Virus-DNA auf, die zweite Domäne erkennt und bindet mit einem kleinen Patch die Regulatorregion, die dritte Domäne rekrutiert zelluläre Proteine.

Die Infektion ist meist latent und kann bei Affen unter Immunsuppression zur Nieren- und Demyelinisierungserkrankungen ähnlich PML führen. In anderen Spezies, z.B. Hamstern kann SV40 diverse Tumore z.B. Sarkome hervorrufen. Der Krankheitswert beim Menschen ist noch unklar.

Literatur und Weblinks:


Papillomaviridae

Humane Papilloma-Viren (HPV)

Humane Papilloma-Viren
HPV, EM.
Systematik
DNA Viruses
dsDNA Viruses
Familie: Papillomaviridae 00.099.
Gattungen: Alphapapillomavirus 00.099.0.02.
Betapapillomavirus 00.099.0.03.
Gammapapillomavirus 00.099.0.04.
Mypapillomavirus 00.099.0.13.
Nypapillomavirus 00.099.0.14.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Humane Papilloma-Viren stellen eine Gruppe von mehr als 150 verschiedenen DNA-Viren dar, denen zur Unterscheidung eine Zahl nachgestellt wird. Es handelt sich um unbehüllte, doppelsträngige DNA-Viren (dsDNA). Da sie durch sexuelle Kontakte übertragen werden können, zählen die durch sie verursachten Erkrankungen zu den sexuell übertragbaren Krankheiten (STD).

HPV verursachen v.a. Warzen. Einige Arten infizieren die Schleimhäute im Genitalbereich und können, ohne sich zuvor durch eine Warzenbildung bemerkbar gemacht zu haben, nach länger dauernder Infektion Karzinome auslösen. Das Zervixkarzinom, sowie vermutlich auch ein erheblicher Teil der Vulva-, Penis- und Analkarzinome sind Folge solcher Infektionen. Die Gen-Produkte dieser Viren, vor allem die des E6- und E7-Gens, verhindern die Apoptose. Die durch Papilloma-Viren verursachten Hautveränderungen sind häufig nicht mit bloßem Auge zu erkennen.

Virusgruppen: 83 HPV-Typen sind bisher vollständig beschrieben. Etwa 30 davon infizieren fast ausschließlich Haut und Schleimhaut im Anogenitalbereich. Die genitalen HPV-Typen lassen sich generell in 2 Gruppen einteilen, die low risk- und die high risk-Typen. Die Hochrisiko-Typen sind bei über 99% aller Fälle von Zervixkarzinomen identifiziert worden. Die Mehrheit der Zervixkarzinome (ca.70%) wird durch die Hochrisiko-Typen HPV 16 und 18 hervorgerufen.

Niedrigrisiko-HPV-Typen werden praktisch nie bei Karzinomen nachgewiesen. Die Typen 6 und 11 sind Hauptverursacher genitaler Warzen.

Typen sind:

  • 1. "low-risk"-Viren: Zu dieser Gruppe werden HPV 6 und 11 gezählt, weil sie als Verursacher von Warzen in Genitalbereich (Condyloma acuminatum, auch Feigwarzen) keine potentiell lebensgefährlichen Erreger sind. Weitere low-risk Typen sind HPV 42, 43 und 44.
  • 2. "high-risk"-Viren: Zur zweiten Gruppe gehören v.a. HPV 16, 18, 31 und 33, aber auch 35, 39, 45, 51, 52, 56, 58, 59 und 68. Bei beinahe jedem Auftreten eines Zervixkarzinoms ist mindestens eine der high-risk HPV-Gruppen im HPV-Screening nachweisbar. Auch einige Krebserkrankungen im Bereich des Afters sowie des Mundes gelten als HPV-assoziiert.

Die gefährlichen Virus-Untergruppen werden auch bei Krebserkrankungen des Penis, der Vulva, des Anus und des Mundes beobachtet.

Übertragung: Die Infektion erfolgt hauptsächlich über Hautkontakt, bei bestimmten Virentypen primär durch ungeschützten Sexualverkehr. Die HPV-Infektion ist daher eine der häufigsten durch Geschlechtsverkehr übertragenen Infektionen, oft bleibt die Ansteckung jedoch unbemerkt. Kondome können das Übertragungsrisiko reduzieren, wenn sie den Kontakt mit krankheitsbedingten Hautveränderungen oder erregerhaltigen Körperflüssigkeiten verhindern. Seltener erfolgt die Übertragung auch durch gemeinsam benutzte Handtücher, Trinkgläser oder Zahnbürsten.

Conylomata accuminata im Vaginalbereich.
Conylomata accuminata am Penis.
HPV-infizierte (rechts) und normale Plattenepithelzellen (links), Abstrich, PAP.

Epidemiologie: Bei Frauen unter 30 Jahren liegt die Infektionsrate bei bis zu 25%. Bei über 30-jährigen beträgt sie immer noch bis 8%. Die HPV-Infektion heilt häufig innerhalb von Monaten bis hin zu 1½ Jahren ab. Die Immunitätslage spielt hierbei eine wichtige Rolle. Allgemeine Zahlen zu den Infektionsraten bei Männern gibt es nicht (keine reguläre Vorsorgeuntersuchungen). Bei bis zu 70% der männlichen Partner einer Frau, die im HPV-Screening positiv getestet wurde, besteht ebenfalls eine (unbemerkte) Infektion, die oft nur kleinste Läsionen am Penis verursacht.

Krankheitsfolgen: Nach einer Infektion können Papilloma Viren oft jahrelang inaktiv bleiben, bevor sie Symptome verursachen. Dies gilt sowohl für die low-risk- als auch für die high-risk-Viren.

Die häufigsten Krankheitsfolgen sind Warzen (z.B. die Verruca vulgaris), besonders Feigwarzen (Condylomata acuminata) und bei Frauen das Zervixkarzinom.

Männer und HPV: Mehrere Studien zeigen, dass etwa 64-70% der männlichen Beziehungspartner von Frauen, die unter einer zervikalen HPV-Erkrankung leiden, ihrerseits HPV-assoziierte Läsionen am Penis aufweisen.[3] Die Infektion kann lange unerkannt präsent bleiben. In seltenen Fällen können bösartige Veränderungen, auch Karzinome am Penis auftreten. Da das Peniskarzinom bei beschnittenen Männern extrem selten ist, werden Smegmaretention und wiederholte Entzündungen der Vorhaut und der Eichel (chronische Balanitiden) bei unbeschnittenen Männern als entscheidende Faktoren der in zeitlicher wie auch ursächlicher Hinsicht Karzinogenese angesehen.[4].

Mehrere Studien deuten auf HPV-Infektionen als Verursacher von Oralkarzinomen hin. Unter anderem eine französische Studie diagnostizierte bei einer hohen Anzahl solcher Patienten auch HPV. Als Übertragungsweg gilt hier Oralverkehr. Einen sicheren Schutz gibt es nicht. Jedoch mindert die stringente Verwendung von Kondomen vermutlich das Übertragungsrisiko.

Diagnose: Die Tatsache, dass in ungefähr 90% der Zervixkarzinome High-risk-Typen vorkommen (HPV16 50%, HPV18 20%) unterstreicht die Bedeutung der HPV-Infektion bei diesem Karzinom, welches weltweit die zweithäufigste Krebstodesursache bei Frauen ist. Für beide Erreger gilt, dass der rasche, praktikable und sichere Nachweis in der Routinediagnostik heute noch problematisch, schwierig und teuer ist. Insbesondere bei niedrigen Keimkonzentrationen treten falsch negative Ergebnisse auf.

Derzeit laufen Studien, die Auskunft darüber geben sollen, ob ein routinemäßiges Screening nach diesen Viren die Entwicklung von Krebserkrankungen reduzieren kann, indem Träger fragwürdiger Zellbefunde in ausgewählten Fällen einer vorzeitigen Behandlung unterzogen werden. Tests, Screenings und Heilmethoden müssen derzeit noch vom Patienten selbst bezahlt werden, da die Krankenkassen die Ergebnisse der vorgenannten Studien abwarten.

Therapie: Eine spezifische Papillomvirus-Therapie gibt es gegenwärtig nicht. Bei vorliegenden Läsionen kommen im wesentlichen chirurgische Eingriffe, Laser- und Kryotherapie in Frage sowie lokale Behandlungen mit Ätzlösungen (Trichloressigsäure) oder dem Immunmodulator Imiquimod. Rezidive sind häufig.

Vorbeugung: Kondome. Gardasil®, ein Impfstoff gegen HPV wurde im Frühsommer 2006 von der amerikanischen Gesundheitsbehörde FDA zugelassen. Ein zweiter Impfstoff (Cervarix®) folgte 2008.[5]

Literatur und Weblinks:

Quellen

  1. 1,0 1,1 1,2 . “Begründung der STIKO für eine allgemeine Varizellenimpfung”. ', 2.6. 2004.
  2. CDC - Varicella
  3. http://www.cervical-cancer.de/faqhpv.html
  4. http://www.tumorzentrum-tuebingen.de/pdfinhal/penis.pdf
  5. http://www.glaxosmithkline.de/produkte/cervarix.php


Parvoviridae

Humanes Parvovirus B19

Humanes Parvovirus B 19
Systematik
DNA Viruses
ssDNA Viruses
Familie: Parvoviridae 00.050.
Unterfamilie: Parvovirinae 00.050.1.
Gattung: Erythrovirus 00.050.1.02.
Art: Human parvovirus B19 00.050.1.02.001.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Erreger: Das Parvovirus B 19 ist der Erreger der Ringelröteln (Syn.: Erythema infectiosum, Fünfte Krankheit) und das kleinste humanpathogene Virus überhaupt. Es enthält einen einzelnen Strang DNA und besitzt keine Hülle. Es werden heute mindestens drei Genotypen (1, 2 und 3) mit verschiedenen Subtypen unterschieden. Es bestehen geographische Korrelationen zwischen der Verbreitung der verschiedenen Genotypen, wobei Genotyp 1 in Europa am häufigsten verbreitet ist. Das Virus benutzt zur Vermehrung bevorzugt erythroide Vorläuferzellen im Knochenmark, dabei verhindert es deren Ausreifung da es sie während seines lytischen Infektionszyklus zerstört, um die Zellen zu verlassen.

Geschichte: Den Namen „fünfte Krankheit“ oder „fifth-disease“ im englischen Schrifttum erhielten die Ringelröteln durch die historische Angewohnheit der Ärzte, seit dem 17. Jahrhundert die Kinderkrankheiten mit Hautausschlag (Exanthem) voneinander abzugrenzen und in Unkenntnis der Ursachen einfach durchzunummerieren. Masern und Scharlach waren die beiden ersten. 1881 wurden die Röteln allgemein als dritte Kinderkrankheit mit Hautausschlag akzeptiert. Später wurde von verschiedenen Autoren eine Unterform der Röteln als eigene Erkrankung beschrieben und seit 1900 vierte Krankheit genannt. In den letzten 50 Jahren ist es allerdings umstritten, ob es diese wirklich als eigenständige Krankheitseinheit gibt. Seit 1905 ist die fünfte Krankheit als Bezeichnung für eine weitere exanthematöse Kinderkrankheit anerkannt gewesen, für die der Erreger lange Zeit unbekannt blieb. 1974 fiel der Virologin Yvonne Cossart, die in London das Blut von gesunden Blutspendern auf das Vorhandensein von Oberflächenbestandteilen des Hepatitis B Virus untersuchte, bei einer Probe mit der Nummer 19 des Panels B eine ungewöhnliche Reaktion auf. Beim Erforschen der Ursache wurde ein Virus entdeckt, das in der Elektronenmikroskopie den Parvoviren glich und später den Namen Parvovirus B19 erhielt. Die große Familie der Parvoviren (Parvoviridae) schließt viele tierpathogene Viren ein. Erst 1981 konnte mit dem Nachweis einer Parvovirus-B19-Infektion bei Patienten mit Sichelzellenanämie und dem vorübergehenden Erliegen der Blutbildung (aplastische Krise) ein Zusammenhang zu einer Erkrankung hergestellt werden. Zwei Jahre später konnten Infektionen durch Parvovirus B19 als Ursache der Ringelröteln identifiziert werden.

Epidemiologie: Einzige Infektionsquelle ist der Mensch. Die Übertragung erfolgt durch Tröpfcheninfektion bei direktem Kontakt, durch infizierte Blutprodukte sowie transplazental von der Mutter auf den Fetus. Die Kontagiösität ist in den ersten vier bis zehn Tagen nach Infektion am größten. Das heißt, dass Kinder im Stadium mit Hautausschlag praktisch nicht mehr ansteckend sind. Vermutlich hinterlässt die Infektion eine lebenslange Immunität. Die Durchseuchungsrate liegt im Vorschulalter bei etwa 5-10%, im Erwachsenenalter bei 60-70%. Zahlen über mütterliche Infektionen in der Schwangerschaft liegen nicht vor, sie scheinen aber selten zu sein. Bei einer gesicherten Infektion der Mutter liegt das Erkrankungsrisiko für das ungeborene Kind etwa bei 5-10% und ist am größten bei Infektion zwischen der 13. und 20. Schwangerschaftswoche.

Die Zeit zwischen Ansteckung und Ausbruch der ersten Symptome (Inkubationszeit) beträgt in der Regel 4 bis 14 Tage (maximal 3 Wochen).

Typische Gesichtsrötung bei Ringelröteln.
Ringelröteln-Exanthem.

Symptome:In der Mehrzahl der Fälle verläuft die Infektion symptomlos und es findet eine stille Feiung statt (Immunisierung ohne vorherige Impfung bei einer Infektion ohne Krankheitsanzeichen). In anderen Fällen finden sich grippeähnliche Symptome ohne Exanthem. Der typische Ausschlag wird nur bei 15-20% der Infizierten beobachtet. Er beginnt an den Wangen mit großen roten Flecken, die zusammenfließen. Meist ist die Mundpartie ausgespart (slapped-cheek exanthem). An den folgenden Tagen treten von oben nach unten an Schultern, Oberarmen, Oberschenkeln und Gesäß teilweise leicht erhabene Flecken auf, die dazu neigen zusammenzufließen und in der Mitte abblassen. Dadurch entstehen charakteristische girlandenartige Muster. Die Hauterscheinungen können wechselhaft und flüchtig sein oder bis zu sieben Wochen andauern. Das Allgemeinbefinden ist dabei nur wenig beeinträchtigt. Bei jungen Erwachsenen wurden auch vaskulitische Hauterscheinungen mit strenger Begrenzung auf Hände und Füße beschrieben.

Komplikationen: Gelegentlich kommt es zur Gelenkbeteiligung mit Gelenkschmerzen und Gelenkentzündungen bevorzugt der kleinen Gelenke, insbesondere bei Mädchen und jungen Frauen. Die Beschwerden dauern zwei Wochen bis mehrere Monate an und lassen auch ohne spezifische Behandlung von alleine wieder nach.

Bei Patienten mit chronischer hämolytischer Anämie kann es zur aplastischen Krise kommen. Eine solche durch Parvovirus B 19 ausgelöste aplastische Krise ist oft sogar das erste Anzeichen einer Kugelzellenanämie. Ein Hautausschlag fehlt bei diesen Patienten fast immer.

Bei Patienten mit angeborenen oder erworbenen Defekten des Abwehrsystems oder unter Immunsuppression ist die Elimination des Virus gestört. Dadurch kann es zu einer chronischen Myelosuppression mit rezidivierenden Anämien kommen. Typischerweise sind bei diesen Patienten keine spezifischen Antikörper gegen Parvovirus B 19 nachweisbar.

Schwangerschaft: Während der Schwangerschaft wird das Parvovirus B 19 in etwa einem Drittel der Fälle diaplazentar auf das Ungeborene übertragen. Es befällt besonders die blutbildenden Zellen in Leber und Knochenmark mit der möglichen Folge einer schweren Anämie beim Ungeborenen (ca. 10%). Häufige Begleiterscheinungen sind der Hydrops fetalis (ca. 10%), Aszites, kardiale Dekompensation und im schlimmsten Fall Fehl- bzw. Totgeburt (ca. 9%, besonders hohes Risiko bei Infektion im Zeitraum der 10.-22. Schwangerschaftswoche).

Pränatale Diagnostik: Schwierig. Das Virus kann vorgeburtlich evtl. im kindlichen Blut oder im Fruchtwasser nachgewiesen werden, dies gelingt jedoch nicht immer. Gleiches gilt für den Nachweis von Antikörpern und selbst ein Nachweis ist zum Teil bei Ungeborenen nicht aussagekräftig. Die Kontrolle der Kindesentwicklung mittels Ultraschalluntersuchungen in relativ kurzen Abständen ist daher das Mittel der Wahl zur Dokumentation des Infektionsverlaufes. Insbesondere auf die Ausbildung eines Hydrops fetalis ist hier zu achten und ggf. sind andere Ursachen wie z.B. die Rhesus-Unverträglichkeit abzuklären.
Therapie: Bei fetaler Anämie intrauterine Gabe von Erythrozytenkonzentraten über die Nabelschnur oder intrauterine Bluttransfusion.
Prg.: Verläuft die Infektion ohne Komplikationen, ist in der Regel nicht mit Spätschäden für das Kind zu rechnen (Alles-oder-Nichts-Prinzip). Die Parvovirus-B-19-Infektion in der Schwangerschaft ist daher auch keine Indikation für eine Interruptio.

Diagnose: Bei typischem Exanthem kann die Diagnose klinisch gestellt werden. In unklaren Fällen können virusspezifische Antikörper im Serum nachgewiesen werden. In besonderen Fällen kann auch die Virus-DNA in Blut, Knochenmark oder Fruchtwasser nachgewiesen werden. Bei Infektionen des ungeborenen Kindes während der Schwangerschaft sind die spezifischen IgM-Antikörper bei Geburt häufig (noch) nicht im Blut nachweisbar.

Differentialdiagnose: Die Ringelröteln sollten vor allem gegen die anderen mit einem Hautausschlag einhergehenden Infektionskrankheiten abgegrenzt werden, z.B. Scharlach, Masern, Windpocken, Röteln, Drei-Tage-Fieber.

Therapie: Eine spezifische Therapie gibt es nicht. Eine symptomatische Therapie ist zumeist nicht nötig. Bei Patienten mit Immundefekt, chronischer Anämie und Virus-Persistenz können Immunglobuline eingesetzt werden. Bei frischer Infektion in der Schwangerschaft sind wöchentliche Ultraschallkontrollen angezeigt. Zeigen sich hier Zeichen eines Hydrops fetalis, sollte mit intrauterinen Bluttransfusionen behandelt werden.

Prophylaxe: Eine Impfung existiert nicht. Schwangere sollten den Kontakt zu erkrankten Kindern meiden.

Literatur und Weblinks:

  • E. Weir: Parvovirus B 19 infection: fifth disease and more. Canadian Medical Association Journal, 2005, 172:743, ISSN 0008-4409
  • N.S. Young, K.E. Brown: Parvovirus B 19. New England Journal of Medicine, 2004, 350:586-97, ISSN 1533-4406
  • E.D. Heegaard, K.E. Brown: Human Parvovirus B19. Clinical Microbiology Reviews, 2002, 15:485-505, ISSN 1098-6618 (Volltext)
  • DermIS - Erythema infectiosum
  • CDC - Parvovirus B19 (Fifth Disease)


Hepadnaviridae

Hepadnaviridae sind eine Familie hepatotroper DNA-Viren mit einer zirkulären, teilweise doppelsträngigen DNA. Der Hauptvertreter dieser Familie ist das Hepatitis-B-Virus (HBV).

Die Hepadnaviren werden zu den Pararetroviren gezählt, da sie wie die Retroviren ihr Genom über eine prä-genomische RNA (pgRNA) mittels einer Reversen Transkriptase in DNA umschreiben. Die Virionen enthalten, im Gegensatz zu den Retroviren, keine RNA sondern DNA. Grundsätzlich werden die heute bekannten Hepadnaviren in zwei Genera unterschieden.

Orthohepadnaviren

Außer dem Hepatitis B Virus (HBV) des Menschen werden die Viren der Erdhörnchen (Ground squirrel; GSHV), der Waldmurmeltiere (Woodchuck; WHV), der Orang-Utans (Orang-Utan Hepatitis B Virus; OHV) und der Wollaffen (Woolly monkey; WMHBV) dem Genus der Orthohepadnaviridae, der Hepadnaviren der Säugetiere, zugeordnet.

Hepatitis-B-Virus (HBV)

Hepatitis-B-Virus
Hepatitis-B-Virionen, TEM.
Systematik
Reverse Transcribing Viruses
dsDNA RT-Viruses
Familie: Hepadnaviridae 00.030.
Gattung: Orthohepadnavirus 00.030.0.01.
Art: Hepatitis B virus 00.030.0.01.001.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Mit etwa 350 Millionen chronisch infizierter Menschen gehört die Hepatitis B neben der Tuberkulose und HIV zu den häufigsten Infektionskrankheiten der Welt.

Erreger: Das Hepatitis-B-Virus (HBV) ist ein etwa 42nm großes, partiell doppelsträngiges DNA-Virus mit einer Lipoproteinhülle, die das Hepatitis-B-Oberflächen-Antigen HBsAg (hepatitis-B-surface-antigen) enthält. Mittlerweile sind einige klinisch bedeutsamen Virusvarianten und -mutanten entdeckt worden, wie beispielsweise die sogenannte Prä-Core-Mutante ("HBe-minus"-Mutante). Diese Virus ist nicht mehr in der Lage, das HBeAg zu bilden, das als diagnostischer Marker eine Rolle spielt. Die betroffenen Patienten weisen daher trotz oft hoher Virusvermehrung (Replikation) kein HBeAg auf. Das HBV enthält weiterhin das HBc-Antigen (c für core).

Vorkommen: Das HBV kommt endemisch in Südostasien und im tropischen Afrika vor. Dank der seit einigen Jahren durchgeführten Impfkampagnen ist das Vorkommen in Nord- und Westeuropa, USA, Kanada, Mexiko und südlichen Regionen Südamerikas auf unter 0,1% der chronischen Virusträger gefallen.

Übertragung: Eine Übertragung ist durch Blut, bluthaltigen Speichel, Samenflüssigkeit und Scheidensekret möglich. Die Eintrittspforten sind kleinste Verletzungen der Haut oder Schleimhaut. Risikofaktoren sind ungeschützter Geschlechtsverkehr, intravenöser Drogenkonsum, berufliche Tätigkeit im Gesundheitswesen, Erhalt von Blutprodukten ohne vorherige HBV-Testung, weiterhin zahnärztliche und invasive medizinische oder kosmetische Maßnahmen (Tätowierung, Piercing). Unter Kleinkindern kann die Infektion etwa durch Kratzen oder Beißen weitergegeben werden. Auch die Gegenstände des täglichen Lebens, wie zum Beispiel Rasierapparate oder Nagelscheren können eine Übertragung ermöglichen. Häufigster Übertragungsweg ist aber der Geschlechtsverkehr und die vertikale Infektion unter der Geburt von der zumeist chronisch infizierten (HbsAg-positiven) Mutter auf das Kind. HBV-positive Mütter können ihre Kinder gefahrlos stillen, wenn diese simultan geimpft wurden.

Jedes Spenderblut wird in der Regel auf Hepatitisviren getestet, deshalb sind Ansteckungen durch Transfusionen nahezu ausgeschlossen.

Das Risiko der Infektion durch einer Nadelstichverletzung bei bekannt positiver HBV-Infektion liegt bei etwa 30% und ist damit drastisch höher als z.B. bei HIV.

Verbreitung der Hepatitis B.

Verlauf: Die Inkubationszeit beträgt 40 bis 160 Tage. Der Verlauf wird vor allem von der Immunantwort bestimmt. Definitionsgemäß spricht man von einer chronischen Hepatitis B, wenn die Symptome einer durch HBV verursachten Leberentzündung sowie entsprechende viralen Marker länger als 6 Monate persistieren, was in 5 bis 10% der Fälle der Fall ist. Die Chronifizierung kann sich entweder im Anschluss an eine akute Hepatitis B oder auch primär entwickeln. Mit sinkendem Alter nimmt die Chronifizierungsrate stetig zu und ist bei Neugeborenen am höchsten. Diese werden bei einer Infektion in über 90% der Fälle zu chronischen Virusträgern. Noch bei vierjährigen Kindern verläuft die Hälfte aller Infektionen chronisch. Bei etwa einem Viertel aller chronischen Hepatitis-B-Erkrankungen ist ein progredienter Verlauf zu beobachten, Leberkarzinome oder Leberzirrhose können folgen. Bis zu 25% der Erkrankten sterben an den Folgekrankheiten der Hepatitis B (Leberzirrhose, Leberzellkarzinom). Etwa 5% der HBV-Infizierten sind zusätzlich an Hepatitis D erkrankt, wobei die sekundäre HDV-Infektion schwerer verläuft (second-hit) als die simultane HBV-HDV-Infektion.

Bei einer Hepatitis B-Infektion in der Schwangerschaft hat die Schwangerschaft keinen Einfluss auf den Krankheitsverlauf bei der Mutter und auch das Kind wird nicht infiziert. Erst mit der Geburt droht eine vertikale Transmission.

Symptome: Die Krankheit kann sich in Gelbsucht (weniger als 50%), Fieber, Abgeschlagenheit, Bauchschmerzen und Verdauungsbeschwerden äußern. In vielen Fällen verläuft die Infektion auch subklinisch.

Diagnose: Die Sicherung der Diagnose und Differenzierung der Krankheitsausprägung erfolgt mit dem serologischen Antigen- (HBs, HBe) und Antikörpernachweis (Anti-HBc, Anti-HBs, Anti-HBe), evtl. strebt man auch einen Nachweis viraler DNA an.

Antigene: Der Nachweis von Virus-Antigenen (HBs-Ag, HBe-Ag) spricht für eine virale Aktivität, das Virus repliziert sich und man muß von einer akuten oder chronischen Hepatitis B ausgehen. Patienten mit HBe-Ag im Blut sind hoch ansteckend aber auch bei alleinigem HBs-Ag im Blut besteht Ansteckungsgefahr (wegen der möglichen HBe-Minus-Variante muß ein negatives HBe auch nichts heißen).

Antikörper: Anti-HBs sind Zeichen einer Ausheilung, da sie meßbar auftreten, nachdem das HBs-Antigen eliminiert wurde (HBs-Serokonversion). Man findet sie auch nach erfolgreicher Hepatitis B Impfung. Anti-HBs zeigt also eine Immunität gegen das HBV an. Anti-HBc-IgM spricht für das Vorliegen einer akuten Hepatitis. Anti-HBcIgG findet man sowohl im späteren akuten Stadium, bei der chronischen Infektion wie auch nach einer Ausheilung. Anti-HBe können in der Heilungsphase einer akuten Hepatitis auftreten, nachdem das HBe eliminiert wurde (HBe-Serokonversion). Ihr Auftreten bei chronischer Hepatitis zeigt eine Verbesserung und eine verminderte Ansteckungsgefahr an.

Serokonversion: Beim akuten Verlauf eliminieren die erscheinenden Antikörper das Antigen, d.h. im Test fällt das Antigen ab, die Antikörper werden positiv. Bei HBe ist das etwa 3 Wochen nach Krankheitsbeginn der Fall. HBs fällt nach sechs Wochen ab, wobei oft erst weitere 3 bis 6 Monate später das anti-HBs nachweisbar wird. Die HBs-Serokonversion unterbleibt (d.h. HBs persistiert) in etwa 10 bis 20% der Fälle, was man als chronische Infektion deutet. Zum HBe: Leider gibt es auch HBe-Minus-Mutanten, so dass negative HBe- oder anti-HBe-Werte keine Aussage liefern.

Siehe zur Tabelle auch die Serologie-Kurven unter Wong's Virology - Hepatitis B oder Infekt.ch.

HBV-Serologie - Typische Konstellationen

Transaminasen anti-HBc-IgM anti-HBc-IgG HBs Anti-HBs HBe anti-HBe Diagnose:
Leberzell-

schädigung

Frische Infektion Infektion hat stattgefunden Virus-

vermehrung

Abgelaufene Infektion (oder Z.n. Impfung) Virus-

vermehrung

?
n - - - - - - kein Erregerkontakt
n - - - + - - Z.n. HBV-Impfung
n - - + - - - unspezifische Reaktion -> Nachkontrolle
n oder + - - + - + - Akute HBV-Infektion ohne Immunantwort (vor Serokonversion, Immunsuppression, neonatale Infektion), unspez. Reaktion
n oder + + + + - + - Frische Infektion oder chronischer Schub.
n oder + + + + - - + Frische Infektion mit HBe-Serokonversion (günstiger).
n oder + + + - - - +/- Kürzlich abgelaufene Infektion (Diagn. Fenster HBs -> anti-HBs), Chronifizierung ohne Anti-HBs noch nicht sicher auszuschließen.
n + + - + - + Kürzlich abgelaufene Infektion
n - + - + - +/- Ausgeheilte, länger zurückliegende Infektion
n oder + - + + - + - Chronische Infektion
n oder + - + + - - + Chronische Infektion mit HBe-Serokonversion
n oder + - + - - - +/- Infektion hat kürzlich stattgefunden (diagn. Fenster HBs-Serokonversion) oder sehr alt. Auch HBV-Infektion mit low level HBs-Ag oder Prä-S-Mutante möglich.
Transaminasen anti-HBc-IgM anti-HBc-IgG HBs Anti-HBs HBe anti-HBe Diagnose

Quelle: Fachaerzte.com - Hepatitis-Serologie

DNA: Früher hat man die DNA-Messung bei Hepatitis B zur Diagnose unklarer Fälle oder zur Abschätzung der Ansteckungsgefahr eingesetzt. Heute ist die Messung auch für die Diagnose und Beobachtung der chronischen Hepatitis wichtig. Wenig Virus-DNA im Blut spricht für eine ruhende Infektion, viel DNA für eine aktive chronische Hepatitis.

Nach den Mutterschaftsrichtlinien erfolgt eine Bestimmung von HBsAg in der 32-36. SSW (möglichst kurz vor der Entbindung).

Therapie: Im Akutstadium (d.h. in den ersten Monaten nach der Infektion) wird eine Hepatitis B gewöhnlich nur symptomatisch therapiert, da die Erkrankung in 90-95% der Fälle von selbst ausheilt.

Für eine chronische Hepatitis B stehen inzwischen mehrere Medikamente zur Verfügung, die allerdings i.d.R. keine Heilung versprechen, sondern nur den Verlauf verbessern können: Interferon-alpha und pegyliertes Interferon (das Interferon wird mit einem verzweigten Polyethylen-Glykol-(PEG)-Molekül versehen, so dass es als Depotpräparat nur einmal pro Woche verabreicht werden muss), Lamivudin und Adefovirdipivoxil. Weitere Wirkstoffe werden zur Zeit in Studien geprüft.

Selten (bis zu 3%) kann unter der Interferon-Therapie auch das HBsAg aus dem Blut verschwinden, was einer Heilung gleichkommt. Welcher Patient wann therapiert werden muss und mit welchem Medikament, ist von Fall zu Fall unterschiedlich. Bei sehr mildem Verlauf wird eine chronische Hepatitis B meist nur beobachtet.

Vorbeugung: Eine Impfung (aktive Immunisierung) ist möglich, wird bei allen Kindern und Jugendlichen empfohlen und ist als Bestandteil in den Empfehlungen der Ständigen Impfkommission (StIKo) der Bundesrepublik Deutschland im Impfkalender enthalten. Vor allem Personen in Heil- und Pflegeberufen, Dialysepatienten, Promiskuitive, Drogenabhängige, nach HBV-Exposition (Stichverletzung) und Reisende in Risikogebiete sollten nicht auf den Impfschutz verzichten.

Zur Vorbeugung der beschriebenen hohen perinatalen Infektionsgefahr bei infizierter Mutter (aufgrund des Schwangeren-Screenings sollte eine mütterliche Infektion bekannt sein) sollte das Kind innerhalb von 12 Stunden nach der Geburt eine Simultanimpfung (aktiv und passiv) bekommen. Dieser Impfschutz muss einen Monat nach der 1. Impfung durch eine 2. und abschließend 6 Monate nach 1. Impfung durch eine 3. Impfung mit dem Hepatitis-B-Impfstoff wiederum in kindgemäßer Dosierung.

Weblinks:


Retroviridae

Retroviridae

Das Retrovirus stellt eine besondere Klasse der Viren dar, welche in der Regel nur teilungsaktive, eukaryotische Zellen infizieren. Es ist ein behülltes Einzel(+)-Strang-RNA-Virus, (ss(+)RNA), dessen Erbinformation als RNA vorliegt, aber als DNA in das Genom der Wirtszelle eingebaut wird.

Taxonomie: Historisch wurden die Retroviren zunächst nach ihrem elektronenmikroskopischen Erscheinungsbild in Typ A, B, C oder D-Retroviren eingeteilt. Später folgte eine Klassifikation, die auch biochemische Eigenschaften und den Zelltropismus (d.h. den jeweils infizierten Zelltyp) berücksichtigte. Die Klassifikation unterschied Onkornaviren, Spumaviren und die Lentiviren. Die aktuellste und zur Zeit verbindliche Klassifikation durch das International Committee on Classification of Viruses unterteilt die Retroviren vor allem aufgrund ihrer genetischen Verwandtschaftsverhältnisse wie folgt:

Familie: Retroviren (Retroviridae)

  • Unterfamilie: Orthoretroviren (Orthoretrovirinae)
    • Gattung (Genus):
      • Alpharetrovirus
      • Betaretrovirus
      • Gammaretrovirus
      • Deltaretrovirus
      • Epsilonretrovirus
      • Lentivirus
  • Unterfamilie: Spumaretroviren (Spumavirinae)
    • Gattung (Genus): Spumavirus

Beim Menschen sind bisher 4 RNA-Retroviren bekannt:

  • HTLV-I (humanes T-Zell-lymphotropes Virus Typ I, ein Deltaretrovirus)
  • HTLV-II (humanes T-Zell-lymphotropes Virus Typ II, ein Deltaretrovirus)
  • HIV-I (humanes Immundefizienz-Virus Typ I, ein Lentivirus)
  • HIV-II (humanes Immundefizienz-Virus Typ II, ein Lentivirus)

Die menschlichen Retroviren sind den Retroviren anderer Primaten so eng verwandt, daß häufig beide Gruppen unter der Bezeichnung Primaten-Retroviren zusammengefasst werden. Tatsächlich geht man auch heutzutage davon aus, daß die entsprechenden menschlichen Retroviren durch Übertragung von Affenretroviren auf den Menschen entstanden sind. Bei HTLV-I und HTLV-II hat diese Übertragung wohl schon vor Jahrtausenden stattgefunden, für HIV-I und HIV-II wahrscheinlich im 20. Jahrhundert.

Retroviren bestehen aus einer äußeren proteinbe- bzw. durchsetzten Lipid-Hüllmembran und einer inneren Proteinhülle, sowie einem "Kern" aus weiteren Proteinen und einem Ribonuklein-Komplex.

Retrovirus-Produktion.

Besonderheiten: Retroviren

  • sind die einzigen RNA-Viren, die diploid angelegt sind (d.h. jedes Retrovirus hat 2 Kopien seines Genoms)
  • werden nur von den wirtseigenen Transkriptions-Enzymen übersetzt und neusynthetisiert
  • benötigen eine spezifische zelluläre RNA (tRNA)
  • sind die einzigen einsträngig-plusstrangorientierten RNA-Viren, bei denen das Genom nicht sofort als Matrize (mRNA) bei der Infektion benutzt werden kann.

Wenn das Virus diese RNA in die zu befallende Zelle eingebracht hat, muss die RNA in doppelsträngige DNA Desoxyribonukleinsäure (DNA), überführt werden. Dieser Vorgang wird reverse Transkription genannt. Dazu bringt das Virus das Enzym Reverse Transkriptase mit. Diese "schreibt" die RNA des Virus in DNA um, welche dann in das Genom der Wirtszelle integriert.

Normalerweise verläuft die Transkription an der DNA als Matrize, wobei ein komplementärer RNA-Strang synthetisiert wird; eine Ausnahme stellen die Retroviren und die Retroelemente (auch Klasse-I-Transposons genannt) dar. Das Retro bezieht sich auf die Umkehrung dieses Grundsatzes. Deshalb verursachen Retroviren oft latente Infektionen. Man nimmt an, dass das menschliche Genom im Laufe der Evolution mit unzähligen Retroviren durchsetzt wurde, die größtenteils längst nicht mehr infektiös sind. Sie erklären aber vielleicht die Existenz von "springenden Genen".

Da dieser Prozess durch die fehlende Korrekturlese-Fähigkeit der Reversen Transkriptase relativ ungenau ist, erfolgen häufige Mutationen des Virus. Diese ermöglichen eine schnelle Anpassung des Virus an antivirale Medikamente und damit eine Ausbildung von Resistenzen.

Medizinische Bedeutung: Zu den Retroviren gehören die Onkoviren, z.B. HTLV-I, -II, die Lentiviren, darunter der bekannteste Vertreter HIV, sowie die Spuma- oder Foamyviren, die in der Natur bei verschiedenen Tieren vorkommen und die keine Erkrankungen hervorrufen. Das Maedi-Visna-Virus infiziert beispielsweise Schafe.

Vermehrung: Die Vermehrung der integrierten Virus-DNA, auch Pro-Virus genannt, erfolgt entweder bei der Zellteilung mit der Verdopplung der Wirts-DNA oder intrazellulär durch die sogenannte Retrotransposition: Dabei wird der Pro-Virus aus der DNA wieder herausgeschnitten, vermehrt und an verschiedenen Stellen des Genoms wieder integriert.

Genom eines typischen Retrovirus.

Genom: Das provirale Genom eines einfachen Retrovirus enthält in der Regel drei Gene und zwei LTRs (long terminal repeats), die sich am Anfang und am Ende befinden:

  • Die LTRs enthalten Steuersequenzen zur Genexpression.
  • gag codiert die Proteine der inneren Kapsel (gruppenspezifische Antigene)
  • pol codiert die virale Protease, reverse Transkriptase(mit RNaseH) und Integrase
  • env codiert die Proteine der Hülle
  • ψ ist eine Sequenz für das Verpacken der RNA in die Virenhülle

Komplexe Retroviren, wie z.B. das HI-Virus enthalten noch weitere, regulatorische Gene. Bei HIV sind dies tat, rev, vif, nef, vpu und vpr, deren Genprodukte die Replikation kontrollieren.

Retroviren im Primaten-Genom.

Horizontaler Gentransfer:

Im Genom der Primaten befinden sich die Genome von zwei Retro-Viren (HERV-H und HERV-K, wobei "HERV" für "humanes endogenes Retrovirus" steht), die zu unterschiedlichen Zeiten integriert und vermehrt wurden. Ihre Evolution lässt sich auf Grund der Unterschiede in der Basensequenz rekonstruieren.

Erfolgt die Integration eines Retrovirus in eine Keimzelle, wird das Pro-Virus zum endogenen Retrovirus (ERV), es wird an die nächste Generation weitergegeben.

Evolutionärer Vorteil der Retroviren-Sequenzen (siehe Genom):

  • Wenn die Retrovirensequenzen in vielfachen Kopien vorliegen, erleichtern sie wie andere repetitive Sequenzen den Stückaustausch zwischen den homologen Chromosomen während der Meiose (crossing over).
  • Virale Sequenzen können funktionale Bestandteile von Wirtsgenen werden. So ist das Gen für das virale Hüllprotein env des HERV-W identisch mit dem Enzym Syncytin, das für den Aufbau der Plazenta benötigt wird. Möglicherweise unterdrückt das Protein die Abstoßung des Keimes durch das Immunsystem der Mutter. Ein HERV-Element, das in Nachbarschaft eines Amylase-Gens integriert wurde, steuert dessen Aktivität in den Speicheldrüsen.
  • Besondere Bedeutung haben aber die LTR-Sequenzen (long terminal repeats) der HERVs. Sie befinden sich am Anfang und am Ende eines viralen Genoms und steuern seine Expression. Da die beiden LTR-Sequenzen miteinander rekombinieren können, ist im Laufe der Evolution ein Großteil der viralen Gensequenzen verloren gegangen. Übriggeblieben sind einzelne LTRs, die 8,5 % des Gesamtgenoms ausmachen. Vollständige virale Sequenzen machen nur 0,5 % aus. Mindestens 60 % dieser LTRs sind im menschlichen Genom noch aktiv und steuern Wirtsgene. Dabei lässt sich eine gewebespezifische Aktivität bestimmter HERVs feststellen: HERV-L in den Keratozyten der Haut, HERV-H in Lungen-Fibroblasten und Astrozyten.

Weblinks: VU-Wien - Retroviren

Lentivirus

Lentiviren sind behüllte Einzel(+)-Strang-RNA-Viren, (ss(+)RNA), mit Besonderheiten und bilden eine Gattung innerhalb der Familie der Retroviren. Sie können im Gegensatz zu den anderen Retroviren auch nicht teilungsaktive, eukaryotische Zellen infizieren.

Die Bezeichnung Lentiviren leitet sich von lat.: lentus = langsam ab, da diese Viren langsam fortschreitende, chronisch degenerative Krankheiten auslösen. Die am längsten bekannte Krankheit ist die Maedi-Visna-Erkrankung bei Schafen, die in den 1930ern und 1940ern erstmals in Island beobachtet wurde. Das auslösende Virus wurde in den 1950ern als das Maedi-Visna-Virus, abgekürzt MVV, beschrieben.

Zu den Lentiviren werden gezählt:

  • das Humane Immundefizienz-Virus HIV mit den beiden Arten HIV-1 und HIV-2
  • das Maedi-Visna-Virus der Schafe
  • das Feline Immundefizienz-Virus der Haus- und Großkatzen
  • das CAE Virus der Ziegen
  • das BIV (Bovines Immundefizienz-Virus) der Rinder
  • das Jembrana disease virus (Rind)
  • das EIA Virus der Equiden (Pferde, Esel)

EIA und Jembrana gehören zu den Lentiviren, sie können jedoch im Gegensatz zu den anderen Viren eine akute Erkrankung hervorrufen.

HIV

Humanes Immundefizienz-Virus
HI-Virionen, TEM.
Systematik
Reverse Transcribing Viruses
ssRNA RT-Viruses
Familie: Retroviridae 00.061.
Unterfamilie: Orthoretrovirinae 0.061.1.
Gattung: Lentivirus 00.061.1.06.
Arten: Human immunodeficiency virus 1
00.061.1.06.001..
Human immunodeficiency virus 2
00.061.1.06.010.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

HIV (Humanes Immundefizienz-Virus, Menschliches Immunschwäche-Virus, engl.human immunodeficiency virus) ist die Bezeichnung für ein Virus, das die Krankheit Aids (Erworbenes Immundefektsyndrom, engl. acquired immunodeficiency syndrome) verursacht. Es gehört zur Klasse der Retroviren. Eine vollständige Entfernung des HI-Virus aus dem menschlichen Körper ist nicht möglich, da Retroviren in der Lage sind, ihren genetischen Code in das Erbgut des Wirts einzubauen. Eine Ansteckung führt nach einer unterschiedlich langen, meist mehrjährigen Inkubationsphase zu Aids, einer unheilbaren Immunschwächekrankheit. Bei einer Minderheit (< 5 %) – den sogenannten Long Term Non-Progressors – bricht die Krankheit erst nach Jahrzehnten oder möglicherweise nie aus.

HI-Viren werden unterteilt in den weltweit vorkommenden Stamm HIV-1 mit den Subtypen A bis I sowie O, und den Stamm HIV-2. Während HIV-1 inzwischen weltweit verbreitet ist, kommt HIV-2 hauptsächlich in Westafrika vor. Beide Typen ähneln sich hinsichtlich des klinischen Infektionsverlaufs und der krankmachenden Eigenschaften und sehen unter dem Elektronenmikroskop gleich aus. Sie unterscheiden sich jedoch im Molekulargewicht der Proteine und in der Anordnung der Gene.

In Deutschland leben rund 45.000 Menschen mit HIV, darunter etwa 34.000 Männer, rund 10.500 Frauen und zirka 400 Kinder. Jedes Jahr kommt es gegenwärtig zu durchschnittlich 2.400 Neuinfektionen. In Österreich infizierten sich im Jahr 2005 insgesamt 453 Menschen mit HIV.

Dieser Artikel beschreibt das HIV und seine Eigenschaften. Ausführliches zum Aids (Symptome, Untersuchung, Verlauf, Therapie, Vorbeugung etc.) ist im Artikel Aids zu finden.

Struktur und Aufbau des HI-Virus: Das HIV ist ein kugelförmiges Retrovirus und gehört zur Familie der Lentiviren. Infektionen mit Lentiviren verlaufen meist chronisch, mit langer klinischer Latenzzeit und unter Beteiligung des Nervensystems.

Das Viruspartikel hat einen Durchmesser von etwa 100 nm und ist von einer Lipoproteinhülle umgeben. Eingebettet in diese Hülle sind 72 etwa 10 nm große env-Glykoproteinkomplexe, die aus einem externen Anteil (gp120) und einem Transmembranprotein (gp41) bestehen. Gp120 ist für die Bindung des Virus an die CD4-Rezeptoren der Zielzellen von entscheidender Bedeutung. Da die Hülle des HI-Virus aus der Membran der Wirtszelle entsteht, befinden sich in ihr ebenfalls verschiedene Proteine der Wirtszelle, z. B. HLA Klasse I und II Moleküle sowie Adhäsionsproteine. Die HIV-RNA liegt in zwei Kopien im Viruskapsid vor. Hier befinden sich die für die Vermehrung notwendigen Enzyme reverse Transkriptase (RT), Integrase und Protease.

Aufbau des HIV-Virions.
HIV Vermehrungszyklus.

Das Genom des HI-Virus ist deutlich komplexer als das anderer Retroviren. Neben den drei üblichen retroviralen Genen (gag, pol, env) besitzt das HI-Virus sechs zusätzliche (akzessorische) Gene (vif, vpu, vpr, tat, rev, nef), die hauptsächlich regulatorische Funktionen besitzen.

Übertragung: Das HI-Virus wird mit den Körperflüssigkeiten Blut, Sperma, Vaginalsekret, Liquor und Muttermilch übertragen. Potentielle Eintrittspforten sind frische, noch blutende Wunden in Schleimhäuten (Bindehaut, Mund-, Nasen-, Vaginal- und Analschleimhaut) bzw. nicht ausreichend verhornte, leicht verletzliche Stellen der Außenhaut (Eichel, Innenseite der Vorhaut). Als häufigste Infektionswege sind zu nennen der Vaginal- oder Analverkehr ohne Verwendung von Kondomen, dann auch der Oralverkehr und die Benutzung unsteriler Spritzen beim intravenösen Drogenkonsum. Insbesondere homosexuelle Männer gelten als Risikogruppe, da häufige Partnerwechsel und Analverkehr in der Szene weit verbreitet sind. Wie hoch das Risiko beim Geschlechtsverkehr ist, hängt vor allem von der Viruslast in der Samenflüssigkeit, im Scheidensekret und im Blut ab. Diese ist unmittelbar nach der Infektion, bevor sich Antikörper gebildet haben, besonders hoch, nimmt dann aber zunächst ab und steigt in späten Stadien der Erkrankung wieder an.

Bluttransfusionen sind ebenfalls eine mögliche Infektionsquelle, die allerdings heute in Deutschland durch die 1985 eingeführten Routine-Untersuchungen der Blutspender kaum noch Bedeutung hat. Aber auch hier ist ein Risiko vorhanden, da zwischen Ansteckung des Spenders und der Nachweisbarkeit im HIV-Test bis zu drei Monate verstreichen können.

Das Risiko einer Infektion eines Kindes durch eine HIV-infizierte Mutter während der Schwangerschaft oder während der Geburt wird auf 15 bis 30 Prozent geschätzt. Bei bekannter HIV-Infektion der Mutter kann das Risiko einer Übertragung auf das Kind durch die Gabe antiretroviraler Medikamente und die Geburt durch Kaiserschnitt auf ca. 2 % vermindert werden. Eine Übertragung des Virus beim Stillen ist ebenfalls möglich.

Die sogenannte CHAT-Survey-Studie[1] des schweizerischen Bundesamtes für Gesundheitswesen (BAG) - eine Nachbefragung von Menschen, die im Verlauf eines Jahres positive HIV-Tests erhielten - ergab, dass 49% aller Neuinfizierten die Infektion von ihrem festen Sexualpartner erhielten; 38% wurden von einem zwar bekannten, aber nicht festen Gelegenheitspartner infiziert. Die große Mehrheit der neuinfizierten Leute wusste schon vorher, dass ihr Partner HIV-positiv sei. Nur 13 Prozent der Heterosexuellen steckten sich bei anonymen sexuellen Begegnungen an. Bei Homosexuellen spielen bei Infektionen die festen Partner eine kleinere Rolle; anonyme Sexualkontakte machten 26% der Infektionen aus.[2]

Das Risiko, sich durch Zungenküsse anzustecken, kann ausgeschlossen werden, sofern keine blutenden Wunden, so beispielsweise Verletzungen des Zahnfleisches, im Mund vorhanden sind. Die HIV-Konzentration in Tränen, Schweiß und Speichel reicht für eine Ansteckung nach heutigem Erkenntnisstand ebenfalls nicht aus. Außerdem lässt die Aids-Epidemiologie eine Infektion durch Insektenstiche oder durch Tröpfcheninfektion äußerst unwahrscheinlich erscheinen.

Menschen, die einer akuten Ansteckungsgefahr ausgesetzt waren, sollten möglichst bald (idealerweise innerhalb von zwei Stunden!) einen Arzt aufsuchen, um sich beraten zu lassen und gegebenenfalls eine Postexpositionelle Prophylaxe (PEP) durchzuführen. Nach Ablauf von 72 Stunden wird eine medikamentöse PEP nicht mehr als sinnvoll erachtet.

Hinsichtlich der Infektionswahrscheinlichkeiten siehe ausführlich unter AIDS

Vermehrungszyklus des HIV: Zur Vermehrung benötigt das Virus Wirtszellen, die den CD4-Rezeptor auf der Oberfläche tragen. Dies sind vor allem die CD4-tragenden T-Lymphozyten (T4-Zellen), die beim Menschen für die so genannte zelluläre Immunabwehr zuständig sind und die Antikörperbildung unterstützen. Neben T-Lymphozyten besitzen auch Monozyten, Makrophagen und dendritische Zellen CD4-Rezeptoren.

Fusion mit der Wirtszelle

Um mit der Wirtszelle verschmelzen zu können, binden die Oberflächenproteine GP120 an die CD4-Rezeptoren. Durch die Bindung kommt es zu einer Konformationsänderung im Transmembranprotein GP41, ein Mechanismus, der einer „Schnappfeder“ oder einer „Mausefalle“ ähnelt. Der neu entwickelte Wirkstoff T20 ist ein Peptid, das die Konformationsänderung blockiert und somit die Anheftung des Virus erschwert (siehe unten).

Neben den CD4-Rezeptoren sind weitere Co-Rezeptoren an der Bindung des HI-Virus an die Zelle beteiligt. Der Chemokin-Rezeptor CCR5 an monozytären Zellen und CXCR4 Rezeptoren an T-Zellen ist an der Bindung beteiligt. Die unterschiedliche Ausprägung dieser Rezeptoren beeinflusst den Verlauf der HI-Infektion und die Ansteckungswahrscheinlichkeit. Moleküle, die die CCR5 Rezeptoren blockieren sollen, werden zurzeit getestet. Da die Bedeutung dieser Rezeptoren für den Organismus jedoch noch nicht genau geklärt ist, ist es bis zur Marktreife noch ein weiter Weg. Wichtig ist zu erwähnen, dass das HI-Virus innerhalb der ersten Monate nach der Infektion in der Regel (nach einer kurzen Anfangsphase mit CXCR4-Tropismus) eine außerordentliche Bevorzugung von Zellen mit dem CCR5-Korezeptor zeigt. Dies führt zu einer überwiegenden Infektion von Zellen des monozytären/makrophagozytären Systems und weniger der sog. T-Helferzellen. Mit Hilfe der monozytären Zellen gelangt das Virus in für die antiretrovirale Therapie später schwer zugängliche Kompartimente des Körpers, wie z.B. die Hoden und das Gehirn. Bedeutsam wird das auch hinsichtlich der schweren Hirnschäden, die das Virus bei einem Teil der Infizierten schon früh verursachen kann.

PMID 8649511 PMID 8674120 PMID 8649512 PMID 8629022 PMID 9108481 PMID 8791690 PMID 9430590 PMID 9334379 PMID 9334378 PMID 9634238

Einbau des HI-Virus-Genoms in die Wirtszelle


Das HIV baut zur Vermehrung sein RNA-Genom nach der so genannten reversen Transkription in doppelsträngige DNA in das Genom der Wirtszelle ein. Die Umwandlung von viraler RNA in provirale DNA im Cytoplasma der Wirtszelle durch das Enzym Reverse Transkriptase ist ein entscheidender Schritt im Reproduktionszyklus der Retroviren. Dieser Vorgang kommt ansonsten nicht in menschlichen Zellen vor. Daher ist das Enzym Reverse Transkriptase ein wichtiges Ziel therapeutischer Intervention und Ansatzpunkt zweier pharmakologischer Wirkstoffklassen. Nach reverser Transkription schließt sich die Integration des Virus-Genoms in das menschliche Erbgut durch ein weiteres virales Enzym, die Integrase, an. In neueren Arbeiten wurde gezeigt, dass die virale DNA schon vor der Integration abgelesen wird und virale Proteine gebildet werden. Demnach liegt die HIV-DNA als integrierte und nicht-integrierte Form vor. Auch existieren zirkuläre Formen von HIV-DNA. Als erste virale Proteine wurden der virale Transaktivator Tat und das Nef-Protein nachgewiesen. Nef ist essentiell, um T-Zellen produktiv infizieren zu können, während Tat die virale Transkription reguliert. Die Synthese viraler Proteine wird durch alternatives Spleißen und die virale Kontrolle des RNA-Exports durch das Rev-Protein moduliert.

Das Virus in infizierten und ruhenden CD4-positiven T-Zellen entzieht sich dem Angriff durch antivirale Medikamente und dem Immunsystem. Zu einer Aktivierung dieser Immunzellen kommt es nach Antigenkontakt, zum Beispiel im Rahmen gewöhnlicher oder einer opportunistischen Infektion. Während die Zelle gegen einen anderen Krankheitserreger vorgehen will, beginnt sie Virusproteine zu produzieren und neue Viren freizusetzen. Diese infizieren dann wiederum andere Zellen.

Was das HI-Virus so außergewöhnlich überlebensfähig macht, ist seine Wandlungsfähigkeit oder, besser gesagt, seine schnelle Evolutionsrate. Von den Influenza-Viren (Grippe) zum Beispiel entwickeln sich in derselben Zeit auf der ganzen Welt nicht einmal halb so viele neue Unterarten wie vom HI-Virus in einem einzelnen Infizierten.

Die lange Inkubationszeit von zehn Jahren ist ein Problem, da viele Infizierte unter Umständen noch jahrelang andere Personen infizieren, bevor ihre Infektion erkannt oder von ihnen selbst bemerkt wird.

Krankheitsverlauf in Abhängigkeit von CD4-Level und Viruslast.

Verlauf der HIV-Infektion

Eine unbehandelte HIV-Infektion verläuft in der Regel in mehreren Stadien. 3 bis 6 Wochen nach der Ansteckung kommt es meist zu einer akuten HIV-Infektion. Diese ist durch Fieber, Abgeschlagenheit, Hautausschläge, orale Ulzerationen, oder Arthralgie gekennzeichnet. Wegen der Ähnlichkeit mit grippalen Infektionen bleibt die akute HIV-Infektion meistens unerkannt. Eine frühe Diagnose ist jedoch wichtig. Durch sie können nicht nur weitere Infektionen von Sexualpartnern verhindert werden. Erste Studien an Patienten, die während der akuten HIV-Infektion antiviral behandelt wurden und nach einiger Zeit die Therapie absetzten, zeigten, dass die HIV-spezifische Immunantwort der Patienten gestärkt werden konnte. Die akute Infektion dauert selten mehr als 4 Wochen an.[3] PMID 11029005 PMID 11148221

In der folgenden, meist mehrjährigen Latenzphase treten keine körperlichen Symptome auf. Danach kommt es vielfach zu ersten Erkrankungen, die auf ein mittelschwer geschwächtes Immunsystem zurückzuführen sind, jedoch noch nicht als Aids-definierend gelten (CDC Klassifikation B, siehe Aids). Im Median nach 8 bis 10 Jahren nach der Erstinfektion kommt es zu einem schweren Immundefekt (< 200 CD4-Zellen/Mikroliter). Dieser führt in der Regel zu Aids-definierenden Erkrankungen (CDC Klassifikation C, siehe Aids). Zu diesen zählen opportunistische Infektionen, die durch Viren, Bakterien, Pilze oder Parasiten bedingt sind, sowie andere Erkrankungen, wie Kaposi-Sarkom, malignes Lymphom, HIV-Enzephalopathie und das Wasting-Syndrom. Nach individuell unterschiedlicher Zeit führen diese unbehandelt meist zum Tod. Ein schwerer Immundefekt bedeutet jedoch nicht, dass sofort Aids auftritt. Je länger ein schwerer Immundefekt vorliegt, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, Aids zu bekommen.

Knospung eines HI-Virus aus der Wirtsmembran, EM.
Zahlreiche HI-Viren, die aus einem kultivierten Lymphozyten knospen, TEM.
Ein Leukozyt mit HIV-I-Virionen, EM.

HIV-Enzephalopathie: Unter HIV-Enzephalopathie (kurz HIVE) versteht man eine durch das HIV hervorgerufene Gehirnschädigung. Sie tritt nur bei einem Teil der Aids-Kranken auf. Das HIV befällt dabei die im Gehirn befindlichen Fresszellen. Obwohl die Nervenzellen nicht direkt vom HIV befallen sind, kommt es trotzdem zu Nervenzellschäden. Man erklärt sich diese indirekte Schädigung durch den Einfluss der infizierten Fresszellen der Umgebung. Das Auftreten der HIVE bei Aids-Kranken ist seit Einführung der HAART (siehe Therapie) deutlich rückläufig.

Symptome der HIVE:

  • Denkstörungen (Gedächtnis-, Konzentrations-, Sprachstörungen)
  • Störungen der Bewegungskontrolle (Verlangsamung, Koordinationsstörungen, Gangunsicherheit)
  • Verhaltensänderung (Apathie, Libidoverlust, sozialer Rückzug)

Bei schweren Verläufen kann sich eine Demenz entwickeln.

Von der HIVE abzugrenzen sind Gehirnschäden, die als Folge von Medikamentennebenwirkungen, Infektionen oder Lymphomen auftreten.

Genetische Faktoren: Die Tatsache, dass Individuen trotz gleicher Infektionsquelle oft sehr unterschiedliche Krankheitsverläufe haben, deutet auf einen starken Einfluss von Wirtsfaktoren auf den Verlauf der Infektion hin. Neben der Ausbildung des Immunsystems scheinen auch einige genetische Faktoren eine Rolle zu spielen. So sind homozygote Individuen mit einem genetischen Defekt am CCR5-Rezeptor (CCR5delta32) weitgehend resistent gegen HIV-Infektionen. Dieser Rezeptor dient als Co-Rezeptor bei der Fusion des Virus mit der Wirtszelle. Es wurden nur wenige Individuen gefunden, die eine Infektion trotz Rezeptordefektes haben. Sie infizierten sich mit HI-Viren, die andere Co-Rezeptoren benutzen, wie den CXCR4 Rezeptoren an T-Zellen. Homozygote Genträger dieser Deletion machen ca. 1 % der Bevölkerung aus, heterozygote Genträger etwa 20 %. Heterozygote haben deutlich weniger CCR5 Rezeptoren und scheinen nach Infektion kaum eine längere mittlere Überlebenszeit zu haben.

Der Aids-Forscher J.J. Bouyao hat in Nairobi (Kenia) 600 Prostituierte untersucht und dabei festgestellt, dass 24 von ihnen offenbar gegen das HI-Virus immun sind. Der Grund dafür scheint nach Ansicht von Forschern genetisch bedingt zu sein. Offenbar ist eine Gen-Anomalie dafür verantwortlich, der das Virus daran hindert, in die Zellen einzudringen und sich zu verbreiten.

Geschichte: HIV ist die vom International Committee on Taxonomy of Viruses 1986 empfohlene Bezeichnung, die frühere Benennungen wie Lymphadenopathie-assoziiertes Virus (LAV), humanes T-Zell-Leukämie-Virus III (HTLV III) oder Aids-assoziiertes Retrovirus (ARV) ersetzt. HIV Typ 1 wurde 1983 zum ersten Mal von Robert Gallo, dem Leiter des Tumorvirus-Labors am NIH und Luc Montagnier, dem Direktor des Institut Pasteur in Paris beschrieben. Da beide die Erstentdeckung für sich beanspruchen, folgte ein jahrelanger Rechtsstreit, bei dem es auch um das Patent für den neu entwickelten HIV-Test ging. HIV-2 wurde 1986 entdeckt. Die älteste gesicherte HIV-Infektion stammt aus Zaire 1959.

Im Mai 2005 gelang der Nachweis, dass der Aidserreger HIV von wilden Schimpansen im frühen 20. Jahrhundert in Kamerun (Afrika), auf den Menschen übertragen wurde. Das internationale Forscherteam hatte dazu in der Wildnis Kameruns 446 Kotproben freilebender Schimpansen gesammelt. Etliche enthielten SIV-Antikörper, die Schimpansenversion des HI-Virus, wie sie im US-Fachjournal "Science" veröffentlichten. Ursprüngliche Quelle des HI-Virus sind die Schimpansen jedoch nicht. Sie sollen sich im westlichen Zentralafrika mit SIV oder einem Vorläufer dieses Virus infiziert haben. Damit hat der Aidserreger bereits mindestens zweimal die Artengrenze übersprungen, nämlich vom Affen zum Menschenaffen und anschließend zum Menschen.

HIV-Infektion und AIDS

Die Abkürzung Aids (auch AIDS) steht für Acquired Immune Deficiency Syndrome (englisch für erworbenes Immundefektsyndrom). Aids ist eine Immunschwächekrankheit und die Folge einer Infektion mit dem HI-Virus(HIV), das eine allmähliche Zerstörung des Immunsystems bewirkt. Die Folge sind Sekundärinfektionen (auch opportunistische Infektionen genannt) und Tumore, die in bestimmter Kombination das Syndrom Aids definieren. Trotz Behandlung führen diese Folgeerkrankungen früher oder später zum Tod. Zur Diagnose werden Antikörper oder Virusbestandteile im Blut gesucht. Bereits vor dem Eintreten von Symptomen kommen virenhemmende Medikamente zum Einsatz, die zusammen mit der Behandlung der Sekundärinfektionen die Lebenserwartung verlängern und die Lebensqualität steigern.

Ansteckung: Das HI-Virus wird mit den Körperflüssigkeiten Blut, Sperma, Vaginalsekret, Liquor und Muttermilch übertragen. Potentielle Eintrittspforten sind frische, noch blutende Wunden in Schleimhäuten (Bindehaut, Mund-, Nasen-, Vaginal- und Analschleimhaut) bzw. nicht ausreichend verhornte, leicht verletzliche Stellen der Außenhaut (Eichel, Innenseite der Vorhaut). Als häufigste Infektionswege sind zu nennen der Vaginal- oder Analverkehr ohne Verwendung von Kondomen, dann auch der aufnehmende Oralverkehr (Schleimhautkontakt mit Sperma bzw. Menstruationsblut; bei unverletzter Mundschleimhaut stellt der Kontakt mit Präejakulat oder Vaginalsekret ein vernachlässigbares Infektionsrisiko dar, ebenso der passive Oralverkehr) und die Benutzung (ausgeliehener) kontaminierter Spritzen beim intravenösen Drogenkonsum. Homosexuelle Männer gelten als Risikogruppe, da häufige Partnerwechsel und Analverkehr in der Szene weit verbreitet sind. Wie hoch das Risiko beim Geschlechtsverkehr ist, hängt vor allem von der Viruslast in der Samenflüssigkeit, im Scheidensekret und im Blut ab. Diese ist unmittelbar nach der Infektion, bevor sich Antikörper gebildet haben, besonders hoch, nimmt dann aber zunächst ab und steigt in späten Stadien der Erkrankung wieder an.

Bluttransfusionen sind ebenfalls eine mögliche Infektionsquelle, die allerdings heute in Deutschland durch die 1985 eingeführten Routine-Untersuchungen der Blutspender kaum noch Bedeutung hat. Aber auch hier ist ein Restrisiko vorhanden, da zwischen Ansteckung des Spenders und der Nachweisbarkeit im HIV-Test bis zu drei Monate verstreichen können.

Das Risiko einer Infektion eines Kindes durch eine HIV-infizierte Mutter während der Schwangerschaft oder während der Geburt wird auf 15% bis 30% geschätzt. Bei bekannter HIV-Infektion der Mutter kann das Risiko einer Übertragung auf das Kind durch die Gabe antiretroviraler Medikamente und die Geburt durch Kaiserschnitt auf ca. 2% vermindert werden. Eine Übertragung des Virus beim Stillen ist ebenfalls möglich.

Das Risiko, sich durch Zungenküsse anzustecken, kann ausgeschlossen werden, sofern keine blutenden Wunden, so beispielsweise Verletzungen des Zahnfleisches, im Mund vorhanden sind. Die HIV-Konzentration in Tränen, Schweiß und Speichel reicht für eine Ansteckung nach heutigem Erkenntnisstand ebenfalls nicht aus. Außerdem lässt die Aids-Epidemiologie eine Infektion durch Insektenstiche oder durch Tröpfcheninfektion äußerst unwahrscheinlich erscheinen. Menschen, die einer akuten Ansteckungsgefahr ausgesetzt waren, sollten möglichst bald (idealerweise innerhalb von zwei Stunden) einen Arzt aufsuchen, um sich beraten zu lassen und gegebenenfalls eine Postexpositionelle Prophylaxe (PEP) durchzuführen. Nach Ablauf von 48 Stunden wird eine medikamentöse PEP nicht mehr als sinnvoll erachtet.

PMID 6132270 PMID 6133990 PMID 7491134

Ansteckungswahrscheinlichkeit: Die Infektionswahrscheinlichkeit liegt bei den meisten Übertragungswegen zwischen 1:100 und 1:1000. Wichtigste Ausnahme ist die Übertragung von der Mutter auf das Kind während der Geburt mit einer Infektionswahrscheinlichkeit von ca. 15 % und durch eine verseuchte Bluttransfusion, wo das Infektionsrisiko 95 % beträgt.

Die folgenden Häufigkeiten sind Durchschnittswerte, die durch Partnerstudien und epidemiologische Studien ermittelt wurden. Das individuelle Risiko kann sehr viel höher sein. So erhöht eine gleichzeitig vorliegende andere Geschlechtserkrankung das Infektionsrisiko um das 5- bis 10-fache, eine hohe Viruslast des Überträgers sogar um das 10- bis 30-fache. Geschlechtsverkehr während der Regelblutung der Frau ist mit einem erhöhten Infektionsrisiko für beide Partner verbunden, beschnittene Männer haben ein geringeres Infektionsrisiko. Insgesamt scheint das Infektionsrisiko nicht konstant über die Anzahl der Kontakte zu sein, so dass das Risiko einzelner Kontakte womöglich erheblich zu niedrig angegeben ist. Mit besseren Medikamenten sinkt möglicherweise das Übertragungsrisiko.

  • Ungeschützter vaginaler Geschlechtsverkehr mit einem HIV-positiven Partner ist mit einem Risiko einer HIV-Infektion von ca. 0,05 - 0,15 % für die Frau, und zwischen 0,03 - 5,6 % für Männer verbunden, tendenziell jedoch für Männer etwas geringer als für Frauen.
  • Das Infektionsrisiko für Oralverkehr beim Mann (Fellatio), bei dem Sperma in den Mund aufgenommen wird, ist geringer, eine Infektion ist jedoch nicht ausgeschlossen. Eine Infektion durch Vorflüssigkeit ("Lusttropfen") ist sehr unwahrscheinlich. Bei Oralverkehr bei der Frau (Cunnilingus) wird das Risiko ebenfalls als geringer als beim vaginalen Geschlechtsverkehr angesehen. Auch das Risiko beim sogenannten Rimming wird als äußerst gering eingeschätzt.
  • Bei Analverkehr treten häufig kleine Risse an der Schleimhaut auf. Dementsprechend liegt das Risiko für den passiven Teilnehmer beim Analverkehr um 0,8 % und um 0,3 % für den aktiven Teilnehmer.
  • Andere Sexualpraktiken, bei denen kein Kontakt zu Schleimhäuten, Blut, Sperma oder Vaginalsekret besteht, haben ein extrem geringes Infektionsrisiko.
  • Das Infektionsrisiko durch Nadelstiche hängt sehr von der Situation ab. Das Infektionsrisiko wird durchschnittlich mit 0,3 % angegeben und steigt mit folgenden Faktoren: sehr tiefe Verletzungen (16-fach erhöht), sichtbare Blutspuren auf der Nadel oder Nadel war vorher in einer Vene oder Arterie des Überträgers (jeweils 5-fach erhöht), bei hoher Viruslast des Überträgers (6-fach erhöht). Das Risiko bei Hohlnadeln ist höher als bei geschlossenen Nadeln.
  • Das Risiko, sich bei gemeinsamer Benutzung einer Kanüle, meist beim Spritzen von Heroin, zu infizieren, liegt um 0,7 % und sinkt mit dem zeitlichen Abstand zwischen den Injektionen, allerdings nur langsam, da in der Kanüle eingeschlossene Viren lange infektiös bleiben können, teilweise auch noch nach Tagen. Ein Auskochen der Nadeln ist zwar generell möglich, wenn es lange genug durchgeführt wird, allerdings sind handelsübliche Nadeln nicht dafür geeignet, weil die verwendeten Kunststoffe nicht entsprechend hitzefest sind. Eine chemische Desinfektion (Alkohol oder andere Desinfektionsmittel) ist nicht ausreichend, weil nicht gewährleistet ist, dass die Substanzen ganz in die Kanüle eindringen.

Teilweise besteht die Möglichkeit einer Postexpositionsprophylaxe. Diese besteht aus allgemeinen Maßnahmen (Waschen des Penis nach dem Verkehr, Ausdrücken der Stichwunden und Behandlung mit Desinfektionsmittel) und spezifischen Maßnahmen wie der Gabe von antiretroviralen Medikamenten. Nach einem Ansteckungsverdacht sollte immer sofort ein Arzt aufgesucht werden, der über mögliche Maßnahmen informiert und sie auch einleiten kann.

PMID 1403641, PMID 10430236, PMID 8601226, PMID 15090833, PMID 9091805

HIV-Test: Der Begriff HIV-Test steht für den HIV-Antikörper-Test, der die An- oder Abwesenheit von Antikörpern gegen HIV-Proteine, nicht jedoch das HI-Virus selbst nachweist. Wie gegen andere als "körperfremd" erkannte Eiweißmoleküle bildet das Immunsystem Antikörper, um sich vor eingedrungenen HI-Viren zu schützen. Sind Antikörper vorhanden, ist der Test "HIV-positiv", d. h. es hat ein Kontakt mit dem HI-Virus stattgefunden. Werden keine Antikörper nachgewiesen, lautet das Resultat des Testes "HIV-negativ". Ein Problem beim HIV-Antikörper-Test ist die diagnostische Lücke: In der Zeit, die der Körper braucht, um die ersten Antikörper zu bilden, können solche auch nicht nachgewiesen werden und führen somit zu einem "falsch-negativen" Ergebnis.

Die heute üblichen Tests können in der Regel zwölf Wochen nach der Ansteckung zuverlässig Antikörper nachweisen; 99 % der Infizierten weisen dann bereits Antikörper auf. In den meisten Fällen ist ein Kontakt mit HI-Viren bereits nach drei bis sechs Wochen feststellbar. In seltenen Fällen können aber noch Monate später falsche, auch negative Ergebnisse entstehen. Grundsätzlich gilt: Je länger der Zeitraum zwischen möglicher Ansteckung und Test, um so größer ist seine Aussagekraft.

In Deutschland wird die Diagnose "HIV-positiv" durch zwei Tests gestellt: einen Suchtest und einen Bestätigungstest.

Als Suchtest wird meist ein kostengünstiger HIV-Elisa-Test durchgeführt. Dieser weist Antikörper gegen HIV-1, HIV-2 und HIV-1 Subtyp 0 im Blut nach. Für diesen Test werden von kommerziellen Herstellern Virusproteine in so genannten Elisa-Testplatten vertrieben. Eine Testplatte besteht aus bis zu 96 kleinen Näpfen, in denen die HIV-Proteine auf dem Trägermaterial fixiert wurden.

Von der zu testenden Blutprobe werden die Blutzellen abgetrennt und die verbleibende gelblich-klare Flüssigkeit, das so genannte Serum, in eines der Näpfchen der Testplatte gegeben. Wenn Antikörper im Serum vorliegen, die vom Immunsystem eines HIV-Infizierten gebildet wurden, heften diese sich an die HIV-Proteine. Nach weiteren Arbeitsschritten verbleibt in den Näpfen von HIV-negativen Personen eine glasklare Flüssigkeit und bei HIV-infizierten Menschen eine gefärbte Flüssigkeit. Der Test wird maschinell und immer im Vergleich zu HIV-positiven und HIV-negativen standardisierten Seren abgelesen.

Der HIV-Suchtest ist auch in großen klinisch-chemischen Laborautomaten durchführbar. Es wird dann ein etwas abweichendes Verfahren eingesetzt, der Elektrochemilumineszenz-Immunoassay (ECLIA). Aussagekraft und Beschränkungen sind aber dem ELISA vergleichbar.

Die Empfindlichkeit des Suchtests ist sehr hoch eingestellt, damit auch 'grenzwertig-positive' Seren entdeckt werden. Jedes im Suchtest als positiv oder grenzwertig aufgefallene Serum muss in einem Bestätigungstest überprüft werden.

Als routinemäßiger Bestätigungstest dient die aufwändigere Western-Blot-Methode (syn: Immunoblot), ebenfalls ein Antikörpertest. Hierzu wird eine Reihe unterschiedlicher HIV-Proteine auf einen Teststreifen als Trägermaterial nebeneinander aufgebracht. Der Streifen wird in eine weitere Serumprobe eingelegt. Wenn Antikörper gegen HIV vorhanden sind, heften sich diese an die Virusproteine. Nach weiteren Arbeitsschritten werden dunkle Striche auf dem Teststreifen sichtbar. Sie zeigen an, gegen welche Virusproteine der Mensch Antikörper gebildet hat. Nach WHO-Empfehlung wird die Diagnose 'HIV-positiv' auf Grund von Antikörpern gegen zwei verschiedene Virusproteine gestellt. Auf diese Weise wird der zuvor positive oder grenzwertige Suchtest widerlegt oder bestätigt.

Die Sensitivität des HIV-Test wird mit 99,9 % angegeben. Dies bedeutet, dass von 1000 HIV-positiven Patienten 999 als solche erkannt werden und einer ein falsch-negatives Ergebnis erhält. Die Spezifität beträgt 99,8 %. Dies bedeutet, dass von 1000 nicht HIV-Positiven 998 ein negatives Ergebnis erhalten und 2 ein falsch-positives Ergebnis . Der positive prädiktive Wert, also die Wahrscheinlichkeit, dass eine Person mit positivem Test wirklich infiiziert ist, hängt von der Prävalenz in der getesteten Gruppe ab und kann somit nicht allgemein angegeben werden. Bei niedriger Prävalenz, wie z. B. bei Personen ohne Risikofaktoren liegt er deutlich unter der Spezifität, bei unter 50%. Liegen hingegen Risikofaktoren vor, steigt der Wert schnell an und erreicht Werte nahe der Spezifität. (zur Bewertung eines Testergebnisses siehe auch: Beurteilung eines Klassifikators).

Direkt nachgewiesen werden HI-Viren bzw. die Virus-RNA durch das vergleichsweise kostenintensive RT-PCR-Verfahren. Diese Methode wird meist nach gestellter Diagnose zur Bestimmung der Viruslast angewandt.

Bei Neugeborenen hat ein Antikörper-Test keine Aussagekraft, da die Antikörper der Mutter durch die Plazenta in das Blut des Kindes gehen, und daher ein falsch positives Testergebnis entsteht. Daher ist die gängige Untersuchungsmethode bei Neugeborenen und Säuglingen die RT-PCR.

Zur Diagnostik einer akuten HIV Infektion dient ein positiver HIV-RNA Test durch eine RT-PCR und ein negativer oder "grenzwertiger" Bestätigungstest.

PMID 12004270

Der umgangssprachlich sogenannte "Aidstest" meint den HIV-Antikörper-Test. Dies ist ein kostengünstiger Suchtest, basierend auf einem Enzyme-linked Immunosorbent Assay (ELISA) oder Elektrochemiluminiszenz-Immunoassay (ECLIA), und eignet sich daher für regelmäßige Untersuchung gefährdeter Personen. Dieser Test weist nicht das Virus selbst, sondern nur die Antikörper im Blut nach und ist frühestens zwölf Wochen nach einem eventuellen Risikoereignis sinnvoll, weil der Organismus bis zu zwölf Wochen braucht um Antikörper in einer Menge zu bilden, die einen sicheren Nachweis erlaubt; 0,01 % der Menschen, die den HI-Virus tragen, benötigen bis zu 6 Monate zur Bildung der ausreichenden Menge Antikörper. Der Test hat eine hohe Sensitivität, d. h. sollten Antikörper vorhanden sein, werden diese auch erkannt. Allerdings sind mit keinem dieser Tests die erkannten Antikörper eindeutig einer HIV-Infektion zuzuweisen. Nach einem "reaktiven" Testergebnis ist grundsätzlich ein so genannter Bestätigungstest durchzuführen.

Zur Sicherung der Diagnose und genaueren Untersuchung der vorhandenen Virusstämme dienen umfassende weiterführende Tests, die nicht nur HIV-Antikörper, sondern das HI Virus selbst nachweisen können. So dient ein Nachweis proviraler HIV-DNA der Sicherung der Diagnose, während sich anhand der HIV-RNA die Virus-"Menge" messen lässt. Mittlerweile werden zunehmend auch solche Nachweismethoden zum diagnostischen Standard, welche Resistenzen in den Virusstämmen gegen antiretrovirale Therapien anzeigen.

Schwierigkeiten bereitet die Diagnose bei Neugeborenen, da die nachgewiesenen Anti-HIV-Antikörper der Klasse IgG üblicherweise von der infizierten Mutter stammen. Kommerziell erhältliche Tests zum Nachweis von IgM- oder IgA-Antikörpern, welche vom Kind gebildet werden, sind noch nicht vorhanden. Somit lässt sich bei positiver Antikörper-Suchreaktion aber negativem Test auf HIV-DNA oder -RNA kein klarer Status erschließen.

Meldepflicht: In Deutschland wird dem feststellenden Arzt im Rahmen der Laborberichtspflicht empfohlen, eine HIV-Infektion anonymisiert dem Robert-Koch-Institut in Berlin zu melden. Eine HIV-Infektion ist in Österreich, im Gegensatz zur Aidserkrankung, nicht meldepflichtig. Diese erfolgt an das Ministerium in anonymisierter Form.

Definition und Klassifikation des AIDS: HIV-Erkrankungen werden in der Regel nach der CDC-Klassifikation eingeteilt, die von den US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention erstellt und zuletzt 1993 überarbeitet wurde. Die Einteilung basiert auf drei verschiedenen Kategorien, die sich aus dem klinischen Bild ergeben (A-C) und der Einteilung des CD4-T-Helferzellstatus (1-3).

Kategorie A bezeichnet eine asymptomatische HIV-Infektion.

Unter Kategorie B werden Krankheiten zusammengefasst, die nicht als Aids definierend gelten, aber im Zusammenhang mit einem Immundefizit zu stehen scheinen. Zu diesen gehören:

  • bazilläre Angiomatosen,
  • Entzündungen des kleinen Beckens, besonders bei Komplikationen eines Tuben- oder Ovarialabszesses,
  • ausgedehnter oder rezidivierender Herpes zoster,
  • thrombozytopene Purpura,
  • lang anhaltendes Fieber oder Diarrhoen, die länger als einen Monat anhalten,
  • Listeriose,
  • orale Haarleukoplakie,
  • oropharyngeale Candidosen,
  • chronische oder schwer zu therapierende vaginale Candidosen,
  • zervikale Dysplasien,
  • Carcinoma in situ und
  • periphere Neuropathie.

Kategorie C umfasst die Aids definierenden Erkrankungen. Es handelt sich um meist opportunistische oder maligne Erkrankungen, die bei einem gesunden Immunsystem nicht oder nicht in der beschriebenen Weise auftreten. Zu ihnen gehören:

  • Candidosen der Atemwege oder der Speiseröhre,
  • Cytomegalievirus-Infektionen (außer Leber, Milz und Lymphknoten),
  • CMV-Retinitis (mit Einschränkung der Sehschärfe),
  • HIV-bedingte Enzephalopathie,
  • Herpes simplex mit chronischen Ulzera (>1 Monat) oder durch Herpes simplex bedingte Bronchitis,
  • Pneumonie oder Ösophagitis,
  • Histoplasmose, chronisch,
  • intestinale Isosporiasis,
  • Kaposi-Sarkom,
  • disseminierte oder extrapulmonale Kokzidiomykose,
  • extrapulmonale Kryptokokkose,
  • chronisch intestinale Kryptosporidiose,
  • immunoblastisches, primär zerebrales oder Burkitt Lymphom,
  • extrapulmonale Mykobakterien,
  • Pneumocystis-Pneumonie,
  • rezidivierende bakterielle Pneumonien (länger als 1/Jahr),
  • progressive multifokale Leukenzephalopathie,
  • rezidivierende Salmonellen-Septikämie,
  • Tuberkulose,
  • zerebrale Toxoplasmose,
  • Wasting-Syndrom,
  • invasives Zervixkarzinom

Die CDC-Klassifikation der Laborkategorien beschreibt die noch vorhandene Anzahl von CD4-Zellen. Kategorie 1 entspricht mehr als 500 CD4-Zellen/pl, Kategorie 2 200 bis 400 und Kategorie 3 unter 200 CD4 Zellen/pl.

Zur Einstufung werden beide Werte herangezogen. Die Erkrankung eines Patienten mit einer oropharyngealen Candidose und mit einem CD4 Zellwert von 300 wird also mit B2 beschrieben. Eine Rückstufung bei Besserung des klinischen Bildes oder des CD4 Zellwertes wird nicht vorgenommen.

In Deutschland wird die Diagnose Aids anhand des klinischen Bildes getroffen, wohingegen in den USA bei einem CD4-Zellwert von unter 200 ebenfalls von Aids gesprochen wird, auch ohne klinische Symptomatik.

Die CDC Klassifikation ist die derzeit gebräuchlichste und wahrscheinlich beste Einteilung der HIV-Erkrankung. Trotzdem weist sie einige Schwächen auf. Zum einen ist sie zuletzt 1993 neu bearbeitet worden, was eine ganze Epoche an neueren HIV-Therapiemöglichkeiten und den damit verbundenen Änderungen des klinischen Bildes nicht mit berücksichtigt. Zum anderen ist sie geprägt durch ihren Entstehungsort (USA). Einige opportunistische Erreger, die in anderen Teilen der Welt eine große Rolle spielen, wie Penicillosen in Asien, tauchen in der Klassifikation nicht auf.

Krankheitsverlauf: Eine HIV-Infektion verläuft in vier Phasen:

1. Akute Phase (4-6 Wochen): 2-6 Wochen nach einer Infektion können grippeähnliche Symptome wie Fieber, Nachtschweiß, geschwollene Lymphknoten, Übelkeit usw. auftreten. Manche Patienten bemerken diese Symptome jedoch nicht oder sie haben keine.

2. Latenzphase (meist mehrjährig): In dieser Zeit vermehrt sich das Virus im Körper. Betroffene, sofern sie von ihrer Infektion wissen, leiden allenfalls psychisch darunter, körperliche Symptome treten hingegen keine auf.

3. (A)ids (R)elated (C)omplex: Es treten die gleichen Beschwerden wie in der Akuten Phase auf. Sie gehen jedoch nicht mehr zurück.

4. Krankheitsphase: Die Diagnose "Aids" wird gestellt, wenn bei einem HIV-Positiven bestimmte Infektionen, die sogenannten Aids definierenden Erkrankungen, festgestellt werden. Diese Infektionen nennt man opportunistische Infektionen. Oft sind die Erreger solcher Infektionen für den gesunden Menschen bzw. ein gesundes Immunsystem harmlos. Durch das geschwächte bzw. vernichtete Immunsystem eines HIV-Positiven kann sich der Organismus jedoch nicht mehr gegen selbst harmlose Erreger wehren und es treten die o. g. Infektionen auf. Als Maß für die Zerstörung des Immunsystems dient die T-Helfer-Zellen-Zahl im Blut eines HIV-Infizierten. Der Standard-Grenzwert ist erreicht, wenn das T-Zell-Niveau eines Patienten unter 200–400 / µl Blut fällt. Die Unterschreitung dieser Grenze stellt eine Behandlungsindikation dar. Es existiert die Theorie, dass nicht jeder, der mit dem HI-Virus infiziert wurde, zwangsläufig Aids entwickelt. Hierzu gibt es jedoch keine gesicherten Erkenntnisse.

Therapie: Durch die Einnahme von HIV-unterdrückenden Medikamenten (sog. antiretrovirale Therapie) und die Behandlung der Sekundärinfektionen kann der Krankheitsverlauf verlangsamt werden. Eine Heilung ist jedoch derzeit nicht möglich.

Die Behandlung einer HIV-Infektion wird unter dem Begriff Antiretrovirale Therapie (ART) zusammengefasst. Da das Virus schnell gegen einzelne Medikamente Resistenzen entwickelt, hat sich die Therapie mit mehreren Medikamenten gleichzeitig durchgesetzt. Hierfür wurde der wenig medizinische Begriff der Highly Active Antiretroviral Treatment (HAART) gewählt. HAART kann das Leben HI-Infizierter deutlich verlängern. Doch es bewirkt keine Wunder: Eine vollständige Elimination (Eradikation) aller Viren und damit eine Heilung ist bisher nicht möglich. Zudem können schwerwiegende Nebenwirkungen auftreten. Wenn einmal eine HAART begonnen wurde, so sollte sie nicht mehr abgesetzt werden, da dies zur Resistenzbildung führen kann. Aus dem selben Grund ist eine regelmäßige Tabletteneinnahme unumgänglich (siehe Adherence). Daraus ergibt sich eine hohe Belastung für den Patienten.

Zur Zeit werden drei Wirkstoffklassen angewendet: Nukleosid- und Nukleotidanaloga (NRTI), Nichtnukleosidische Reverse Transkriptase Inhibitoren (NNRTI) und Protease-Inhibitoren (PI). Zudem gibt es mit der Substanz T-20 eine neue Wirkstoffklasse der Fusionsinhibitoren.

Nukleosidanaloga

Nukleosidanaloga, auch Nukleosidische Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NRTI, umgangssprachlich "Nukes") genannt, haben ihren Ansatzpunkt am HIV-Enzym Reverse Transkriptase. Das Enzym "übersetzt" das virale RNA-Genom in doppelsträngige DNA, bevor diese von einem weiteren viralen Enzym, der Integrase, in die DNA der Wirtzelle eingebaut wird. Als alternatives Substrat konkurriert die NRTI mit den physiologischen Nukleosiden, von denen sie sich durch Modifikationen am Zuckermolekül unterscheiden. Durch ihren Einbau kommt es zum Kettenabbruch der DNA, da die NRTI die Struktur der Doppelstrangbindung behindert. Die Wirkstoffe Zidovudin (Azidothymidin, AZT) und Lamivudin (d4T) sind Thymidin-Analoga, Zalcitabin (DDC) und Lamivudin (3TC) sind Cytidin-Analoga, während Didanosin (DDI) ein Inosin und Abacavir ein Guanosin-Analogon ist. Eine Kombination von AZT und d4T bzw. DDC und 3TC ergibt wenig Sinn, da sie den selben Ansatzpunkt haben.

Zahlreiche Nebenwirkungen können bei der Therapie mit NRTI auftreten. Häufig sind Kopfschmerzen, gastrointestinale Beschwerden, Völlegefühl oder Übelkeit, Erbrechen und Diarrhoeen, sowie allgemeine Müdigkeit. Als Folge längerer Anwendung kann es zur Laktatazidose, Myelotoxizität, Polyneuropathie und Pankreatiden kommen. Auch die bei der Therapie mit Protease-Inhibitoren berüchtigte Lipodystrophie kann bei längerer Einnahme von NRTI auftreten.

Viele dieser Nebenwirkungen werden durch die "mitochondrale Toxizität" erklärt: Mitochondrien, die lebenswichtigen Kraftwerke der Zellen, benötigen ebenfalls Nukleoside. Durch den Einbau von NRTI statt Nukleosiden kommt es zu Stoffwechselstörungen und zur Degeneration der Mitochondrien. Bei der Toxizität der einzelnen Substraten gibt es erhebliche Unterschiede.

NRTI werden unverändert in die Zelle aufgenommen und dort durch Phosphorylierung aktiviert. Sie werden überwiegend renal eliminiert und haben daher wenig Wechselwirkung mit Medikamenten, die in der Leber verstoffwechselt werden.

PMID 10509516

Nicht-Nukleosidische Reverse-Transkriptase-Inhibitoren (NNRTIs)

Während NRTIs als "falsche" Bausteine das Enzym Reverse Transkriptase hemmen, binden NNRTIs direkt an das Enzym, nahe der Substratbindungsstelle für Nukleoside. Zurzeit gibt es drei NNRTis auf dem Markt: Neverapin, Delavirdin und Efavirenz. Während Nevirapin und Efavirenz etwa gleich effektiv sind, spielt Delaviridin in der Therapie kaum eine Rolle und ist in Deutschland (noch) nicht zugelassen.

Als Einzelsubstanz zeigen NNRTIs nur eine begrenzte Wirkung, in Kombinationstherapie mit 2 NRTIs sind sie aus immunologisch-virologischer Sicht mit Proteaseinhibitoren gleichwertig. Jedoch gibt es bisher keine Studie, die den klinischen Effekt der NNRTIs - längeres und gesünderes Leben bei höherer Lebensqualität - nachweist. Zur Zulassung wurden ausschließlich Studien zu verbesserten CD4+ Zellzahlen und zur niedrigeren Viruslast benutzt (Surrogatmarker-Studien). Durch ihre gute Verträglichkeit und die geringere Pillenzahl werden sie häufig den Proteaseinhibitoren vorgezogen. NNRTIs sind recht empfindlich: Schon eine Punktmutation genügt, um eine Resistenz des Virus gegen den Wirkstoff zu bekommen. Zudem bestehen Kreuzresistenzen: Zeigt ein Virus Resistenzen gegen einen NNRTI, so sind meist alle NNRTIs wirkungslos. NNRTIs werden in der Leber verstoffwechselt (Cytochrom P450-System).

Die Nebenwirkungsprofile der einzelnen Wirkstoffe unterscheiden sich erheblich. Bei der Therapie mit Nevirapin stehen vor allem allergische Reaktionen und Lebertoxizität im Vordergrund. Ein Exanthem tritt bei bis zu 20% der Patienten auf und führt bei 7 % zum Abbruch der Nevirapineinnahme. Um die Gefahr von Allergien zu mindern, sollte Nevirapin eingeschlichen werden (mit niedriger Dosierung beginnen). Lebertoxizität ist eine seltene, aber unter Umständen lebensbedrohliche Nebenwirkung von Nevirapin. Daher sollten zur Beginn der Therapie die Leberwerte (vor allem Transaminase) engmaschig kontrolliert werden.

Efavirenz hat vor allem Nebenwirkungen, die das zentrale Nervensystem betreffen. Diese treten meist zur Beginn der Therapie auf und nehmen danach ab. In der ersten vier Wochen traten in einer Studie bei 2/3 der Patienten über Schwindel, nahezu die Hälfte über Albträume und etwa 1/3 über Benommenheit und Schlafstörungen. Diese nahmen aber meist nach einiger Zeit ab. Während Nevirapin zur Vorbeugung einer Mutter-zu-Kind-Übertragung (PMTCT = Prevention of Mother to Child Transmission) eingesetzt wird, ist Efivarenz in der Schwangerschaft kontraindiziert. Auch ist angesichts der ZNS-Nebenwirkung die Verkehrstauglichkeit fraglich. Ein Vorteil von Efavirenz gegenüber Nevirapin ist die geringere Lebertoxizität.

Delavirdin ist wegen der hohen Pillenzahl und der dreimal täglichen Einnahme den anderen Wirkstoffen unterlegen. Zudem ist es zurzeit nicht auf dem deutschen Markt zugelassen.

PMID 11590519 PMID 11873073

Proteaseinhibitoren

Ohne die Spaltung des viralen Makromoleküls gag-pol-Polyprotein durch das Enzym HIV-Protease werden Viruspartikel produziert, die nicht infektiös sind. Proteaseinhibitoren wurden mit dem Wissen über die molekulare Struktur des Enzyms so modelliert, dass sie direkt im aktiven Zentrum der Protease binden können. Die gute Wirksamkeit von Proteaseinhibitoren wurde anhand von klinischen Endpunkten nachgewiesen. Sie haben zu einer deutlichen Verbesserung der Therapie beigetragen. Jedoch wurde der anfängliche Optimismus, den die Einführung der Proteaseinhibitoren in die Therapie auslöste, deutlich gebremst. Bei der Langzeitbehandlung zeigen sich einige Probleme. Sie führen zu Störungen im Fettstoffwechsel und können Lipodystrophie und Dyslipidämie auslösen. Der Grund hier für liegt wahrscheinlich in der "Mitochondrialen Toxizität". Proteaseinhibitoren scheinen ähnlich wie Nukleosidanaloga die Mitochondrien, also die "Kraftwerke" der Zellen, zu schädigen. Weitere Nebenwirkungen sind gastrointestinale Beschwerden.

Proteaseinhibitoren habe recht kurze Halbwertszeit im Blut-Plasma. Schon nach 8 Stunden ist die minimale Hemmkonzentration erreicht. Daher müssen die meisten Proteaseinhibitoren 3-mal täglich eingenommen werden.

Der Abbau der Proteaseinhibitoren geschieht in der Leber durch das Cytochrom-P450-Enzymsystem. Der Proteaseinhibitor Ritonavir hemmt dieses System. Man ging daher dazu über, andere Proteaseinhibitoren zusammen mit Ritonavir zu verabreichen, um den Abbau zu verlangsamen und die Plasma-Halbwertszeit zu verlängern. Dies bezeichnet man als "Booster". Mittlerweile gibt es den Proteaseinhibitor Lopinavir kombiniert mit einer Boosterdosis Ritonavir (Kaletra). Dies führt zu einer fast 100-fach größeren Plasma-Konzentration von Lopinavir und zu einer größeren Barriere gegen Resistenzen. Daher wird Lopinavir/Ritonavir (Kaletra) zumeist nach Therapieversagen anderer Medikamente benutzt ("Salvage-Bereich").

PMID 10860901 PMID 9287227 PMID 10202827 PMID 10509516 PMID 9835517

Fusionsinhibitoren

Mit Spannung verfolgten viele Betroffene und Therapeuten die Markteinführung des ersten Fusionsinhibitors T-20 Anfang 2003. T-20 bindet an das für die Fusion des Virus mit der Zellmembran der T-Helferzellen wichtige Transmembranprotein gp41 und blockiert so den Eintritt des Virus in die Zelle. Besonders interessant wird die Substanz dadurch, dass sie keine mitochondrale Toxizität und damit kein Lipodystrophiesyndrom auslöst.

Leider ist T-20 mit seinen 36 Aminosäuren zu groß für eine orale Einnahme. In seiner jetzigen Form muss T-20 täglich subkutan gespritzt oder über eine "Insulinpumpe" verabreicht werden. Ein schwieriger Einnahmemodus, zumal Hautirritationen an der Einstichstelle eine häufige Nebenwirkung zu sein scheinen.

Erste Studien ergaben, dass die eine bloße Hinzugabe von T-20 zu einer klassischen antiretroviralen Therapie nur einen begrenzten Erfolg mit sich bringt. [4] Zwei große Studien, die T-20 zu einer optimierten HAART gegen eine optimierte HAART ohne T-20 verglichen, zeigte jedoch signifikant bessere Werte im T-20 Arm der Studie. Das lässt darauf schließen, dass besonders die Patienten von T-20 profitieren, die gleichzeitig auch noch andere medikamentöse Optionen haben.[5]

Auch für T-20 gilt: Kein Medikament ohne Nebenwirkung! Es scheint zu Interaktionen mit Granulozyten zu kommen, die bei einigen Patienten zu vermehrten Infektionen führten.

Eine rasche Resistenzbildung des Virus ist zudem auch recht wahrscheinlich. Jedoch scheint die virale Fitness der resistenten Stämme vermindert zu sein.

Nichtsdestotrotz ermöglicht T-20 den Patienten eine interessante Option, die auf Grund von Nebenwirkungen oder Resistenzen ihre Therapie umstellen müssen. Erste Wahl zu Therapiebeginn ist T-20 derzeit jedoch nicht, und das nicht nur auf Grund der Studienlage. T-20 ist nach Aussage der Herstellerfirma Hoffmann-La Roche einer der am aufwändigsten zu produzierenden Substanzen der Firmengeschichte. Dies macht sich im Preis deutlich (mehr als €24.000 pro Jahr), der höher ist als einige Dreifachkombinationen herkömmlicher antiretroviraler Medikamente. So dürfte T-20 nicht zum Favoriten der Krankenkassen werden. Andere Firmen werden bald mit neuen Fusionsinhibitoren auf den Markt kommen, und an einer "T-20- einmal-wöchentlich-Spritze" wird intensiv geforscht.

Eine Sammlung mit übersichtlichen Beschreibungen aller zur Zeit angewandten antiretroviralen Therapeutika sowie einiger gängiger Medikamente zur Behandlungen opportunistischer Infektionen findet sich unter HIV.NET.

Highly Active Antiretroviral Therapy (HAART)

Mit "highly active antiretroviral therapy" wird die Kombinationstherapie aus mehreren antiretroviralen Medikamenten bezeichnet. Ziel der Therapie ist es, die Viruslast unter die Nachweisgrenze zu drücken und die CD4-Zellwerte zu erhöhen, um so das Immunsystem gegen opportunistische Infektionen und andere Aids-definierende Erkrankungen zu stärken. In der Regel besteht eine HAART aus 2 verschiedenen Nukleosianaloga (auch als Nuke-Backbone der Therapie bezeichnet) plus entweder einem Nicht-nukleosidischen Reverse Transkriptase Hemmer (NNRTI), einem Proteaseinhibitor (PI) oder einem dritten Nukleosidanalogon. Welche Kombination die beste ist, lässt sich pauschal nicht beantworten, und sollte für jeden Patienten individuell entschieden werden. Denn alle drei Kombinationen haben Vor- und Nachteile:

Die Kombination aus 2 Nukes und einem PI wurde am umfangreichsten getestet und es liegen Daten aus Langzeitstudien zum klinischen Effekt vor. Auch weist diese Kombination eine hohe Barriere gegen Resistenzen auf. Jedoch ist die hohe Pillenzahl eine Belastung für den Patienten und wirkt sich negativ auf seine Adherence aus. Auch ist eine Langzeittoxizität zu befürchten.

2 Nukes plus eine NNRTI scheinen den PIs gleichwertige Virus-Suppression zu haben, allerdings ist der klinische Effekt nicht durch Studien belegt (nur der Effekt auf Laborparameter). Die geringe Pillenzahl (ein mal am Tag für den NNRTI, zweimal am Tag die Nukes, eventuell bald "once daily" für beide) ist ein deutlicher Pluspunkt. Leider sind Allergien zu Beginn der Therapie mit Nevirapin keine Seltenheit. NNRTI sind resistenzanfälliger, und durch Kreuzresistenzen fällt eine ganze Wirkstoffklasse weg.

3 Nukes haben die geringste Pillenzahl und die einfachste Dosierung. AZT + 3TC + Abacavir gibt es in einer Tablette (Trizivir), die 2-mal täglich eingenommen wird. Dass es nur diese Kombination in einer Tablette gibt, liegt nicht an der Machbarkeit, sondern an der Tatsache, dass die Patente zumeist bei verschiedenen Firmen liegen und keiner mit der Konkurrenz teilen will. In Indien, Südafrika, Brasilien und Kenia werden auch 2 Nukes + NNRTI in einer Tablette als Generikum produziert. Es scheint wenige Interaktionen mit anderen Medikamenten zu geben, und sollte es zur Unverträglichkeit oder Resistenzen kommen, so stehen noch 2 andere Wirkstoffklassen zu Verfügung. Es liegen jedoch keine Langzeitdaten mit klinischen Endpunkten vor und die Kombination scheint auch etwas weniger wirksam in der Virusunterdrückung zu sein.

Wann mit HAART beginnen: Wann mit einer Therapie begonnen werden sollte, wird kontrovers diskutiert. Es gilt das Risiko, an Aids zu erkranken, mit den Risiken der Langzeittoxizität und Resistenzbildung abzuwägen. Als Mitte der 1990er Jahre entdeckt wurde, mit welcher Geschwindigkeit das Virus mutieren kann, und als man noch davon ausging, dass es durch eine längere Therapie zur Vernichtung aller Viren kommt (Eradikation), wurde das Behandlungsdogma "Hit hard and early!" ausgerufen. Dieses wurde schon zwei Jahre später durch die Entdeckung der mitochondralen Toxizität hinfällig. Heute sind Therapeuten deutlich zurückhaltender, und mit der HAART wird zumeist erst dann begonnen, wenn das Immunsystem deutlich geschwächt ist.

Die Deutsch-Österreichische Empfehlung zum Therapiebeginn berücksichtigt drei Faktoren: Das klinische Bild des Patienten, seinen CD4-Wert und die Viruslast.

Patienten, die bereits Aids-definierende Erkrankungen haben (CDC C), wird eine HAART dringend empfohlen. Auch beim Auftreten von Erkrankungen, die auf ein geschwächtes Immunsystem hindeuten, jedoch nicht Aids-definierend sind (CDC B), wird eine HAART empfohlen. Dies gilt auch für Patienten, die symptomfrei sind, aber einen CD4+ Wert von kleiner 200 haben, da es dann meist eine Frage der Zeit ist, bis Aids auftritt. Als im Allgemeinen ratsam wird eine Therapie bei Patienten angesehen, die einen CD4+ Wert zwischen 200 und 350 haben. Ebenso angeraten ist der Beginn der HAART laut der Empfehlung bei Patienten mit einem CD4+ Wert zwischen 350 und 500, wenn eine hohe Viruslast vorliegt (>100.000).

Doch gilt hier mehr denn je die Weisheit: Man behandelt nicht die Krankheit oder den Laborwert, sondern den Patienten. So sollte die Entscheidung, wann mit der Therapie begonnen wird, individuell gemeinsam von Therapeut und Patient gefällt werden. Der Beginn der Therapie bedeutet in der Regel eine Entscheidung, die für den Rest des Lebens eine Konsequenz hat. Daher muss der Patient genau über Therapieziele, mögliche Nebenwirkungen und Risiken der HAART Therapie aufgeklärt sein. Dies lässt sich nur schwer in einer Therapiesitzung gewährleisten. Daher sollte, wenn irgend möglich, der Patient Zeit haben, sich mit dem Gedanken vertraut zu machen, mit der Therapie zu beginnen. Letztlich hat die regelmäßige Medikamenteneinnahme eine höhere prognostische Aussagekraft, als der CD4+ Wert zu Beginn der Therapie (siehe Adherence).

Vorbeugung: Prävention ist die effektivste Maßnahme gegen HIV. Durch den Gebrauch von Kondomen, sterilen Nadeln bei der Einnahme von Drogen und bei Impfungen sowie Blutspenden kann man einer Infektion sehr sicher entgehen. Sexuelle Enthaltsamkeit bzw. Treue zu einem einzigen Sexualpartner und ein drogenfreier Lebensstil sind noch wirksamere Präventionsmaßnahmen, die so gut wie alle Neuinfektionen verhindern können. Nach einem Ereignis mit Ansteckungsrisiko kann die Ansteckung verhindert werden, wenn eine sog. Postexpositionsprophylaxe stattfindet.

Eine HIV-Impfung gibt es nicht!

An der hohen Mutationsrate des HI-Virus scheiterten bisher die langjährigen Forschungen um Impfstoffe, die die Bildung von schützenden Antikörpern gegen das Oberflächenprotein gp120 fördern sollten. Als das Mittel endlich gegen das sehr ähnliche SIV (SI-Virus, simian Immunodeficiency virus) der Affen erfolgreich getestet war, hatte das HI-Virus in Freiheit die Struktur seines gp120 Oberflächenproteins verändert.

Nach jahrzehntelangen vergeblichen Versuchen, einen Impfstoff gegen das HI-Virus herzustellen, begann Ende Februar 2004 zum ersten Mal eine klinische Studie an gesunden Probanden. Die Studie wird von den Universitätskliniken Bonn und Hamburg-Eppendorf durchgeführt. Mit ersten Ergebnissen ist Anfang 2005 zu rechnen. Falls diese Ergebnisse überzeugen, wird es mindestens weitere sieben Jahre dauern, bis der Impfstoff industriell gefertigt werden kann. Als Grundlage für die neue Impfung nahmen die Forscher den Subtyp HIV-1, Subtyp C, der vor allem in Afrika vorkommt. Denn hier soll das Hauptanwendungsgebiet liegen. Aus diesem Grund wird die Studie von gemeinnützigen Organisationen wie der International Aids Vaccine Initiative (IAVA) gefördert.

Entstehungstheorien: HIV ist eng mit Viren verwandt, die aidsähnliche Symptome in Primaten auslösen, und es ist allgemein akzeptiert, dass einer dieser Virustypen Anfang des 20. Jahrhunderts auf den Menschen übertragen wurde, obwohl es Hinweise darauf gibt, dass dies in isolierten Fällen bereits früher geschah.

Genaue Angaben über Zeit, Ort, Wirtstier, Art und Anzahl der Übertragungen sind nicht bekannt.

Ein Virus, das fast identisch mit dem menschlichen HI-Virus ist und SIV genannt wird, wurde in Schimpansen gefunden. Nach jüngsten Untersuchungen von Virologen der Universität Birmingham/Alabama löst HIV-1, das von dem im Schimpansen gefundenen SI-Virus abstammt, vermutlich die Immunschwächekrankheit aus. Durch eine genetische Analyse konnten die Wissenschaftler zeigen, dass das SI-Virus eine Kombination aus zwei Virusstämmen ist, die in bestimmten Meerkatzen vorkommen. Da Meerkatzen von Schimpansen gejagt und gefressen werden, müssen sich die Schimpansen mit den zwei Virusstämmen infiziert haben, aus denen sich dann in ihrem Körper das SI-Virus gebildet hat. Die Übertragung dieses SI-Virus auf den Menschen erfolgte nach Ansicht der Forscher wohl bereits in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts durch den Verzehr von Schimpansenfleisch.

Weitere wissenschaftliche Untersuchungen ergaben, dass das HI-Virus zuerst in West-Afrika auftrat, aber es ist nicht mit letzter Sicherheit geklärt, ob es nicht mehrere Virusherde gab. Neue sogenannte phylogenetische Untersuchungen, das heißt Verwandtschaftsvergleiche zwischen den unterschiedlichen Subtypen von HIV und zwischen HIV und SIV, lassen vermuten, dass mehrere unabhängige Übertragungen vom Schimpansen auf den Menschen in Kamerun und/oder dessen Nachbarländern stattfanden.

Die erste Blutprobe, die nachgewiesenermaßen HIV-Antikörper enthält, wurde 1959 im Kongo von einem erwachsenen Menschen genommen. Weitere Proben stammen von einem US-Amerikaner (1969) und einem norwegischen Matrosen (1976).

2006 wurde in Science[6] ein Bericht veröffentlicht, der beweist, dass der Schimpanse Pan troglodytes troglodytes der natürliche Wirt der Zoonose ist. Der erste Mensch hat sich vermutlich durch den Verzehr von Affenfleisch infiziert.[7]

Geschichte: 1981 wurde von Michael Gottlieb erstmals eine Häufung seltener und oft tödlich verlaufender Infektionen bei zuvor gesunden homosexuellen Männern in den USA beschrieben. Besonders auffällig war die Kombination von Pneumocystis carinii-Infektionen und Kaposi-Sarkomen, beides Erkrankungen, die zumeist bei deutlich geschwächten Patienten auftrat. Schon recht früh wurde eine erworbene Immunschwächeerkrankung für die wahrscheinlichste Ursache in Betracht gezogen. Epidemiologische Untersuchungen in den USA zeigten, dass neben Homosexuellen vorwiegend Drogenabhängige, Empfänger von Blut (z. B. durch Bluttransfusionen) und Blutprodukten (Hämophile) und Kleinkinder von infizierten Müttern an Aids erkrankten. Dies führte 1982 zu der Vermutung, dass der Auslöser der neuen Erkrankung ein sexuell und parenteral übertragbarer Erreger sei. In Frankfurt am Main wurde die Krankheit 1982 zum ersten Mal bei einem Patienten diagnostiziert. 1983 isolierte eine französische Forschergruppe um Luc Montagnier das Lymphadenopathie-Virus (LAV), bei dem sie die Ursache für Aids vermuteten. Eine kausale Beziehung zwischen dem Virus und der Immunschwächeerkrankung wurde kurze Zeit später behauptet. Im selben Jahr wurde in Berlin die AIDS-Hilfe gegründet. 1984 wurde im US-Krebsinstitut ein bei Aids-Patienten entdecktes Virus HTLV-III genannt. Bald stellte sich heraus, dass LAV und HTLV-III identisch sind. 1985 erhielt Robert Gallo das US-Patent für den ersten ELISA-Antikörper-Test, der von der US-Zulassungsbehörde zugelassen wurde. Im gleichen Jahr findet in Atlanta (USA) die erste Welt-Aids-Konferenz statt.

Im Jahr 1986 wurde für den Virus der Name Humanes Immundefizit Virus (HIV) etabliert. Ein Jahr später, 1987, wurde mit AZT (Retrovir) das erste Therapeutikum zugelassen. In einer Studie hatte es die Sterberate unter HIV stark reduziert. Im Jahr 1988 wurde von der WHO der 1. Dezember zum Welt-Aids-Tag erklärt. 1989 wurde bei HIV-Patienten die Pentamidin-Inhalation zur Prophylaxe der Pneumocystis-carinii-Pneumonie eingeführt.

Im Jahr 1990 wurde aus Protest gegen die Diskriminierung von HIV-Infizierten auf der Aids-Konferenz in San Francisco das Red Ribbon, ein rotes Armband etabliert. Ein Jahr später wurde die Rote Schleife international zum Symbol für den Kampf gegen Aids. 1992 wurde aufgrund der US-Einreisebestimmungen der Welt-Aids-Kongress von Boston nach Amsterdam verlegt. Außerdem wurde im Gedenken an Freddie Mercury von den verbleibenden Queen-Mitgliedern die Stiftung Mercury Phoenix Trust gegründet.

In der frühen Therapie HIV-Infizierter ergab sich 1993 in einer Studie kein Überlebensvorteil mit der AZT-Therapie. 1994 wurde HIV-PCR als wichtiger Marker für die Therapiekontrolle des Infektionsverlaufes etabliert. Im folgenden Jahr, 1995, kam der erste Protease-Hemmer, Saquinavir, in den USA auf den Markt. Im folgenden Jahr wurde Nevirapin als erster nicht-nukleosidischer Reverse-Transkriptase-Hemmer zugelassen. Durch die intensive Kombitherapie nahm die Sterberate in den USA 1997 drastisch ab. 2003 wurde mit Enfuvirtid (Fuzeon) der erste Fusionshemmer in den USA zugelassen. 2004 wurde von der WHO die Initiative 3 by 5 gestartet: 3 Millionen Infizierte sollten im Jahr 2005 mit Medikamenten versorgt werden.

Zu Anfang galt die Erkrankung in der öffentlichen Wahrnehmung als Problem von Randgruppen wie Homosexuellen und Drogenabhängigen, daher war sie in den USA bis 1982 auch unter den Namen GRID (Gay-Related Immune Deficiency) oder GIDS (Gay People's Immuno Defiency Syndrome) bekannt. Dies änderte sich jedoch auf dramatische Weise durch das Aufkommen von HIV-Tests. Denn auch Menschen ohne klinische Symptome hatten Antikörper, was auf eine Inkubationszeit von mehreren Jahren hindeutete, in der das Virus möglicherweise auch weitergegeben wurde. 1984 ergaben Untersuchungen, dass Aids in Kinshasa bei Männern und Frauen gleich häufig auftrat, unabhängig von Drogenkonsum und Bluttransfusionen.

In den USA wurde 1985 berichtet, dass bei untersuchten Hämophiliekranken ("Blutern"), die sich durch Blutkonserven infiziert hatten, die Ansteckungsrate der Ehefrauen bei 70 % lag. Die Erkenntnis, dass die Ansteckungsgefahr bei heterosexuellem Geschlechtsverkehr deutlich höher zu sein schien als zunächst angenommen, führte zu einem großen öffentlichen Interesse. Die Kombination aus den nun bekannten Ansteckungswegen und langer Inkubationszeit ließen epidemiologische Hochrechnungen ein apokalyptisches Bild zeichnen. Eine geschichtlich einmalige Massenhysterie breitete sich aus: Aids schien zu einer Bedrohung der Menschheit geworden zu sein.

Die jährliche Verdopplung von Neuerkrankungen hielt in Deutschland nur von 1984 bis 1987 an, danach verlief der Anstieg der Zahl von Erkrankten weniger steil, bis sich die Zahlen im Jahre 1993 auf ca. 2000 einpendelte. Dadurch änderte sich auch schnell wieder das öffentliche Interesse an Aids. 2003 steckten sich weltweit ungefähr 4,8 Millionen Menschen neu mit dem Virus an, im selben Jahr starben circa 2,9 Millionen Menschen daran.

Verbreitung des HI-Virus:

Allgemein

Aus epidemiologischer Sicht ist das weltweite Verteilungsmuster von HIV interessant: Während sich die meisten Viren gleichmäßig schnell ausbreiten, war dies bei HIV anders. Während die HIV-Epidemie in den USA bereits vor 20 Jahren begann, gab es einige Länder, die von HIV verschont zu sein schienen, dann aber mit großer Geschwindigkeit vom Virus erobert wurden. So geschah es vor allem in Osteuropa und Asien Mitte der 1990er Jahre. In anderen Ländern, zum Beispiel Kamerun, blieb die Prävalenz von HIV Jahre lang stabil, um dann sprunghaft anzusteigen. Auch eine Obergrenze in der HIV-Prävalenz scheint es nicht zu geben. So stieg die Quote der schwangeren Frauen mit HIV in städtischen Zentren in Botswana nach 1997 in vier Jahren von 38,5 % auf 55,6 %.

Dass HIV erfolgreich zu bekämpfen ist, zeigt das Beispiel Uganda. 1992 lag die Prävalenz von HIV bei schwangeren Frauen bei nahezu 30 % und konnte auf 10 % im Jahre 2000 gesenkt werden. Grundlagen dieses Erfolges waren die landesweite Einführung von Sexualkundeunterricht, flächendeckende Kampagnen zur Steigerung der Akzeptanz von Kondomen, HIV-Tests, deren Ergebnisse noch am selben Tag bekannt gegeben wurden und Selbsthilfe-Kits für sexuell übertragbare Krankheiten. Diese Erfolge sind jedoch nur mit finanziellen Mitteln durchführbar, die viele der Hochendemie-Länder in Afrika nicht allein aufbringen können. Unabdingbar ist ferner ebenso ein politischer Wille, diese Seuche aktiv zu bekämpfen.

Weltweit

Mit HIV/Aids lebende Personen Neuinfektionen Todesfälle Todesfälle aufsummiert
1980 (~ 2.000.000)1 - - -
1993 (12.900.000)1 - - (2.500.000)1
1999 - 4.000.000 - -
2000 - 3.800.000 - -
2001 34.900.000 (40.000.000)1 3.400.000 2.500.000 20 - 22 Mio
2002 - (42.000.000)1 3.500.000 3.100.000 ~ 21.1 Mio
2003 37.800.000 4.800.000 2.900.000 ~ 24.0 Mio
2004 39.400.000 4.900.000 3.100.000 ~ 27.1 Mio
2005 40.300.000 4.900.000 3.100.000 > 25 Mio

Die Daten für das Jahr 2005 stammen aus "Aids epidemic update December 2005 (UNAIDS)". Für die weiteren Daten sind keine Quellen angegeben.

1Bei der Berechnung der Gesamtzahl aller Infektionen wandte UNAIDS ab 2004 eine neue Methodik an, die eine relative Korrektur der Zahlen nach unten nach sich zog. Nach alter Methodik ermittelte Zahlen sind zur Unterscheidung kursiv gesetzt, für 2001 finden sich zum Vergleich beide Werte angegeben, ein korrigierter Wert für 2002 ist nicht bekannt.

Globale Verteilung 2001 2002 2003 2004 2005
Subsahara-Afrika 23,8 Mio. 24,4 Mio. 25,0 Mio. 25,4 Mio. 25,8 Mio.
Süd- & Südostasien 5,9 Mio. 6,4 Mio. 6,5 Mio. 7,1 Mio. 7,4 Mio.
Latein-Amerika 1,4 Mio. 1,5 Mio. 1,6 Mio. 1,7 Mio. 1,8 Mio.
Osteuropa & Zentralasien 890.000 1,0 Mio. 1,3 Mio. 1,4 Mio. 1,6 Mio.
Ostasien 680.000 760.000 900.000 1,1 Mio. 870.000
Nordamerika 950.000 970.000 1 Mio. 1 Mio. 1,2 Mio.
West- und Zentraleuropa 540.000 600.000 580.000 610.000 720.000
Nordafrika und Naher Osten 340.000 430.000 480.000 540.000 510.000
Karibik 400.000 420.000 430.000 440.000 300.000
Ozeanien 24.000 28.000 32.000 35.000 74.000

Alle Zahlen von UNAIDS.

Im südlichen Afrika ist die Rate am höchsten. Die Rate der schwangeren HIV-Infizierten unter 20 Jahren ist in Südafrika auf 15,4 % gesunken (1998: 21 %); dies bedeutet, dass Aufklärungsprogramme langsam Erfolge zeigen. Jedoch sind die Aids-Raten bei älteren Frauen immer noch sehr hoch. 32 % der Frauen zwischen 24 und 29 Jahren sind derzeitig mit der Krankheit infiziert. Insgesamt sind 20 % der Bevölkerung Südafrikas mit HIV infiziert. Das Land mit der weltweit höchsten Aids-Rate ist das benachbarte Swasiland, wo 2005 42 % der Bevölkerung infiziert waren.

Deutschland: Die Zahl der Neuinfektionen lag einige Jahre relativ konstant bei knapp 2.000 pro Jahr. 2005 betrug die Zahl der Neuinfizierten in Deutschland ca. 2.490. Ende 2005 lebten ca. 49.000 HIV-infizierte Menschen in der Bundesrepublik, davon 39.500 Männer und 9.500 Frauen, sowie ca. 300 Kinder. 8.000 von ihnen zeigten das Vollbild Aids.

Von den 2.490 Neuinfizierten waren ca. 85 % Männer, 70 % Männer, die Sex mit Männern hatten, 20 % waren Übertragungen durch heterosexuellen Sex, 9% Infektionen durch infizierte Spritzen bei Drogenmissbrauch und 1% Übertragungen von der Mutter auf das Kind, meist während der Geburt.

Die Zahl der neu an Aids Erkrankten liegt bei ca. 850 pro Jahr und ist ebenfalls relativ konstant. Etwa 750 Menschen sind 2005 an den Folgen einer HIV-Infektion beziehungsweise an Aids verstorben. Von Anfang der 1980er Jahre bis 2005 haben sich in der Bundesrepublik Deutschland etwa 75.000 Menschen mit HIV infiziert, etwa 31.500 Menschen sind an Aids erkrankt und etwa 26.000 sind an den Folgen der HIV-Infektion gestorben.

Manche befürchten einen Anstieg der Infizierungsrate, weil zum einen die Aufklärungswelle der 1990er-Jahre verebbt sei und sich zum anderen gerade bei Jugendlichen zwischen 13 und 16 Jahren eine erstaunliche Unkenntnis in Bezug auf die latente Ansteckungsgefahr beim ungeschützten Sexualakt zeigt. So behauptet erschreckenderweise jeder fünfte Jugendliche, dass man einem HIV-Positiven „die Krankheit ansehen könne“. Hinzu kommt eine Verharmlosung und gelegentliche Faszination von Gefahren, die bei manchen zu bewusst risikoreicherem Verhalten (Barebacking) führt.

Grund zur Besorgnis gibt weiterhin der kontinuierliche Anstieg von anderen sexuell übertragbaren Krankheiten. Nicht nur, dass sich damit das Risiko einer Ansteckung erhöht, es zeigt auch, dass die Akzeptanz von Kondomen rückläufig zu sein scheint. Diese Befürchtungen werden bestärkt durch die Tatsache, dass sich laut des Berliner Robert-Koch-Instituts (RKI) in den ersten acht Monaten des Jahres 2005 zwanzig Prozent mehr Menschen mit HIV angesteckt haben als im vergleichbaren Zeitraum des Vorjahres.

Mehr als 80 Prozent sind Männer und nahezu 70 Prozent der Gesamtzahl sind Männer, die gleichgeschlechtliche Kontakte hatten. Das Infektionsrisiko für diese Männer ist damit doppelt so groß wie vor vier Jahren - und so hoch wie seit zwölf Jahren nicht mehr.

Österreich: Ende 2004 lebten etwa 9.400 HIV-Infizierte in Österreich, mehr als die Hälfte davon in Wien. Die Zahl der Neuinfizierungen beträgt seit 2003 etwa 450 pro Jahr. Die niedrigste Rate war 1997 mit 297, die höchste 1993 mit 561 Neuinfektionen. Der Anstieg der Neuinfektionen kann durch das Ende der Aufklärungswelle der 1990er-Jahre erklärt werden.

Zwischen 1983 und 1. Dezember 2005 sind in Österreich 2.463 Menschen an Aids erkrankt und 1.418 gestorben. Von 2003 mit 50 neuen Erkrankungen, stiegen sie im Jahr 2004 auf 65 an.

Im Vergleich der ersten drei Quartale, stiegen die HIV-Neuinfektionen von 317 im Jahr 2003 auf 364 in den Jahren 2004 und 2005 an.

Schweiz: In der Schweiz wurden im Jahr 2005 702 positive HIV-Tests gemeldet. Seit 2002 hat die Anzahl der Neuansteckungen von 791 leicht abgenommen. Besonders stark betroffen sind die Kantone Zürich, Waadt und Genf.

Infektionen: Bei den Männern sind 2005 die meisten Ansteckungen mit 49,1 % nach homosexuellem Geschlechtsverkehr zu verzeichnen. Seit 2003 zeigt sich in dieser Gruppe eine Zunahme von 13,9 % und bewegt sich damit über dem Höchststand von 1994. Die Anzahl der Ansteckungen nach heterosexuellem Kontakt folgt mit 38,1 %. Diese Gruppe stieg nach 2002 wieder an, konnte sich aber 2005 wieder senken und scheint sich auf gleich bleibend hohem Niveau zu halten. Die Ansteckungen nach Drogenkonsum sinken seit 2003 weiter auf 9,7 %.

Bei den Frauen ist das Ansteckungsrisiko bei heterosexuellem Kontakt mit 80,6 % am grössten und stieg seit 2002 um 10,7 %. Die Infizierungen nach Drogenkonsum bleiben mit 11,1 % auf konstantem Niveau.

Bei Ansteckungen nach homosexuellen Kontakten sind hauptsächlich Bürger aus der Schweiz mit etwa 72 % betroffen, gefolgt mit 15 % von Personen aus der EU. Das Verhältnis bewegt sich bei Ansteckungen nach Drogenkonsum etwa im gleichen Verhältnis (63 % aus der Schweiz und 20,4 % EU). Bei den heterosexuellen Beziehungen zeigt sich jedoch ein stark grösserer Anteil an ausländischen Personen. Besonders stark betroffen sind Personen aus der Subsahara mit 41 %.

Aids in Afrika:

Ausbreitung

Die Aids-Pandemie hat ihre schlimmsten Ausmaße südlich der Sahara. Hier leben 26 Millionen Menschen mit einer HIV-Infektion. In einigen Ländern hat sich durch die Immunschwächeerkrankung die Lebenserwartung um mehr als zehn Jahre gesenkt. Warum sich die Erkrankung hier so viel schneller verbreitet, ist nicht ganz geklärt.

Es scheint einige Faktoren zu geben, die die Ausbreitung des HI-Virus begünstigen: während in Europa und Nordamerika schon kurz nach der Entdeckung des HI-Virus die Massenmedien große Teile der Bevölkerung mit Informationskampagnen über die tödlichen Gefahren einer HIV-Infektion und Prävention informierten, blieb Aids in vielen Teilen Afrikas ein Tabuthema. So hatte das HI-Virus fast zwanzig Jahre mehr Zeit, sich ungehindert auszubreiten.

Sozialethische Beurteilung: Das Krankheitssyndrom Aids hat sich weltweit zu einer ernsten Herausforderung für direkt Betroffene, für die medizinische Wissenschaft, aber auch für all jene, die derartige Patienten zu betreuen haben oder mit ihnen zusammenleben müssen, entwickelt.

Fernab von jeder Stigmatisierung aidskranker Patienten gilt es, Mittel und Wege zu finden, ihnen besser wirksam zu helfen: Sei es durch immer noch nicht ausreichend verfügbare therapeutische Maßnahmen, sei es im Sinn der symptomatischen Therapie und palliativen Medizin. Geboten ist zudem umfassende und wirksame Prävention.

Die Suche nach einer ethisch vertretbaren Aids-Bekämpfungsstrategie führt zu teils gegenteiligen Ergebnissen: Die einen betonen die unbedingte Notwendigkeit eines ausschließlich oder doch primär „technischen“ Schutzes gegen die Ausbreitung der Krankheit. Andere sehen diese Antwort als nicht ausreichend an bzw. lehnen diese aus Gründen einer religiösen Ethik ab. Sie betonen den Wert der dauerhaften ehelichen Treue neu bzw. fordern im konkreten Fall auch zeitweise oder völlige Enthaltsamkeit ein. Die Propagierung von Kondomen als Schutz gegen Aids sei vom religiös-christlichen Standpunkt aus bedenklich. Man argumentiert, auf diese Weise werde ein mit Promiskuität und gewissen sexuellen Praktiken assoziierter verantwortungsloser Lebensstil gefördert, der die eigene Person sowie andere Menschen einer todbringenden Gefahr aussetze.

Im Oktober 2003 deckte die BBC in einer Reportage auf, dass Priester, Nonnen und katholische Sozialarbeiter auf direkte Weisung des Vatikans überall in der dritten Welt die Unwahrheit verbreiten, Kondome böten keinen Schutz vor Aids. Das Virus könne jederzeit durch das Latex schlüpfen, weil es 450-mal kleiner sei als ein Spermatozoon und damit auch deutlich kleiner als Poren im Material. So macht etwa der Erzbischof von Nairobi, Raphael Ndingi Nzeki, in Kenia, wo nach offiziellen Schätzungen bereits 20 % der Bevölkerung mit HIV infiziert sind, die Verfügbarkeit von Kondomen für die rasche Ausbreitung der Epidemie verantwortlich. Nach Aussage von Gesundheitsarbeitern erzählen manche Priester sogar, dass die Kondome selbst mit dem Virus beschichtet seien.[8]

Viele Gesundheitsorganisationen betrachten die religiös motivierte und sachlich irreführende Anti-Kondom-Propaganda zahlreicher Kirchen als ein großes Hindernis für ihre Präventionsarbeit. Sie sei in hohem Maße unethisch, weil sie die Wahrung einer restriktiven Sexualmoral für wichtiger als oder ausreichend für die mögliche Eindämmung der Aids-Epidemie halte.

Literatur und Weblinks:

Deltaretrovirus

Humanes T-lymphotropes Virus

Humanes T-lymphotropes Virus
HTLV-1 und HIV-1, EM.
Systematik
Reverse Transcribing Viruses
ssRNA RT-Viruses
Familie: Retroviridae 00.061.
Unterfamilie: Orthoretrovirinae 0.061.1.
Gattung: Deltaretrovirus 00.061.1.05.
Arten: Human T-lymphotropic virus 1
00.061.1.05.002.00.001.
Human T-lymphotropic virus 2
00.061.1.05.003.00.001.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das humane T-Zell-lymphotrope Virus Typ I (HTLV-I) (früher auch: humanes T-Zell-Leukämie-Virus Typ I) ist ein Retrovirus, das Menschen und andere verwandte Primaten infizieren kann. Es infiziert primär CD4-positive T-Lymphozyten und kann bei einer kleinen Minderheit der Infizierten eine T-Zell-Leukämie oder neurologische Erkrankungen verursachen.

Historisches: HTLV-I wurde 1979/1980 als erstes humanpathogenes Retrovirus durch die Arbeitsgruppe um Robert Gallo am NIH entdeckt. Dem vorangegangen war eine jahrzehntelange Suche nach menschlichen Retroviren, nachdem man Retroviren aus dem Tierreich schon seit vielen Jahrzehnten kannte. Die Entdeckung war dementsprechend eine wissenschaftliche Sensation. Kurz danach wurde ein zweites, mit HTLV-I eng verwandtes humanes Retrovirus entdeckt, das dementsprechend dann als HTLV-II bezeichnet wurde. Die ersten HTLV-I-Virusisolate stammten von Patienten mit T-Zell-Leukämien. Der Name "HTLV" stand daher zunächst für "humanes T-Zell-Leukämievirus". Später entdeckte man, dass HTLV-I auch andere nicht-maligne Erkrankungen verursachen kann und der Name wurde in "T-Zell-lymphotropes Virus" abgeändert. In den folgenden Jahren entdeckte man bei Primaten verschiedene, mit HTLV-I und HTLV-II eng verwandte Retroviren, die dann analog als simian T-cell lymphotropic viruses oder primate T-cell lymphotropic viruses (T-Zell lymphotrope Viren von Affen bzw. Primaten) bezeichnet wurden. Heute geht man davon aus, dass die humanen Viren HTLV-I und HTLV-II durch Übertragung von Affenretroviren vor etlichen Tausend Jahren auf den Menschen entstanden sind.

Taxonomie: Taxonomisch wird HTLV-I zu den Deltaretroviren gezählt und aufgrund der engen genetischen Verwandtschaft mit den Deltaretroviren der Primaten in eine Untergattung "Primaten-Deltaretroviren" eingeteilt.

Epidemiologie: Weltweit schätzt man ca. 15-20 Millionen HTLV-I-Infizierte (zum Vergleich: HIV: ca. 40 Millionen 2006). Im Gegensatz zu HIV hat sich die Zahl der Infizierten in den letzten Jahrzehnten wohl nicht wesentlich verändert (nach Schätzungen, genaue Zahlen existieren für die meisten Länder nicht). Im Gegensatz zu HIV, das sich seit Anfang der 80er Jahre vor allem im Afrika südlich der Sahara geradezu explosionsartig ausgebreitet hat und zur Pandemie geworden ist, sind die HTLV-I-Infektionen weitgehend auf bestimmte Endemiegebiete beschränkt geblieben. Die Ursachen liegen wohl in der wesentlich weniger effizienten Übertragung von HTLV-I im Gegensatz zu HIV. Bekannte Endemiegebiete sind:

  • Japan, insbesondere die südlichen Inseln Kyushu, Shikoku und Okinawa
  • die Karibik und Anrainergebiete, z. B. Mittelamerika
  • bestimmte Gebiete von Äquatorialafrika
  • bestimmte Gebiete von Südamerika
  • die Region um die Stadt Mashhad im Nordosten Irans
  • die USA (hier insbesondere bestimmte Bevölkerungsgruppen)

Für viele Länder existieren jedoch keine verlässlichen Zahlen. In Europa kommt HTLV-I fast nicht vor (eine Ausnahme sind Einwanderer aus Endemiegebieten wie z.B. karibische Einwanderer in Großbritannien). Im Gegensatz zu den USA werden in Deutschland Blutspender wegen der Seltenheit nicht routinemäßig auf HTLV-I getestet).

Genetik: Das HTLV-I-Genom besteht aus RNA und umfasst ca. 8500 Basen (zum Vergleich: menschliches Genom ca. 6.000.000.000 Basenpaare). Es besteht an den Enden aus zwei identischen flankierenden Sequenzen (den sogenannten long terminal repeats). Dazwischen liegen die für alle Retroviren typischen 3 Genregionen gag (Genregion für die Virusstrukturproteine, aus denen die innere Virushülle aufgebaut ist), pol (Virusenzyme, die für die Umschreibung des Virusgenoms in DNA und die Integration in das zelluläre Genom wichtig sind) und env (Virusproteine, die in die äußere Virushülle eingebaut sind und entscheidend dafür sind, welche Zellen das Virus infizieren kann).

Zusätzlich besitzt HTLV-I allerdings noch weitere Gene, die für Proteine kodieren, die die Expression von Virusgenen und auch zellulären Genen beeinflussen. Zumindest eines dieser Gene - tax - scheint entscheidend an der malignen Transformation der infizierten Zelle und der Entstehung der T-Zell-Leukämie beteiligt zu sein.

Infektionswege: Drei wesentliche Infektionswege sind bekannt:

  • perinatale Infektion des Säuglings durch die Muttermilch infizierter Mütter
  • durch Transfusion infizierter Blutprodukte
  • durch Sexualkontakt.

Assoziierte Erkrankungen: HTLV-I verursacht hauptsächlich zwei Erkrankungen:

  • die adulte T-Zell-Leukämie, eine Sonderform der T-Zell-Leukämie (manchmal abgekürzt ATL)
  • die tropische spastische Paraparese bzw. HTLV-I-assoziierte Myelopathie (manchmal abgekürzt TSP/HAM).

Diese Erkrankungen treten nur bei einem kleinen Teil der HTLV-I-Infizierten auf. Beispielsweise gab es in Japan in den 90er Jahren mehr als eine Million HTLV-I-Infizierte, aber es wurden nur zwischen 500 und 1000 Fälle von ATL jährlich beobachtet. Man schätzt, dass das lebenslange Risko für diese Erkrankungen bei Infektion bei jeweils ca. 1-2% liegt. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zur HIV-Infektion, bei der praktisch 100% der Infizierten, sofern sie nicht behandelt werden, früher oder später AIDS entwickeln.

In Japan erfolgte die Infektion früher hauptsächlich perinatal über die Muttermilch infizierter Mütter. Seitdem dieser Übertragungsweg bekannt ist, gibt es Programme, die diesen Müttern den Verzicht auf das Stillen nahelegen. Dadurch ist es in Japan tatsächlich zu einer signifikanten Senkung der Rate an Neuinfektionen gekommen. Interessant ist, dass die ATL meist im höheren Lebensalter auftritt (das Durchschnittsalter der Erkrankten beträgt >60 Jahre). Bei einer vorwiegend perinatalen Infektion muss man also von einer enorm langen Latenzzeit des Virus ausgehen (60 Jahre und mehr). Auch das ist ein wesentlicher Unterschied zu HIV, wo die Zeit zwischen Infektion und Entwicklung von AIDS meist weniger als 10 Jahre beträgt, wenn keine Behandlung erfolgt. Auch muss betont werden, dass es sich bei der adulten T-Zell-Leukämie um eine ganz spezielle Sonderform der T-Zell-Leukämie handelt, die nur in HTLV-I-Endemiegebieten auftritt. In Europa, wo HTLV-I kaum vorkommt, gibt es durchaus auch T-Zell-Leukämien, diese haben aber ursächlich nichts mit HTLV-I zu tun.

Therapie: Eine wirksame Therapie der HTLV-I-Infektion ist nicht bekannt. Bei einer Infektion persistiert das Virus lebenslang im Organismus und kann in der Regel durch das Immunsystem nicht mehr eliminiert werden (das Virusgenom wird bei der Infektion in das Genom der infizierten Zelle eingebaut). Es ist also ein Fehlschluss, anzunehmen, dass jemand, bei dem Antikörper gegen HTLV-I im Blut nachweisbar sind, gegen dieses Virus immun ist. Die Antikörper zeigen im Gegenteil an, dass der Betroffene mit dem Virus Kontakt hatte und dauerhaft infiziert ist (genauso wie bei HIV). Eine wirksame Impfung gegen das Virus existiert bisher nicht.

Die durch HTLV-I ausgelösten Erkrankungen ATL und TSP/HAM müssen entsprechend behandelt werden. Die ATL wird beispielsweise wie eine Leukämie behandelt. Eine antivirale Therapie findet dabei nicht statt. Die Prognose der Erkrankungen ist im allgemeinen ungünstig.

Weblinks:

  • Robert Gallo Die Jagd nach dem Virus - AIDS, Krebs und das menschliche Retrovirus. Die Geschichte seiner Entdeckung. S. Fischer Verlag, Frankfurt/Main, 1991, ISBN 3-10-024404-4 (seine wissenschaftliche Autobiografie)
  • Gallo RC The discovery of the first human retrovirus: HTLV-1 and HTLV-2. Retrovirology 2005, 2:17 (englischsprachiger Übersichtsartikel, frei zugänglich in BioMed Central: Volltext
  • Poiesz BJ, Ruscetti FW, Gazdar AF, Bunn PA, Minna JD, Gallo RC. Detection and isolation of type C retrovirus particles from fresh and cultured lymphocytes of a patient with cutaneous T-cell lymphoma. Proc Natl Acad Sci USA 1980; 77: 7415–7419. (PubMed: 6261256, Erstbeschreibung)


Reoviridae

Rotavirus

Rotavirus A-E

Rotaviren
Rotaviren im TEM.
Systematik
RNA Viruses
dsRNA Viruses
Familie: Reoviridae 00.060.
Gattung: Rotavirus 00.060.0.03.
Arten: Rotavirus A 00.060.0.03.001.
Rotavirus B 00.060.0.03.002.
Rotavirus C 00.060.0.03.003.
Rotavirus D 00.060.0.03.004.
Rotavirus E 00.060.0.03.005.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Rotaviren oder Rota-Viren gehören zur Familie der Reoviridae. Sie wurden 1973 in Dünndarmbiopsien von erkrankten Kindern entdeckt. Rotaviren sind die häufigste Ursache für schwere Diarrhoen. Bei klinisch relevanten Durchfallerkrankungen sind Rotaviren mit einem Anteil von 35-52% vertreten. In den Entwicklungsländern sterben insbesondere wegen der unzureichenden medizinischen Versorgung nach Schätzungen der WHO etwa 850.000 Kinder im Jahr an einer Rotavirus-induzierten Dehydratation. Rotaviren sind auch im Tierreich weit verbreitet, so haben z.B. Rotavirusinfektionen von Kälbern im veterinärmedizinischen Bereich eine große wirtschaftliche Bedeutung.

Eigenschaften: Rotaviren sind 76nm große RNA-Viren mit einem doppelschaligen Kapsid. Eine Hülle ist nicht vorhanden. Das Genom besteht aus 11 doppelsträngigen RNA-Segmenten von 0,6 bis 3,3kb Länge. Jedes dieser Segmente kodiert ein virales Protein. Durch die Segmentierung des Genoms besteht die Möglichkeit der Reassortantenbildung. Es existieren eine Reihe von Serotypen, Einteilung ist komplex und umfasst Gruppen, Subgruppen, G- und P-Typen.

Klinik: Die Infektion mit Rotaviren erfolgt meist klassisch fäkal-oral. Kontaminierte Lebensmittel oder in einigen Ländern kontaminiertes Trinkwasser spielen eine Rolle. Nach einer Inkubationszeit von 1-3 Tagen treten die klinischen Symptome, häufig Erbrechen, gefolgt von hohem Fieber und Durchfall auf. Bei schweren Krankheitsverläufen kann die Diarrhoe zur lebensbedrohlichen Exsikkose führen und zum Tod innerhalb weniger Stunden durch Dehydratation. Die übliche Erkrankungsdauer kann 6 bis 8 Tage betragen.

Epidemiologie: Rotaviren sind weltweit verbreitet. Bis zum Ende des dritten Lebensjahres haben die meisten Kinder (>90%) bereits eine Rotavirusinfektion durchgemacht. Im Laufe der ersten Lebensjahre werden infolge von Kontakten mit Rotaviren zunehmend Antikörper gebildet. Frühere Erkrankungen können bei einer späteren Reinfektion mit demselben bzw. anderen Rotaviren-Typen vor erneuter Erkrankung schützen. Im Erwachsenenalter treten Erkrankungen vor allem als Reisediarrhoe auf, wobei ca. 20% der Reisediarrhoen durch Rotaviren bedingt sein. Die schwersten Krankheitsverläufe sind in der Altersgruppe zwischen 6 Monaten und 2 Jahren zu finden. In den gemäßigten Klimazonen sind Rotavirusinfektionen hauptsächlich während der Wintermonate zu beobachten, da sich die Erreger im warmen, trockenen Klima der geheizten Wohnungen leichter verbreiten. Außer bei Kindern sind schwere Erkrankungen durch Rotavirusinfektion bei alten Menschen oder Immunsupprimierten zu verzeichnen.

Diagnose: Der Nachweis von Rotaviren erfolgt aus dem Stuhl meist mittels ELISA, Elektronenmikroskopie oder PCR. Virusisolierung, RNA-Elektrophorese und Nukleinsäurehybridisierungsreaktion sind nur in wenigen Laboratorien etabliert. Sofortdiagnostik ist heute mittels Schnelltests ebenfalls möglich.

Prophylaxe: Vorbeugend ist die Einhaltung allgemeiner Hygienestandards, wobei Desinfektionsmaßnahmen im Normalfall wenig Erfolg haben. Als Schutzwirkung ist das Vorhandensein von Antikörpern im Darm entscheidender. Eine Schluckimpfung gegen Rotaviren wurde 1998 in den USA in den normalen Impfplan aufgenommen, aufgrund des Verdachts auf Zunahme von Nebenwirkungen in Form von Darm-Invaginationen jedoch 1999 wieder zurückgezogen. Nach intentiven klinischen Studien sind seit dem 2. Quartal 2006 wieder Rotavirus-Impfungen für unter 3-Jährige in Europa und USA zugelassen, es stehen 2 Impfstoffe unterschiedlicher Hersteller zur Verfügung. Ohne Impfung erkrankt bis zum 5. Lebensjahr nahezu jedes Kind an Rotaviren. Eine spezielle Therapie existiert nicht.

Therapie: Die wichtigste Maßnahme bei einer Exsikkose <5% ist die orale Flüssigkeitszufuhr mit Glucosehaltiger Elektrolytlösung. Gelegentliches Erbrechen spricht nicht dagegen. Ggf. kann eine Magensonde gelegt werden. Wichtig ist es rechtzeitig zu erkennen, wann die Flüssigkeits- und Eletrolytzufuhr intravenös fortgesetzt werden muß. Indikationen für die i.v.-Gabe sind: Schock (bei >10% Exsikkose), die Unfähigkeit der ausreichenden oralen Flüssigkeitszufuhr, Säuglinge mit deutlich beeinträchtigtem Allgemeinzustand und schwere Malnutrition.

Von der Einnahme von Antidiarrhoika ist abzuraten, da diese die Ausscheidung des Erregers verzögern und den Krankheitsverlauf verlängern. Infizierte Kinder dürfen keine öffentlichen Gemeinschaftseinrichtigen, wie z.B. Kindertagesstätten, besuchen. Eine Infektion ist der Kindertagesstätte zu melden.

Weblinks: RKI - Rotaviren

Coltivirus

Colorado-Zeckenfieber-Virus

Colorado-Zeckenfieber-Virus
Systematik
RNA Viruses
dsRNA Viruses
Familie: Reoviridae 00.060.
Gattung: Coltivirus 00.060.0.04.
Art: Colorado tick fever virus 00.060.0.04.001.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch


Rhabdoviridae

Rhabdoviridae

Rhabdoviridae
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Rhabdoviridae 01.062.
Gattung: Vesiculovirus 01.062.0.01.
Lyssavirus 01.062.0.02.
Morphologie
umhüllt, helikal
Vesicular-Stomatitis-Viren (VSV) im EM.

Viren der Familie Rhabdoviridae (griech. rhabdos = Stab) . All diese Viren sind behüllte Einzel(-)Strang-RNA-Viren mit meist stäbchen- oder geschossförmiger Gestalt.

Systematik: Zu den Rhabdoviren gehören die Gattungen Vesiculovirus, Lyssavirus, sowie Cytorhabdovirus, Ephemerovirus, Novirhabdovirus und Nucleorhabdovirus.

Zu den Vesiculoviren gehört das Vesicular-Stomatitis-Virus (VSV), welches bei Tieren die Stomatitis vesicularis (Mundschleimhautentzündung mit Bläschenbildung) auslöst und auch auf den Mensch übertragbar ist.

Lyssavirus

Lyssavirus
Tollwut-Viren in einer Zelle, EM.
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Rhabdoviridae 01.062.
Gattung: Lyssavirus 01.062.0.02.
Arten: Australian bat lyssavirus 01.062.0.02.008.
Duvenhage virus 01.062.0.02.002.
European bat lyssavirus 1 01.062.0.02.003.
European bat lyssavirus 2 01.062.0.02.004.
Lagos bat virus 01.062.0.02.005.
Mokola virus 01.062.0.02.006.
Rabies virus 01.062.0.02.001.
Morphologie
umhüllt, helikal

Zu den Lyssaviren gehört das bei Tier und Mensch die Tollwut verursachende Rabiesvirus, das australische Fledermaus-Lyssavirus, das Duvenhage-Virus, zwei europäische Fledermaus-Lyssaviren, das Lagos-Fledermausvirus, sowie das Mokola-Virus.

Tollwut ist eine seit Jahrtausenden bekannte Virusinfektion, die bei Tieren und Menschen eine akute lebensbedrohliche Enzephalitis (Gehirnentzündung) verursacht. Synonyme sind die Begriffe Lyssa, Rabies und Rage. Früher benutzte man auch das Synonym Hydrophobie (Wasserfurcht).

Das Virus kann die meisten warmblütigen Tiere betreffen, ist aber unter Nicht-Fleischfressern selten. Das stereotypische Bild eines infizierten („tollwütigen“) Tieres ist der „verrückte Hund“ mit Schaum vor dem Mund, aber auch Katzen, Frettchen, Füchse, Dachse, Waschbären, Backenhörnchen, Stinktiere und die Fledertiere - Vampire-Fledermaus (Desmodus rotundus bzw. Desmodus sp.); bei insektenfressenden Fledertieren meist Fledermäuse (Microchiroptera) und fruchtfressenden Fledertieren meist Flughunde (Megachiroptera sehr selten) - können tollwütig werden beziehungsweise die klassische Tollwut oder eine andere Form übertragen. Hauptüberträger ist der Fuchs. Eichhörnchen, andere Nagetiere und Kaninchen werden sehr selten infiziert. Vögel bekommen sehr selten Tollwut, da ihre Körpertemperatur höher liegt als es für eine optimale Vermehrung des Virus notwendig ist. Tollwut kann sich auch in einer so genannten „paralytischen“ Form zeigen, bei welcher sich das angesteckte Tier unnatürlich ruhig und zurückgezogen verhält.

Zwischen 40.000 und 70.000 Menschen sterben jährlich an Tollwut, die meisten in Osteuropa, Asien (80%) und Afrika, wo Tollwut endemisch ist. Die Hälfte der Todesfälle weltweit betrifft Kinder und Jugendliche unter 15 Jahren.[9] Ungefähr 10 Millionen Menschen werden jährlich behandelt nach einem Verdacht, sich der Tollwut ausgesetzt zu haben.[10]

Erreger: Die Tollwut wird durch geschossförmige, behüllte Einzel(-)Strang-RNA-Viren, der Gattung Lyssaviren aus der Familie der Rhabdoviridae verursacht. Derzeit werden sieben Genotypen unterschieden:

  • Genotyp 1: Rabiesvirus (RABV) = Tollwutvirus. Dieses Virus ist das klassische Tollwutvirus.
  • Genotyp 2: Lagos-Fledermausvirus = Lagos bat virus (LBV)
  • Genotyp 3: Mokola-Virus (MOKV)
  • Genotyp 4: Duvenhage-Virus (DUVV)
  • Genotypen 5 und 6: Europäisches Fledermaus-Lyssavirus = European bat lyssavirus (EBLV 1, 2)
  • Genotyp 7: Australisches Fledermaus-Lyssavirus = Australian bat lyssavirus (ABLV)

Ausgenommen Genotyp 2 sind bei allen anderen oben aufgezählten Genotypen Tollwutfälle beim Menschen beschrieben.

Alle bekannten Tollwutviren werden durch Trockenheit, Sonnenlicht und bestimmte Desinfektionsmittel sehr schnell inaktiviert.

Intracytoplasmatische Negri bodies bei Rabies-Enzephalitis, Histopathologie, H&E.

Übertragung: Das Virus ist im Speichel eines tollwütigen Tieres vorhanden, der Infektionsweg führt fast immer über Bissverletzungen. Aber auch kleinste Verletzungen der Haut und Schleimhäute können das Eindringen des Virus per Schmier- bzw. Kontaktinfektion ermöglichen. Außer bei der Organtransplantation (3 Fälle in den USA zu Beginn des Jahres 2004 und 3 Fälle in Deutschland Anfang 2005), ist die Übertragung von einer Person zur nächsten bislang nicht beobachtet worden.

Krankheitsverlauf und Symptome: Das Virus dringt im Wundgebiet in die peripheren Nerven ein und wandert Richtung ZNS. Sollte das Virus durch den Biss direkt in die Blutbahn gelangen, kann es das Zentralnervensystem auch sehr schnell erreichen. Nur während der mehr oder minder langen Frühphase, ist noch eine Impfung möglich. Sobald das Virus in die Nerven eingedrungen ist, ist eine Impfung nicht mehr wirksam.

Perivaskuläres lymphozytär-polymorphkerniges Infiltrat bei Rabies-Enzephalitis, Histopathologie, H&E.

Die Periode zwischen der Infektion und den ersten grippeartigen Symptomen (Inkubationszeit), kann bis zu zwei Jahre dauern, normalerweise sind es jedoch 3 bis 12 Wochen. Es wurden jedoch auch Inkubationszeiten von bis zu 10 Jahren glaubhaft dargelegt.

Das Virus verursacht eine Enzephalitis mit den typischen Symptomen. Eine Myelitis (Rückenmarksentzündung) ist ebenfalls möglich. Bei der Übertragung durch einen Biss in Arm oder Bein äußern sich häufig zuerst Schmerzen an der gebissenen Extremität. Sensibilitätsverlust entsprechend der Hautdermatome ist regelmäßig beobachtet worden. Daher werden viele, vor allem atypische Krankheitsverläufe, zunächst als Guillain-Barré-Syndrom falsch eingeschätzt. Bald danach steigern sich die zentralnervösen Symptome, wie Lähmungen, Angst, Verwirrtheit, Aufregung, weiter fortschreitend zum Delirium, zu anormalem Verhalten, Halluzinationen, und Schlaflosigkeit. Die Lähmung der hinteren Hirnnerven (Nervus glossopharyngeus, Nervus vagus) führt zu einer Rachenlähmung, verbunden mit einer Unfähigkeit zu sprechen (bei Hunden "heiseres Bellen") oder zu schlucken - dies ist während späterer Phasen der Krankheit typisch. Die Schluckstörung wird fälschlicherweise auch als "Hydrophobie" bezeichnet. Auch der produzierte Speichel kann nicht mehr abgeschluckt werden und bildet den Schaum vor Mund oder Maul.

Die Erkrankung kann auch in der "stummen" Form verlaufen, bei der ein Teil der genannten Symptome fehlt. Jedoch findet sich unabhängig von der Verlaufsform bei der Bildgebung mit dem Kernspintomographen eine Aufhellung in der Region des Hippocampus und am Nucleus Caudatus. Fast immer tritt 2 bis 10 Tage nach den ersten Symptomen der Tod ein.

Krankheitsverlauf beim Tier: Nach einer Inkubationszeit von meist 2 bis 8 Wochen treten die ersten Symptome auf und nach 1-7 Tagen tritt der Tod ein.

Erkrankte Haushunde können dabei besonders aggressiv und bissig werden, sind übererregt, zeigen einen gesteigerten Geschlechtstrieb und bellen unmotiviert („rasende Wut“). Später stellen sich Lähmungen ein, die zu heiserem Bellen, Schluckstörungen (starkes Speicheln, Schaum vor dem Maul), Heraushängen der Zunge führen und infolge Lähmung der Hinterbeine kommt es zum Festliegen. Die Phase der „rasenden Wut“ kann auch fehlen und die Tollwut gleich mit den Lähmungserscheinungen beginnen („stille Wut“). Es kommen auch atypische Verläufe vor, die zunächst einer Gastroenteritis gleichen.

Bei der Hauskatze gleicht das klinische Bild dem des Hundes. Häufig zieht sich eine erkrankte Katze zurück, miaut ständig und reagiert aggressiv. Im Endstadium kommt es zu Lähmungen.

Beim Hausrind zeigt sich eine Tollwut zumeist zunächst in Verdauungsstörungen, es kommt zu einer Atonie und Aufgasung des Pansens und Durchfall. Insbesondere bei Weidehaltung muss die Tollwut immer als mögliche Ursache für Verdauungsstörungen in Betracht gezogen werden. Später stellen sich Muskelzuckungen, Speicheln, ständiges Brüllen und Lähmungen der Hinterbeine ein. Bei kleinen Wiederkäuern wie Schafe und Ziegen dominiert die „stille Wut“, es können aber auch Unruhe, ständiges Blöken und ein gesteigerter Geschlechtstrieb auftreten.

Beim Hauspferd kann die Tollwut als „rasende Wut“ mit Rennen gegen Stallwände und Koliken oder als „stille Wut“ mit Apathie auftreten. Die „stille Wut“ kann mit einer Bornaschen Krankheit verwechselt werden.

Beim Hausschwein dominieren Aufregung, andauerndes heiseres Grunzen, Zwangsbewegungen und Beißwut.

Bei Vögeln ist die Krankheit sehr selten und äußert sich in ängstlichem Piepen, Bewegungsstörungen und Lähmungen.

Bei Wildtieren führt eine Tollwut häufig zum Verlust der natürlichen Scheu vor dem Menschen. Im Endstadium kommt es zu Lähmungen der Hinterbeine.

Therapie: Es gibt keine spezifische Therapie. Nach einer Infektion und Überschreitung der Frist für eine Nachimpfung wurde in letzter Zeit eine Behandlung mit antiviralen Medikamenten, Virustatika, und zeitgleichem künstlichem Koma zur Stoffwechselreduzierung versucht. Diese Therapieversuche waren jedoch bisher nicht erfolgreich, da nur einige wenige Patienten eine solche Behandlung mit schwersten Gehirnschäden überlebten. Als erster Mensch, der eine solche experimentelle Therapie nach einer Infektion weitestgehend ohne schwerwiegende Folgeschäden überstanden hat, gilt die US-Amerikanerin Jeanna Giese. Am 12. Mai 2006 starb ein Jugendlicher in Houston, Texas, an Tollwut als Folge eines Fledermausbisses, bei dem diese experimentelle Therapie ebenfalls angewendet wurde.

Vorbeugung: Die Erkrankung kann durch rechtzeitige Impfung verhindert werden. Louis Pasteur entwickelte 1885 die erste Tollwut-Impfung und rettete damit das Leben von Joseph Meister, der von einem tollwütigen Hund gebissen worden war. Heutige Impfstoffe sind relativ schmerzlos und werden in den Arm, ähnlich wie eine Grippe- oder Wundstarrkrampf-Impfung verabreicht. Sie bestehen aus inaktivierten Viren, welche in menschlichen (humanen) diploiden Zelllinien oder Hühnerfibroblasten angezüchtet werden.

Eine Impfung kann auch Stunden nach einem Biss noch erfolgreich sein. Für eine nachträgliche Impfung bleibt mehr Zeit, wenn die Wunde relativ weit vom Kopf entfernt ist und durch den Biss keine venösen Blutgefäße verletzt worden sind. Das Robert-Koch-Institut gibt folgende Richtlinie für die postexpositionelle Impfung vor:

Grad der Exposition Art der Exposition Immunprophylaxe
durch ein tollwutverdächtiges oder tollwütiges Wild- oder Haustier durch einen Tollwut-Impfstoffköder
I Berühren / Füttern von Tieren, Belecken der intakten Haut Berühren von Impfstoffködern bei intakter Haut keine Impfung
II Knabbern an der unbedeckten Haut, oberflächliche, nicht blutende Kratzer durch ein Tier, Belecken der nicht intakten Haut Kontakt mit der Impfflüssigkeit eines beschädigten Impfstoffköders mit nicht intakter Haut Impfung
III Jegliche Bissverletzung oder Kratzwunden, Kontamination von Schleimhäuten mit Speichel (z. B. durch Lecken, Spritzer) Kontamination von Schleimhäuten und frischen Hautverletzungen mit der Impfflüssigkeit eines beschädigten Impfstoffköders Impfung und einmalig simultan mit der ersten Impfung passive Immunisierung mit Tollwut-Immunglobulin (20 IE / kg Körpergewicht)

Es sollte versucht werden, das tollwutverdächtige Tier zu fangen und zu isolieren (nicht töten!), da es in Quarantäne verbracht unter veterinärmedizinischer Kontrolle beobachtet werden kann. Tritt nach 10 bis 14 Tagen keine Tollwut auf, war das Tier nicht kontagiös. Falls das Tier erkrankt, kann eine Virusdiagnostik durchgeführt werden. Bei der infizierten Person kann erst nach Ausbruch der Krankheit eine Diagnose gestellt werden.

es besteht die Möglichkeit der aktiven Immunisierung mit einem Totimpfstoff. Dieser wird in mehreren Dosen im Abstand von einigen Tagen bis Wochen in den Oberarm injiziert. Der genaue Impfplan ist präparatabhängig. Die Impfung muss ein Jahr nach dem ersten Impfzyklus einmal wiederholt und danach alle 5 Jahre aufgefrischt werden.

Bei einer Verletzung durch ein tollwutverdächtiges Tier wird zunächst eine passive Immunisierung mit fertigen Antikörpern gespritzt. Gleichzeitig wird mit der aktiven Impfung begonnen. Außerdem muss der Tetanus-Schutz kontrolliert werden. Hilfreich ist auch ein gründliches Waschen der Wunde mit Wasser und Seife, um so viel infektiöses Material wie möglich zu entfernen.

Mythos und Geschichte: In früheren Zeiten war die Tollwut von Mythen, Aberglauben und Irrtümern umgeben und schürte, da die Krankheit fast unweigerlich zum Tod führte, die Ängste und die Phantasien der Menschen. Auch dass die Tollwut vermeintlich durch Wölfe übertragen wurde, trug zur Legendenbildung bei, der Ursprung des Werwolfsglaubens z.B. wurzelt in der Tollwuterkrankung der Menschen. Bereits in der Antike befassten sich Aristoteles und Euripides mit der Krankheit, in der griechischen Götterwelt waren Artemis, Hekate, Aktaion und Lykaon Verkünder, Verbreiter oder Opfer der Tollwut. Sirius, Hauptstern im Sternbild des Großen Hundes, verdankt seinen Namen der Legende, Wegbereiter der Seuche zu sein, im Hochsommer – an den Hundstagen (an denen Sirius in Sonnennähe steht; man nahm früher an, Sonne und Sirius würden in dieser Zeit zusammenwirken) – wurden Hunde, die man mit der Verbreitung der Tollwut in Verbindung brachte, malträtiert und geopfert. Im Mittelalter wurde, ausgehend von Augustinus, der Ursprung der Tollwut beim Teufel gesucht, der heilige Hubertus gilt seit dieser Zeit als Schutzpatron gegen die Tollwut.

Verbreitung und Bekämpfung: Das Tollwut-Virus überlebt in weiträumigen, abwechslungsreichen, ländlichen Tierwelt-Reservoiren. Die obligatorische Impfung von Tieren ist in ländlichen Gebieten weniger wirksam. Besonders in Entwicklungsländern ist es möglich, dass Tiere nicht in Privatbesitz sind; ihre Tötung kann unakzeptabel sein. Schluck-Impfstoffe können in Ködern sicher verteilt werden. Letzteres hat die Tollwut in ländlichen Gebieten Frankreichs, Ontarios, Texas, Floridas und anderswo erfolgreich zusammenschrumpfen lassen.

Um die Verbreitung der Krankheit zu bekämpfen, besteht für den grenzüberschreitenden Reiseverkehr mit kleinen Haus- und Heimtieren (Hunde, Katzen, Frettchen) eine allgemeine Impfpflicht gegen Tollwut. Die von Land zu Land sehr unterschiedlichen zusätzlichen Bestimmungen werden für die Verbringung von Tieren innerhalb der Europäischen Union mit der Einführung des EU-Heimtierausweises ab dem 4. Oktober 2004 vereinheitlicht.

Tollwut ist in vielen Teilen der Welt endemisch, und einer der Gründe für Quarantänezeiten im internationalen Tiertransport war der Versuch, die Krankheit aus unverseuchten Gebieten fernzuhalten. Inzwischen erlauben jedoch viele Industriestaaten, allen voran Schweden, Haustieren unbeschwertes Reisen zwischen den Territorien, sofern die Tiere durch eine entsprechende Abwehrreaktion vorweisen können, gegen Tollwut geimpft worden zu sein.

Deutschland: In Deutschland zeigt die Bekämpfung der Tollwut große Erfolge. Während noch im Jahr 1980 insgesamt 6.800 Fälle gemeldet wurden, waren es im Jahr 1991 noch 3.500, im Jahr 1995 nur 855, im Jahr 2001 noch 50 und 2004 noch 12 gemeldete Fälle. Mit 5 Fällen 2004 am stärksten von der Tollwut befallen ist der Fuchs. Zur Bekämpfung der Tollwut werden in den letzten Jahren so genannte Impfköder entweder von Jagdausübungsberechtigten ausgebracht oder, wie in einzelnen Bundesländern, großflächig aus Flugzeugen abgeworfen.

2004 wurden in Deutschland Tollwutfälle bei Tieren aus den Bundesländern Baden-Württemberg, Berlin, Hamburg, Hessen, Niedersachsen, Rheinland-Pfalz und Schleswig-Holstein gemeldet.

Am 4. Dezember 2005 wurde in Berlin bei einer von Kindern gefundenen, kranken und später verstorbenen Breitflügelfledermaus (Eptesicus serotinus) von Tierärzten des Instituts für Lebensmittel, Arzneimittel und Tierseuchen (ILAT) in Berlin die Tollwut festgestellt. Bei den bei Fledermäusen vorkommenden Tollwuterregern handelt es sich um eigenständige Virustypen. Sie werden als European Bat Lyssavirus (EBL) mit den Varianten 1 und 2 oder Europäisches Fledermaus-Tollwutvirus bezeichnet. Die Fledermaustollwut ist eine eigenständige Erkrankung, die von der Fuchstollwut abzugrenzen ist. Über die Medien erfolgte eine dringende Aufforderung an alle möglichen Kontaktpersonen, sich vorsorglich Impfen zu lassen.

Österreich: Das Österreichische Bundesland Tirol gilt als tollwutfrei (Juni 2005).

Schweiz: Die Schweiz gilt seit 1999 als tollwutfrei. Die Krankheitsfreiheit wurde durch eine gezielte Fuchsimpfkampagne erreicht.

Großbritannien: Von Großbritannien, das strenge Regulierungen bei der Einfuhr von Tieren hat, wurde angenommen, dass es von der Tollwut völlig frei sei, bis 1996 eine einzelne Wasserfledermaus entdeckt wurde, die mit einem tollwutartigen Virus infiziert war, das gewöhnlich nur bei Fledermäusen vorkommt - dem europäischen Fledermaus-Lyssavirus 2 (EBL2). Es gab keine weiteren bekannten Fälle bis September 2002, als in Lancashire eine weitere Wasserfledermaus positiv auf EBL2 getestet wurde. Ein Fledermaus-Schützer, der von der angesteckten Fledermaus gebissen worden war, erhielt eine Postexpositionsbehandlung, woraufhin er nicht an Tollwut erkrankte.

Im November 2002 wurde David McRae, ein Fledermaus-Schützer aus Guthrie, Angus, Schottland, der, wie man glaubte, von einer Fledermaus gebissen worden war, die erste Person, die in Großbritannien seit 1902 an Tollwut verschied. Er starb an der Krankheit am 24. November 2002.

In Großbritannien trugen Hundelizenzen, Tötung von Straßenhunden, Maulkorbpflicht und andere Maßnahmen zur Ausrottung der Tollwut am Anfang des 20. Jahrhunderts bei. In letzter Zeit ist auch die großangelegte Impfung von Katzen, Hunden und Frettchen in einigen Industrieländern bei der Bekämpfung von Tollwut erfolgreich gewesen.

USA: Seit der Entwicklung von wirksamen Impfstoffen für Menschen und Immunglobulin-Behandlungen ist die Zahl der Todesopfer der Tollwut in den USA von 100 oder mehr pro Jahr am Anfang des 20. Jahrhunderts, auf 1-2 pro Jahr gefallen, die größtenteils von Fledermaus-Bissen herrühren.

Am 2. Juli 2004 meldete dpa, dass in den USA die Tollwut von einem Organspender auf die Empfänger übertragen worden war. Drei Patienten, die verseuchte Organe transplantiert bekommen hatten, waren an der Krankheit gestorben. Der Organspender hatte sich durch eine Fledermaus mit dem tödlichen Virus angesteckt, wie die US-Seuchenüberwachungsbehörde CDC in Atlanta berichtet hatte.

Am 12. Mai 2006 starb ein 16-jähriger Schüler in Houston, Texas, an Tollwut nach einem nächtlichen Biss einer Fledermaus, die offenbar durch das offene Fenster flog.

Australien: Australien ist einer von wenigen Teilen der Welt, wo Tollwut nie eingeschleppt worden ist. Jedoch kommt das australische Fledermaus-Lyssavirus natürlicherweise sowohl bei insektenfressenden als auch bei fruchtfressenden Fledermäusen (Flugfüchsen) der meisten Festland-Staaten vor. Wissenschaftler glauben, dass das Virus in Fledermaus-Bevölkerungen überall in der Reihe von Flugfüchsen Australiens gegenwärtig ist.

Indien: Indien ist eines der Länder, in denen viele Tollwutfälle (Indien: ca.30 000/Jahr) bei Menschen bekannt sind. Die Dunkelziffer dürfte weit darüber liegen. Die Übertragung erfolgt dort überwiegend durch Bisse freilaufender Hunde (auch auf dem Land!). Da eine Immunglobulin-Behandlung nicht verfügbar ist, wird fast ausschließlich mit der Postexpositionsmethode behandelt, die möglicherweise nicht so gute Heilungschancen wie die kombinierte Methode verspricht. Bei einem längeren Aufenthalt sollte also an eine vorherige Aktivimpfung gedacht werden (Reisemedizin).

Meldung vom 22. Februar 2005: Nachrichtenmeldungen zufolge haben sich in Deutschland Anfang 2005 drei Empfänger von Organspenden mit Tollwut infiziert. Die Organspenderin hatte sich wahrscheinlich bei einem Indien-Urlaub infiziert und das Virus über die Organe weitergegeben. Fraglich ist, ob die Spenderin schon Anzeichen einer Tollwutinfektion gezeigt hatte, die als Folge Ihres Kokainkonsums fehlinterpretiert worden war.

Sechs Menschen erhielten Organe der Spenderin. Die Empfängerin der Lunge erlag der Infektion am Morgen des 20. Februar 2005, der 70-jährige Nierenempfänger am 21. Februar 2005. Auch der Nieren-Pankreas-Empfänger erlag der Krankheit trotz einer neuartigen Therapie am 7. April 2005. Man vermutet, dass die Erkrankung sich durch die für eine erfolgreiche Transplatation notwendige Immunsuppression sehr schnell ausbreiten konnte.

Die anderen drei Empfänger zeigen bis jetzt keinerlei Symptome. Sie sind aktiv und passiv geimpft, ihre Prognose ist gut. Zwei der Organempfänger haben ein Hornhauttransplantat erhalten, so dass die nötige Immunsuppression und der Operationsstress relativ gering sind, was ein frühzeitiges Ausbrechen der Erkrankung verhindert hat. Der Empfänger der Leber ist vor zirca 15 Jahren gegen Tollwut geimpft worden, so dass die Erkrankungen nicht ausbrechen konnte (Stand: 22. Februar 2005).

Weblinks:

Quellen

  1. CHAT-Survey-Studie
  2. Viele holen sich beim Partner HIV
  3. http://www.hiv-symptome.de
  4. http://63.126.384/2002/Abstract/13592.htm
  5. http://amedeo.com/lit.php?id=12637625
  6. 2006; doi: 10.1126/science.1126531
  7. http://www.aerzteblatt.de/v4/news/news.asp?id=24352
  8. http://www.guardian.co.uk/print/0,3858,4770493-106925,00.html
  9. . “Fernreisende sind schlecht zu Tollwut informiert”. Ärzte Zeitung, 30.04. 2003.
  10. WHO - Rabies


Filoviridae

Filoviridae

Filoviridae
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Filoviridae 1.025.
Morphologie
umhüllt, helikal

Zu der Familie Filoviridae gehören meist fadenförmige (lat. filum = Faden), manchmal auch bazillusförmige, behüllte Einzel(-)Strang-RNA-Viren. In ihrer Grundstruktur können diese Viren auch u-förmig gebogen sein. Die Filoviren gehören zu den größten bekannten RNA-Viren, die Länge kann bis zu 14.000nm betragen, der Durchmesser beträgt konstant 80nm. Die Viren besitzen als weitere Besonderheit die beiden Matrixproteine VP40 und VP24.

Innerhalb der Familie werden die Gattungen Marburg-Virus und Ebola-artige Viren mit insgesamt fünf verschiedenen Serotypen beschrieben, die sich auf die serologisch und genetisch unterscheidbaren Gattungen verteilen. Sowohl das Marburg-Virus als auch die Ebola-artigen Viren verursachen beim Menschen eine akute Erkrankung mit hohem Fieber und einer hohen Letalität.

Das Marburg-Virus stammt primär aus Afrika und kommt in den Ländern Uganda, Kenia (West-Kenia) und vermutlich Zimbabwe vor. Eine weitere Ausdehnung wird von Wissenschaftlern für wahrscheinlich gehalten. In Europa wurden 1967 die ersten Erkrankungsfälle dokumentiert.

Bei den Ebola-artigen Viren werden vier Subtypen voneinander unterschieden und jeweils nach den Orten ihres ersten Auftretens benannt. Ausgenommen der Subtyp Reston stammen alle anderen drei Virustypen dieser Gruppe aus Afrika und verursachen beim Menschen, wie schon erwähnt, hämorrhagisches Fieber mit sehr hoher Letalitätsrate und leichter Übertragbarkeit. Der Subtyp Reston stammt ursprünglich aus den Philippinen und verursacht bei Affen eine tödlich verlaufende Erkrankung, bei Menschen erfolgt nur eine subklinische Infektion ohne Krankheitssymptome.

Der natürliche Reservoirwirt für diese Viren ist bislang noch nicht gefunden.

Die Viren schnüren sich aus der infizierten Zelle ab und schädigen sie somit nicht unmittelbar durch Lysierung, ihr genauer Replikationsmechanismus ist noch unbekannt.

Systematik:

  • Filoviridae
    • Marburg-Virus
      • Marburg-Lake Victoria-Virus
    • Ebola-artige Viren
      • Ebola-Zaïre-Virus
      • Ebola-Sudan-Virus
      • Ebola-Reston-Virus (nicht humanpathogen)
      • Ebola-Côte d'Ivoire-Virus

Marburgvirus

Marburgvirus
Marburgviren, TEM.
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Filoviridae 1.025.
Gattung: Marburgvirus 01.025.0.01.
Art: Lake Victoria marburgvirus
01.025.0.01.001.
Morphologie
umhüllt, helikal

Das Marburg-Virus ist ein behülltes Einzel(-)Strang-RNA-Virus (Familie Filoviridae, Gattung Marburgviren).

Dieses Virus besitzt meist eine fadenförmige, manchmal auch eine bazillusförmige Gestalt, ist aber auch in seiner Grundstruktur gelegentlich U-förmig gebogen. Es hat eine Länge von etwa 800 nm und einen konstanten Durchmesser von 80nm.

Virulenz: Das Marburg-Virus ist ein hochpathoger Erreger, der beim Menschen das Marburg-Fieber, ein hämorrhagisches Fieber, auslöst. Die Letalität dieser Erkrankung liegt laut dem Centers for Disease Control and Prevention (CDC) bei mindestens 23 bis 25%, bei Ausbrüchen im Kongo und in Angola lag sie jedoch wesentlich höher (siehe Krankheitsfälle).

Verbreitung: Das Marburg-Virus stammt primär aus Afrika und kommt in den Ländern Uganda, Kenia (West-Kenia) und vermutlich Zimbabwe vor. Eine weitere Ausdehnung wird von Wissenschaftlern für wahrscheinlich gehalten. In Europa wurden 1967 die ersten Erkrankungsfälle dokumentiert.

Übertragung: Das Marburg-Virus wird durch den Austausch von Körperflüssigkeiten und durch Schmier- bzw. Kontaktinfektion übertragen.

Geschichte: Das Virus wurde zuerst im Jahre 1967 bei Laborangestellten in Marburg, später in Frankfurt am Main und Belgrad gefunden. Als am 25. August 1967 mehrere Personen in Marburg starben, wurde die Stadt in eine Art Ausnahmezustand versetzt. Alle, auch die später verstorbenen Infizierten, zeigten zuvor hohes Fieber und erlitten innere Blutungen. Erst Ende November 1967 gelang die eindeutige Identifizierung des bis dahin unbekannten Virus durch Werner Slenczka im Institut für Virologie Marburg. Das neue Virus wurde höchstwahrscheinlich von infizierten Versuchsaffen (Meerkatzen), aus Uganda, in die Labors des Pharmakonzerns Behringwerke im hessischen Marburg eingeschleppt.

Am 21. März 2005 wurde das Marburg-Virus in mehreren Blutproben von Todesopfern in Angola entdeckt. Im April war die Krankheit in sieben Provinzen ausgebrochen. Über 215 Angolaner starben bis dahin bereits am Marburg-Virus. Die meisten Opfer waren jünger als 5 Jahre.

Marburgviren, EM.

Besonders problematisch ist die Weigerung der Bevölkerung, die Infizierten zu isolieren. Außerdem gehört traditionell bei den Familien zur Bestattung Verstorbener der persönliche Abschied in Form von Umarmung des Toten und anschließend weitere direkte, persönliche Kontakte der Trauergäste untereinander.

Krankheitsfälle:

  • 1967: Marburg, Frankfurt am Main, Belgrad: 31 Infizierte, 7 Tote
  • 1998 bis 2000: Demokratische Republik Kongo: 149 Infizierte, 123 Tote
  • Oktober 2004 bis heute (31. Mai 2005): Angola, Beginn in der Provinz Uige: 388 Infizierte, 324 Tote.[1]

Impfungen: Im April 2006 wurden Forschungsergebnisse von Forschern aus den USA und Kanada veröffentlicht, denen es gelungen ist, einen Impfstoff gegen den Marburg-Virus zu entwickeln. Im Tierversuch bei Rhesusaffen erwies sich der Impfstoff auch in der Post-Expositionsprophylaxe als wirksam. Die Affen, die bei einer Infektion normalerweise nach etwa 12 Tagen verstarben, überlebten nach einer Impfung den Untersuchungszeitraum von 80 Tagen.

Gesetze: Nach § 6 Meldepflichtige Krankheiten des IfSG sind virusbedingte hämorrhagische Fieber mit Namen meldepflichtig.

Weblinks: RKI - Marburgviren-Infektionen

Ebolavirus

Ebolavirus
Ebolavirus, TEM.
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Filoviridae 1.025.
Gattung: Ebolavirus 01.025.0.02.
Art: Zaire ebolavirus 01.025.0.02.001.
Morphologie
umhüllt, helikal

Das behüllte, einzel(-)strängige, RNA-haltige Ebola-Virus (Familie Filoviridae, Gattung Ebola-artige Viren) ist für die Ebola-Erkrankung verantwortlich. Es infiziert auch Primaten, wie Affen, Gorillas und Schimpansen und löst bei ihnen ein hämorrhagisches Fieber aus.

Merkmale: Dieses Virus besitzt meist eine fadenförmige (lat. filum = Faden), manchmal auch bazillusförmige Gestalt, es kann in seiner Grundstruktur aber auch gelegentlich U-förmig gebogen sein. In seiner Länge variiert es bis zu maximal 14.000 nm, der Durchmesser liegt bei konstant 80 nm. Als weitere Besonderheit besitzt der Erreger die Matrixproteine VP40 und VP24.

Ebola ist fähig, sich in fast allen Zellen des Wirtes zu vermehren. Dabei kommt es aufgrund der schnellen Virensynthese zu einem Viruskristall (Kristalloid), der vom Bereich des Zellkerns nach außen dringt und einzelne Viren nach Lyse der Zelle freiläßt.

Vier Serotypen beziehungsweise Subtypen oder Stämme des Ebolavirus werden unterschieden und jeweils nach den Orten ihres ersten Auftretens benannt: Ebola-Zaïre-Virus, Ebola-Sudan-Virus, Ebola-Côte d'Ivoire-Virus und Ebola-Reston-Virus. Die drei erstgenannten Subtypen verursachen beim Menschen ein hämorrhagisches Fieber mit einer Letalitätsrate von etwa 50 bis 90%.

Das natürliche Reservoir des Virus, ist bis heute nicht zweifelsfrei gefunden. Es gibt jedoch Hinweise auf ein Nagetier.

Der Subtyp Reston löst bei Makaken die Krankheit aus, beim Menschen findet lediglich eine subklinische Infektion statt.

Herkunft: Das Virus stammt aus den tropischen Regenwäldern Zentralafrikas und Südostasiens (Subtyp Reston) und trat erstmals 1976 in Yambuku, Zaire (Demokratische Republik Kongo) und nahezu gleichzeitig im Sudan auf. Es wurde nach dem kongolesischen Fluss Ebola benannt, in dessen Nähe es zum ersten Ausbruch kam. In 55 Dörfern entlang dieses Flusses erkrankten 318 Menschen, von denen 280 starben, welches einer Sterberate von 88% entspricht. Der erste Fall trat in einem Belgischen Missionskrankenhaus auf. Kurz darauf waren fast alle Nonnen und Krankenschwestern erkrankt, sowie die meisten die das Krankenhaus besucht hatten oder noch dort waren. Die Schwestern hatten nur 5 Nadeln, die sie ohne zu desinfizieren für hunderte Patienten verwendeten.

Übertragung: Übertragen wird es bei direktem Körperkontakt und bei Kontakt mit Körperausscheidungen infizierter Personen per Kontakti- bzw. Schmierinfektion. Weiterhin ist eine Übertragung per Tröpfcheninfektion (aorogene Transmission), durch Sexualverkehr und nach der Geburt (neonatale Transmission) möglich, wobei diese Übertragungswege bislang eine untergeordnete Rolle spielen.

Gesetze: Nach § 6 Meldepflichtige Krankheiten des IfSG sind virusbedingte hämorrhagische Fieber mit Namen meldepflichtig. Aufgrund der hohen Letalitätsrate und Infektionsgefahr wird der Erreger in Klasse 4 der Biostoffverordnung eingeteilt.

Weblinks: RKI - Ebolavirus-Infektionen

Quellen

  1. WHO - Marburg haemorrhagic fever in Angola – update 20 (27 May 2005)


Paramyxoviridae

Paramyxoviridae

Die Paramyxoviren sind ebenfalls kugelförmig, aber mit 150-250nm etwas größer als die Orthomyxoviren. Das Virion ist helikal gebaut und besteht aus einer Lipidschicht, die mit "Stacheln" (Spikes) besetzt ist und ein virusspezifisches Antigen trägt. Zu den typischen Vertretern gehören das Masernvirus, das Mumpsvirus und auch das Rinderpest-Virus sowie der Erreger der Newcastle-Krankheit (atypische Geflügelpest) der Vögel.

Systematik der Paramyxoviridae:

  • Paramyxoviridae
    • Paramyxovirinae
      • Paramyxoviren
        • Parainfluenzavirus (1, 3)
      • Morbilliviren
        • Masernvirus
      • Rubulaviren
        • Parainfluenzavirus (2, 4)
        • Mumpsvirus
    • Pneumovirinae
      • Pneumoviren
        • Humanes Respiratory-Syncytical-Virus (RSV)
      • Metapneumoviren
        • Humanes-Metapneumo-Virus (HMPV)

Paramyxovirinae

Respirovirus/Rubulavirus

Human parainfluenza virus

Zwei intakte Parainfluenza-Viren und eine freies filamentöses Nucleokapsid.
Human parainfluenza virus
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Paramyxoviridae 01.048.
Unterfamilie: Paramyxovirinae 01.048.1.
Gattung: Respirovirus 01.048.1.01.
Arten: Human parainfluenza virus 1 01.048.1.01.003.
Human parainfluenza virus 3 01.048.1.01.004.
Gattung: Rubulavirus 01.048.1.03.
Arten: Human parainfluenza virus 2 01.048.1.03.010.
Human parainfluenza virus 4 01.048.1.03.011.
Morphologie
umhüllt, helikal

Das weltweit verbreitete Parainfluenzavirus aus der Paramyxoviridae-Familie löst die Parainfluenza aus, ein Krankheitsbild mit grippeähnlichen Symptomen. Die Durchseuchungsrate bei Kindern bis 10 Jahren liegt bei 90%. Die Übertragung erfolgt durch Tröpfcheninfektion. Parainfluenza kann eine bakterielle Superinfektion nach sich ziehen. Der Infektionsverlauf ist stark von der Disposition und Konstitution abhängig. Parainfluenza-Viren kommen in drei Serotypen vor. Das Virus besitzt eine einsträngige RNA und trägt Hämagglutinine und Neuraminidase in der Lipidhülle.


Morbillivirus

Morbillivirus
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Paramyxoviridae 01.048.
Unterfamilie: Paramyxovirinae 01.048.1.
Gattung: Morbillivirus 01.048.1.02.
Morphologie
umhüllt, helikal

Morbillivirus ist eine Virus-Gattung aus der Paramyxoviridae-Familie. Es handelt sich um hochinfektiöse, behüllte Viren mit einem helikalen Nukleokapsid. Das Genom besteht aus einer einzelsträngigen, nicht-segmentierten RNA negativer Polarität. Die Virushülle trägt Spikes aus Glycoproteinen mit Hämagglutinin-, Neuraminidase- und hämolytischer Aktivität.

Die Virus-Replikation vollzieht sich im Zytoplasma und in der Zellmembran infizierter Zellen.

Morbilliviren sind meist empfindlich gegenüber Wärme, Austrocknung, fettlösenden Stoffen und den meisten Desinfektionsmitteln.

Arten:

  • Masern-Virus
  • Pest der kleinen Wiederkäuer-Virus
  • Rinderpest-Virus
  • Staupe-Virus
  • Seehund-Staupevirus

Masernvirus

Morbillivirus
Masern-Virus, Dünnschicht-TEM.
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Paramyxoviridae 01.048.
Unterfamilie: Paramyxovirinae 01.048.1.
Gattung: Morbillivirus 01.048.1.02.
Art: Measles virus 01.048.1.02.001.
Morphologie
umhüllt, helikal

Das Masernvirus ist ein ausschließlich humanpathogener, etwa 120–140nm großer Erreger aus der Familie der Paramyxoviren (Genus Morbillivirus). Der Mensch der einzige Reservoirwirt, der Erregers wird nur von Mensch zu Mensch übertragen, so dass eine Ausrottung leicht möglich wäre. Von ihm gibt es mehrere stabile Genotypen, in Mitteleuropa C2 und D6, die eine Verfolgung der globalen Infektionswege ermöglicht. Weiterhin existiert nur ein stabiler Serotyp, was die Impfstoffherstellung einfacher gestaltet. Die Lipidhülle, die zur hohen Kontagiosität beiträgt enthält das Glykoprotein Hämagglutinin, jedoch keine Neuraminidase. Das Virus reagiert sehr empfindlich gegenüber äußeren Einflüssen wie erhöhten Temperaturen, Licht, UV-Strahlen, Detergenzien und Desinfektionsmitteln.

Krankheitsbild: Das Masernvirus löst die Masern (Morbilli) aus, eine hochansteckende, systemische Infektionskrankheit, die nach überstandener Erkrankung eine lebenslange Immunität hinterlässt.

Geschichte: Erste Berichte über die Masern gehen auf das 7. Jahrhundert zurück und werden dem jüdischen Arzt Al-Yehudi zugeschrieben. Die erste ausführliche Beschreibung der Masern verdanken wir dem persischen Arzt Abu Bakr Mohammad Ibn Zakariya al-Razi [1], Anfang des 10. Jahrhunderts, der angab, sie würden „mehr gefürchtet als die Pocken“.

Den Namen „Morbilli“, was so viel wie „kleine Pest“ bedeutet, erhielten die Masern während der ausgedehnten Epidemien des Mittelalters, da damals wie heute viele Kinder an den Masern starben. 1882 veröffentlichte der französische Arzt Antoine Louis Gustave Béclère seine Aufsehen erregende Arbeit „Die Ansteckung mit Masern“.

1954 wurde das Virus erstmalig isoliert, ab 1963 war der erste Impfstoff erhältlich. Zuvor bekam aufgrund der hohen Kontagiosität des Erregers beinahe jeder die Masern: Es handelte sich um ein Ereignis im Leben, das unweigerlich - meist schon im Kindesalter - auftrat und auf das man warten konnte. Mehr als die Hälfte der Kinder bekam die Masern vor dem 6. und 90% vor dem 15. Lebensjahr. Hatte man die Krankheit überstanden, so war man für den Rest des Lebens immun.

Epidemiologie: Der Erreger kommt weltweit vor und ist in mehreren Entwicklungsländern noch weit verbreitet. In verschiedenen Ländern wurde er durch gut organisierte Impfkampagnen bereits ausgerottet. 1984 legte die WHO einen Zeitplan für die Elimination der Masern bis zum Jahr 2000 fest – tatsächlich starben 2003 jedoch weltweit nach Angaben der WHO noch etwa 530.000 Menschen – davon die Mehrzahl Kinder – an Masern. Maserninfektionen sind für ungefähr die Hälfte aller durch Impfung vermeidbaren Todesfälle verantwortlich. Der neue Zeitplan sieht die weltweite Ausrottung des Virus – bei entsprechender Anstrengung – jetzt für das Jahr 2007 vor. Rückblick:

  • Die Anzahl der Masernerkrankungen in den USA sank von 800.000 im Jahre 1958 auf einige wenige Fälle in den letzten Jahren, wobei alle Erreger von ungeimpften Personen aus Europa und Asien importiert worden waren, was durch die Bestimmung des Genotyps nachgewiesen werden konnte. Einen dramatischen Anstieg der Fälle gab es in den Jahren 1989–1991, wo binnen drei Jahren über 55.622 Erkrankungsfälle berichtet wurde, von denen 123 tödlich endeten. Hauptsächlich waren Kleinkinder aus hispanoamerikanischen und afroamerikanischen Familien betroffen, wo die Rate an ungeimpften Kindern 4–7x höher lag als bei den Betroffenen der übrigen weißen Bevölkerung. Zwischenzeitig treten genuine Masernerkrankungen in allen amerikanischen Staaten von Kanada bis Argentinien mit Einschluss der Karibik kaum noch auf.
  • In Finnland mit seinen 5,2 Mio. Einwohnern gab es von 1996 – 2000 vier Masernfälle. Auch diese waren aus dem Ausland importiert.
  • In Deutschland wurden im Jahre 2005 778 Masernfälle gemeldet. 2005 kam es in Deutschland zu zwei größeren Masernausbrüchen, im Februar starb ein 14-jähriges Mädchen in Hessen, im Mai wurden 110 Fälle aus Oberbayern gemeldet. Anfang 2006 wurden Masernhäufungen aus Nordrhein-Westfalen (bisher 1.354 Fälle bis 31. Mai, Schwerpunkte in Duisburg, Mönchengladbach und im Kreis Wesel) und Baden-Württemberg (bisher 83 Fälle bis zur Kalenderwoche 15, Schwerpunkt in Stuttgart und im Kreis Esslingen) gemeldet. Expertenschätzungen gehen davon aus, dass eine hohe Dunkelziffer existiert und die Zahl der Krankheitsfälle wesentlich höher liegt als die der Meldungen.
  • In Österreich, das für Masern bis 2001 keine Meldepflicht kannte, wurde vom Institut für Virologie des AKH in Wien ein freiwilliges Meldesystem geschaffen, das etwa 8% der österreichischen Bevölkerung abdeckt. Somit konnten für den Zeitraum von 1993–1997 etwa 28.000–30.000 Masernfälle für ganz Österreich hochgerechnet werden, wobei besonders 1996 und 1997 ein beinahe epidemisches Auftreten von Masernerkrankungen zu verzeichnen war. Insgesamt dürfte die Durchimpfungsrate in Österreich somit nur unwesentlich besser sein als in Deutschland. Wären die Richtlinien hier ähnlich streng wie in den USA, würde man schon 2.700 Erkrankungen in fünf Jahren nicht mehr akzeptieren.
  • In Rumänien kam es zwischen dem 1. Dezember 1996 und dem 30. September 1997 zu einer Masern-Endemie mit 20.034 Erkrankungen und 13 Todesfällen.[2] Im Dezember 2005 gab es eine neuerliche Masernepidemie in Rumänien. Etwa 4000 Kinder waren erkrankt, 10 gestorben [3].

Diagnose: Die Diagnose ist in unkomplizierten Fällen nur über den serologischen Nachweis von IgM-Antikörpern zu führen. Dies wird heute methodisch meist mit Hilfe eines Enzymimmunoassay (ELISA) erreicht, in manchen Labors wird auch noch die Komplementbindungsreaktion (KBR) oder der Hämagglutinationshemmtest (HHT) durchgeführt.

Koplik-Flecken bei Masern, die oft schon Tage vor dem Exanthem auftreten.
Kind mit Masern.
Typisches Masernexanthem am 3. Tag.

Der direkte Erregernachweis (RT-PCR aus Virus-RNA oder Virusanzucht in Zellkulturen) ist aufwändiger als der indirekte Antikörpernachweis und bleibt eher spezielleren Fragestellungen vorbehalten.

Die Diagnose anhand des „typischen“ Masernexanthems ist mit einer Fehlerhäufigkeit von 50% behaftet. Im Epidemiefall kann die Diagnose dennoch häufig klinisch gestellt werden, insbesondere von erfahrenen Untersuchern.

Meldepflicht: In Deutschland sind durch das 2001 in Kraft getretene Infektionsschutzgesetz (IfSG, § 6) Krankheitsverdacht, Erkrankung und Tod ebenso wie der direkte oder indirekte Nachweis des Masernvirus mit Namen meldepflichtig geworden. Bei Krankheitsverdacht oder Erkrankung besteht Tätigkeits- und Aufenthaltsverbot in Gemeinschaftseinrichtungen.

In Österreich besteht Meldepflicht seit Dezember 2001 (BGBl. II Nr. 456/2001 Verordnung: Anzeigepflichtige übertragbare Krankheiten).

In der Schweiz besteht seit März 1999 Meldepflicht (Melde-Verordnung, SR 818.141.1).

Krankheitsverlauf/Symptome: Typisch für die Masern ist ein zweiphasiger Krankheitsverlauf: Auf die Inkubationszeit von 10 bis 14 Tagen folgt das 3–4 Tage dauernde, uncharakteristische Prodromalstadium, auch Initialstadium genannt. Dieses äußert sich durch eine Entzündung der Schleimhäute des oberen, teilweise auch des mittleren Atemtraktes und der Augenbindehäute. Die katarrhalischen Beschwerden umfassen Rhinitis, trockene Bronchitis, Konjunktivitis, Fieber bis 41°C, Übelkeit, Hals- und Kopfschmerzen kommen. Erst danach, etwa am 12. – 13. Tag, geht die Krankheit in das typische Exanthemstadium über, in dem ein Schleimhaut-Enanthem am weichen Gaumen auftreten kann. Typisch sind auch die sog. Koplikflecken an der Wangenschleimhaut gegenüber den Prämolaren. Der Fieberverlauf ist häufig zweigipflig, wobei der erste Gipfel während des Prodromal-, der zweite während des Exanthemstadiums auftritt.

Am 14.–15. Tag breitet sich ein makulopapulöses, zum Teil konfluierendes Exanthem – hinter den Ohren (retroaurikulär) beginnend – innerhalb von 24 Stunden von oben nach unten über den ganzen Körper aus. Nach weiteren 4 – 5 Tagen bilden sich die Symptome in der Regel zurück. Als Überbleibsel des Exanthems kann eine kleieförmige Schuppung für kurze Zeit bestehen bleiben. Begleitend treten häufig Lymphknotenschwellungen auf.

Atypische Verläufe kommen in verschiedenen Situationen vor: Säuglinge mit Leihimmunität durch mütterliche Antikörper oder Patienten, die Antikörperpräparate erhalten haben, erkranken an mitigierten (abgeschwächten) Masern. Bei Personen mit Immundefizienz kann der Verlauf nach außen hin atypisch oder symptomarm sein, so kann beispielsweise der typische Hautausschlag fehlen („weiße Masern“), während sich innerlich z.B. eine progrediente Riesenzellpneumonie oder die Masern-Einschlusskörper-Enzephalitis entwickeln kann, die mit einer Letalität von etwa 30% verbunden ist.

Während und nach der Erkrankung an Masern kommt es regelhaft zu einer insgesamt 4–6 Wochen dauernden Immunschwäche. Diese kann anderen Infektionserregern den Weg bereiten und stellt daher eine zusätzliche Gefahr für das erkrankte Kind dar.

In unkomplizierten Fällen folgt eine rasche Erholung und eine lebenslang anhaltende Immunität.

Komplikationen: Etwa 20% aller Maserninfektionen gehen mit Komplikationen einher, wobei Mittelohrentzündungen und Lungenentzündungen die häufigsten sind. Das Robert-Koch-Institut gibt an, dass die Letalität bei Masern der Literatur zufolge bei 1:10.000 bis 1:20.000 liege, bei einem Ausbruch in den Niederlanden 1999/2000 starben drei von knapp 3.000 Betroffenen, die Centers for Disease Control and Prevention (CDC) geben für die USA eine Sterblichkeit von ca. 1:500 bis 1:1.000 an. In Entwicklungsländern liegt die Letalität wesentlich höher (laut Literaturangaben bis zu 25%). Zum Tode führende Komplikationen sind meist die Masernpneumonie oder die Masernenzephalitis.

Masernkrupp

Durch eine Kehlkopfentzündung mit Schwellung der Schleimhaut kommt es zu Heiserkeit und Atemnot bereits im Vorstadium (DD.: Pseudokrupp).

Masernpneumonie

Masernpneumonie mit Riesenzelle.

1. Primäre Masernpneumonie: Dabei handelt es sich um eine interstitielle Pneumonie mit Bronchiolitis, die sich hauptsächlich als Atemstörung äußert. Mittels körperlicher Untersuchung ist sie schwer zu diagnostizieren, so dass ein Röntgenbefund erforderlich ist.

2. Bronchopneumonie als bakterielle Superinfektion: Sie tritt insbesondere nach oder bei einer interstitiellen Viruspneumonie auf, ist aber auch isoliert möglich durch die masernbedingte Immunsuppression (s. o.).

3. Riesenzellpneumonie: Eine seltene Pneumonie mit vielkernigen, von den Alveolarepithelien abstammenden Riesenzellen, pathognomonisch für Masern (Masernriesenzellen) und Keuchhusten, selten auch bei Diphtherie oder Grippe zu beobachten.

Keratitis

Die Entzündung der Hornhaut mit multiplen, punktförmigen, epithelialen Läsionen ist eine weitere Komplikation der Masern. In Entwicklungsländern sind die Masern eine der häufigsten Ursache der Erblindungen von Kindern (besonders im Zusammenhang mit Vitamin-A-Mangel).

Enzephalomyelitis

Die akute postinfektiöse Enzephalitis tritt mit einer Wahrscheinlichkeit von in 0,1 % auf. Die Entzündung des Gehirns und seiner Häute entwickelt sich 3–10 Tage nach Exanthembeginn, bei Patienten über sechs Jahren häufiger als bei Kleinkindern. Symptome sind Fieber, Kopfschmerz, Bewusstseinstrübung und meningeale Reizung (Nackensteifigkeit, Erbrechen) mit Rückgang nach 1–3 Tagen. Bei leichten Formen ist keine Krankenhauseinweisung notwendig. Schwere Verlaufsformen äußern sich in epileptischen Anfällen und neurologischen Funktionsstörungen. Die Ausbreitung ist herdförmig oder diffus. Häufigkeit: Nach Einführung der Masernimpfung sank die Zahl ständig und liegt derzeit in Deutschland bei < 10/Jahr. Letalität: 20%; Defektheilungen: 20–40%.

Subakute sklerosierende Panenzephalitis (SSPE)

Die SSPE ist eine generalisierte Entzündung des Gehirns. Sie ist selten, endet aber in 100% der Fälle letal. Die Angaben über die Häufigkeit von SSPE schwanken zwischen 7–11 Fälle pro 100.000 Masernfällen. Die Erkrankung tritt Monate bis zu zehn Jahre, im Durchschnitt 6-8 Jahre nach einer Maserninfektion auf. Die absolute Häufigkeit der SSPE ist durch die Masernimpfung deutlich reduziert worden. Der Verlauf ist langsam progredient über 1–3 Jahre (slow virus infection), in 10% tritt ein akuter Verlauf (3–6 Monate) auf, in weiteren 10% ein langsamerer Verlauf (länger als drei Jahre).

1. Stadium: psychische Störungen und Demenz 2. Stadium: Myoklonien, epileptische Anfälle 3. Stadium: Dezerebrationssyndrom

Im EEG finden sich typische Veränderungen, die nahezu wegweisend für die SSPE sind (Radermecker-Komplex). Mittlerweile wurde ein Masernvirus mit einem defekten M-Protein isoliert: „SSPE-Virus“

Weitere Komplikationen:

Innenohrschädigung mit Ertaubung, Diarrhoe, Blinddarmentzündung, generalisierte Lymphadenitis, Thrombozytopenische Purpura.

Vorbeugung:

Quarantäne

Nach dem deutschen Infektionsschutzgesetz (IfSG, §9) aus dem Jahre 2001 dürfen infizierte Kinder solange nicht die Schule oder den Kindergarten besuchen, bis sie keine Viren mehr ausscheiden.

Impfung

Die Impfung gegen Masern wird üblicherweise als Masern-Mumps-Röteln-Kombinationsimpfung (MMR-Impfstoff) durchgeführt, in der Regel zwischen dem 12. und 15. Lebensmonat, möglichst bis zum Ende des 2. Lebensjahres, um den frühestmöglichen Impfschutz zu erreichen. Damit ist nach einmaliger Impfung bei 90 % der Kinder ein ausreichender Impfschutz vorhanden. Da bei einer Durchimpfungsrate von weniger als 95 % mit sporadischen Masernepidemien (alle drei bis sieben Jahre) zu rechnen ist, müssen mit einer zweiten Impfung – frühestens vier Wochen nach der ersten – Impflücken geschlossen werden, um Impfversagern den entsprechenden Impfschutz zu gewähren. Nach dem Impfkalender der Ständigen Impfkommission am Robert-Koch-Institut ist die zweite MMR-Impfung bei allen Kindern im Alter von 15–23 Monaten vorgesehen.

Steht bei einem Kind die Aufnahme in eine Kindereinrichtung an, kann die MMR-Impfung auch vor dem 12. Lebensmonat, jedoch nicht vor dem 9. Lebensmonat erfolgen, da im 1. Lebensjahr im Blut des Säuglings noch vorhandene mütterliche Antikörper die Impfviren neutralisieren können (Lebendimpfung, die Vermehrung der Impfviren ist erforderlich). Sofern die Erstimpfung vor dem 12. Lebensmonat erfolgte, sollte die MMR-Impfung bereits im 2. Lebensjahr wiederholt werden.

Auch wenn von Eltern oder Impflingen angegeben wird, dass eine Masern-, Mumps- oder Rötelnerkrankung bereits durchgemacht wurde, sollte die zweite MMR-Impfung durchgeführt werden. Anamnestische Angaben über eine Masern- oder Rötelnerkrankung sind ohne mikrobiologisch-serologische Dokumentation der Erkrankungen unzuverlässig und nicht verwertbar. Es gibt keine Hinweise auf Nebenwirkungen nach mehrmaligen Masern-, Mumps- oder Rötelnimpfungen.

Die Eliminierung der Masern ist ein erklärtes Ziel der deutschen Gesundheitspolitik. „Es ist dafür Sorge zu tragen, dass die zweite MMR-Impfung so früh wie möglich, spätestens jedoch bis zum vollendeten 18. Lebensjahr nachgeholt wird; bei Mädchen wird damit auch der unverzichtbare Schutz vor einer Rötelnembryopathie gesichert.“[4]

Österreich: Zwei Teilimpfungen im 2. Lebensjahr mit einem Mindestabstand von einem Monat. Wiederholungen der Impfung werden bei Schuleintritt im 7. Lebensjahr und im 13. Lebensjahr vom öffentlichen Gesundheitsdienst kostenlos angeboten. (Österreichischer Impfplan 2006)

Impfkomplikationen

Von Impfreaktionen sind die Impfkomplikationen abzugrenzen, die zu vorübergehenden oder anhaltenden Schäden oder gar zum Tod führen können. Prinzipiell ist ein direkter Zusammenhang mit einer Masernimpfung schwer zu beweisen. So soll bei einer von 200.000 Impfungen ein Impfschaden mit bleibenden Folgen auftreten und auf ca. 500.000 Impfungen ein Todesfall kommen. Da es sich bei der Masernimpfung um eine Impfung mit einem abgeschwächten Lebendimpfstoff handelt, können in 3–5 % der Fälle so genannte Impfmasern auftreten. Diese stellen eine abgeschwächte Form der Masern dar: eine Konjunktivitis, eine Tracheitis, ein feinfleckiger Hautausschlag und sehr selten eine Otitis media können auftreten. Schwerwiegendere Folgen bei besonders empfänglichen Kindern sind denkbar oder möglich.

Fieber und lokale Impfreaktionen wie Rötung, Schmerzen und Schwellungen an der Injektionsstelle können wie bei allen Impfungen vorkommen und sind als harmlose Nebenwirkungen zu betrachten.

Weblinks: RKI - Masern

Rubulavirus

Mumpsvirus

Mumps virus
Mumps-Virus, negative-stained TEM.
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Paramyxoviridae 01.048.
Unterfamilie: Paramyxovirinae 01.048.1.
Gattung: Rubulavirus 01.048.1.03.
Art: Mumps virus 01.048.1.03.001.
Morphologie
umhüllt, helikal

Mumps (Parotitis epidemica, Salivitis epidemica), umgangssprachlich auch Ziegenpeter genannt, ist eine ansteckende Virusinfektion, die durch den Erreger Paramyxovirus parotitis, ein umhülltes RNA-Virus aus der Familie der Paramyxoviridae, Genus Paramyxovirus, verursacht wird. Die Mumps zählt zu den Kinderkrankheiten.

Epidemiologie: Mumps kommt auf der ganzen Welt endemisch vor. Der Mensch ist das einzige Erregerreservoir. Vor Einführung der allgemein empfohlenen Impfung erkrankten die meisten Kinder zwischen dem zweiten und 15. Lebensjahr, Jungen häufiger als Mädchen. Seit Einführung der Impfung ging die Zahl der Erkrankungen drastisch zurück. Die Übertragung erfolgt durch Tröpfcheninfektion, direkten Kontakt oder seltener durch speichelverschmutzte Gegenstände. Das Virus wird auch im Urin und der Muttermilch ausgeschieden. Patienten sind drei bis fünf, maximal sieben Tage vor Ausbruch der Erkrankung bis in die frühe Rekonvaleszenz, aber maximal bis zum neunten Tag nach Ausbruch der Erkrankung kontagiös. Die Parotitis epidemica hinterlässt in der Regel eine lebenslange Immunität. Zweiterkrankungen sind möglich, aber selten. Die Inkubationszeit beträgt zwölf bis 25, im Mittel 16 bis 18 Tage.

Symptome: Die Mumps zeigt eine große Variabilität im Erscheinungsbild. Mindestens 30 bis 40% der Infektionen verlaufen symptomlos (stille Feiung). Am häufigsten treten Fieber und eine ein- oder noch häufiger beidseitige entzündliche Schwellung der Ohrspeicheldrüse (Parotitis) auf. Nicht selten sind auch andere Speicheldrüsen (einschließlich der Bauchspeicheldrüse (Pankreatitis)) betroffen. Das zentrale Nervensystem ist klinisch relevant in drei bis 15% in Form einer aseptischen Meningitis betroffen. Diese kann bereits eine Woche vor bis zu drei Wochen nach Beginn der Ohrspeicheldrüsenentzündung oder auch isoliert auftreten. Während oder nach der Pubertät kommt es bei 25 bis 30% der männlichen Betroffenen zu einer Hodenentzündung (Mumpsorchitis). Diese beginnt am Ende der ersten Krankheitswoche mit erneutem Fieberanstieg, starker Schwellung und Druckschmerzhaftigkeit meist nur eines Hodens. Seltene Manifestationen sind Eierstockentzündung, Schilddrüsenentzündung, Entzündung der Iris, Herzmuskelentzündung, Nierenentzündung und Mumpsenzephalitis.

Komplikationen: Mumps ist eine akute, selbstlimitierende, gutartige Erkrankung. Todesfälle kommen heutzutage praktisch nicht mehr vor. Chronische Erkrankungen des Zentralnervensystems werden vereinzelt beschrieben. Nach Mumpsmeningitis kann in etwa 1:10.000 Infektionen eine Innenohrschwerhörigkeit auftreten. Auch die Mumpsenzephalitis kann z.B. Lähmungen als bleibende Schäden verursachen. Nach Mumpsorchitis kann es zu einer einseitigen Hodenatrophie kommen. Unfruchtbarkeit ist jedoch ungewöhnlich. Nach heutiger Auffassung besteht kein direkter kausaler Zusammenhang zwischen Mumps und Diabetes mellitus Typ I. Bei Mumps während der Schwangerschaft ist im ersten Drittel mit einer erhöhten Rate an Aborten zu rechnen. Eine Mumpsembryopathie ist nicht bekannt. Neugeborene und junge Säuglinge erkranken selten. Unbehandelt kann die Krankheit auch zum Tode führen.

Mumps-Virionen in der Zellkultur, Dünnschicht-TEM.
Typischer "Cäsarenhals" bei Mumps.

Diagnose: Bei typischer Symptomatik im Rahmen einer Epidemie kann die Diagnose klinisch gestellt werden. Im Einzelfall kann die Diagnose durch Bestimmung der spezifischen Antikörper im Serum bestätigt werden (z.B. mittels ELISA). In besonderen Fällen ist auch die Virusanzucht oder der Nachweis mumpsspezifischer RNA durch PCR aus Rachenabstrich, Speichel, Liquor, Urin oder Biopsiematerial möglich. Ein hinweisender Befund kann die Erhöhung der S-Amylase sein. Die Immunität einer Person kann leicht durch Bestimmung mumpsspezifischer IgG-Antikörper festgestellt werden.

Therapie: Es gibt keine spezifische antivirale Behandlung. Eine symptomatische Behandlung ist selten erforderlich und beschränkt sich meist auf fiebersenkende Maßnahmen. Bei schweren Verläufen sind unter Umständen Kortikosteroide indiziert.

Prophylaxe: Es existiert eine Lebendimpfung aus abgeschwächten, auf Hühnerfibroblasten gezüchteten Mumpsviren. Er ist entweder als monovalenter Impfstoff oder in Kombination mit abgeschwächten Masern- und Röteln-Viren erhältlich. Die exakte Dauer des Impfschutzes ist nicht bekannt. In der Regel wird die Impfung sehr gut vertragen. Gelegentlich kann kurzdauerndes Fieber und eine leichte Schwellung der Ohrspeicheldrüse auftreten. Eine Impfmeningitis kommt beim heutzutage verwendeten Impfstamm nicht mehr vor. Die Mumpsimpfung gehört in Deutschland zu den von der STIKO allgemein empfohlenen Impfungen und soll als Kombinationsimpfung mit der Masern- und Röteln-Impfung (MMR) ab dem elften bis zum 14. Lebensmonat und eine Wiederholungsimpung zur Schließung von Impflücken frühestens vier Wochen nach der ersten Impfung verabreicht werden. Gegenanzeigen gegen die Impfung sind Schwangerschaft, allergische Reaktionen auf Impfstoffbestandteile und angeborene oder erworbene T-Zell-Defekte. Eine gesicherte Hühnereiweißallergie stellt allerdings keine Kontraindikation dar! Auch Personen mit humoralen Immundefekten, Granulozytenfunktionsstörungen, Asplenie oder asymptomatischer HIV-Infektion dürfen geimpft werden. Nach Mumpskontakt kann eine Erkrankung durch eine Impfung in der frühen Inkubationszeit nicht sicher verhindert werden. Dennoch wird die Impfung empfohlen, da sie vor Ansteckung bei nachfolgender Exposition schützt. Spezielle Mumpsimmunglobuline zur passiven Impfung gibt es nicht. Hospitalisierte Patienten mit Mumps sollen von anderen Patienten getrennt werden. Nach Abklingen der Symptome können Kinder frühestens neun Tage nach Ausbruch der Erkrankung Gemeinschaftseinrichtungen wieder besuchen.

Weblinks: RKI - Mumps

Pneumovirinae

Pneumovirus

Human respiratory syncytial virus (RSV)

Human respiratory syncytial virus
Human respiratory syncytial virus, EM.
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Ordnung: Mononegavirales 01.
Familie: Paramyxoviridae 01.048.
Unterfamilie: Pneumovirinae 01.048.2.
Gattung: Pneumovirus 01.048.2.01.
Art: Human respiratory syncytial virus
01.048.2.01.001.
Morphologie
umhüllt, helikal

Das humane respiratorische Synzytial-Virus (RSV, Typ A und B) ist ein behülltes Virus mit einzelsträngiger Minus-RNA aus der Gruppe der Paramyxoviren.

Es wird meistens über Tröpfcheninfektion übertragen und verursacht obere Atemwegsinfekte mit Schnupfen, Husten, Bronchitis und Mittelohrentzündung. Es gibt auch tierpathogene Stämme, die Infektion von Kälbern mit bovinen RSV hat einen ähnlichen Verlauf wie beim Kleinkind und wird aus diesem Grunde zu Modelluntersuchungen zur Entwicklung von Impfstoffen und Therapeutika genutzt.

Die Infektion kann akut verlaufen und in schweren Fällen eine intensivmedizinische Überwachung notwendig machen. Das Virus lässt sich mittels immunologischer Testverfahren (ELISA) nachweisen. Zur Therapie eignet sich dann evtl. das Virostatikum Ribavirin, dessen Wirkung in Placebo-Studien jedoch nicht belegt werden konnte.

Eine Erkrankung erzeugt keine andauernde Immunität, es kann lebenslang zu Re-Infektionen kommen, die bei gesunden Menschen milde verlaufen. Für immungeschwächte Menschen mit hohem Risiko besteht die Möglichkeit einer passiven Immunisierung, die (aus Kostengründen) nur speziellen Risikofällen vorbehalten ist. Diese erzeugt auch lediglich eine Wirkungsdauer von ca. einem Monat.

Weblinks: RKI - Erkrankungen durch Respiratory Syncytial Viren (RSV)

Quellen

  1. http://www.medicine-worldwide.de/persoenlichkeiten/al_razi.html
  2. http://www.cdc.gov/nip/diseases/measles/history.htm
  3. http://www.dgk.de/web/dgk_content/de/masern_12-05.htm
  4. Impfempfehlungen der Ständigen Impfkommission (STIKO) Juli 2005


Orthomyxoviridae

Orthomyxoviridae

Influenza A Virus, TEM, negative stain.

Myxoviren (von gr. myxa = Schleim) sind eine wichtige Virenfamilie, die die Atemwege von Säugetieren und Vögeln befallen. Ihr Genom besteht aus einzelsträngiger RNA negativer Polarität, d.h. die Virus-RNA ist zur später produzierten mRNA komplementär. Die Myxoviren werden unterteilt in die Familien Orthomyxoviridae und Paramyxoviridae.

Orthomyxoviridae

Die behüllten Orthomyxoviren sind meist kugelförmig und haben eine Größe von 80-120nm. Die Oberfläche ist mit Spikes besetzt. Wichtigster Vertreter dieser Gruppe ist das Influenzavirus, das die echte humane Grippe auslöst. Insgesamt hat diese Familie mittlerweile fünf Gattungen:

1.) Influenza-A-Viren sind die wichtigsten humanpathogenen Grippeviren, zu dieser Gruppe gehören z.B. H1N1, H3N2 und H5N1. Influenza-A-Viren befallen üblicherweise jeweils nur bestimmte Wirte. Neben dem Menschen auch verschiedene Säugetierarten wie Schwein, Pferd (vgl. Pferdegrippe), Nerz, Seehund und Wal sowie zahlreiche Vogelarten. Das primäre Reservoir aller Influenza A-Viren liegt im Wassergeflügel.

2.) Influenza-B-Viren befallen nur den Menschen und spielen eine geringere medizinische Rolle.

3.) Influenza-C-Viren befallen Mensch und Schwein, allerdings spielt das Virus für den Menschen keine große Rolle, da es wenn überhaupt nur zu milden Erkrankungen führt.

4.) Thogotovirus: Die lineare, einzelsträngige RNA dieses nicht humanpathogenen Virus besitzt nur sechs Segmente und wird durch Zecken übertragen. Verbreitet ist diese Virusgattung in Afrika, Asien und Südeuropa. Befallen werden vor allem Schafe, Rinder, Ziegen und Nagetiere bei denen das Virus zu fiebrigen Erkrankungen mit Aborten führt.

5.) Isavirus: In diese neu geschaffene Gattung wurde das Virus der infektiösen Anämie der Lachse eingeordnet.

Influenza-Viren

Influenza-Viren
Influenza-Virus, TEM.
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Familie: Orthomyxoviridae 00.046.
Gattung: Influenzavirus A 00.046.0.01.
Art: Influenza A virus 00.046.0.01.001.
Gattung: Influenzavirus C 00.046.0.02.
Art: Influenza C virus 00.046.0.02.001.
Gattung: Influenzavirus B 00.046.0.04.
Art: Influenza B virus 00.046.0.04.001.
Morphologie
umhüllt, helikal

Influenza, auch „Grippe“, ist eine Erkrankung, ausgelöst durch eine von drei Influenza-Virusgattungen (A, B, C). Der Name „Influenza“ (von ital. influenza: Einflüsse der Gestirne, der Kälte) leitet sich von der bis ins Mittelalter vorherrschenden medizinisch-astrologischen Vorstellung ab, Krankheiten seien durch bestimmte Planetenstellungen beeinflusst. Erst seit dem 15. Jahrhundert bleibt der Name der „echten Grippe“ vorbehalten, einer oft tödlichen Virusinfektion.

Im Volksmund wird die Bezeichnung Grippe häufig für weit harmlosere grippale Infekte (Erkältungen) verwendet.

Morphologie und Eigenschaften: Der 1930 erkannte Erreger der Influenza ist das Influenza-Virus, ein behülltes Einzel(-)Strang-RNA-Virus aus der Familie der Orthomyxoviren, die insgesamt fünf Gattungen enthält.

Das Genom fast aller Influenzaviren besteht aus 8 RNA-Segmenten negativer Polarität. Die Segmentierung des Genoms als Grundlage genetischer Reassortierung ist (neben der hohen Mutationsfrequenz) für die erhebliche genetische Variabilität der Influenzaviren verantwortlich.

Die Segmente kodieren zehn virale Proteine: Hämagglutinin HA, Neuraminidase NA, Nukleoprotein NP, die Matrixproteine M1 und M2, die Polymerase-Proteine PB1, PB2 und PA und die Nichtstrukturproteine NS1 und NS2. Eines der acht Gensegmente enthält allein das NS-Gen, welches die beiden Nichtstrukturproteine NS1 und NS2 kodiert. Ein Forscherteam um Clayton Naeve vom St. Jude Children's Hospital in Memphis, Tennessee - USA hat durch vergleichende Analysen der DNA-Sequenzen von Influenzaviren festgestellt, dass sich an einem Ende des NS-Gens ein Abschnitt befindet, der vermutlich mit über die Schwere eines Infektionsverlaufs entscheidet. Änderungen in diesem Genabschnitt führen zu einer Variation in einem variablen Bereich auf dem NS1-Protein. Dieser variable Proteinbereich kann sich je nach Struktur mehr oder minder effektiv an sogenannte PDZ-Domänen (aus etwas 90 AS bestehende Proteininteraktionsdomäne, deren Gen in eukaryontischen Genomen weit verbreitet sind) binden und dadurch die Signalübermittlung in den Zellen unterschiedlich stark stören. Folge ist eine Überstimulation des Immunsystems mit übermäßiger Zytokinausschüttung.

Im Elektronenmikroskop erscheinen alle Gattungen dieses Virus als kugelige oder auch vielgestaltige, behüllte Viruspartikel mit einem Durchmesser von 80-120nm, in deren Hülle eine jeweils verschiedene Anzahl an Proteinen und Glykoproteinen eingelagert sind. Diese Glykoproteine ragen als 10-14nm lange, Spikes oder Peplomere genannte, Fortsätze über die Virusoberfläche hinaus. Bei den Influenza-A- und Influenza-B-Viren sind genau zwei Typen dieser Spikes von besonderem Interesse: Das Hämagglutinin (HA) und die Neuraminidase (NA).

Modell eines Hämaglutinin-Moleküls.
Modell des aktiven Zentrums einer Neuraminidase (gold) mit einer Neuraminidaseinhibitor-Substanz.
Influenza A-Viren, frühe Passage, TEM.
Influenza A-Viren, späte Passage, TEM.
H5N1, ein Subtyp der Influenza A., TEM
Colorierte TEM von H5N1 in MDCK-Zellen.

Das Hämaglutinin bewirkt die Verklumpung von Erythrozyten und vermittelt bei der Infektion einer Wirtszelle die Anheftung an die Wirtszellrezeptoren und das Eindringen des Virus. Das Schlüssel-Schloss-Prinzip ist auch der Grund dafür, dass bestimmte Subtypen oder Virusvarianten mit ihrem speziellen Hämaglutinintyp bestimmte Wirte leicht infizieren und dabei eine Erkrankung auslösen können und andere prinzipiell mögliche Wirte wiederum nicht oder nur sehr eingeschränkt. Durch Mutation des Hämaglutinin-Gens kann sich die Pathogenität für den einen oder anderen potentiellen Wirt erheblich ändern.

Die Neuraminidase hat im Infektionsvorgang eine noch nicht abschließend geklärte enzymatische Funktion. Nach derzeitigen Erkenntnisstand zerstört sie die N-Acetylneuraminsäure zellulärer Rezeptoren und spielt darüber eine entscheidende Rolle bei der Freisetzung Tochtervirionen aus den infizierten Zellen. Außerdem verhindert die Neuraminidase das Hämagglutinin-vermittelte Anheften der Tochtervirionen an bereits infizierte Zellen.

Die Influenzaviren vermehren sich im Atemtrakt des infizierten Individuums.

Gattungen der Influenzaviren: Es gibt drei verschiedene Gattungen dieser Viren, welche mit den Gattungen Thogotovirus und Isavirus alle zusammen zur Familie der Orthomyxoviren gehören.

1.) Influenza-A-Viren: Die lineare, einzelsträngige RNA des Influenza-A-Genoms besitzt 8 Segmente und zeichnet sich durch die große Variabilität der antigenen Eigenschaften aus(Mutationsfrequenz, Neugruppierungen). Man unterscheidet verschiedene Untertypen, die verschiedene Vorlieben bezüglich des Wirtes haben. Als Wirte zählen der Mensch und verschiedene Säugetierarten wie Schwein, Pferd, Nerz, Seehund und Wal sowie zahlreiche Vogelarten. Das primäre Reservoir aller Influenza A-Viren liegt im Wassergeflügel.

2.) Influenza-B-Viren: Ihr Genom hat ebenfalls eine 8-fach segmentierte lineare, einzelsträngige RNA. Influenza-B ist ausschließlich humanpathogen, löst allerdings weniger schwerwiegende Erkrankungen aus als Influenza A.

3.) Influenza-C-Viren Die lineare, einzelsträngige RNA der Influenza C-Viren hat nur 7 Segmente und sie exprimieren keine Neuraminidase (NA). Influenza-C bildet ein Glykoprotein, das Oberflächen-Haemagglutinin-Esterase-Fusion-Protein HEF, das sowohl die Rezeptorbindung an die Wirtszelle, die anschließenden Invasion (Fusion) wie auch die spätere Freisetzung der neugebildeten Viren aus der Zelle übernimmt. Das Virus ist für Menschen und Schweine pathogen, löst bei letzteren aber nur milde Erkrankungen aus.

In Fachkreisen wird jeder Virusstamm mit den Kennungen Typus, Ort der erstmaligen Isolierung (Virusanzucht), Isolierungsnummer, Isolierungsjahr (Beispiel: Influenza B/Shanghai/361/2002) und nur bei den A-Viren auch zusätzlich mit der Kennung des Oberflächenantigens benannt [Beispiel: Influenza A/California/7/2004 (H3N2)].

Umweltstabilität: Je nach Temperatur ist die Umweltstabilität der Influenzaviren sehr unterschiedlich. Bei einer normalen sommerlichen Tagestemperatur von etwa 20°C können an Oberflächen angetrocknete Viren in der Regel zwei bis acht Stunden überdauern. Bei 22°C überstehen sie sowohl in Exkrementen wie auch in Geweben verstorbener Tiere und in Wasser mindestens vier Tage, bei einer Temperatur von 0°C mehr als 30 Tage und im Eis sind sie nahezu unbegrenzt überlebensfähig. Oberhalb von 22°C verringert sich die Umweltstabilität sehr deutlich. Bei 56°C werden sie innerhalb von 3 Stunden und bei 60°C innerhalb von 30 Minuten inaktiviert [1]. Ab 70°C verliert das Virus zügig seine Infektiösität.

Variabilität:

Antigendrift Eine Häufung von Punktmutationen in den kodierenden Nukleotiden der beiden Glykoproteine HA und NA führt zu einem Antigendrift, d.h. zu einer Änderung der antigenen Eigeschaften dieser Oberflächenantigene. Diese eher kleinen Veränderungen sind der Grund dafür, dass ein Mensch mehrmals in seinem Leben mit geringfügig veränderten Virusvarianten (Driftvarianten) infiziert werden kann und dass Epidemien regelmäßig wiederkehren.
Antigenshift: Wird ein Organismus gleichzeitig von zwei Virusvarianten infiziert (Doppelinfektion), kann es zum Rearrangement unter den zweimal 8 Genomsegmenten der beteiligen Influenzaviren kommen, in dem einzelne oder mehrere RNA-Moleküle zwischen den Influenzaviren ausgetauscht werden. Diesen Vorgang nennt man genetische Reassortierung. Meist findet die Durchmischung von humanen und aviären Gensegmenten im Schwein statt, das oft Träger beider Viren sein kann. Die so verursachten größeren antigenen Veränderungen in den viralen Oberflächenantigenen werden allein bei den Influenza A-Viren beobachtet (Shiftvarianten), allerdings kommen sie nur selten vor. Derartige Veränderungen können dann der Ursprung von Pandemien sein, von denen es im 20. Jahrhundert die von 1918-19 mit dem Subtyp H1N1, 1957 mit H2N2, 1968 mit H3N2 und die von 1977 mit dem Wiederauftauchen von H1N1 gab.

Influenza-A-Subtypen: Im Allgemeinen werden die Influenza-A-Viren in erster Linie nach bestimmten, deutlich unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften in Untertypen bzw. Subtypen eingeteilt. Dies geschieht nach dem Muster A/HxNx oder A/Land/HxNx/Probe. Bisher wurden insgesamt 16 H-Untertypen und 9 N-Untertypen festgestellt.

Die wichtigsten Oberflächenantigene beim Influenza-A-Virus sind die Hämagglutinine (H1, H2, H3, H5 seltener H7 und H9) und die Neuraminidase (N1, N2, seltener N7), die folgende Subtypen bilden:

A/H1N1

Dieses Virus gilt als Auslöser der sogenannten Spanischen Grippe von 1918 und konnte im Lungengewebe der Opfer nachgewiesen werden. Im Jahr 2005 gelang schließlich eine Rekonstruktion des Erregers aus Genfragmenten. Dieser Virustyp kann aufgrund seiner Struktur besonders leicht in menschliche Körperzellen eindringen und sein Erbgut einschleusen. Eine weitere globale A/H1N1-Pandemie war die Russische Grippe von 1977.

A/H2N2

A/H2N2 führte 1957 als Asiatische Grippe zur Pandemie.

A/H3N2

A/H3N2 ist ebenfalls ein sehr bekannter Subtyp der Humaninfluenza (Fujian Typ) und führte 1968 als Hongkong-Grippe zur globalen Pandemie.

A/H5N1

Nur der Vollständigkeit halber hier aufgeführt. Der Subtyp A/H5N1 ist einer von mehreren Auslösern der Geflügelpest ("Vogelgrippe"). Trotz mehrerer Dutzend Übergänge auch auf den Menschen gehört dieser (HPAI, Highly Pathogenic Avian Influenza) Subtyp bisher nicht in die Reihe der für menschen hochkontagiösen Influenza-A-Viren, da das Virus bislang allenfalls in sehr seltenen Einzelfällen von Mensch zu Mensch übertragbar ist. Die WHO sieht jedoch derzeit noch keine große Gefahr darin, dass sich das Virus an den Menschen adaptiert und dann zu einer Pandemie führt.

A/H7N7

Spanische Grippe-Viren, TEM.

Nur der Vollständigkeit halber hier aufgeführt. Dieser Subtyp gehört nicht in die Reihe der Influenza-A-Viren, die beim Menschen eine sich weiterverbreitende Grippe auslösen können (Geflügelpest). Zuletzt 2003 wurden in den Niederlanden auch 89 Infektionen von Menschen mit diesem (HPAI, Highly Pathogenic Avian Influenza) Subtyp bestätigt. Ein Fall verlief tödlich.

A/H9N2

Nur der Vollständigkeit halber hier aufgeführt. Dieser Subtyp gehört nicht in die Reihe der Influenza-A-Viren, die beim Menschen eine inefektiöse Grippe auslösen können und er wurde bislang auch beim Menschen nur in einer minder pathogenen Form (LPAI, Lowly Pathogenic Avian Influenza) von Peiris et al. 1999 isoliert und dokumentiert. Bei drei Fällen in Hongkong und China (1999, 2003) erholten sich die Patienten von dieser influenzaähnlichen Infektion. Siehe Geflügelpest

Influenza-B-Subtypen: Die Influenza-B-Viren werden in zwei Stamm-Linien eingeteilt

  • B/Victoria-Linie
  • B/Yamagata-Linie

Influenza-C-Subtypen:

Die Unterschiede zwischen einzelnen Virusstämmen sind derart gering, dass hier bislang keine weitere Unterteilung vorgenommen wurde.

Vorkommen: Die Influenzaviren und die durch sie ausgelösten Erkrankungen existieren weltweit, allerdings kommen die Influenza-C-Viren nur gelegentlich vor.

Übertragung: Das Virus wird übertragen

  • per Tröpfcheninfektion oder über Kontakt- bzw. Schmierinfektion (absinkende Exspirationströpfchen).
  • über das Trinkwasser, unter Umständen sogar durch das öffentliche Trinkwassernetz, da die Viren bei Kälte über mehrere Wochen konserviert werden und so in der kalten Jahreszeit bis zum Wasserhahn gelangen können
  • durch Kontakt mit Kotpartikeln, Haaren, Haut und Gefieder erkrankter Wirte und Vektoren.

Es gibt unterschiedliche Schätzungen, nach welcher Zeit ein infiziertes Individuum seinerseits in der Lage ist, das Virus auf andere Individuen zu übertragen. Nach Longini et al. dauert es vier Tage, bis ein gerade infizierter Mensch weitere Menschen infizieren kann. Dagegen kommt ein anderes Wissenschaftsteam (Fergurson et al.) nach Analyse von historischen Daten zu dem Schluss, dass die Weitergabe schon 2,6 Tage nach der Infektion möglich ist.

Diagnostik: Die Diagnostik erfolgt meist anhand eines hinteren Nasenabstrichs oder eines tiefen Rachenabstrichs. Andere Untersuchungsflüssigkeiten sind Trachealsekret, die Bronchoalveoläre Lavage (BAL), Nasenspülflüssigkeit, Rachenspülflüssigkeit oder Blut. Es bestehen folgende Möglichkeiten:

  • Direkter Erregernachweis in der Elektronenmikroskopie (sehr teuer).
  • Bestimmung von Influenzaantikörpern im Blut.
  • Influenza - PCR-Test. Die Kosten i.H.v. ca. 40 € werden derzeit nicht von den deutschen gesetzlichen Krankenkassen getragen.
  • Influenza-Schnelltest. Dieser Test liefert innerhalb von 15 Minuten ein Ergebnis. Hierbei werden Virusproteine mittels farblich markiertem Antikörper auf einem Teststreifen sichtbar gemacht. Dieser Test wird im Gegensatz zur Influenza-spezifischen PCR von den deutschen gesetzlichen Krankenkassen bei Kindern bezahlt.

Krankheitsverlauf/Symptome: Symptome treten nach einer Inkubationszeit von wenigen Stunden bis Tagen auf. Bei einer Inkubationszeit von mehreren Tagen kann der Infizierte schon zwei Tage vor dem Auftreten der ersten Symptome die Viren auf andere Menschen übertragen.

Generell sind die Krankheitsanzeichen unspezifisch und können mit jeder anderen akuten Atemwegserkrankung verwechselt werden. Charakteristisch ist der oft schlagartige Ausbruch der Erkrankung.

Die wichtigsten Symptome sind ausgeprägtes Krankheitsgefühl mit hohem Fieber bis 40°C, Schüttelfrost, Kopf- und Gliederschmerzen, Abgeschlagenheit, Augentränen, trockenem Husten und angeschwollener Nasenschleimhaut bzw. Schnupfen.

Komplikationen: In seiner schwersten Verlaufsform führt eine Influenza bei vorerkrankten, immungeschwächten oder ohne jeden Impfschutz versehenen Jugendlichen und jüngeren Erwachsenen zu einer primären grippebedingten Lungenentzündung (Influenzapneumonie) oder auch innerhalb weniger Stunden (perakut) zum Tod.

Als weitere Komplikationen kommen Enzephalitiden und Myokarditiden in Betracht. Diese Komplikationen treten in erster Linie bei Menschen mit schwerwiegenden Grunderkrankungen wie chronischen Herz-Lungen-Erkrankungen, Stoffwechselerkrankungen, Immundefekten und anderen in Erscheinung.

Eine weitere häufige Komplikation ist die bakterielle Superinfektion, die sich häufig als Pneumonie manifestiert.

Die Impfungsrate ist in Deutschland und Österreich gering. Pro Jahr sind aufgrund einer Influenza-Erkrankung in der Altersgruppe der 5- bis 44-jährigen 200 bis 300 bzw. in der Gruppe der über 65-jährigen 2.000 bis über 10.000 Krankenhauseinweisungen erforderlich. In der letzteren Gruppe sind pro Jahr unter einer Million Personen 300 bis über 1.500 Todesfälle durch Influenza bedingt.

Im Winter 2002/2003 gab es nach Angaben des Robert Koch-Instituts in Deutschland 5 Millionen Infizierte und 16.000 bis 20.000 Todesfälle, die auf eine Influenza zurückzuführen sind. Diese Angaben beruhen allerdings auf Hochrechnungen, da nur selten ein direkter Virusnachweis veranlasst wird. In der amtlichen deutschen Todesursachenstatistik sind daher für die Jahre 1998 bis 2004 jeweils nur zwischen 9 und 34 nachgewiesene Influenza-Todesfälle verzeichnet. Gleichwohl werden in dieser Statistik für die ICD 10-Klassifikation J10 - J18 (Grippe und Pneumonie) für diese Zeitspanne jährlich 17.500 bis 21.800 Todesfälle ausgewiesen.

Nach Angaben des Bundesamtes für Statistik Österreich starben 2002 in Österreich 18 Menschen direkt an der Grippe. Es ist aber davon auszugehen, dass der Influenza noch viele weitere Todesfälle ursächlich zuzurechnen sind.

Therapie: Die Therapie ist in erster Linie symptomatisch, ggf. wird ein Antibiotikum zur Prophylaxe bakterieller Superinfektionen verordnet. In begründeten Einzelfällen können in der Inkubationsphase bzw. Anfangsphase der Erkrankung und mit begrenztem Nutzen Neuraminidase-Hemmer (Oseltamivir (Handelsname Tamiflu®) p.o., Zanamivir (Handelsname Relenza®) zur Inhalation) oder andere Virostatika wie Amantadin (Handelsname Symmetrel® / PK-Merz®) p.o. oder Rimantadin (Handelsname Flumandine®) p.o. eingesetzt werden.

Vorbeugung: Eine aktive Impfung gegen die Influenza wird jährlich vorzugsweise in den Monaten Oktober und November angeboten, ist kostenlos und umfasst die häufigsten Erregerstämme. Im Falle einer drohenden Epidemie ist eine Impfung auch zu jeder anderen Jahreszeit möglich und sinnvoll. Die Impfung wird empfohlen für Menschen über 60, für Menschen mit chronischen Erkrankungen und bei beruflicher Exposition.

Besonders für Kleinkinder und für Erwachsene jenseits der 65 kann ferner eine Impfung gegen Pneumokokken sinnvoll sein. Diese Bakterien sind häufig verantwortlich für die einer Virusinfektion unmittelbar folgende Sekundärinfektion.

Epidemien/Pandemien: Von einer Influenzaepidemie oder Grippewelle spricht man, wenn 10-20% der Bevölkerung infiziert sind und die Ausbrüche lokal begrenzt bleiben. Auslöser der Epidemien und Pandemien sind Influenzaviren der Gruppen A und seltener B, da diese in der Lage sind, ihre antigenen Oberflächenmoleküle HA und NA ständig zu verändern. Das führt dazu, dass sie bei einer erneuten Infektion vom Immunsystem nicht mehr oder nur schlecht erkannt werden.

Pandemien treten in der Regel alle 10 bis 40 Jahre auf und verbreiten sich explosionsartig mit Infektionsraten von bis zu 50% über den ganzen Globus. Auslöser ist immer ein neuer Subtyp des Influenza-A-Virus, der durch einen Antigenshift (eine Durchmischung von humanen und aviären Gensegmenten) entsteht. Meistens findet die Durchmischung von Vogelgrippe- und humanen Influenzaviren im Schwein statt, das oft Träger beider Viren sein kann.

Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat im Jahre 1948 ein weltweites Überwachungssystem installiert, das die von 110 Referenzlaboratorien isolierten Virusstämme ständig auf neue Varianten überprüft, was zu den jährlich neuen Empfehlungen für die Impfstoffzusammensetzung der kommenden Saison führt, mit industriellem Herstellungszyklus von 10-12 Monaten. Das Nationale Referenzzentrum für Influenza (NRZ) in Deutschland befindet sich am Robert Koch Institut.

Übersicht: Die Epidemien und Pandemien des 20. Jahrhunderts wurden nach ihren Ursprungsgebieten benannt:

  • 1918–1920 – „Spanische Grippe“ extrem hohe Zahl von Toten, die Schätzungen variieren zwischen 20 und 50 Millionen Opfern (Pandemie). Der Name „Spanische Grippe“ rührt daher, dass die Presse in Spanien freier war als in den Staaten, die am 1. Weltkrieg direkt beteiligt waren. Nachrichten über die Krankheit wurden daher in vielen Ländern zensiert, so dass die ersten alarmierenden Berichte über diese Pandemie aus dem neutralen Spanien kamen. Der Ursprung der Grippe lag jedoch vermutlich in den Vereinigten Staaten.
  • 1957–1958 – „Asiatische Grippe“ etwa 1 bis 1,5 Mio. Tote (Pandemie)
  • 1968–1969 – „Hongkong-Grippe“ etwa 3/4 bis 1 Mio. Tote (Pandemie)
  • 1976-1977 - „Russische Grippe“ etwa 3/4 Mio. Tote (Epidemie)

Auch in normalen Grippejahren ohne Pandemie sterben jährlich eine Vielzahl von Menschen an dieser Krankheit oder ihren Folgen.

Influenza-Pandemien stellen nach wie vor eine große Gefahr für die Weltgesundheit dar. Als größte vorstellbare und realistische globale Katastrophe gilt heute eine Grippe-Pandemie, da sie das Gesundheitssystem der meisten Länder überfordern würde.

Die zwei Hauptausbreitungswege einer Grippepandemie sind wahrscheinlich die menschliche Reisetätigkeit und der der Vogelzug. Die direkte Ausbreitung von Mensch zu Mensch erfolgt in erster Linie mittels Tröpfcheninfektion. Ob eine Ansteckung über das Trinkwasser ein wesentlicher Übertragungsweg ist, ist noch ungesichert.

Historisches: Die Geschichte der Virologie ist u.a. eng mit den Namen Adolf Mayer, Dmitrii Iwanowski, Martinus Beijerinck sowie Wendell Meredith Stanley verknüpft. Deren Arbeiten und die Isolation des für die Influenza beim Menschen „verantwortlichen“ Virus durch Andrewes, Smith and Laidlaw vom National Institute for Medical Research im Jahr 1933 waren nötig, um die Hilflosigkeit angesichts der Influenza (zumal gegen die bakteriellen Folgeinfektionen auch noch keine Antibiotika verfügbar waren) zu überwinden, die der nachstehende Bericht aus einer österreichischen Tageszeitung aus dem Jahre 1889 anschaulich darstellt:

„Die Influenza breitet sich aus. In Wien, wo der erste Fall Ende des vorigen Monats auftrat, soll die Krankheit bereits den Charakter einer rapid um sich greifenden Infektionskrankheit angenommen haben. Im Wiener Allgemeinen Krankenhause gibt es keine Klinik und Abteilung, wo das Wartepersonal von Influenzafällen frei wäre. Dasselbe gilt von den Sekundarärzten, Operateuren und Aspiranten. Auch in Berlin sind in den letzten Tagen Fälle von Influenza vorgekommen, und in Paris ist die Krankheit bekanntlich im Louvremagazin ausgebrochen, wo gegen 400 Personen daran leiden. In Russland hat sich die Influenza über das ganze Reich ausgebreitet. In Petersburg und Moskau wurden über 300000 Menschen davon befallen. Die Influenza greift überaus rapid um sich, wie dies von keiner anderen Krankheit, selbst Cholera und gelbes Fieber gesagt werden kann. Sie gibt sich, wie der russische Professor Dr. Filatoff in einer wissenschaftlichen Abhandlung schildert, vor allem durch das Fiebern des Körpers, durch heftige Kopfschmerzen, vorzüglich im Schädel und im Bereiche des sinus frontalis (Stirnbogen) und durch die Steigerung der Körperwärme kund. Manche Patienten werden überdies von heftigem Schnupfen und Husten befallen. Im ganzen Körper empfindet man Schwäche und Mattigkeit. Die Krankheit dauert nicht länger als 5 bis 6 Tage, wobei der Kranke an einzelnen Zwischentagen gar keine Leiden hat und sich ganz wohl fühlt. Nach solchen Zwischenfällen treten gewöhnlich starkes Fieber und große Hitze im Körper ein, worauf der Patient wieder ganz gesund wird. Als eines der besten Mittel gegen die Influenza empfiehlt ein Arzt in der russischen St. Petersburger Zeitung den Absud vom Salbei, welcher glasweise, unter Beimischung einiger Tropfen des stärksten Cognacs getrunken wird. Die Krankheit ist nach Prof. Nothnagel in Wien unzweifelhaft eine Bakterienkrankheit; sie verbreitet sich nicht durch ein Contagium, sondern mittels Miasmen durch die Luft.“

Literatur und Weblinks:

  • W. H. Haas: Prinzipien und Aspekte der Seuchenalarmplanung am Beispiel der Influenzapandemieplanung. in: Bundesgesundheitsblatt. Springer, Berlin 9.2005, S. 1020-1027. ISSN 0007-5914
  • Neues über die Grippe-Pandemie von 1918. in: Deutsche Apotheker Zeitung. (DAZ). Deutscher Apotheker Verlag, Stuttgart 140.2000, 22, S. 46 ff. ISSN 0011-9857
  • Influenza. Furcht vor der Pandemie. in: Pharmazeutische Zeitung. Govi, Eschborn 148.2003, 34, S. 30–31. ISSN 0031-7136
  • Jeffery K. Taubenberger, Ann H. Reid, Thomas G. Fanning: Das Killervirus der Spanischen Grippe. In: Spektrum der Wissenschaft. Spectrumverlag, Stuttgart 2005,4, S. 52–60. ISSN 170-2971
  • RKI - Influenza
  • Arbeitsgemeinschaft Influenza
  • Influenza Report
  • WHO - Influenza
  • European Influenza Surveillance Scheme (EISS)

Quellen

  1. http://www.afoeg-nrw.de/Publikationen/Downloads/Blickpunkt%2001_04.pdf

Bunyaviridae

Krim-Kongo-Fieber-Virus

Krim-Kongo-Fieber-Virus
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Familie: Bunyaviridae 00.011.
Gattung: Nairovirus 00.011.0.03.
Arten: Crimean-Congo hemorrhagic fever virus
00.011.0.03.002.
Morphologie
umhüllt, helikal

Das Krim-Kongo-Fieber (engl. Crimean-Congo-Haemorrhagic-Fever, CCHF) wird vom Krim-Kongo-Fieber-Virus ausgelöst (CCHFV). Das RNA-Virus gehört zur Gruppe der Arboviren, Genus Nairovirus aus der Familie der Bunyaviren.

Geschichte: Erstmalig wurde das Virus 1956 in Zaire (ehem. Belgisch-Kongo) aus menschlichem Blut isoliert. Die Erkrankung "Hämorrhagisches Krim-Fieber" war schon länger bekannt. In den 1940er Jahren sind Erkrankungsfälle auf der Krim (Russland) dokumentiert, wahrscheinlich hat es in Zentralasien schon seit Jahrhunderten sporadische Krankheitsfälle gegeben.

Vorkommen: Süd-Ost-Europa, Asien, mittlerer Osten, Afrika

Übertragung: Das Virusreservoir sind grasfressende Haus- und Wildtiere (Kühe, Schafe, Ziegen, Hasen, Kamele). Die Übertragung erfolgt durch den Biss von Zecken, vor allem Hyalomma-Zecken, die in wärmeren Regionen südlich des Balkans vorkommen. Über 30 verschiedene Hyalomma-Arten sind als Überträger identifiziert.

Zunächst nehmen die Zecken das Virus mit dem Blut infizierter Tiere auf, das Virus kann dann längere Zeit im Verdauungstrakt der Zecke überleben und durch Zeckebisse über den Speichel weitergegeben werden. Eine Übertragung kann auch direkt durch den Kontakt mit Blut oder Fleisch erkrankter Tiere erfolgen, sowie über den Kontakt mit Urin, Stuhl oder Speichel infizierter Menschen. Auch Tröpfcheninfektion ist möglich. Je schwerer die Erkrankung verläuft, desto mehr Viren werden vom Patienten ausgeschieden. Daher kommen auch nosokomiale Infektionen in nennenswertem Umfang vor.

Klinik: Die Inkubationszeit schwankt zwischen 3-12 Tagen. Die Symptome setzen plötzlich ein: Fieber, Schüttelfrost, Reizbarkeit, Kopf-, Muskel- und Gliederschmerzen, Oberbauchschmerzen, Übelkeit und Erbrechen. Typisch ist eine Gesichtsrötung und ein Gesichtsödem, Bindehaut- und Rachenrötung. Bei einem Teil der Erkrankten stellt sich als Komplikation eine hämorrhagische Verlaufsform ein: Darmblutungen, Bluterbrechen (Hämatemesis), Hautblutungen, hämorrhagische Diathese. Die Letalität ist abhängig vom Virusstamm und beträgt zwischen 2 und 50%. Die Krankheit kann wohl auch inapparent verlaufen.

Therapie: Eine Impfung ist nicht bekannt, eine antivirale Therapie mit Ribavirin ist möglich, ihre Wirksamkeit jedoch noch nicht abschließend zu beurteilen. Der Erregernachweis ist mittels Virusisolierung in der Zellkultur möglich.

Vorbeugung: In Endemiegebieten ist Zeckenschutz angezeigt (Repellentien, geschlossene helle Kleidung, regelmäßige Selbstuntersuchung nach Zecken). Der Kontakt mit infizierten Personen sollte gemieden werden.

Gesetz: Nach dem IfSG §6 ist der Krankheitsverdacht, die Erkrankung sowie der Tod an virusbedingtem hämorrhagischen Fieber mit Namensnennung meldepflichtig.

Weblinks: RKI - Krim-Kongo-Fieber

Hantaviren

Hantavirus
Sin Nombre Hanta-Virionen, TEM.
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Familie: Bunyaviridae 00.011.
Gattung: Hantavirus 00.011.0.02.
Arten: Hantaan virus 00.011.0.02.001.
Puumala virus 00.011.0.02.015.
Seoul virus 00.011.0.02.018.
Sin Nombre virus 00.011.0.02.019.
Morphologie
umhüllt, helikal

Die Gattung Hantavirus und diverse Arten wie z.B. Hantaan-Virus, Puumala-Virus, Seoul-Virus, Sin-Nombre-Virus sind verantwortlich für schwere hämorrhagische Fiebererkrankungen insbesondere im südasiatischen Raum. Hanta-Viren sind weltweit verbreitet. In Mitteleuropa sind beispielsweise einige Regionen in Niedersachsen, Bayern und Baden-Württemberg als Endemiegebiete bekannt.

Der Name Hanta geht auf einen Fluss in Korea zurück, an dem in den 1950er-Jahren während des Koreakrieges tausende UN-Soldaten an einer Infektion mit Hanta-Viren erkrankten.

Übertragung: Die Übertragung erfolgt durch verschiedene Nager, die mit dem Speichel, den Fäkalien und dem Urin große Mengen an Erregern ausscheiden. Die Übertragung auf den Menschen erfolgt sowohl durch Kontaktinfektion als auch durch orale oder respiratorische Aufnahme der Erreger. Eine mögliche Mensch-zu-Mensch-Übertragung ist nur in einem einzigen Fall in Südamerika beschrieben worden.Referenzfehler: Ungültige Verwendung von <ref>: Der Parameter „name“ ist ungültig oder zu lang.

Inkubationszeit: Die Inkubationszeit beträgt 12 bis 21 Tage.

Klinik: Es kommt je nach Erreger zu Fieber, Husten, Dyspnoe, Petechien, geringen Blutungen und Proteinurie; diese Symptome heilen ohne Folgen aus.

Bei bis zu einem Drittel der Erkrankten entwickelt sich ein schwererer Verlauf: Nach einer Fieberphase von 3 bis 7 Tagen mit retroorbitalen Schmerzen, Myalgien, konjunktivalen Blutungen, Petechien und Blutungen der Schleimhäute kommt es vorübergehend zu Hypotonie, Tachykardie und evtl. Bewusstseinsstörungen. Eine akute tubuläre und interstitielle Nephritis kann dann zunächst zu Oligurie mit Hypertonie führen oder zur Niereninsuffizienz. Begleitend treten Erbrechen, gastrointestinale (den Magen-Darm-Trakt betreffende) und zerebrale (das Gehirn betreffende) Blutungen, Hämaturie, selten Lungenödeme auf. Das Schicksal des Patienten entscheidet sich in dieser Phase. Anschließend (5. Krankheitswoche) kommt es zu einer polyurischen Phase mit einer Ausscheidung von 3 bis 6 l/die. Die Erkrankung durch das Hanta-Virus erfordert eine stationäre Aufnahme. Eine Anämie kann Monate fortdauern.

Sin Nombre Hanta-Virionen, TEM.
Peromyscus maniculatus, ein potentieller Überträger von Hanta-Viren in den USA.

Die europäische mildere Form wird als Nephropathia epidemica bezeichnet. Dabei treten selten Blutungen auf. Akute Glaukomanfälle, eine Beteiligung des ZNS, Myokarditiden und intestinale Blutungen können als Komplikationen auftreten.

Diagnose: Die Erregerisolation ist im Tierversuch und in Zellkulturen bei Krankheitsbeginn möglich. Der serologische Nachweis wird im Immunfluoreszenztest und ELISA erbracht. IgM-Antikörper sind nur einige Wochen nachweisbar, wohingegen die 14 Tage nach Krankheitsbeginn auftretenden IgG-Antikörper jahrelang bestehen bleiben.

Prophylaxe: In ländlichen Gebieten ist eine Bekämpfung der Nagetiere wenig erfolgversprechend, in städtischen Gebieten sollte ihre Ausrottung systematisch betrieben werden. Impfstoffe sind noch nicht verfügbar.

Vorkommen: In Deutschland gab es im Oktober 2004 in Dormagen einige Fälle von Hanta-Virus-Infektionen. Nach Information des Gesundheitsdienstes für Stadt und Landkreis Osnabrück erkranken dort jährlich etwa 20-30 Personen, Tendenz steigend. So wurden bis Mai sechs Fälle in Bissendorf und zwei in Osnabrück-Stadt gemeldet.

Weiterhin erkrankte im November 2004 eine Frau in Würzburg. In den Jahren vorher traten dort einige weitere Infektionen auf. Anfang 2005 gab es ca. 20 Fälle in Köln. Im Mai 2005 gab es einen Fall im Raum Braunschweig, im Juni 2005 erneut mehrere Erkrankte in Dormagen. Seit Beginn des Jahres 2005 gibt es in Aachen ca. 20 Fälle des Virus.

In Luxemburg haben sich zwischen März 2005 und Juli 2005 elf Menschen infiziert.

Weblinks: RKI - Hantavirus

Quellen


Arenaviridae

Arenavirus

Lassa-Virus

Lassa-Virus
Lassa-Virionen, TEM.
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Familie: Arenaviridae 00.003.
Gattung: Arenavirus 00.003.0.01.
Art: Lassa virus 00.003.0.01.003.
Morphologie
umhüllt, helikal

Das Lassafieber ist eine meldepflichtiges virales hämorrhagisches Fieber. Es wurde 1969 zum ersten Mal beschrieben, als in Nigeria eine amerikanische Missionsschwester starb, eine weitere erkrankte und zur Behandlung in die USA ausgeflogen wurde. Das Virus wurde nach der Stadt Lassa benannt, in der die erste Krankenschwester gearbeitet hatte. In New York City traten unter Wissenschaftlern, die das Virus isolierten, zwei Laborinfektionen auf, einer der Infizierten ist infolge der Erkrankung verstorben.

Erreger: Der Erreger des Lassa-Fiebers ist ein behülltes Einzel(-)Strang-RNA-Virus mit hoher Virulenz und gehört zu Gattung Arena-Virus (Familie Arenaviridae). Zur selben Virenfamilie gehören auch die Erreger des Junin-Fiebers und des Machupo-Fiebers. Sie alle werden der höchsten biologischen Sicherheitsstufe 4 zugeordnet. Vom Lassa-Virus sind bisher vier serologische Subtypen bekannt: Typ Nigeria, Sierra Leone, Liberia und Typ Zentralafrikanische Republik.

Serologische Daten lassen vermuten, dass zumindest in Westafrika etwa 90 bis 95% aller Infektionen inapparent verlaufen könnten.

Als natürlicher Reservoirwirt für das Lassa-Virus ist neben anderen Kleinnagern hauptsächlich die Natal-Vielzitzenmaus (Mastomys natalensis) festgestellt worden.

Vorkommen: Man findet das Lassa-Virus endemisch in den westafrikanischen Ländern Senegal, Gambia, Mali, Guinea, Liberia, Sierra Leone, Elfenbeinküste, Ghana, Burkina Faso und Nigeria. Daneben ist es auch in weiteren tropischen Ländern wie der Zentralafrikanische Republik und Namibia festgestellt worden. In den genannten Gebieten sind bis zu 15% der Vielzitzenmäuse mit dem Virus infiziert. Verwandte nicht-humanpathogene Viren gibt es auf dem ganzen afrikanischen Kontinent.

Übertragung: Das Lassa-Virus wird durch die in afrikanischen Häusern weit verbreitete Natal-Vielzitzenmaus (Mastomys natalensis) per Kontaktinfektion bzw. Schmierinfektion über die Ausscheidungen der Tiere auf anschließend vom Menschen verzehrte Lebensmittel übertragen. Daneben können die Viren auch über Tröpfcheninfektion, Wundinfektion und durch Sekrete direkt von Mensch zu Mensch wie auch durch Geschlechtsverkehr übertragen werden. Vor dem Krankheitsausbruch ist lediglich über das Blut eine Übertragungsmöglichkeit durch infizierte Menschen festgestellt worden.

Bisher ging man von einem saisonalen Anstieg der Inzidenz während der Trockenzeit von Januar bis März aus. In Sierra Leone hingegen wurde ein Epidemiegipfel im Übergang zur Regenzeit (Mai bis November) beobachtet.

Einige Lassa-Virionen, die an Zelldebris hängen, TEM.

Diagnose: Testung auf Erreger in der Rachenspülflüssigkeit, im Pleura- oder Aszitespunktat oder durch Titeranstieg in der Komplementbindungsreaktion. Diese Untersuchungen sind nur in Labors mit speziellen Sicherheitseinrichtungen durchführbar.

Differentialdiagnostisch kommen Malaria, Influenza, Typhus und septisches Fieber in Frage.

Krankheitsverlauf/Symptome: Die Inkubationszeit des Lassa-Fiebers beträgt zwischen 6 und 21 Tagen, meist 7 bis 10 Tage.

Nach einem schleichendem Krankheitsbeginn mit Abgeschlagenheit, grippeähnlichen Muskel- und Gliederschmerzen, Übelkeit und Kopfschmerzen entsteht ein Dauerfieber (Kontinuafieber) von ca. 40°C. Ab dem 3. bis 7. Tag stellen sich zuerst Entzündungserscheinungen im Rachen ein später dann weißliche Plaques und Ulzerationen. Die Patienten sind stark allgemeinreduziert und apathisch. Die Zervikallymphknoten sind vergrößert und druckdolent.

Ab dem 7. Tag entsteht oft ein makulo-papulöses Exanthem (fleckiger Hautausschlag mit kleinen erhabenen Knötchen) im Gesicht, am Hals und an den Armen beginnend, das sich dann auf den ganzen Körper ausbreitet. Um die gleiche Zeit treten kolikartige Bauchschmerzen auf, der Stuhl ist von breiiger Konsistenz bis hin zu Durchfall. Erbrechen ist aufgrund des schlechten Allgemeinzustandes möglich. Gelegentlich kommt es zur generalisierten Lymphknotenschwellung. Die Krise tritt zwischen dem 7. und 14. Tag ein. Die Nahrungsaufnahme ist wegen der Ulzerationen und Schwellungen erschwert; auch die Atmung kann beeinträchtigt sein. Die meisten Patienten weisen eine Hepatosplenomegalie auf. Zur hämorrhagischen Diathese kommt es aufgrund der verminderten Gerinnungsfaktoren bei normaler Thrombozytenzahl und erhöhter Permeabilität der Kapillaren durch Wandschädigungen. Auf die Nierenbeteiligung weisen eine Proteinurie und Mikrohämaturie hin. Nach einer kurzen Entfieberung nach dem 5.-7. Tag kann es zu einem neuerlichen Fieberanstieg nach weiteren 3-5 Tagen kommen. Die Prognose ist ernst und die Letalität liegt für hospitalisierte Patienten bei etwa 15%, bei schwangeren Frauen bei etwa 50%.

Komplikationen: Zwischen dem 5. und 8. Tag des Ausbruchs des Lassa-Fiebers stellt die hämorrhagische Diathese eine gefürchtete Komplikation dar. Des Weiteren die Pneumonie, unter Umständen mit Begleitpleuritis und Erguß. Sie tritt häufig in der zweiten Woche auf und ist in einigen Fällen die Todesursache gewesen. Zu nennen sind noch Meningismus, Verwirrtheitszustände, Benommenheit. Die Rekonvaleszenz ist deutlich verzögert und Kreislaufprobleme können noch lange nach der Erkrankung anhalten.

Therapie: Eine spezifische Therapie ist nicht bekannt. Innerhalb der ersten sechs Tage der Erkrankung war das Virostatikum Ribavirin (oral, intravenös oder als Immunplasma) erfolgreich. In anderen 6 Fällen wurde Rekonvaleszentenserum gegeben, welches bei 5 dieser 6 Fälle ebenfalls erfolgreich war. Bei Ebola-Fieber reduziert die Gabe von Humanplasma mit ebolaspezifischen Antikörpern die Virämie. Dazu kommen fiebersenkende Mittel und die intensivmedizinische Überwachung und Versorgung.

Vorbeugung: Gegen die Erkrankung existiert bislang keine Schutzimpfung zur Vorbeugung, an der Entwicklung eines Impfstoffes wird jedoch gearbeitet.[1]

Zur Verhinderung einer Infektion sind allgemeine Hygieneregeln zu beachten und ein enger, ungeschützter Umgang mit erkrankten Personen und deren Körperausscheidungen zu vermeiden.

Statistik: Schätzungen zufolge kommen in Westafrika jedes Jahr etwa 100.000-300.000 Fälle von Lassa-Fieber vor, etwa 70% verlaufen subklinisch. Die Sterblichkeitsrate rangiert zwischen 2% in den Dörfern, 16% in den Krankenhäusern und 30% bei schwangeren Frauen. In Westafrika kam es mehrfach zu Ausbrüchen in Krankenhäusern vor allem in Nigeria, Liberia und Sierra Leone häufig mit Todesfällen unter dem medizinischen Personal.

Gesetze: Nach § 6 Meldepflichtige Krankheiten des IfSG sind virusbedingte hämorrhagische Fieber mit Namen meldepflichtig.

Literatur und Weblinks:

Lymphozytisches Choriomeningitis-Virus (LCMV)

Lymphozytisches Choriomeningitis-Virus
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
Familie: Arenaviridae 00.003.
Gattung: Arenavirus 00.003.0.01.
Art: Lymphocytic choriomeningitis virus
00.003.0.01.001.
Morphologie
umhüllt, helikal

Krankheitsbilder: Das LCM-Virus kann bei Immunkompetenten eine leichte bis mittelschwere, meist unkomplizierte virale Meningitis auslösen. Bei Immunsupprimierten kann die Infektion zum Tode führen. Erregerreservoir ist die Hausmaus, allerdings können auch andere Nager wie z.B. Hamster und Meerschweinchen infiziert sein und das Virus mit dem Urin ausscheiden. Das New England Journal of Medicine berichtet 2006 von 8 Organtransplantierten, die sich in zwei Clustern über eine Organspende infiziert hatten und von denen 7 Patienten zwischen dem 9. Tag bis zweieinhalb Monate nach Organerhalt verstorben sind. Bei einem der zwei Organspender konnte ein LCMV-positiver Hamster als Infektionsquelle eruiert werden.

Standardmäßig werden Organspender auf Syphilis, HIV, HBV und HCV getestet, für LCMV gibt es keinen geeigneten Schnelltest. Daher sollte in der Anamnese nach entsprechenden Haustieren gefragt werden, aufgrund des Spendermangels wäre dies allerdings keine absolute Kontraindikation für eine Explantation.[2]

Quellen

  1. Forschungsbericht: Charakterisierung der zellulären und humoralen Immunantwort bei der humanen Lassavirusinfektion
  2. Fischer SA et al. “Transmission of lymphocytic choriomeningitis virus by organ transplantation.”. N Engl J Med, 354(21):2235-49, May 25 2006. PMID:16723615


Deltavirus

Hepatitis D Virus
Systematik
RNA Viruses
(-)ssRNA Viruses
_ 82.022.
Gattung: Deltavirus 82.022.0.01.
Art: Hepatitis delta virus 82.022.0.01.001.
Morphologie
nackt, kein eigenes Kapsid




Das Hepatitis D-Virion kann sich nur in Anwesenheit von Hepatitis B vermehren, dessen Hüllproteine es benutzt. Prinzipiell gibt es zwei Infektionsformen:

  • Bei der Simultaninfektion kommt ebenso wie bei der einfachen Hepatitis B meist zur Ausheilung.
  • Eine HDV-Superinfektion bei bestehender chronischer HBV-Infektion führt im Sinne eines „second hit“ meist zur einer Aggravierung des Krankheitsverlaufs.

Picornaviridae

Allgemeines

Die Benennung der Picornaviren leitet sich vom Wort „pico“ = sehr klein und „RNA“ ab. Die bekanntesten Repräsentanten dieser Art von Viren sind Enteroviren (Polio- Coxsackie- und Echoviren), Rhinoviren (Schnupfenviren), Hepatoviren (Hepatitis-A-Virus), Cardioviren (Mengovirus, EMC-Virus) und das Maul- und Klauenseuche-Viren.

Alle Picornaviren bestehen nur aus dem Nukleinsäurekern und dem Proteinmantel. Sie sind kugelig geformte Ikosaeder und etwa 20-30nm groß. Die Anzahl der Kapsomere ist bei den Picornaviren relativ gering, man schätzt sie auf 42. Die Vermehrung im Zytoplasma erfolgt mittels Doppelstrang-RNA, im Virion selbst findet sich ss(+)RNA. Da die Picornaviren keine Lipoidhülle besitzen, sind sie gegenüber fettlösenden Substanzen (Äther, Chloroform, etc.) resistent.

Aphtoviren

Foot-and-mouth disease virus

Foot-and-mouth disease virus
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Picornaviridae 00.052.
Gattung: Aphthovirus 00.052.0.05.
Arten: Foot-and-mouth disease virus 00.052.0.05.001.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Das Foot-and-mouth disease virus kann die sogenannte Hand-Fuß-Mund-Krankheit verursachen, eine epidemische Erkrankung des Kindesalters mit Bläschenbildung und Ulzerationen. Die Inkubationszeit beträgt 4-8 Tage, meist sind Kinder unter 10 Jahren betroffen. Die Bläschen sind meist an Händen und Füßen zu finden, teils findet sich ein knötchenförmiger (papulöser) Ausschlag am Oberschenkel und Aphthen im Mund.

Enteroviren

Weblinks: RKI - Enteroviren

Poliovirus

Poliovirus
Polioviren, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Picornaviridae 00.052.
Gattung: Enterovirus 00.052.0.01.
Art: Poliovirus 00.052.0.01.001.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Morphologie und Eigenschaften: Das Poliovirus ist der Erreger der Kinderlähmung (Poliomyelitis epidemica anterior acuta). Es handelt sich um ein kleines, unbehülltes Virus mit einzelsträngiger (+)-RNA von ca. 25nm Durchmesser, das zum Genus Enterovirus der Picornaviridae-Familie gehört. Es kommt außer beim Menschen auch beim Affen vor. Das Poliovirus ist sehr umweltstabil und durch hygienische Maßnahmen kaum zu bekämpfen. Es verträgt wie alle Enteroviren pH-Werte unter 3 (Magenpassage), ist gegen viele Proteasen resistent und widersteht wegen der fehlenden Phospholipidhülle auch lipidlöslichen Mitteln wie Äther, Chloroform oder Detergenzien. Immunologisch lassen sich drei Typen unterscheiden: Typ 1 (Typ "Brunhilde") ist am häufigsten und kann auch schwere Erkrankungen auslösen, Typ 2 (Typ "Lansing") erzeugt eher leichte Verläufe, Typ 3 (Typ "Leon") ist selten, aber mit ernstem Verlauf.

Vorkommen: Der Erreger ist außer in den Polargebieten weltweit anzutreffen. Durch eine konsequente Durchführung von Impfmaßnahmen ist das häufige Auftreten der Erkrankung auf Gebiete in Afrika und Asien zurückgedrängt worden.

Übertragung: Das Virus wird fäkal-oral durch Schmierinfektion und über Gegenstände übertragen. Dabei befällt es zunächst das Epithel des Verdauungstraktes und breitet sich in einem geringen Prozentsatz hämatogen aus (zyklische Allgemeininfektion).

Pathogenese: Das Virus gelangt in der Regel peroral in den Körper und vermehrt sich anschließend im Rachen- und Darmepithel. Von dort aus kann es dann das ZNS befallen.

Krankheitsbilder: In bis zu 95% der Fälle verläuft die Infektion inapparent und hinterlässt eine dauerhafte Immunität (stille Feiung).

In etwa 4-8% der Fälle kommt es etwa eine Woche nach der Infektion zu unspezifischen Symptomen wie Fieber, Müdigkeit, Übelkeit, Erbrechen, Hals-, Kopf- und Gliederschmerzen. Das ZNS ist bei dieser abortiven Poliomyelitis nicht befallen.

In etwa 1-2% kommt es zur nicht-paralytischen Poliomyelitis im Sinne einer aseptischen viralen Meningitis. Zu den vorgenannten Symptomen können dann noch Nackensteifigkeit und Muskelkrämpfe hinzutreten. Die Inkubationszeit beträgt 3 bis 7 Tage. Der Liquorbefund zeigt die für Viren typische Lymphozytose bei normalem Glukosespiegel (im Vgl. zur gleichzeitig bestimmten Blutglucose) und normalem bis moderat erhöhtem Protein.

In seltenen Fällen (0,1-1%) befällt das Poliovirus die Vorderhornzellen des Rückenmarks und ruft das paralytische Krankheitsbild der Kinderlähmung, klinisch (anatomisch) auch die Poliomyelitis (epidemica anterior acuta) (älteres, gelehrtes Griechisch πολιομυελίτις, neuer πολιομυελίτιδα „die Entzündung des grauen Marks“, von πολιός „der graue“ und μυελός „das Mark“), kurz die Polio oder die Heine-Medin-Krankheit hervor. Pathogenetisch kommt es durch die Einwanderung von Immunozyten ins Rückenmark und die Entzündungsreaktion zur Zerstörung der anterioren grauen Substanz. Die Folgen sind nach Stunden oder Tagen auftretende, mehr oder weniger ausgeprägte, assymetrisch verteilte schlaffe Lähmungen, die vorwiegend die Beine, aber auch die Arme, die Rumpf- und die Augenmuskeln betreffen können. Durch die Affektion der Hirnnerven IX und X kann auch die Atemfunktion beeinträchtigt werden. Die sensible Wahrnehmung bleibt dabei meist erhalten.

Verbreitung der Poliomyelitis 2005.

Charakteristisch für den plötzlichen Beginn dieser Phase ist eine „Morgenlähmung“ des noch am Vorabend gesunden Kindes. Die Kinderlähmung tritt durch den frühzeitigen Kontakt mit dem Erreger hauptsächlich bei Kindern unter fünf Jahren auf. Oft bilden sich die Symptome innerhalb eines Jahres zurück, jedoch können Lähmungen und trophische Störungen der Haut zurückbleiben; auch Gelenkschäden aufgrund der Lähmungen und der veränderten Statik wie Skoliose der Wirbelsäule und Fußdeformitäten sowie gebremstes Längenwachstum einzelner Extremitäten können das Kind im Wachstum zum Invaliden machen. Für Erkrankte, bei denen Lähmungen auftreten, liegt die Letalität bei etwa 2-20%.

Kinderlähmung.

Manchmal treten biphasische Verläufe auf, bei denen nach Rückbildung der meningitischen (nicht-paralytischen) Symptome, zunehmend typische Polio-Lähmungen auftreten.

Jahre und Jahrzehnte nach einer akuten Poliomyelitis mit vollständiger oder partieller Symptomrückbildung kommt es bei etwa 20 bis 30% der Betroffenen zur Postpolio muskulären Dysfunktion (PPMD) bzw. zum Postpolio-Syndrom. Die Ursache ist unbekannt. Man nimmt eine sekundäre Nervendegeneration durch Überbeanspruchung an, da die überlebenden Motoneurone nach der Akutphase mit ihren Ausläufern aussprossen, um die denervierte Skelettmuskulatur wieder zu innervieren und die motorischen Einheiten danach oft das fünf- bis zehnfache der normalen Myozytenzahl umfassen. Symptome des Postpolio-Syndroms sind extreme Müdigkeit, Muskelschmerzen, progressive Muskelatrophien, Atem- und Schluckbeschwerden, Gelenkdeformationen, Muskelzucken und Kälteintoleranz. Für eine persistierende Poliovirus-Infektion gibt es beim Postpolio-Syndrom keine gesicherten Hinweise.

Diagnostik: Die Stuhldiagnostik ist in ca. 3/4 der Fälle positiv (in den ersten Wochen mit manifester Erkrankung). Eine Serodiagnostik ist mit dem Neutralisationstest (Nachweis von neutralisierenden Antikörpern) oder mit der Komplementbindungsreaktion (KBR) möglich. Mit der PCR können Virus-Nukleinsäuren nachgewiesen werden.

Therapie: Die Behandlung ist symptomatisch. Nach der Akutphase kann mit Physiotherapie und orthopädischen Maßnahmen eine Verbesserung der Folgeschäden erreicht werden.

Prophylaxe: Der Totimpfstoff nach Salk (Inaktivierte Poliovakzine, IPV) zur intramuskulären Injektion, enthält auf Affennierenzellkulturen gezüchtete, mit Hitze und Formaldehyd inaktivierte Virusbestandteile der 3 Typen. Die Impfung bietet 10 Jahre Schutz, allerdings unsicherer als mit dem Lebendimpfstoff. Eine Impfpolio und die Ansteckung Ungeimpfter ist bei der IPV ausgeschlossen.

Die Grundimmunisierung mit IPV umfasst 3 (Einzelimpfstoff) bis 4 (Kombinationsimpfstoffe) Impfdosen im 2., (3.,) 4. und 11.-14. vollendeten Lebensmonat. Für Kinder und Jugendliche im Alter von 9-17 Jahren wird eine Auffrischimpfung empfohlen. Eine spätere Auffrischung ist nicht notwendig, außer bei erhöhtem Risiko, wie Auslandsaufenthalte in Endemiegebieten u.ä.

Die Schluckimpfung mit dem Lebendimpfstoff nach Sabin (Orale Poliovakzine, OPV) ist eine Mischung aus den attenuierten (d.h. vermehrungsfähigen, aber nicht pathogenen) Viren der 3 Typen. Der Lebendimpfstoff gewährleistet für 5-10 Jahre einen effektiveren Schutz als der Totimpfstoff, in Deutschland ist er allerdings wegen der Seltenheit der Erkrankung nicht mehr üblich, da eine Impfpolio (Vakzine-assoziierte paralytische Poliomyelitis (VAPP)) bei dem Geimpften und auch bei nicht-geimpften Kontaktpersonen nun wahrscheinlicher ist (etwa 1 bis 2 Fälle pro Jahr in Deutschland zur Zeit der OPV) als die eigentliche Polioerkrankung. In Deutschland ist die Impfung mit OPV nur mit ausdrücklicher Genehmigung der Gesundheitsbehörden zulässig zur Eindämmung von Epidemien, sogenannte Riegelungsimpfungen, für die sich die OPV besser eignet als die IPV. In Entwicklungsländern ist die Schluckimpfung für Massenimpfungen oft günstiger und praktikabler als die IPV.

Historie: Entscheidende Vorarbeiten lieferten John F. Enders, Frederick Chapman Robbins und Thomas Huckle Weller, die 1954 für ihre Entdeckung der Fähigkeit des Poliomyelitis-Virus, in Kulturen verschiedener Gewebstypen zu wachsen gemeinsam den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin erhielten.

Impfstoffentwicklung: Jonas E. Salk entwickelte einen Impfstoff aus mit Formalin abgetöteten Polioviren (Totimpfstoff). Die Zulassung in den USA erfolgte 1955 und schon binnen kurzem konnte dort die Verbreitung von Polio auf ein Fünftel zurückgedrängt werden. Albert Sabin entwickelte die Schluckimpfung, die ab 1960 Verbreitung fand und neben des genannten effektiveren Schutzes noch den großen Vorteil aufwies, dass sie oral verabreicht werden konnte.

Gesetze: Nach § 6 IfSG sind der Krankheitsverdacht (jede akute schlaffe Lähmung ohne anderweitige Erklärung), die Erkrankung sowie der Tod an Poliomyelitis mit Namen meldepflichtig.

Weblinks: RKI - Poliomyelitis

Humane Coxsackieviren

Humane Coxsackieviren
Coxsackie-B4-Virionen, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Picornaviridae 00.052.
Gattung: Enterovirus 00.052.0.01.
Arten: Human enterovirus A 00.052.0.01.003.
Arten: Human enterovirus B 00.052.0.01.004.
Arten: Human enterovirus C 00.052.0.01.005.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Bei den Coxsackie-Viren handelt es sich um unbehüllte Einzel(+)-Strang RNA-Viren der Gattung Enterovirus (Familie Picornaviridae), die sich auf die Arten Humanes Enterovirus A, B und C verteilen. Die Viren rufen vor allem grippale Infekte, virale Meningitiden und Myokarditiden hervor. Sie wurden nach einem Ort bei New York benannt, wo sie 1948 erstmals identifiziert wurden.

Merkmale: Zu den Coxsackie-Viren gehören die pathogenen Spezies A1 bis A22, A24 und B1 bis B6. Der Mensch stellt für diese Viren ein Reservoirwirt dar.

Verbreitung: Die Erreger kommen weltweit vor. So trat 1997 auch in Malaysia eine Epidemie mit dem Coxsackie-Virus auf, bei der in drei Monaten insgesamt 30 Kinder starben.

Übertragung: Menschen infizieren sich in der Regel über verunreinigte Nahrung und Wasser und per Tröpfcheninfektion, ferner über Kontakt-/Schmierinfektion.

Krankheitsbilder: Coxsackie-Viren hatten im April 2002 in Griechenland zur Schließung aller Schulen geführt. Wie die Aristoteles-Universität in Saloniki berichtete, haben sich damals insgesamt 46 Kinder und Erwachsene infiziert, von denen drei starben. Die Erreger gehörten zum B-Stamm der Cocksackie-Viren, der bei den Betroffenen unter anderem zur Myokarditis führte.

Coxsackie-Viren können je nach Serotyp auch eine Meningitis, Enzephalitis, Perikarditis u.a.m. verursachen. Des Weiteren können Infektionen mit Coxsackie-Viren der Gruppen A und B, vor allem in den Sommermonaten zu akuten Durchfallerkrankungen ("Sommerdiarrhoe") führen. Vor allem der Serotyp A 16 verursacht die Hand-Mund-Fuß-Krankheit.

Weblinks: DermIS - Hand-Fuß-Mund-Krankheit

Humane Echoviren

Humane Echoviren
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Picornaviridae 00.052.
Gattung: Enterovirus 00.052.0.01.
Arten: Human enterovirus B 00.052.0.01.004.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

ECHO-Viren sind RNA-Viren der Art Humanes Enterovirus B und der Gattung Enterovirus aus der Familie der Picornaviridae. Die Viren sind 24-30nm groß und besitzen ein nacktes Proteinkapsid, das etwa 75% der Virusmasse ausmacht und einen dichten zentralen Kern aus Einzel(+)-Strang-RNA enthält. Die RNA ist etwa 7,5kb lang.

Die ersten Echoviren wurden in den frühen 50igern aus dem Stuhl asymptomatischer Kinder isoliert kurz nachdem die Zellkultur etabliert war. Echovirus ist ein Akronym für „enteric cytopathic human orphan virus“. „Orphan virus“ meinte, dass das Virus nicht mit einer bekannten Erkrankung assoziiert war. Auch wenn sich das mittlerweile geändert hat, blieb der Name erhalten.

Echoviren sind hochinfektiös und vorwiegend bei Kindern anzutreffen, wo sie die führende Ursache von fieberhaften Infekten und aseptischer Meningitis sind. Gefährlich sind Infektionen in der Perinatalperiode (Leberversagen, Myokarditis). Die Viren vermehren sich zuerst im Nasopharynx und befallen dann die regionären Lymphknoten. Durch Verschlucken gelangen die Viren in den Magen-Darm-Trakt, wo sie an spezifische Rezeptoren andocken können. Nach Eindringen in den Organismus können sie praktisch jedes Organ befallen.

Hepatoviren

Hepatitis-A-Virus (HAV)

Hepatitis-A-Virus
Hepatitis A-Viren, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Picornaviridae 00.052.
Gattung: Hepatovirus 00.052.0.03.
Art: Hepatitis A virus 00.052.0.03.001.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Das Hepatitis-A-Virus (HAV) ist ein unbehülltes Einzel(+)-Strang RNA-Virus und gehört zu den Hepatoviren aus der Familie der Picornaviridae. Das HAV ist die häufigste Ursache der akuten viralen Hepatitis weltweit. Das Virus ist in Ländern mit hohen hygienischen Standards selten anzutreffen. Es ist sehr resistent gegen hohe Temperaturen, Säuren und Laugen (beispielsweise Seifen und andere Reinigungsmittel) und es verbreitet sich fäkal-oral und über Kontakt- bzw. Schmierinfektion.

Vorkommen: HAV kommt in Südostasien, Russland, im vorderen Orient, Mittelmeerraum, in gesamt Afrika, Mittel- und Südamerika vor und wird häufig von Reisen aus diesen Ländern mitgebracht.

Übertragung: Die Übertragung der Hepatitis-A-Viren erfolgt fäkal-oral über engen Personenkontakt und verunreinigtes Trinkwasser, Säfte oder ungenügend gegarte Nahrungsmittel. Ein erhöhtes Risiko stellen fäkaliengedüngtes Gemüse (z.B. Salate) oder auch Meeresfrüchte (z.B. Muscheln) dar.

Diagnose: Die Diagnose wird klinisch gestellt, der laborchemische Nachweis erfolgt durch die Bestimmung des Serum-Anti-HAV-IgM. Alternativ lassen sich das HAV-Antigen oder die Virus-RNA per PCR im Stuhl nachweisen.

Verlauf: Die Inkubationszeit dieses Virus beträgt 15 bis 50 Tage. Die Hepatitis A kann akut über mehrere Wochen bis Monate verlaufen, die Ausheilung nimmt etwa 4 bis 8 Wochen (selten bis zu 18 Monaten) in Anspruch. Verglichen mit anderen Hepatitiden ist diese Erkrankung aber relativ milde. Besonders bei Kindern verläuft sie in der Regel harmlos, oft ganz asymptomatisch. Sie wird nicht chronisch und führt auch nicht zu einem dauerhaften Leberschaden. Die Infektiösität ist etwa ein bis zwei Wochen vor dem Ausbruch am höchsten, besteht aber auch noch eine Woche nach Erkrankungsbeginn. In 10% der Fälle ist eine stationäre Aufnahme notwendig.

Symptome: Nach ca. 28 Tagen entwickeln sich Übelkeit, Erbrechen, Bauchschmerzen, Fieber, Durchfall, Abgeschlagenheit, häufig anikterisch, selten schwer ikterisch mit dunklem Urin und Cholestase.

Verbreitung der Hepatitis A.

Prophylaxe: Eine Impfung ist möglich und wird bei Reisen in Risikogebiete (z.B. Südeuropa) empfohlen. Eine passive und eine aktive Immunisierung sind möglich. Der Impfstoff wird dreimal intramuskulär injiziert, das zweite Mal nach etwa zwei Wochen, das dritte Mal nach etwa einem halben Jahr. Eine zweite Möglichkeit der Grundimmunisierung besteht darin, bei der ersten Teilimpfung die doppelte Dosis zu injizieren und die zweite und letzte Teilimpfung nach einem Jahr mit der einfachen Dosis fortzusetzen. Desweiteren besteht die Möglichkeit einer zweimaligen Impfung im Abstand von 4 bis 6 Monaten, wobei die erste Impfung bei einer geplanten Reise schon Schutz bietet. Kinder können ab 12 Monaten geimpft werden. Auch ein HAV/HBV-Kombinationsimpfstoff ist erhältlich.

Weblinks: RKI - Hepatitis A

Rhinoviren

Rhinovirus
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Picornaviridae 00.052.
Gattung: Rhinovirus 00.052.0.02.
Arten: Human rhinovirus A 00.052.0.02.001.
Human rhinovirus B 00.052.0.02.002.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Rhinoviren sind neben den Adenoviren typische Erreger des gewöhnlichen Schnupfens (Rhinitis acuta).


Caliciviridae

Norovirus

Norwalk Virus

Norwalk Virus
Noroviren, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Caliciviridae 00.012.
Gattung: Norovirus 00.012.0.03.
Art: Norwalk virus 00.012.0.03.001.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Das Norovirus (abgekürzt NV, ehemals als Norwalk-Like-Virus, NLV, bezeichnet), ein Einzel(+)-Strang RNA-Virus ist für die Mehrzahl der nicht bakteriell verursachten Durchfallerkrankungen im Erwachsenenalter verantwortlich. Besonders gefährdet sind die Bewohner sowie das Personal von Gemeinschaftseinrichtungen aller Art.

Übertragungsweg

Die Viren werden über den Stuhl oder Erbrochenes ausgeschieden und meist auf fäkal-oralem Weg, auch über Aerosolbildung beim Erbrechen übertragen. Eine weitere Übertragung erfolgt durch Kontakt mit kontaminierten Gegenständen, Speisen und Getränken, oder kontaminierten Trinkwassers. [1]

Krankheitsbild

Krankheitssymptome entwickeln sich innerhalb weniger Stunden bis Tage und bestehen in erster Linie in plötzlich auftretendem Brech-Durchfall, der zu erheblichen Flüssigkeitsverlusten führen kann. Hinzu kommt ein ausgeprägtes Krankheitsgefühl mit Übelkeit, Bauch-, Kopf- und Muskelschmerzen sowie Schwächegefühl.

Die Erkrankung verläuft meist kurz und heftig und klingt innerhalb von ein bis zwei Tagen wieder ab.

Erstbeschreibung

Der Prototyp der Noroviren, das Norwalk-Virus, wurde 1972 nach einem Gastroenteritis-Ausbruch in Norwalk, Ohio, immunelektronenmikroskopisch als eigenständige Spezies bestimmt. Dies war die erste elektronenmikroskopische Darstellung eines Virus überhaupt.

Epidemiologie

Noroviren werden zunehmend als Ursache für virale Gastroenteritiden erkannt. Weltweit verbreitet, weisen sie eine große Stabilität gegenüber Umwelteinflüssen auf. Sie überleben Temperaturschwankungen von -20 bis +60°C und zeigten ihre Überlebensfähigkeit auf einem kontaminierten Teppich noch nach zwölf Tagen. Mit einer minimalen Infektionsdosis von nur 10 bis 100 Viruspartikeln ist ihre Kontagiosität außerordentlich hoch. Dementsprechend erfolgt die Übertragung zwar hauptsächlich von Mensch zu Mensch, kann aber auch über infizierte Getränke, Speisen und Gegenstände erfolgen.

Endemische NV-Infektionen wurden bislang v.a. in Krankenhäusern (gehäuft in geriatrischen Abteilungen) und Alters- oder Pflegeheimen nachgewiesen. In der Schweiz muss Schätzungen zufolge jährlich mit 400.000 bis 600.000 NV-Infektionen gerechnet werden.

Therapie

Die Behandlung ist symptomatisch und besteht im Ausgleich von Flüssigkeits- und Elektrolytverlusten.

Prg: Der Verlauf ist selbstlimitierend und hinterlässt keine Immunität.

Meldepflicht: Laboratoriumsleiter müssen nach § 7 IfSG den direkten Nachweis von Noroviren melden. Ärzte müssen nach § 6 IfSG den Krankheitsverdacht und die Erkrankung an einer akuten infektiösen Gastroenteritis melden bei Personen, die eine Tätigkeit im Sinne des § 42 IfSG ausüben. Weiterhin besteht für Ärzte Meldepflicht, beim Auftreten von zwei oder mehr ähnlichen Erkrankungen, bei denen ein epidemiologischer Zusammenhang nahe liegt.

Einzelnachweis

  1. Noroviren im Trinkwasser W.Soddemann, Juni 2013

Weblinks


Hepevirus

Hepatitis-E-Virus (HEV)

Hepatitis-E-Virus
Hepatitis-E-Viren, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
_ 00.084.
Gattung: Hepevirus 00.084.0.01.
Art: Hepatitis E virus 00.084.0.01.001.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Das HEV ist ein etwa 32-34nm großes, unbehülltes Einzel(+)-Strang RNA-Virus, das früher der Familie Caliciviridae zugeordnet wurde, heute aber der Familie der Hepeviridae zugeordnet wird, dessen einzige humanpathogene Art es darstellt. Die Erkrankung tritt meist in anikterischer Form auf und wurde erstmals 1980 in Indien entdeckt. Vieles spricht dafür, dass das HEV eine Zoonose ist, da ähnliche Viren auch bei Schweinen, Affen, Rehen, Mäusen und Schafen nachgewiesen werden konnten.

Vorkommen: Die Hepatitis E ist die zweithäufigste Hepatitis in Nordafrika und Vorderasien, speziell im Sudan und Irak. In Deutschland wurden 2001 insgesamt 34 Fälle gemeldet. Die Erkrankungen waren nach Auslandsreisen in Endemiegebiete aufgetreten.

Übertragung: Der Übertragungsweg ist fäkal-oral über Kontakt- und Schmierinfektion sowie über Wasser.

Verlauf: Die Erkrankung hat eine Inkubationszeit von 30 bis 40 Tagen und ist klinisch nicht von der Hepatitis A zu unterscheiden. Sie ist jedoch schwerer im Verlauf, in 0,5 bis 4% der Fälle sogar tödlich. Besonders Schwangere sollten nicht in Endemiegebiete reisen, da eine Infektion in der Schwangerschaft mit einer mütterlichen Sterblichkeit von ca. 20% verbunden ist.

Vorbeugung: Eine aktive Immunisierung existiert zur Zeit noch nicht. Ein Impfstoff ist in Nepal in Erprobung.

Gesetze: Nach § 6 IfSG sind der Krankheitsverdacht, die Erkrankung sowie der Tod an einer akuten Virushepatitis mit Namen meldepflichtig.

Weblinks: RKI - Hepatitis E


Astroviridae

Humane Astroviren

Humanes Astrovirus
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Astroviridae 00.005.
Gattung: Mamastrovirus 00.005.0.01.
Art: Human astrovirus 00.005.0.01.001.
Morphologie
nackt, ikosaedrisch

Über Astroviren ist nicht viel bekannt, da sie sich im Labor nicht anzüchten lassen. Das Virus gehört zur Familie der Astroviridae und wurde 1975 erstmals beschrieben, als bei einem Diarrhoe-Ausbruch zur Diagnostik auch das Elektronenmikroskop verwendet wurde.

Astroviren besitzen eine nicht-segmentierte Einzel(+)-Strang-RNA in einem unbehüllten, ikosaedrischen Kapsid. 1995 konnten Roderick et al. zeigen, dass Astroviren die wichtigste virale Ursache infektiöser Magen-Darm-Erkrankungen in England sind.[1]


Quellen

  1. Roderick P et al. “A pilot study of infectious intestinal disease in England”. Epidemiol Infect., 114(2):277-88, Apr 1995. PMID:7705491


Coronaviridae

Coronaviridae

Coronaviridae
Coronaviren, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Ordnung: Nidovirales 03.
Familie: Coronaviridae 03.019.
Gattung: Coronavirus 03.019.0.01.
Arten: Group 1 species:
Human coronavirus 229E 03.019.0.01.005.
Group 2 species:
Human coronavirus OC43 03.019.0.01.006.
Human enteric coronavirus 03.019.0.01.015.
SARS coronavirus 03.019.0.01.014.
Morphologie
umhüllt, helikal

Coronaviren (Coronaviridae) sind eine seit langem bekannte Familie von behüllten Einzel(+)-Strang-RNA-Viren. In ihr sind die beiden Gattungen Coronavirus und Torovirus vertreten. Die Gattung Coronavirus enthält mehr als 13 verschiedene Arten, die verschiedene Wirbeltiere wie Hunde, Katzen, Rinder, Schweine sowie einige Nagetiere und Vogelarten infizieren.

Der Name leitet sich vom Aussehen der Viren ab: auf der äußeren lipidhaltigen Virushülle sitzen in regelmäßigen Abständen Glycoproteine mit keulenförmigen Enden. Dadurch erinnern sie an einen Kranz (corona). Die Viren sind unregelmäßig geformt und besitzen einen Durchmesser zwischen 60 und 220nm. Sie enthalten eine 20-30kB lange unsegmentierte (+)-Strang-RNA. Diese wird in der Zelle direkt in Proteine übersetzt. Dabei entsteht unter anderem das Enzym RNA-abhängige RNA-Polymerase, welche das Genom zunächst in einen Antigenom(-)-Strang umschreibt. Von diesem werden wiederum (+)-Stränge gebildet. Außerdem werden von dem Genom subgenomische mRNAs transkribiert, die für weitere Proteine codieren.

Humanpathogene Coronaviren infizieren vor allem den oberen Atemwegs- und den Gastrointestinaltrakt. Zwei Arten, das Human Coronavirus 229E und das Human Coronavirus OC43, gemeinsam mit HCoV abgekürzt, verursachen beim Menschen Erkältungssymptome. Etwa ein Drittel aller Erkältungskrankheiten werden von HCoV ausgelöst. Das HCoV NL63 wurde 2003 in den Niederlanden bei einem Kind mit Bronchiolitis identifiziert[1] und mittlerweile fast weltweit nachgewiesen (Belgien, Japan, Australien, Kanada). Das Virus benutzt wahrscheinlich den gleichen Zell-Rezeptor wie das SARS-CoV.[2]

Das im März 2003 ausgebrochene Schwere Akute Atemwegssyndrom (SARS) wird ebenfalls von einem Coronavirus, dem SARS-CoV verursacht.

Coronaviren sind empfindlich gegen Lipoidlösungsmittel.

Humanpathogene Coronaviren:

  • HCoV 229E und OC43: Erkältungskrankheiten
  • HCoV NL63: Bronchiolitis
  • SARS-CoV (SARS-assoziiertes Coronavirus): Erreger des schweren akuten Atemwegssyndroms (SARS) des Menschen. Das Virus kann auch eine Gastroenteritis auslösen.

Tierpathogene Coronaviren:

  • FCoV (Felines Coronavirus): Erreger der felinen infektiösen Peritonitis (FIP) der Katzen.
  • HEV: Haemagglutinating Encephalomyelitis-Virus der Schweine, verursacht Erbrechen und Kümmern bei Saugferkeln, Aufreibung des Bauches, trichterförmige Einziehung des Brustkorbes, Rhinitis und Tracheitis.
  • IBV: Erreger der infektiösen Bronchitis der Vögel. Verursacht Infekte der oberen Atemwege.
  • MHV (Mäuse-Hepatitis-Virus). Verursacht Hepatitis, Aszites, Enzephalomyelitis (Verwandtschaft mit menschlichen Stämmen).
  • TGE-Virus: Erreger der transmissiblen Gastroenteritis der Schweine (TGE). Es verursacht schwere Diarrhoe bei jungen Ferkeln. Bei neugeborenen Ferkeln erreicht die Mortalität meist 100 Prozent.

Literatur und Weblinks:

  • I. Stock: Coronaviren als Krankheitserreger des Menschen. Chemotherapie Journal 13(1), S. 17 - 26 (2004), ISSN 0940-6735
  • I. Stock: Coronaviren: Erreger von SARS und anderen Infektionen. Medizinische Monatsschrift für Pharmazeuten 27/1), S. 4 - 12 (2004), ISSN 0342-9601

SARS-CoV

Das Schwere Akute Atemwegssyndrom (Severe Acute Respiratory Syndrome, SARS) ist eine Infektionskrankheit, die erstmals im November 2002 in der chinesischen Provinz Guangdong beobachtet wurde. Laut dem Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin in Hamburg entspricht das klinische Bild einer atypischen Pneumonie. Der Erreger von SARS war ein bis zum Ausbruch der Epidemie unbekanntes Coronavirus, das man mittlerweile als SARS-assoziiertes Coronavirus (SARS-CoV) bezeichnet.[3][4][5]

Krankheitsbild: SARS-CoV befällt sowohl den oberen als auch den unteren Respirationstrakt. Die Inkubationszeit beträgt 2 bis 7 Tage. Symptome des Severe Acute Respiratory Syndrome sind laut Weltgesundheitsorganisation (WHO): Plötzlich auftretendes, schnell steigendes, hohes Fieber (über 38°C), Pharyngitis mit Husten und Heiserkeit, Atemnot, Muskelschmerzen, Kopfschmerzen und die bilaterale interstitielle Pneumonie. Thrombozytopenie und Leukozytopenie sollen ebenfalls im Rahmen der Krankheit auftreten.

Übertragungsweg: Die Erregerübertragung erfolgt überwiegend durch Tröpfcheninfektion aus kurzer Distanz (< 1m) und damit bei engem Kontakt mit hustenden und niesenden Infizierten. Eine fäkal-orale Übertragung kann ebenfalls nicht ausgeschlossen werden. Weiterhin ist laut WHO eine Erregerübertragung durch infizierte Tiere (z.B. Kakerlaken) möglich.

Therapie: symptomatisch, Antibiose zur Prophylaxe bakterieller Superinfektioonen.

Prognose: Die erste umfangreiche wissenschaftliche Studie über die Ausbreitung der Seuche, basierend auf exakten Daten aus Hong Kong ergab, dass SARS bei Menschen, die jünger als 60 Jahre sind, in 7 bis 13% der Fälle tödlich verläuft, bei Menschen über 60 sogar in 43 bis 55% der Fälle.

Skizzierung einer abgeklungenen Epidemie:

Ausbreitung bis Ende März 2003.
SARS-Fälle im Frühjahr 2003.

Die Lungenkrankheit ging nach Angaben der WHO von der chinesischen Provinz Guangdong aus. Im Februar 2003 breitete sich die Erkrankung dann auf Vietnam und Hong Kong aus; in Vietnam wurde das erste Auftreten der Krankheit in Hanoi am 26. Februar 2003 beobachtet.

Bis Mitte März 2003 wurden der WHO 150 weitere Krankheitsfälle, meistens aus den asiatischen Ländern der Volksrepublik China, Vietnam, Hong Kong, Indonesien, Singapur, Thailand und den Philippinen, gemeldet. Bis dahin waren auch über 200 Fälle in Kanada aufgetreten. Auch in Japan wurden bei Personen, die in die betroffenen asiatischen Regionen gereist waren, die ersten SARS-Verdachtsfälle registriert. Am 12. April wurde gemeldet, dass sogar in der chinesischen Inneren Mongolei erstmals 2 Menschen an SARS gestorben seien. Zudem hätten sich in der abgelegenen Region weitere 8 Menschen mit dem Virus infiziert. Dann wurde offiziell bestätigt, dass es dort weitere Betroffene gab. In Großbritannien und Deutschland wurden bis zum 14. April je 6 Fälle einer SARS-Infektion gemeldet. Erstmals infizierte sich auch innerhalb Europas ein Mensch mit SARS, der nicht nach Südostasien gereist war.

Das Lungenvirus hatte nach Angaben der WHO zum damaligen Zeitpunkt 916 Menschen getötet, davon 290 in Hong Kong und 343 in den 5 chinesischen Provinzen. 81 SARS-Tote gab es in Taiwan, 32 in Kanada, 31 in Singapur, 5 in Vietnam. Rund 8.400 Personen wurden in 32 verschiedenen Ländern weltweit infiziert, vor allem in asiatischen Ländern. Dabei unterschied die WHO zwischen Ländern, in denen lokale Infektionsketten bestanden, d.h. Neuansteckungen auftraten und Ländern, in denen die Erkrankung nur bei Reisenden auftrat, die sich in den Ländern der ersten Kategorie infiziert hatten. Länder mit lokalen Infektionsketten waren die Volksrepublik China, Hong Kong, Singapur, Kanada, Vietnam, Taiwan, die USA und Großbritannien. Der Schwerpunkt der Erkrankung lag dabei in China und Hong Kong, wo mehr als 80% der Fälle auftraten.

In Hongkong starben damals immer mehr jüngere Menschen an SARS. In China wurde die Zahl der Erkrankten mit rund 5.300 angegeben. Peking war am schwersten betroffen. Das Zentrum der damaligen Epidemie war Guangdong. In Hongkong, wo es offenbar die verlässlichsten Daten gab, wurden rund 1.750 Personen infiziert. Besonders verbreitet war das Virus hier unter Klinikmitarbeitern. Im weiteren Verlauf der Epidemie starb auch ein Ausländer in China am akuten Atemnotsyndrom. Es handelte sich dabei um einen 53jährigen Finnen, der für die Internationale Arbeitsorganisation (ILO) in Peking eine Konferenz vorbereitet hatte. Am 20. April 2003 wurden der chinesische Gesundheitsminister Zhang Wenkang und der Bürgermeister von Peking Meng Xuenong wegen steigender Kritik in ihrem Umgang mit der Gefahr durch SARS ihrer Ämter enthoben. Kurz davor legte China deutlich höhere Zahlen von Infektionen vor.

Am 29. März 2003 starb der italienische Arzt Carlo Urbani, der als Erster auf die Lungenkrankheit aufmerksam gemacht hatte, selbst in Thailand an dem Virus.

Im Sommer 2003 ging die Zahl der Erkrankten beständig und schließlich vollständig zurück. Im Dezember 2003 gab es noch eine Neuerkrankung bei einem Militärarzt in Taiwan, der mit dem Virus experimentierte.

Weblinks:

Quellen

  1. Van der Hoek L et al. “Identification of a new human coronavirus”. Nat Med., 10(4):368-73, Apr 2004 [Epub Mar 21 2004].
  2. Hofmann H et al. “Human coronavirus NL63 employs the severe acute respiratory syndrome coronavirus receptor for cellular entry”. Proc Natl Acad Sci U S A, 102(22):7988-93, May 31 2005.
  3. Peiris JSM et al. “Coronavirus as a possible cause of severe acute respiratory syndrome”. The Lancet, 361(9364), Apr 5 2003.
  4. Paul A et al. “Characterization of a Novel Coronavirus Associated with Severe Acute Respiratory Syndrome”. Science, 300(5624):1394–1399, May 30 2003 [Epub May 1 2003]. DOI:10.1126/science.1085952.
  5. Marra MA et al. “The Genome Sequence of the SARS-Associated coronavirus”. Science., 300(5624):1399–1404, May 30 2003 [Epub May 2003]. DOI:10.1126/science.1085953.


Flaviviridae

Die Flaviviridae stellen eine Familie Einzel(+)-Strang-RNA-Viren dar. Da als Typspezies der gesamten Familie das Gelbfieber-Virus (flavus: gelb) gilt, werden diese Viren auch als Flaviviren bezeichnet.

Alle Vertreter dieser Familie sind behüllt und haben eine Größe zwischen 40- 60nm. Die Viren vermehren sich im Zytoplasma der Wirtszelle. Sie sind im Bereich von pH7-9 stabil. Es gibt verschiedene Subgruppen, wobei alle Viren serologisch miteinander verwandt sind.

Zu den Flaviviridae zählen die Gattungen Flavivirus, Pestivirus und die Hepatitis-C-Virusgruppe (Hepaciviren). Die Erreger der Gattung Flavivirus rufen sowohl beim Menschen, als auch beim Tier eine große Anzahl an Virusinfektionen hervor. Hierzu zählen u.a. das Gelbfieber, Dengue-Fieber, die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME), das West-Nile-Fieber, die Wesselsbron-Krankheit (Schafe, Ziegen u.ä.) und die japanische B-Enzephalitis (Vögel und Schweine). Hauptvertreter der Hepatitis-C-Viren ist das HCV-Virus, das die Hepatitis C beim Menschen hervorruft. Die Viren der Gattung Pestivirus spielen vor allem bei Tieren als Krankheitserreger eine Rolle. Hierzu zählt u.a. das SP-Virus als Auslöser der Klassischen Schweinepest, das BVD/MD-Virus (Bovine Virusdiarrhoe) und die Border Disease der Schafe.

Hepaciviren

Hepatitis-C-Virus (HCV)

Hepatitis-C-Virus
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Flaviviridae 00.026.
Gattung: Hepacivirus 00.026.0.03.
Art: Hepatitis C virus 00.026.0.03.001.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das Hepatitis-C-Virus (HCV) wurde im Jahre 1988 mit Hilfe gentechnischer Methoden erstmals identifiziert (vorher Hepatitis non-A non-B genannt). Es ist ein 45nm großes behülltes Einzel(+)-Strang-RNA-Virus und gehört zu den Hepaciviren aus der Familie der Flaviviridae. Es gibt sechs Genotypen und 30 Subtypen. In Europa und in den USA überwiegen die Genotypen 1, 2 und 3 und in Afrika Typ 4. Der Mensch ist der einzige Wirt des HCV.

Übertragung: Bei etwa der Hälfte der Erkrankungen lässt sich im Nachhinein der Infektionsweg nicht mehr nachvollziehen. Erhöhte Infektionsgefahr besteht für i.v.-Drogenabhängige (Spritzentausch), auch beim unhygienischen Tätowieren und Piercen kann das HCV übertragen werden. Häufige Infektionswege sind die Verletzung mit spitzen und scharfen Instrumenten (Nadelstichverletzung) mit kontaminiertem Blut. Das Risiko der Ansteckung nach einer Nadelstichverletzung bei bekannt positiven HCV-Patienten wird in der Literatur mit 3 bis 10% angegeben, erscheint aber abhängig vom Genotyp.

Bis etwa 1990 traf es viele Hämophilie-Patienten, die HCV- und HBV-kontaminierte Gerinnungspräparate erhielten. Mit der Einführung moderner Testverfahren, mit deren Hilfe heute über 99% der Hepatitis-C-positiven Spender identifiziert werden können, besteht nur noch ein minimales Risiko.

Eine Übertragung des Virus durch andere Körperflüssigkeiten als Blut (z.B. Speichel) wurde bisher nicht beobachtet. Das Risiko der Übertragung beim GV ist abhängig vom Sexualverhalten, wird jedoch als niedrig gewertet. Das Risiko einer vertikalen Transmission liegt bei unter 5%.

Verbreitung: Für das Jahr 2005 wurden 8.308 Erstdiagnosen in Deutschland gemeldet.[1]. Davon wurden etwas mehr als 50% labordiagnostisch festgestellt ohne typisches klinisches Krankheitsbild. Eine Unterscheidung zwischen akuten und schon länger bestehenden HCV-Infektionen ist allerdings nicht möglich.

Weltweit sind etwa 170 Millionen Menschen mit dem HC-Virus infiziert, in Deutschland sind 400.000 bis 500.000 Menschen davon betroffen.[2].

Verlauf: Die Hepatitis C ist eine der Infektionskrankheiten, die in der Akutphase aufgrund des meist symptomlosen oder symptomarmen Verlaufs in 75% nicht diagnostiziert wird. In 25% kommt es zur (milden) Hepatitis, fulminante Verläufe sind selten. Die Akutphase geht jedoch in 50-85% der Fälle in eine chronische Verlaufsform über und führt bei ca. 1/4 der chronisch Hepatitis C-Kranken im Langzeitverlauf nach 20 bis 30 Jahren zur Leberzirrhose. Außerdem besteht ein erhöhtes Risiko von 1-5%/Jahr für das Auftreten eines Leberzellkarzinoms.

Die chronische Hepatitis C verursacht nur milde, unspezifische Symtome wie Müdigkeit, Oberbauchbeschwerden, evtl. auch Juckreiz und Gelenkbeschweden. Extrahepatische Manifestationen wie z.B. Arthritis, vaskulitische Purpura, Kryoglobulinämie, membranoproliferative Glomerulonephritis, oder Porphyria cutanea tarda können auftreten.

Diagnostik: Die Diagnose erfolgt durch den Nachweis virusspezifischer Antikörper (ab der 6.-8. Woche nach Infektion) gegen Struktur-und Nichtstrukturproteine mittels Enzymimmunoassays (ELISA) und Immunoblots sowie durch Nachweis von HCV-RNA mittels RT-PCR bei Neugeborenen HCV-positiver Mütter. Dazu kommt der Nachweis auffällig erhöhter Leberwerte, die sich nicht durch übermäßigen Alkoholkonsum oder Cholestase erklären lassen. Das Ausmaß der Leberschädigung lässt sich histopathologisch bestimmen. Anders als bei anderen Hepatitiden korrelieren die Transaminasen kaum mit der Schwere bzw. dem Stadium der Erkrankung.

Risikopersonen sollte zusätzlich ein HIV-Test angeboten werden.

Therapie: Die akute Hepatitis C kann mit einer Interferon-Monotherapie über 24 Wochen fast immer geheilt werden.

Die Behandlung der chronischen Hepatitis C besteht aus einer kombinierten Therapie mit pegyliertem Interferon Alpha und dem Virostatikum Ribavirin über eine Dauer von 24 bis 48 Wochen. Abhängig von dem vorliegenden Genotyp besteht mit dieser Therapie eine Chance von etwa 40-50 % (Genotyp 1,4,5,6) bis 80 % (Genotyp 2,3) das Virus dauerhaft zu eliminieren. PEG-IF-alpha besitzt ein verlängerte Halbwertszeit und wird einmal pro Woche verabreicht.

Allerdings ist bei dieser Behandlung mit zahlreichen Nebenwirkungen zu rechnen. Insbesondere PEG-IF-alpha kann psychische Nebenwirkungen wie Aggressivität, Depressionen und Angstzustände hervorrufen. Weitere wichtige Faktoren für einen Therapieerfolg sind Alter, Virusmenge, Dauer der Erkrankung, Körpergewicht und Schädigungsgrad der Leber.

Chronische Patienten, die für die Therapie in Frage kommen müssen vorher eingehend untersucht und beraten werden!

Vorbeugung: Trotz intensiver Bemühungen wurde bis heute kein wirksamer Impfstoff zur aktiven Immunisierung gegen Hepatitis C gefunden. Schutzmaßnahmen bestehen vor allem darin, Blut-zu-Blut-Kontakte mit Infizierten(Nadelstichverletzungen) zu vermeiden und bei intravenösem Drogenkonsum immer ein neues Spritzbesteck zu verwenden.

Es gibt keine Postexpositionsprophylaxe nach einer Infektion mit Hepatitis C, wie sie z. B. bei Hepatitis B oder HIV bekannt ist. Wird eine Hepatitis C jedoch im ersten halben Jahr nach der Infektion entdeckt und behandelt, kann eine 24-wöchige Interferon-Therapie in mehr als 90% der Fälle zur Heilung führen, bevor die Erkrankung einen chronischen Verlauf nimmt.

Forschung: 2004 gelang es jeweils einer Forschergruppe aus Japan (Takaji Wakita, Tokyo) und Deutschland (Ralf Bartenschlager, Heidelberg), infektiöse Hepatitis-C-Viren in Zellkultur herzustellen und damit neue Zellen zu infizieren. Dieselben beiden Gruppen sowie die Gruppen um Charles M. Rice (Rockefeller University, New York) und Frank V. Chisari (Scripps Research Institute, San Diego) stellten 2005 eine effiziente Weiterentwicklung des ursprünglichen Systems vor. Dadurch kann die Forschung an neuen Behandlungswegen wie Medikamenten und Impfungen eröffnet werden

Gesetze: In Deutschland sind nach § 6 des IfSG der Krankheitsverdacht, die Erkrankung sowie der Tod an einer akuten Virushepatitis mit Namen meldepflichtig.

Weblinks:

Hepatitis-G-Virus (HGV)

Hepatitis-G-Virus
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Flaviviridae 00.026.
Gattung:
Art: Hepatitis G virus 00.026.0.06.002.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Der Erreger der sogenannten "Hepatitis G" (früher HGV) ist ein behülltes Einzel(+)-Strang-RNA-Virus aus der Gattung Hepacivirus der Familie Flaviviridae. Es wird heute in Anlehnung an die Initialen des ersten Patienten, bei dem 1996 eine Isolierung des Virus gelang, als GB-Virus bezeichnet (die Bezeichnung Hepatitisvirus ist obsolet). Nachdem man bei Affen analoge Viren (GBV-A und GBV-B) fand, wird die menschliche Variante als GB-Virus-Typ C (GBV-C) bezeichnet.

Übertragung: Die Übertragung geschieht über Blut und Blutprodukte, per Kontaktinfektion bzw. Schmierinfektion und durch Austausch von Körperflüssigkeiten.

Die Infektion kommt etwas häufiger in Zusammenhang mit einer Hepatitis C vor und ist vor allem unter Drogenabhängigen verbreitet. In der Normalbevölkerung sind etwa 60% GBV-C infiziert ohne daß irgendeine Erkrankung damit assoziiert werden konnte. Unklar ist, welche Bedeutung dieses Virus beim Menschen hat, denn es gilt als unwahrscheinlich, dass es eine eigenständige Erkrankung verursacht. Sicher ist die Infektion nicht mit einer Hepatitis assoziiert, wie zunächst vermutet wurde. Der einzige klinische Effekt, der gezeigt werden konnte, ist daß HIV-Infizierte, bei denen GBV-C nicht nachweisbar war eine höhere HIV-Replikation zeigen als solche, bei denen GBV-C vorhanden ist. Dieser suppressive Effekt des GBV-C auf HIV ist in seinem Mechanismus völlig ungeklärt.

Diagnose: Die Virus-RNA des GBV-C kann bei wissenschaftlichen Fragestellungen in Speziallabors nachgewiesen werden.

Flavivirus

FSME-Virus / Tick-borne encephalitis virus

FSME-Virus
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Flaviviridae 00.026.
Gattung: Flavivirus 00.026.0.01.
1. Tick-borne viruses
Mammalian tick-borne virus group
Art: Tick-borne encephalitis virus 00.026.0.01.046.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das FSME-Virus ist der humanpathogene Erreger der Frühsommer-Meningoenzephalitis aus der Familie der Flaviviridae. Es handelt sich um ein behülltes Einzel(+)-Strang-RNA-Virus, von dem drei Subtypen unterschieden werden[3]:

  • Far Eastern Subtype: Vorkommen hauptsächlich in Russland, östlich des Urals und in Teilen von China, Japan und Korea, Überträger dieses Subtyps ist Ixodes persulcatus, die Letalität dieses Subtyps liegt bei bis zu 20%.
  • Western Subtype: Vorkommen in Zentral-, Ost- und Nord-Europa, Überträger ist Ixodes ricinus, Letalität beträgt bis zu 2%.
  • Siberian Subtype

Das Viruskapsid besteht aus drei Strukturproteinen, dem Envelope-Protein E, dem Core-Protein C und dem Membrane-Protein. Das Glykoprotein E spielt eine zentrale Rolle in der Biologie der Infektion und ist für die Bindung und das Eindringen in die Zielzelle verantwortlich. Es gehört zu den am besten charakterisierten viralen Proteinen überhaupt.

Vektor: Zecken (Ixodida sp.) sind die Hauptvektoren und das Hauptreservoir der FSME. Die Krankheit selbst wurde erstmals 1931 bei Forstarbeitern aus Neunkirchen (Österreich) beschrieben, der Erreger 1949 isoliert.

Das endemische Auftreten von FSME ist immer mit großen Flüssen assoziiert. Die Gründe dafür sind bis dato unklar.

FSME: Die Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME, engl. tick-borne encephalitis, TBE) ist eine durch das FSME-Virus ausgelöste Erkrankung, die mit grippeähnliche Symptomen, Fieber und bei einem Teil der Patienten mit einer Meningoenzephalitis verläuft. Beim Großteil der Infizierten treten jedoch keine Krankheitszeichen auf. Eine ursächliche Behandlung der FSME ist nicht möglich. Übertragen wird die Krankheit durch den Stich einer infizierten Zecke in Risikogebieten, hauptsächlich durch Ixodes ricinus, den gemeinen Holzbock. Neben allgemeinen Schutzmaßnahmen wie dem Absuchen des Körpers nach einem Waldbesuch ist die aktive Impfung die wichtigste vorbeugende Maßnahme. Sie wird, national etwas unterschiedlich, für alle Personen, die sich in Risikogebieten aufhalten, empfohlen. Die Erkrankung an FSME ist meldepflichtig.

Zeckenmännchen.

Übertragung: Der Verursacher der Frühsommer-Meningoenzephalitis ist das FSME-Virus, ein humanpathogenes Virus aus der Familie der Flaviviridae.[4] Dieses Virus ist ein behülltes Einzelstrang-RNA-Virus, von dem derzeit drei Subtypen (Western, Siberian, Far Eastern Subtype) bekannt sind.

Der in Europa vorkommende Western Subtype des FSME-Virus wird durch den Stich einer infizierten Zecke übertragen. Wichtigste Vektoren in Mitteleuropa sind die Arten der Gattung Ixodes mit der häufigsten einheimischen Art, dem Gemeinen Holzbock (Ixodes ricinus) sowie Ixodes persulcatus, seltener auch die Gattungen Rhipicephalus, Dermacentor, Haemaphysalis, Amblyomma und aus der Familie der Lederzecken die Gattungen Argas und Ornithodorus.

Das FSME-Virus gelangt beim ersten Einstich direkt aus der Speicheldrüse der Zecke in den Körper ihres Opfers. Im Gebüsch, an Waldrändern oder im hohem Gras auf Wiesen besteht das größte Risiko eines Zeckenstiches, weil dort Kleinsäugetiere (Mäuse, Vögel) und Wild als Hauptwirte (primäres Erregerreservoir) dieser Blut saugenden Parasiten leben. In Höhen oberhalb von 1000 Metern kommen keine Zecken vor. In Risikogebieten liegt der Anteil der FSME-infizierten Zecken bei etwa 1 bis 5% (2004).[5]

Die Übertragung durch virusinfizierte Milchprodukte von Ziegen und Schafen, in Ausnahmefällen auch von Kühen ist sehr selten. Eine Ansteckung von Mensch zu Mensch ist nicht möglich.

Durch Zecken kann auch das Bakterium Borrelia burgdorferi übertragen werden und zur Lyme-Borreliose führen, die wesentlich häufiger als die FSME auftritt und in Deutschland auch nicht auf bestimmte Risikogebiete begrenzt ist.

Häufigkeit: In Deutschland ist die Frühsommer-Meningoenzephalitis seit 2001 nach § 7 Abs. 1 Infektionsschutzgesetz durch den Leiter des diagnostizierenden Labors meldepflichtig. Im Jahr 2004 wurden insgesamt 274 und im Jahr 2005 432 Fälle gemeldet, die den Falldefinitionen des Robert-Koch-Institutes (RKI) entsprachen. Aufgrund der grippeähnlichen, oft unspezifischen Symptomatik ist jedoch eine hohe Dunkelziffer von Erkrankungen möglich.

In der Schweiz erkranken pro Jahr etwa 100 Personen an FSME. Die Erkrankungsraten sind in den letzen Jahren im Steigen begriffen, wofür ein ungenügendes Impfbewusstsein in den Risikogebieten verantwortlich gemacht wird.

In Österreich gab es zwischen 1999 und 2004 41 bis 82 FSME-Erkrankungen, 2005 stieg die Zahl auf 100 Erkrankungen.[6] mit 3 Todesfällen[7]

Risikogebiete: Als FSME-Risikogebiete gelten Landkreise, in denen im Zeitraum von einem Jahr mindestens zwei oder innerhalb einer 5-Jahresperiode mindestens fünf Erkrankungen festgestellt wurden. Dabei muss die Ansteckung im selben Gebiet erfolgt sein. Als Hochrisikogebiete gelten diejenigen Risikogebiete, in denen innerhalb von fünf Jahren mindestens 25 Krankheitsfälle auftraten.

In Deutschland gelten die meisten Landkreise Baden-Württembergs und Bayerns sowie einzelne Kreise in Rheinland-Pfalz, Hessen und Thüringen als Risikogebiete. Hochrisikogebiete sind der Schwarzwald in Südbaden, der südhessische Odenwald sowie die Region um Passau.[8]

In der Schweiz finden sich Risikogebiete in den nördlichen Landesteilen, am häufigsten im Kanton Zürich, gefolgt von Thurgau, St. Gallen, Aargau und Bern.

Österreich gilt als ein Kernland der FSME-Virusverbreitung in Europa, das gesamte Bundesgebiet ist Zecken-Endemiegebiet, wobei sich die FSME in den Alpen auf die größeren Täler beschränkt. Die meisten Erkrankungen gab es 2005 in der Steiermark, Oberösterreich und Tirol, jedoch gab es in allen Bundesländern FSME-Fälle.[9] Die Hochrisikogebiete befinden sich entlang der Donau in Wien, in der Wachau, im Gebiet von St. Pölten sowie zwischen Passau und Linz. Auch große Teile des Burgenlandes, Kärntens und der Steiermark sowie das Tiroler Inntal sind Gebiete mit hohem Risiko, dazwischen finden sich weitere Risikogebiete. In Österreich erkranken trotz der weiten Verbreitung verhältnismäßig wenig Personen an FSME, was an der hohen Impfrate von rund 90% liegt.[10]

In anderen europäischen Ländern ist die Situation sehr unterschiedlich. Besonders ausgeprägt ist das Risiko in Russland, der Tschechischen Republik und europaweit am höchsten in den baltischen Staaten Litauen, Estland und Lettland. Eine nicht unerhebliche Bedeutung besitzt die FSME außer in Deutschland, Österreich und der Schweiz vor allem in Polen, Ungarn, Kroatien, Schweden, Finnland und der Slowakischen Republik. Nur selten wird ein Vorkommen in Frankreich, Italien, Dänemark und Griechenland beobachtet, überhaupt keines im Vereinigten Königreich, den Benelux-Ländern und auf der iberischen Halbinsel.[10]

Aus bislang unbekannten Gründen ist das endemische Auftreten der FSME mit großen Flüssen assoziiert.

Symptome und Krankheitsverlauf: Nur etwa 10-30% der Infizierten zeigen Symptome, bei den übrigen verläuft die Krankheit asymptomatisch. Zwei bis zwanzig Tage nach der Infektion treten grippeähnliche Symptome mit Fieber, Kopf- und Gliederschmerzen auf, die sich nach wenigen Tagen wieder zurückbilden.

Wiederum nur bei einem kleinen Teil (etwa 10%) der symptomatischen Patienten kommt es etwa eine Woche nach der Entfieberung zu einem weiteren, zweiten Fiebergipfel mit bis zu 40 °C Körpertemperatur und den Zeichen der Gehirn- und Hirnhautbeteiligung, Erbrechen sowie Hirnhautzeichen (meningeale Reizzeichen). Schreitet die Meningoenzephalitis fort, treten Bewusstseinsstörungen bis zum Koma und Lähmungen auf. Diese Symptome können mehrere Monate anhalten, häufig kommt es jedoch selbst nach schweren Verläufen zur völligen Ausheilung.[11]

Diagnostik: Ein erinnerlicher Zeckenstich in der Anamnese und die neurologische Untersuchung geben Hinweise auf eine Erkrankung. Im Liquor zeigt sich ab dem zweiten Fiebergipfel eine Pleozytose mit Eiweißerhöhung.

Beweisend für eine FSME ist der Nachweis von IgM- und IgG-Antikörpern gegen das Virus in Serum oder Liquor mittels ELISA. Auch dieser Nachweis ist erst mit Beginn der zweiten Fieberphase möglich. Allerdings kann eine FSME-Impfung zu positiven Antikörpertitern führt. Spezialverfahren zum direkten Virusnachweis sind die RT-PCR sowie der Western Blot.[5]

Behandlung und Prognose: Eine kausalen Therapie existiert nicht. Das therapeutische Spektrum symtomatischer Maßnahmen umfasst Bettruhe, den Einsatz von Antipyretika und Schmerzmitteln sowie Glukokortikoiden. In schweren Fällen ist eine intensivmedizinische Behandlung mit parenteraler Ernährung und Flüssigkeitsersatz, eventuell auch Intubation und kontrollierter Beatmung notwendig.

Im Rahmen einer Rehabilitation nach der aktuen Phase der Erkrankung kommen Methoden wie die Physiotherapie, Logopädie und neurophysiologisches Training zum Einsatz.

Die Prognose ist insgesamt günstig, vor allem bei Kindern und Jugendlichen. Der überwiegende Teil der Erkrankungen heilt folgenlos aus, in 10-30% der symptomatischen Fälle bleiben jedoch neurologische Defizite unterschiedlichen Ausmaßes bestehen. Dabei kann es sich um Lähmungen, Gleichgewichtsstörungen, Epilepsien, Hörstörungen sowie Gedächtnis- und Konzentrationsprobleme handeln. Nach einer überstandenen Infektion besteht eine lebenslange Immunität, auch gegen die anderen Typen des FSME-Virus. 1 bis 2% der Patienten mit Meningoenzephalitis versterben.

Prophylaxe: Im Gegensatz zur Borreliose kann eine FSME durch eine aktive Impfung effektiv verhindert werden. Nicht zu vernachlässigen sind auch allgemeine vorbeugende Schutzmaßnahmen (Expositionsprophylaxe), das Tragen von langen Hosen und hohem Schuhwerk, das Meiden von Unterholz und hohem Gras sowie das Duschen und Absuchen des Körpers und der Kleider nach Besuch in Wald und Flur. Gefundene Zecken sollten sorgfältig entfernt werden, die Stelle des Stichs ist zu desinfizieren, der Zeitpunkt zu notieren.

Eine passive Impfung nach einem Zeckenbiss (postexpositionelle Immunprophylaxe) wird nicht empfohlen.

Impfung: Der FSME-Impfstoff enthält für eine aktive Immunisierung inaktivierte, nicht vermehrungsfähige FSME-Viren sowie als Hilfsmittel (Adjuvans) Aluminiumhydroxid, das die Wirksamkeit des Impfstoffs verstärkt. Der Impfstoff wird intramuskulär gespritzt. Es gibt mehrere Impfstoffhersteller, die unterschiedliche Dosierungen ihrer Produkte für Erwachsene und Kinder anbieten. Der Impfstoff gegen FSME ist sehr effektiv. Basierend auf Angaben zur Durchimpfung und zur Häufigkeit von Erkrankungen bei geimpften Personen wurde bei einer Untersuchung in Österreich die Wirksamkeit nach dreimaliger Gabe auf 96-99% geschätzt.[12] Das Erkrankungsrisiko wird von etwa 1:18.000 bei Nicht-Geimpften auf 1:840.000 reduziert. In Österreich erkrankten von 1995 bis 2004 insgesamt nur zwei Geimpfte mit eindeutigen Erkrankungszeichen.

Die Meinungen zur Verträglichkeit der Impfstoffe sind geteilt. Als Nebenwirkung treten lokale Hautreaktionen bei bis zu einem Drittel der Geimpften auf. Fieber als systemische Nebenwirkung der zugelassenen Impfstoffe ist bei Erwachsenen selten (< 1 %), kommt bei Kindern jedoch etwas häufiger (6-24%) vor, jedoch fast ausschließlich in milder Form (unter 40°C). Weitere Nebenwirkungen können Kopfschmerzen, Müdigkeit, Übelkeit sowie Muskel- und Gelenkschmerzen sein (10-20% der Geimpften). Allergische Reaktionen traten hingegen nur nach 1-2 von 1.000.000 Impfungen auf.[13] Im Jahr 2001 wurde der Impfstoff TicoVac des Herstellers Baxter AG aufgrund vermehrter Fieberanstiege und Fieberkrämpfe bei Kindern vom Markt genommen.

Durchführung

Für einen langjährigen Schutz ist eine Grundimmunisierung notwendig, die aus drei Impfungen besteht. Dabei wird die erste Impfung nach etwa drei Monaten und einem Jahr wiederholt.

Eine Auffrischungsimpfung wird nach drei bis fünf Jahren empfohlen. Verschiedene neuere Publikationen zeigten jedoch anhand der Untersuchung von Antikörper-Titern, dass eine Auffrischimpfung wahrscheinlich erst nach längerer Zeit notwendig wäre.[14][15]

Bei kurzfristigem Bedarf können die Impfungen in einem Schnellschema verabreicht werden, je nach Hersteller in zwei oder drei Dosen innerhalb von drei Wochen. Für einen langfristigen Schutz ist dann eine einmalige Wiederholungsimpfung nach einem Jahr notwendig.

Impfempfehlungen

Nach den Impfempfehlungen der Ständigen Impfkommission (STIKO)[16] am Robert Koch-Institut besteht eine Indikation zur aktiven Impfung für alle Personen, die sich in FSME-Risikogebieten aufhalten und durch Beruf (Forst- und Waldarbeiter, Landwirte u.a.) oder Freizeitaktivitäten (Urlauber, Jogger) Zecken ausgesetzt sind. Als Risikogebiete gelten dabei die FSME-Endemiegebiete, in denen bei Zeckenexposition ein deutlich erhöhtes Infektionsrisiko durch periodische Erkrankungsfälle oder eine infizierte Zeckenpopulation belegt ist. Dabei soll die Saisonalität von FSME (April bis November) beachtet werden. Für Kinder gelten die selben Indikationen, bei Kindern unter drei Jahren sollte aufgrund der milde verlaufenden Krankheit in diesem Alter die Impfung in Beratung mit dem Kinderarzt sehr zurückhaltend erfolgen.

Die Eidgenössische Kommission für Impffragen der Schweiz empfiehlt Impfungen für alle Personen in Endemiegebieten, allerdings erst ab einem Alter von sechs Jahren.[13]

Gegenanzeigen zur Impfung stellen allgemeine Impfhindernisse wie fieberhafte Erkrankungen, chronische Erkrankungen, Allergien gegen Impfbestandteile sowie bevorstehende große körperliche Anstrengungen dar. Während einer Schwangerschaft ist eine sorgfältige Abwägung der Risiken und Vorteile vorzunehmen. Erfahrungen zur Impfung von schwangeren Frauen liegen nicht vor.

Impfstoffherstellung

Die Herstellung des FSME-Impfstoffes erfolgt auf sogenannten CEC (chick embryo cells)-Zellen. Dabei handelt es sich um eine primäre Zellinie, die von embryonierten Hühnereiern ausgehend hergestellt wird. Hierzu werden die 10-12 Tage alten Eier geöffnet, der Embryo entnommen, zerkleinert und einer Trypsin-Behandlung unterworfen. In kleinen Fermentoren werden die CEC-Zellen mit dem FSME-Virus inokuliert. Nach Vermehrung des Virus sterben die CEC-Zellen ab, der Überstand wird geerntet, es erfolgt eine Inaktivierung des Virus mit Formaldehyd. Anschließend wird eine Antigen-Reinigung mittels einer Fällungsstufe, Ultrafiltration und einem kontinuierlichen Saccharose-Gradienten durchgeführt.

Gesetze: In Deutschland sind nach § 6 des IfSG der Krankheitsverdacht, die Erkrankung sowie der Tod an FSME mit Namen meldepflichtig.

Literatur und Weblinks:

  • Reinhard Kaiser: Frühsommer-Meningoenzephalitis. Prognose für Kinder und Jugendliche günstiger als für Erwachsene. Deutsches Ärzteblatt 101(33), S. A2260-A2264 (2004), ISSN 0012-1207
  • Peter Kimmig, Dieter Hassler, Rüdiger Braun: Zecken, Trias, 2001. ISBN 3431040187
  • Patrick Oschmann, Peter Kraiczy: Lyme-Borreliose und Frühsommer-Meningoenzephalitis, UNI-MED, Bremen, 1998. ISBN 3895994081
  • RKI - FSME
  • Risikogebiete: Deutschland -

Österreich - Schweiz - Europaweit

Dengue-Virus

Dengue-Virus
Dengue-Viren, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Flaviviridae 00.026.
Gattung: Flavivirus 00.026.0.01.
2. Mosquito-borne viruses
Dengue virus group
Art: Dengue virus 00.026.0.01.013.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das Dengue-Fieber (engl. dengue hemorrhagic fever (DHF)) ist eine Arbovirose (von arthropod born viruses: von Arthropoden übertragene Viren), die von vier verschiedenen Serotypen des Dengue-Virus verursacht wird. Die Symptome sind oft unspezifisch oder einer schweren Grippe ähnlich, können aber auch innere Blutungen umfassen. Deshalb zählt man das Dengue-Fieber zu den hämorrhagischen Fiebern. Das Dengue-Fieber ist auch als Sieben-Tage-Fieber, Pokalfieber oder Knochenbrecherfieber bekannt.

Der Name Dengue leitet sich aus dem spanischen Wort dengue ab, das man mit Ziererei oder Mätzchen übersetzen kann. Diese Bezeichnung deutet auf eine schmerzbedingte, auffällig eigenartige Veränderung der Körperhaltung und Verhaltensweise bei erkrankten Personen hin, die eventuell auch nach Abklingen der Erkrankung fortbesteht.

Erreger: Das Dengue-Virus gehört zur Gattung der Flaviviren aus der Familie der Flaviviridae. Es handelt sich dabei um ein behülltes Einzel(+)-Strang-RNA-Virus. Es lassen sich vier unterschiedliche DEN-Serotypen (DEN-1 bis DEN-4) unterscheiden, die entweder in abgegrenzten oder überlappenden Endemiezonen vorkommen.

Das Genom des Virus kodiert nur 10 Proteine. 3 Strukturproteine und 7 Proteine, die für die Wirtsvermehrung zuständig sind. Eines der Strukturproteine, das sog. envelope- bzw. Hüllprotein ist in 180facher Ausfertigung in die Lipidmembran des Virus eingelagert. Nach Aufnahme in die Wirtszelle gelangen die Virionen in die Lysosomen. Dort ändern die Hüllproteine unter dem Einfluss des niedrigen pHs ihre Konformation und sorgen nun für die Fusion der Virushüllmembran mit der lysosomalen Membran. Dadurch entgehen die Virionen dem lysosomalen Abbau und setzen gleichzeitig ihre RNA frei. Die Nicht-Strukturproteine sorgen danach für die Vermehrung (RNA-Polymerase, Helikase) und Modifikation (Methylierung) der RNA, sowie das Zuschneiden des am Ribosom gebildeten Polypeptids (Protease) in die einzelnen Virusproteine.

Epidemiologie: Als Reservoirwirte dienen dem Virus sowohl der Mensch wie auch Affen.

Die Krankheit stammt ursprünglich aus Afrika, ist vor etwa 600 Jahren nach Asien eingeschleppt und mittlerweile auch in Amerika dokumentiert worden. Seit etwa 200 Jahren beobachtet man in vielen tropischen Gebieten weltweit ein epidemisches Auftreten des Dengue-Fiebers.

Der internationale Handel - wie beispielsweise Containerschiffe mit Obstimporten aus Afrika - ermöglichte es infizierten Larven, weitere Infektionsgebiete zu eröffnen, in denen sie normalerweise nicht vorkommen. Auch in den Tropen infizierte Reisende können die Erkrankung in normalerweise sichere Gebiete einschleppen. Aufgrund der globalen Erwärmung breitet sich das Dengue-Fieber nunmehr auch in den gemäßigten Breiten aus.

Verbreitung des Dengue-Fiebers (2000).

Hauptverbreitungsgebiet sind heute Lateinamerika, Zentralafrika, Indien, Südostasien, Teile des Pazifik (u.a. Neukaledonien) und der Süden der USA. Auch nach Europa wird das Fieber regelmäßig eingeschleppt, mit jährlich etwa 2.000 eingeschleppten Fällen gehört Dengue zu den häufigsten viralen Infektionen bei deutschen Urlaubern.

Häufigkeit: 2,5 Milliarden Menschen leben in Endemiegebieten. Jährlich werden einige 10 bis 100 Millionen Menschen von dieser Erkrankung befallen, etwa 95% der Infizierten sind Kinder. 1999 war das Dengue-Fieber die am häufigsten durch Mücken übertragene Viruskrankheit. Etwa 2 bis 5% der Erkrankten versterben an diesem Fieber, insbesondere Kinder und Jugendliche. Bei Kindern bis zu einem Jahr liegt die Todesrate bei etwa 30%.

Übertragung: Die Viren werden ausschließlich durch den Stich von Mücken der Art Aedes aegypti oder Aedes Albopticus - auch Tigermücken genannt - als deren biologische Vektoren übertragen. Heute ist das Dengue-Fieber auch eine Krankheit der Großstädte, sowie der Slums (Favelas) in Brasilien, wo sich die Aedes-Mücken im stehenden Wasser vermehren, z.B. in den bei mangelnder Kanalisation vorhandenen Grabensystemen, sowie unverschlossene Wasserbehältern (Brunnen, Zisternen, Kloaken). Aber auch Behälter oder Abfall, in denen sich Regenwasser sammelt (Eimer, Dosen, Autoreifen, Plastikfolien) reichen für die schnell wachsende Larve der Aedes-Mücke aus.

Bekämpfung: Versuche im Zeitraum von 1950 bis 1960 die Krankheit durch das Bekämpfen von Mücken mit Insektiziden oder durch das Trockenlegen von Sumpfgebieten einzuschränken, waren damals zumindest vorübergehend erfolgreich. Heutzutage werden diese groß angelegten Bekämpfungsmaßnahmen aufgrund der damit verbundenen negativen Folgen für die Umwelt - Insektizidbelastung und Aussterben anderer Insektenarten - jedoch abgelehnt. Angesichts der schnell einsetzenden Resistenzbildung der Mücken gegen die eingesetzten Insektizide (z.B. DDT) waren sie aber auch langfristig nicht erfolgreich. Außerdem wurden bei der Anwendung des ehemals neu entwickelten Mittels "Abate" die bei der Anwendung empfohlenen Vorsichtsmaßnahmen derart vernachlässigt, dass zum Teil schwere gesundheitliche Schäden bei den Anwendern die Folge waren.

Seit einiger Zeit wird nur ein die Larve angreifendes Insektizid eingesetzt, welches als ein sog. "ökologisch korrektes" Larvizid aus dem Bakterium Bacterium isrealensis gewonnen wird. Dieser Wirkstoff gilt als umweltverträglich, doch ist seine Wirksamkeit noch nicht eindeutig nachgewiesen. Weitere einfache und wirksame Maßnahmen sind die Gaben von Chlor oder Sand in selbst allerkleinste Pfützen wie bspw. auch in die Untersetzer von Topfpflanzen.

Diagnose: Die klinische Diagnosestellung ist wegen der Vielzahl der möglichen Erreger für Infektionskrankheiten schwierig. Antikörper sind erst nach dem vierten Krankheitstag nachweisbar. Ein direkter Nachweis für das Dengue-Virus mit der Reverse-Transkriptase-Polymerasekettenreaktion (RT-PCR) zwischen dem vierten und siebten Krankheitstag sichert die Diagnose.

Krankheitsverlauf: In ca. 90% der Erkrankungen wird ein stummer (oligosymptomatischer) Verlauf beobachtet. Bei den restlichen 10% der Fälle beginnt die Krankheit nach einer Inkubationszeit von etwa zwei bis zehn Tagen mit einem Verlauf über drei Stadien:

  1. Plötzlich einsetzender Krankheitsbeginn mit Fieber bis 41° C, Schüttelfrost, Erschöpfungszuständen, Kopf-, Glieder-, Gelenk– und Muskelschmerzen ("breakbone fever"), auffälliger Bradykardie und metallisch bitterem Mundgeschmack. Gelegentlich tritt auch Hautausschlag, Übelkeit und Erbrechen auf.
  2. Nach dem Fieberabfall und einer weiteren Zeitspanne von vier bis fünf Tagen kommt es zu einem erneuten Fieberschub. Danach entwickelt sich ein masernähnliches Exanthem mit Lymphknotenschwellungen.
  3. Nach weiteren fünf bis sechs Tagen beginnt die Erholungsphase, die sich über mehrere Wochen hinziehen kann.

Als Dengue-Trias bezeichnet man Fieber, Exanthem und Kopf-, Glieder-, Gelenk- oder Muskelschmerzen.

Hämorrhagisches Denguefieber (DHF): Das hämorrhagische Denguefieber ist ein akutes Schocksyndrom mit Hämorrhagien nach einer erneuten Infektion durch einen anderen Serotypen des Dengue-Virus.

Ausschließlich bei Menschen mit bereits existierenden Antikörpern gegen einen anderen Serotyp des Dengue-Virus kann es zu einer immunologischen Überreaktion kommen, in deren Verlauf die Blutgefäße durchlässig werden. Die Antikörper können durch eine vorangegangene Erkrankung erworben oder von Müttern auf ihre Kinder übertragen werden. Dies erklärt, warum vor allem Kinder von dieser Variante des Dengue-Fiebers betroffen sind.

Die hämorrhagische Form beginnt wie das normale Dengue-Fieber, verschlechtert sich aber nach zwei bis fünf Tagen dramatisch. Es kommt zu (inneren) Blutungen, Hepatomegalie und hämorragisch-distributivem Schock.

Der Krankheitsverlauf ist abhängig vom Schweregrad, dem Therapiebeginn sowie den medizinischen Möglichkeiten einer angemessenen (adäquaten) Schockbehandlung. In ärmeren Regionen beträgt die Letalität 10-30%.

Therapie: Zur Zeit gibt es keine kausale Therapie. Symptomatisch stehen Schockprophylaxe und Analgetika (kein ASS) im Vordergrund.

Immunisationsschutz: Die Infektion mit einer von den vier Arten des Krankheitserregers bietet nur einen Immunisationsschutz gegen den selben Serotyp, so dass eine Person bis zu vier mal am Dengue-Fieber erkranken kann. Auffällig ist, dass nach einer überstandenen Infektion eines Serotyps die Krankheitsfolgen bei einer späteren Infektion mit einem anderen Serotyp durch eine überschießende Immunreaktion oft wesentlich heftiger ausfallen als bei der Erstinfektion. Ein bislang nicht vorhandener Impfschutz wäre deshalb nur dann sinnvoll, wenn er zugleich gegen alle vier bisher bekannten Serotypen schützen könnte.

Prophylaxe: Der beste Schutz ist die Vermeidung von Stichen durch Schutzkleidung, Sprays und Moskitonetze. Dabei ist zu beachten, daß die Mücken tagaktiv sind.

Gegenwärtig gibt es keine Impfung gegen das Dengue-Fieber. Allerdings wird in Thailand an einem tetravalenten Lebendimpfstoff gearbeitet. Die ersten Ergebnisse erscheinen vielversprechend. Man hofft, zwischen 2005 und 2010 durch Massenimpfungen die epidemischen Ausmaße des Dengue-Fiebers einzudämmen. Bis dahin ist ein Schutz gegen das Dengue-Fieber nur durch einen generellen Schutz vor Mücken möglich. Dabei ist neben der Vernichtung der Mücken oder ihrer Brutstätten auch die Nutzung (insektizidgetränkter) Moskitonetze eine sinnvolle Maßnahme.

Ein weiteres bedeutendes Forschungszentrum auch für diese Erkrankung ist das Novartis Institute for Tropical Deseases (NITD) in Singapur. Nach Aussagen Ihres Leiters Prof. Paul Herrling stehen die Forschungen dort in Bezug auf einen medikamentösen Wirkstoff zur erfolgreichen Behandlung des Dengue-Fieber noch am Anfang.

Gesetze: In Deutschland sind nach § 6 des IfSG der Krankheitsverdacht, die Erkrankung sowie der Tod an einem virusbedingtem hämorrhagischen Fieber mit Namen meldepflichtig.

Literatur und Weblinks:

  • RKI - Dengue-Fieber
  • U. Kuhnle, W. Krahl: Dengue-Fieber und Hämorrhagisches Dengue-Fieber. Die tödliche Pandemie des 20. Jahrhunderts. Monatsberichte Kinderheilkunde 147(1), S. 48 – 50 (1999), ISSN 0026-9298
  • Anonymus: Dengue-Fieber. Die unbekannte Pandemie. Pharmazeutische Zeitung 147(7), S. 52 – 55 (2002), ISSN 0031-7136
  • Anonymus: Dengue-Fieber rund um die Welt verbreitet. Pharmazeutische Zeitung 149(14), S. 50 – 53 (2003), ISSN 0031-7136

Japan-B-Enzephalitis-Virus

Japan-B-Enzephalitis-Virus
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Flaviviridae 00.026.
Gattung: Flavivirus 00.026.0.01.
2. Mosquito-borne viruses
Japanese encephalitis virus group
Art: Japanese encephalitis virus 00.026.0.01.019.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Die Japanische Enzephalitis wird durch das Japan B-Enzephalitis-Virus ausgelöst, ein Arbovirus, das wie der Erreger des Gelbfiebers zu den Flaviviridae gehört. Es existieren mehrere Subtypen des Virus, bisher konnten die Varianten Nakayama und JaGar-01 identifiziert werden.

Die Japanische Enzephalitis kommt vor allem in Ost- und Südostasien vor. In Südostasien gibt es regelmäßig zur Monsunzeit Epidemien, die in den Ländern, die noch kein effektives Impfprogramm implementiert haben, Hunderte bis Tausende von Opfern fordern.

Übertragungswege: Die Japanische Enzcephalitis ist eine Zoonose. Das Erregerreservoir bilden vor allem wildlebende Vögel (unter anderem Reiher), aber auch Reptilien und Fledermäuse. Zwischenwirte für die Infektion des Menschen sind häufig Haustiere (Schweine, Pferde). Als Vektoren dienen Mücken der Gattungen Culex und Aedes, die die Erreger über Stiche weitergeben. Zu den wichtigsten Überträgern zählen Culex tritaeniorhynchus, C. fuscocephala und C. annulus.

Infektionsrisiko: Das Infektionsrisiko für Touristen ist vergleichsweise gering. Ein erhöhtes Infektionsrisiko besteht in den Endemiegebieten vor allem auf dem Land, vorzugsweise am Ende der Regenzeit. Nur ein Teil der Mücken sind Virusträger. Die Durchseuchungsrate ist regional unterschiedlich und wird bei den übertragungsfähigen Gattungen mit 1:100 bis 1:300 angeben. Das Risiko steigt damit proportional zur Zahl der Stiche.

Verbreitung der Japanischen Enzephalitis in Asien basierend auf Daten von 1970 bis 1998.

Epidemiologie: Die Japanische Enzephalitis ist in Asien weit verbreitet. In Japan selbst tauchen - bedingt durch die systematische Durchimpfung von Haustieren - nur noch wenige Fälle auf. Hauptsächlich betroffen sind China, Indien, Sri Lanka, Nepal, Vietnam, die Philippinen und das nördliche Thailand. Jährlich werden weltweit 35.000 bis 50.000 Fälle mit mehr als 10.000 Toten registriert, wobei die tatsächliche Anzahl der Erkrankungen deutlich höher liegen dürfte.

Symptomatik: In den meisten Fällen verläuft die Infektion mild oder asymptomatisch. Bei schwererem Verlauf stellt sich nach einer Inkubationszeit von 5-15 Tagen ein Grippe-ähnliches Krankheitsbild mit Fieber, Schüttelfrost, Abgeschlagenheit, Kopfschmerzen, Übelkeit und Erbrechen ein.

Befällt das Virus das Zentralnervensystem (ZNS), entwickelt sich eine Enzephalitis mit Bewusstseinstrübung, Krampfanfällen, Reflexstörungen, Paresen und Meningitiszeichen, die in ca. 30% der Fälle tödlich enden kann. Bei einem weiteren Drittel blieben dauerhafte neurologische Defizite zurück.

Impfung: Es gibt verschiedene ausländische Impfstoffe wie von Biken, Denka Seiken. In Deutschland wird derzeit überwiegend ein Impfstoff verwendet, der in Japan hergestellt wird. Alle folgenden Angaben beziehen sich auf diesen Impfstoff. Er enthält im Wesentlichen abgetötete Japanische-Enzephalitis-Viren, das aus Mäusehirnen gewonnen und gereinigt wurde. Seine Wirksamkeit wird mit 91% angegeben. Er wird unter die Haut gespritzt und sollte bei Kindern nach Möglichkeit erst ab einem Alter von einem Jahr eingesetzt werden.

Für eine vollständige Grundimmunisierung werden drei Injektionen jeweils an den Tagen 0, 7 und 30 verabreicht. Kinder zwischen einem und drei Jahren erhalten jeweils nur die halbe Dosis. Bei Zeitnot kann auch an den Tagen 0, 7 und 14 geimpft werden. In Ausnahmefällen reichen zwei Impfdosen. Der Schutz wirkt frühestens zwei bis drei Wochen nach der zweiten Impfung. Die letzte Dosis sollte spätestens zehn Tage vor Abreise verabreicht werden. Der Schutz hält zwischen einem und vier Jahren an. Nach zwei Jahren kann eine Auffrischimpfung erwogen werden.

Die Japanische-Enzephalitis-Schutzimpfung kann gleichzeitig mit anderen Impfungen vorgenommen werden. Aus Vorsichtsgründen sollten jedoch sieben Tage vor einer Impfung gegen Japanische Enzephalitis andere Impfungen vermieden werden.

Hinweis: In Deutschland nicht zugelassene Impfstoffe können über internationale Apotheken bestellt werden. Im Falle impfstoffbedingter Gesundheitsstörungen hat der Geimpfte aber hier keinen gesetzlichen Entschädigungsanspruch. Bei schuldhafter Verletzung der ärztlichen Sorgfaltspflicht besteht jedoch weiterhin ein Haftungsanspruch gegen den Arzt.

Verhalten nach der Impfung

Bis zu 17 Tage nach einer Impfung kann es zu allergischen Reaktionen kommen. Bereits bei ersten Anzeichen ist sofort ein Arzt aufzusuchen. Daher sollten sich geimpfte Personen zumindest in den ersten zehn Tagen nach einer Injektion in Gebieten aufhalten, wo medizinische Hilfe schnell erreichbar ist. Fernreisen sind zu vermeiden. In den ersten 48 Stunden nach einer Impfung ist zudem von übermäßigem Alkoholkonsum abzuraten.

Wer soll geimpft werden?

Die WHO empfiehlt die Impfung nur Asien-Reisenden, die sich einen Monat oder länger während mückenreichen Jahreszeiten in Gebieten aufhalten, wo die Japanische Enzephalitis gehäuft auftritt. Diese sind China, Indien, Japan, Kambodscha, Korea, Laos, Myanmar, Nepal, Teile Ozeaniens, auf den Philippinen, Sri Lanka, Thailand und Vietnam.

Wer soll nicht geimpft werden?

Wer an einer akuten, behandlungsbedürftigen Krankheit mit Fieber leidet, soll nicht geimpft werden. Nicht geimpft werden dürfen außerdem Personen mit bekannter oder vermuteter schwerer Überempfindlichkeit gegen Bestandteile des Impfstoffs etwa der Allergie gegen Nagetier-Protein oder Protein aus Nervenzellen sowie Personen, bei denen nach einer früheren Impfung gegen Japanische Enzephalitis eine allergische Erscheinung, hohes Fieber oder eine andere unerwünschte Reaktion aufgetreten ist. Hierzu gehören ein stark juckender Ausschlag am gesamten Körper, ein stark geschwollenes Gesicht oder Schwellungen und Wassereinlagerungen auch an Armen, Beinen oder Hals.

Bei folgenden Personen müssen Nutzen und Risiken der Schutzimpfung gegen Japanische Enzephalitis sorgfältig abgewogen werden: Schwangere und stillende Frauen, Kinder im ersten Lebensjahr, Personen, die schon einmal an Urtikaria (?) litten.

In diesen Fragen berät Sie der Impfarzt, wie Sie sich am besten gegen eine Infektion mit Japanischer Enzephalitis schützen können.

Diagnostik: Bei entsprechender Exposition kann die Verdachtsdiagnose aus dem klinischen Bild gestellt werden. Die weiterführende Diagnostik umfasst: Blutbild (Leukozytose), CT oder MRI, Liquoruntersuchung (lymphozytäre Pleozytose bei normalem Glucosespiegel), serologischer Antikörpernachweis (ELISA, IF, HHT, KBR), ggf. Virusnachweis aus Liquor mittels PCR.

Differentialdiagosen: Zerebrale Malaria, Bakterielle Meningitis, Reye-Syndrom

Vorbeugung: Basismaßnahme ist die Vermeidung von Stichen. Touristen sollten sich mit Repellents, Insektennetzen und langärmeliger Kleidung schützen. Bei längerem Aufenthalt in Endemiegebieten empfiehlt sich eine Schutzimpfung gegen JE, die nach dreimaliger s.c.-Injektion (0, 7, 14-28 Tage) einen sehr guten Schutz bietet. Bei einem längeren Aufenthalt in Endemiegebieten sollte die Impfung alle 2 Jahre aufgefrischt werden. Der Totimpfstoff kann in Deutschland über internationale Apotheken bezogen werden, er ist in Deutschland nicht offiziell zugelassen.

Therapie: Da zur Zeit (2004) keine wirksamen Virustatika gegen JE verfügbar sind, ist die Therapie rein symptomatisch. Sie umfasst u.a. die Kontrolle des Flüssigkeitshaushalts, die Verhinderung von Sekundärinfektionen und gegebenenfalls eine Beatmung.

Literatur und Weblinks:

St.-Louis-Enzephalitis-Virus

St.-Louis-Enzephalitis-Virus
St. Louis Enzephalitis (SLE)-Viren, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Flaviviridae 00.026.
Gattung: Flavivirus 00.026.0.01.
2. Mosquito-borne viruses
Japanese encephalitis virus group
Art: St. Louis encephalitis virus
00.026.0.01.044.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Die St. Louis-Enzephalitis ist eine der häufigsten durch Arboviren ausgelöste Erkrankung Nordamerikas und auch von reisemedizinischer Bedeutung.

Erreger: Die St. Louis-Enzephalitis wird durch das gleichnamige Virus ausgelöst. Es gehört zu den Flaviviren (Einzel(+)-Strang-RNA-Viren, Togaviridae).

Übertragung: Das Virus wird durch nachtaktive Stechmücken übertragen (Culex nigripalpus, Culex pipiens pipiens und Culex tarsalis). Während einer Blutmahlzeit an einem infizierten Tier nehmen die Stechmücken das Virus auf und können es zu einem späteren Zeitpunkt durch erneuten Stich auf Menschen oder andere Tiere übertragen. Reservoir sind Vögel und Fledermäuse. Der Mensch ist nur Zufallswirt, eine Übertragung von Mensch zu Mensch findet nicht statt.

Vorkommen: Endemiegebiete in den USA sind das Ohio-Mississippi-Becken, Texas, Florida, Colorado sowie Kalifornien, außerdem Jamaika. Das Virus ist auch in Kanada, in Mittel- und Südamerika endemisch, hat aber dort wohl keine Epidemien ausgelöst. Die Übertragung erfolgt, dem Lebenszyklus der Stechmücken entsprechend, am häufigsten zwischen Juli und Oktober.

Klinik: Die Erkrankung verläuft in den meisten Fällen inapparent und ohne Folgen Bei 1-5% der Infizierten kommt es jedoch nach einer Inkubationszeit von wenigen Tagen zu plötzlich einsetzendem hohem Fieber, begleitet von Kopf- und Gliederschmerzen, Lichtscheu und Schwindel. Insbesondere bei älteren Menschen können im Anschluss neurologische Symptome auftreten: Meningitis oder Enzephalitis. Die Rekonvaleszenz kann Wochen und Monate dauern, möglich sind auch bleibende neurologische Ausfälle, z.B. Gang- und Sprachstörungen. Die Letalität kann bis zu 20% betragen.

Therapie: Eine spezifische Therapie oder eine Impfung gibt es nicht. Für Reisende in Endemiegebiete empfiehlt sich daher als Vorbeugung ein Schutz vor Mückenstichen: Repellentien, Moskitonetze, helle, lange Kleidung, Vermeidung von Außenaufenthalten während und nach der Dämmerung.

West-Nil-Virus

Das West-Nil-Virus ist ein seit 1937 bekanntes, behülltes Einzel(+)-Strang-RNA-Virus der Flaviviridae-Familie, das sowohl in tropischen als auch in gemäßigten Gebieten vorkommt. Das Virus infiziert hauptsächlich Vögel, kann aber auch auf Menschen, Pferde und andere Säugetiere übergreifen.

Übertragung: Das Virus wird durch Stechmücken übertragen, in Nordamerika z.B. die gemeine kleine Hausmücke (Culex pipiens) und ein Vogel und Menschen mögender Hybrid aus Culex Pipiens und Culex molestus. In den Epidemien von 2003 und 2004 sind insbesondere auch die Arten Culex tarsalis und Culex quinquefasciatus als häufige Vektoren der Krankheit identifiziert worden. Da in Europa fast ausschließlich die sich nur von Menschen ernährende Art Culex molestus vorkommt, findet das Virus hier keine Verbreitung, da es von dieser Mückenart nicht von Vögeln auf Menschen übertragen wird.

West-Nil-Virus
West-Nil-Viren, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Flaviviridae 00.026.
Gattung: Flavivirus 00.026.0.01.
2. Mosquito-borne viruses
Japanese encephalitis virus group
Art: West Nile virus 00.026.0.01.051.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

In einer im Januar 2006 im Magazin Journal of Experimental Medicine veröffentlichten Studie wird die Vermutung aufgestellt, dass die Anfälligkeit für das West-Nil-Virus durch eine Mutation des Gens CCR5 (genannt CCR5Δ32) massiv begünstigt wird. Diese Löschung von 32 Basenpaaren bewirkt auch eine beschränkte Resistenz gegen das an gewöhnliche CCR5-Rezeptoren andockende HIV. Die Mutation stellt daher seit Entdeckung 1996 die Grundlage für die Entwicklung neuer CCR5-Inhibitoren im Kampf gegen AIDS dar. Bisher waren keine negativen Auswirkungen bekannt. Es ist noch nicht geklärt, ob CCR5Δ32 neben der Anfälligkeit auch die Schwere des Krankheitsverlaufes nach Infektion mit dem West-Nil-Virus beeinflusst.

Symptome: Beim Menschen ergeben sich in 80% der Fälle keine Symptome durch die Infektion. In anderen Fällen ergeben sich Grippe-ähnliche Symptome, bekannt als West-Nil-Fieber. Das Virus ist in der Lage die Blut-Hirn-Schranke zu passieren und kann dadurch eine lebensbedrohliche Enzephalitis oder Meningitis auslösen (0,7% der Fälle). Personen über 50 Jahre haben ein erhöhtes Risiko, eine schwere Form der Krankheit zu entwickeln. Die Symptome entwickeln sich nach 3 bis 14 Tagen, eine wirksame Behandlung ist nicht bekannt.

Therapie: Aktuell sind Forscher der Washington University School of Medicine in St. Louis, USA, dabei, einen bei Mäusen entdeckten, gegen das Virus wirksamen Antikörper (E16) für die Anwendung beim Menschen weiterzuentwickeln.

Geschichte: Einer These folgend soll schon Alexander der Große vom West-Nil-Virus dahingerafft worden sein, da Plutarch berichtete, dass vor Alexanders Ableben Raben tot vom Himmel fielen.

Das West-Nil-Virus wurde zum ersten Mal 1937 im West-Nil-District von Uganda bei einer erkrankten älteren Frau isoliert und bekam daher diesen Namen. 1957 trat es in Israel auf und wurde weiterhin ab 1960 in Frankreich und Ägypten bei Pferden festgestellt. In den letzten Jahren sind epidemische Häufungen der vom West-Nil-Virus ausgelösten Enzephalitis in Algerien (1994), Rumänien (1996/97), der Tschechischen Republik (1997), der Demokratischen Republik Kongo (1998), Russland und Nordamerika (1999) und Israel (2000) dokumentiert worden.

Mit dem ersten Auftreten des West-Nil-Virus in Nordamerika 1999 rückte die Thematik in das mediale Rampenlicht. In den USA begann der Virusausbruch im Gebiet von New York City. Es gibt eindeutige Hinweise dafür, dass das Virus von einer infizierten Mücke aus einem israelischen Flugzeug der Linie Tel Aviv - New York eingeschleppt wurde. Die ersten Anzeichen waren Vögel, die tot von den Bäumen des Central Parks fielen. Bald darauf wurden ältere Menschen in der Gegend infiziert und erkrankten. Eine Ärztin aus der New Yorker Bronx mit Tropenerfahrung glaubte das West-Nil-Fieber zu erkennen und verständigte forschende Militärärzte, die den Verdacht bestätigen konnten. Es breitete sich seitdem auf dem ganzen nordamerikanischen Kontinent aus. Als Gegenmaßnahmen wurde und wird versucht, den Überträger des Virus, die Moskitos, mit Pestiziden zu bekämpfen. Auch die Anwendung von Insektiziden im Fracht- und Personenbereich von Interkontinentalflugzeugen vor der jeweiligen Landung wurde weltweit erheblich verstärkt.

Statistik: In den USA sind von 1999 bis 2001 149 Infektionen mit 18 Todesfällen dokumentiert. Im Jahr 2002 stieg diese Zahl auf 4156 Infektionen und 284 Tote; 2003 9.858 Infektionen und 262 Todesfälle.

Literatur und Weblinks:

Gelbfieber-Virus

Gelbfieber-Virus
Gelbfieber-Virus, EM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Flaviviridae 00.026.
Gattung: Flavivirus 00.026.0.01.
2. Mosquito-borne viruses
Yellow fever virus group
Art: Yellow fever virus 00.026.0.01.001.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das Gelbfieber-Virus ist ein 40–50 nm großes, behülltes RNA–Virus aus der Gruppe der Flaviviren und der Erreger des Gelbfiebers, auch Schwarzes Erbrechen genannt, das in tropischen und subtropischen Gebieten in Südamerika und Afrika, aber nicht in Asien vorkommt. Da das Virus auch Affen befällt, von denen es wieder durch Vektoren auf den Menschen übertragen werden kann, ist es nur sehr schwer auszurotten.

Übertragung: Das Gelbfieber-Virus wird durch den Stich der Gelbfiebermücke (Aedes aegypti oder Haemagogus) übertragen. Aedes sticht Tag und Nacht und kommt zum Brüten mit kleinsten Wassermengen aus.

Häufigkeit: Die offiziellen Zahlen belaufen sich auf ca. 200.000 Erkrankungen und ca. 30.000 Todesfälle pro Jahr weltweit (90% in Afrika).

Symptome und Krankheitsverlauf: Die Infektion äußert sich zunächst in einer fieberhaften Erkrankung mit Kopf- und Gliederschmerzen, Schüttelfrost und Übelkeit, die dann vollständig ausheilen kann. In etwa 10% der Fälle folgt anschließend eine zweite ikterische Krankheitsphase mit Leberschädigung, die mit einer Letalität von ca. 50% behaftet ist.

Die Erkrankung hinterlässt, wenn überlebt, eine lebenslange Immunität.

Prophylaxe: Bei Reisen in betroffene Gebiete wird dringend eine Impfung empfohlen. Der Impfschutz setzt nach 10 Tagen ein und hält mindestens 10 Jahre an (man schätzt 30–40 Jahre). Der Lebendimpfstoff (Deutschland: Stamm D-17 nach Theiler) muss nur einmal injiziert werden (0,5ml s.c. oder i.m.) und führt recht häufig zu grippeähnlichen Symptomen in den Tagen danach, weswegen man nach der Impfung auf Alkohol und übermäßige körperliche Anstrengung verzichten sollte.

Nach einer Impfung wird das Virus nicht ausgeschieden oder an die Umgebung weitergegeben. In den vergangenen Jahren wurden aus den USA, Brasilien und Australien über wenige Fälle schwerer Krankheitsbilder, auch mit Todesfolge, bei einer solchen Immunisierung berichtet. Dabei scheint es sich überwiegend um Personen mit bestimmten Immundefekten gehandelt zu haben. Bezogen auf etwa 500 Mio. Geimpfter ist dieses Risiko im Vgl. zum Infektionsrisiko gering.

Der Impfstoff ist laut Hersteller nicht für Säuglinge unter 6 Monaten, laut WHO nicht unter 9 Monaten geeignet. Außerdem darf er wie andere Ganzkeimimpfstoffe auch nicht an Allergiker gegen Hühnereiweiß verimpft werden (Gelbfieber-Impfstoff ist die Vakzine mit dem höchsten Gehalt an Hühnereiweiß). Andere Kontraindikationen sind Schwangerschaft oder eine akute Erkrankung sowie verschiedene Formen von Immundefekten. Zu vorheriger Gabe von Immunglobulinen (passive Impfung) muss bei Impfungen allgemein ein Abstand von mindestens 3 Monaten eingehalten werden. Andere Lebendimpfstoffe (Mumps, Masern, Röteln) sollten entweder gleichzeitig oder im Abstand von 4 Wochen verabreicht werden. Zwei Wochen nach der Impfung sollte man kein Blut spenden, um das Impfvirus nicht an den Transfusionsempfänger weiterzugeben.

Aedes aegypti.

Impfpflicht: Einige Länder Asiens sind von Gelbfieber bedroht (Vorkommen von Überträgermücke und infizierbaren Affen), ohne dass die Krankheit dort bislang vorkommt. Um eine Einschleppung zu verhindern, verlangen diese Länder von allen ausländischen Besuchern eine vorherige Impfung. Sie muss durch eine Impfbescheinigung nachgewiesen werden.[17].

Geschichte: Der kubanische Arzt und Wissenschaftler Charles Finlay entdeckte 1881 den Moskito als Überträger des Gelbfiebers.

Die berühmteste historische Episode im Zusammenhang mit Gelbfieber ist der Bau des Panamakanals. Der Bau wurde unter Führung des französischen Ingenieurs Ferdinand de Lesseps, der schon den Sueskanal erfolgreich gebaut hatte, zunächst abgebrochen und dann von amerikanischer Seite fortgesetzt. Dabei kamen besonders Arbeiter aus Afrika zum Einsatz, weil man annahm, diese hätten bereits eine Immunität. Man schätzt, dass etwa auf jeden Meter Panamakanal ein toter Arbeiter kommt. Gelbfieber ist ursprünglich nur in Südamerika endemisch und breitete sich erst dann auch über Afrika aus. Man weiß nicht, warum Gelbfieber bis heute in Asien nicht vorkommt.

Der Gelbfieberimpfstoff wurde um 1937 von dem in Südafrika lebenden Mikrobiologen Dr. Max Theiler (1899-1972) am Rockefeller-Institut in Versuchen mit Affen und Mäusen entwickelt. Für diese Leistung erhielt er 1951 den Nobelpreis für Medizin.

Literatur und Weblinks:

Quellen

  1. RKI, Epidemiologisches Bulletin 13/2006
  2. RKI, Epidemiologisches Bulletin 46/2005
  3. Heinz, F. X. (1999): Tick-borne encephalitis virus: advances in molecular biology and vaccination strategy in the next century. Zentralbl. Bakteriol. 289, 506-510.
  4. Dumpis U, Crook D, Oksi J.: Tick-borne encephalitis (review). Clin Inf Dis 1999; 28: 882–90 PMID 10825054
  5. 5,0 5,1 http://www.rki.de/cln_006/nn_225576/DE/Content/Infekt/EpidBull/Merkblaetter/Ratgeber__Mbl__FSME.html
  6. http://www.zecken.at/Zecken.aspx?target=49687#show_49687 www.zecken.at
  7. http://www.apotheker.or.at/.../FSME_%202005_Bilanz_Heinz.PDF
  8. http://www.rki.de/cln_006/nn_225576/DE/Content/Infekt/EpidBull/Archiv/2006/17__06.html
  9. http://www.apotheker.or.at/.../FSME_Bundesland2005.jpg
  10. 10,0 10,1 Zur FSME in Europa. Epidemiologisches Bulletin 16 / 2005 des RKI
  11. Gleixner, Müller, Wirth: Neurologie und Psychiatrie. 4. Aufl. 2004/5, S. 116. ISBN 3929851539
  12. Kunz C.: TBE vaccination and the Austrian experience. Vaccine. 2003 Apr 1;21 Suppl 1:S50-5. PMID 12628814
  13. 13,0 13,1 http://www.bag.admin.ch/... - Empfehlungen zur Impfung gegen Zeckenenzephalitis, Eidgenössische Kommission für Impffragen des schweizerischen Bundesamtes für Gesundheit
  14. Rendi-Wagner P et al: Immunogenicity and safety of a booster vaccination against tick-borne encephalitis more than 3 years following the last immunisation. Vaccine. 2004 PMID 15530690
  15. Rendi-Wagner P et al: Persistence of protective immunity following vaccination against tick-borne encephalitis - longer than expected? Vaccine. 2004 Jul 29;22(21-22):2743-9. PMID 15246606
  16. http://www.rki.de/cln_011/nn_226862/DE/Content/Infekt/EpidBull/Archiv/2005/30__05.html__nnn=true
  17. http://www.who.int/ith/countries/vaccination/en/


Togaviridae

Togaviren (Togaviridae) sind einzel(+)-strängige, behüllte RNA-Viren mit einem Durchmesser von 60-70nm. Die Reifung der Viren (Maturation) erfolgt an Plasmamembranen. Zu den Togaviren zählen die Gattungen der Alphaviren (bei denen die Krankheitserreger unter anderem durch blutsaugende Gliederfüßer auf den Mensch und Tiere übertragen werden) und Rubiviren (Erreger der Röteln).

Alphaviren

Alphaviren
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Togaviridae 00.073.
Gattung: Alphavirus 00.073.0.01.
Arten: Chikungunya virus 00.073.0.01.007.
Everglades virus 00.073.0.01.009.
Mayaro virus 00.073.0.01.014.
Mucambo virus 00.073.0.01.016.
O’nyong-nyong virus 00.073.0.01.019.
Ross River virus 00.073.0.01.021.
Semliki Forest virus 00.073.0.01.023.
Sindbis virus 00.073.0.01.024.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das Alphavirus (früher: Arbovirus A) ist eine Virus-Gattung der Togaviridae. In diese Gattung sind etwa 20 umhüllte und positiv-einzelsträngige RNA-Viren mit einem Durchmesser von ca. 60 bis 70nm eingeordnet. Die Virushülle besitzt charakteristische Spikes aus Glycoproteinen. Sie vermehren sich im Zytoplasma und die Nukleinsäure allein ist bereits infektiös.

Alphaviren kommen weltweit vor. Die Krankheitserreger werden vor allem durch Stechmücken (z.B. Anopheles) übertragen (daher der alte Name Arbovirus als Akronym für arthropod(s) born viruses). Alphaviren können beim Menschen endemisch, epidemisch und sporadische Erkrankungen hervorrufen. Dabei überwiegen gutartige fieberhafte Infekte, die zum Teil mit Exanthem und Gelenkentzündung (Polyarthritis) einhergehen. Bei Tieren kommen aber auch letale Infektionen mit Beteiligung des Zentralnervensystems vor (Enzephalomyelitis-Viren der Pferde, deren Krankheitsbilder zu den anzeigepflichtigen Tierseuchen gehören).

Humanpathogene Alpha-Viren Viren sind das Chikungunya-Virus, das Ross-River-Virus, das O'Nyong-nyong-Virus, das Mayaro-Fieber-Virus, das Sindbis-Virus, das Semliki-Forest-Virus, das Mucambo-Virus und das Everglades-Virus.

Tierpathogene Viren sind (bei Pferden) das das Eastern Equine Encephalomyelitis Virus (EEE-Virus), das Western Equine Encephalomyelitis Virus (WEE-Virus), das Venezuelan Equine Encephalomyelitis Virus (VEE-Virus) und bei Nagetieren und Vögeln das Highlands J-Virus.

Chikungunya-Virus

Chikungunya-Fieber ist ein durch Viren ausgelöstes endemo-epidemisches tropisches Hämorrhagisches Fieber. Chikungunya heißt "der gekrümmt Gehende" und ist ursprünglich Kisuaheli. Im Deutschen wird die Krankheit auch „Gebeugter Mann“ genannt. Diese Erkrankung ist bislang nicht meldepflichtig.

Erreger: Das Chikungunya-Fieber wird durch das Chikungunya-Virus (CHIKV) ausgelöst. Das krankheitverursachende Virus ist ein behülltes Einzel(+)-Strang-RNA-Virus und gehört zur Gattung Alphavirus aus der Familie der Togaviridae. Außerdem gehört das Virus zur Gruppe der Arboviren und ähnelt denen, welche das Denguefieber und Gelbfieber auslösen und ist eng mit dem das O'nyong'nyong-Fieber verursachendem O'nyong'nyong-Virus verwandt.[1]. Als Reservoirwirte sind bislang Meerkatzen, Paviane und Nager festgestellt.[2]

Vorkommen: Das Chikungunya-Fieber ist erstmals 1952 in Tansania bekannt geworden. Später ist dieses Fieber sowohl in Westafrika wie auch in Indien, Südostasien und auf den Philippinen ausgebrochen. Die Bevölkerung in diesen Regionen hat sich jedoch als weitgehend immun gegen diesen Krankheitserreger erwiesen. Mittlerweile hat es sich zusammen mit der Asiatischen Tigermücke Aedes albopictus auf nahezu allen Kontinenten ausgebreitet. Seit etwa zehn Jahren sind auch Europa und Inseln im Pazifik und im Indischen Ozean betroffen. Im letzten Auftrittsgebiet der Inseln vor Ostafrika fehlt den dortigen Bewohnern und den Urlaubern aus Europa eine Immunität.

Übertragung: Das Chikungunya-Fieber kann nach Expertenmeinung theoretisch durch den Stich verschiedener Stechmücken der Gattungen Anopheles, Aedes, Culex und Mansonia übertragen werden. Als eindeutiger Vektor ist allein die ursprünglich aus Ostasien stammende Asiatische Tigermücke Aedes albopictus (seit neuerem auch Stegomyia albopicta) nachgewiesen.[3] Auch diese nur etwa 5mm große, schwarz-weiß gestreifte und sehr aggressive Mücke, die am Tage sticht und dies teilweise sogar durch die Kleidung hindurch, hat sich weltweit ausgebreitet und überträgt neben dem Chikungunya-Fieber auch noch das Dengue-Fieber, Gelbfieber, West-Nil-Fieber und weitere Krankheiten. Diese Mückenart kommt mittlerweile nur in den heißen Sommermonaten auch in Südeuropa vor, doch sind hier bislang noch keine mit dem Chikungunya-Virus infizierten Exemplare festgestellt worden.

Das Chikungunya-Fieber kann nicht direkt von Mensch zu Mensch weitergegeben werden.

Diagnose: Ein serologischer Test für Chikungunya ist von der Universität Malaya in Kuala Lumpur, Malaysia erhältlich.

Krankheitsverlauf und Symptome: Nach einer Inkubationszeit von zwei bis zehn Tagen entwickeln die Betroffenen in der Regel hohes Fieber mit Kopf- und schweren Gelenkschmerzen mit hoher Berührungsempfindlichkeit, so dass sie sich kaum noch aufrecht halten können. Andere häufige Symptome sind Erschöpfung, Hautausschlag und Atembeschwerden. Normalerweise klingt diese Erkrankung nach etwa zwei Wochen von selbst wieder ab und es bleiben auch keine Schäden zurück. Nach überstandener Krankheit kommt es zu lebenslanger Immunität.

Komplikationen: Die oben geschilderten Symptome können gelegentlich wiederkehren und bis zu neun Monate anhalten. Weiterhin können durch das hohe Fieber gelegentlich starke neurologische Störungen, Hirnhautentzündungen oder sogar Gehirnschäden verursacht werden. Ein schwerer Krankheitsverlauf kann auch zu einer paraviralen Arthritis führen. Auf La Réunion kam es durch diese Erkrankung sogar zu mehreren Todesfällen (siehe unten).

Therapie: Bisher gibt es keine kausale Therapie. Schmerzen können z.B. mit Paracetamol behandelt werden.

Vorbeugung: Es existiert bislang kein Impfstoff. Einzig wirksame vorbeugende Gegenmaßnahmen sind die Bekämpfung der Mücken, geschlossene Kleidung und Moskitonetze bei Nacht. Die Mückenbekämpfung in tropischen Regionen ist schwierig, da diese Insekten besonders zur Regenzeit dort auftreten, wo eine chemische Bekämpfung kaum möglich ist, ohne die Fauna nachhaltig zu schädigen.

Geschichte: Die Krankheit wurde das erste Mal im Jahre 1952 in Tansania und Uganda beschrieben.

Im Jahre 1999 gab es einen Ausbruch von Chikungunya in Malaysia, bei dem 27 Personen betroffen waren. Seit Dezember 2005 grassiert auf der französischen Insel La Réunion eine Chikungunya-Epidemie. Es sind dort nach Angaben der Behörden bislang 186.000 Personen infiziert und es gab bis Anfang März 2006 bereits 93 Todesfälle. Dies wird dadurch begünstigt, dass das Virus dort bislang unbekannt war und die Bevölkerung keine Immunität besitzt. Die wirtschaftlichen Auswirkungen der Epidemie auf die vom Tourismus abhängige Insel können schwerwiegend sein. In Mauritius waren im Jahre 2005 3.500 Personen betroffen. Es gab auch Fälle auf der Komoreninsel Mayotte und in Madagaskar und auf den Seychellen.

In Deutschland wurden bereits Patienten ärztlich behandelt, die sich zuvor im Urlaub in einer entsprechenden Region infiziert hatten. Die Erkrankung kann in Deutschland allerdings nicht übertragen werden, da die Überträgermücke hierzulande noch nicht vorkommt und das Chikungunya-Fieber wie oben schon erwähnt nicht direkt von Mensch zu Mensch weitergegeben werden kann.

Ross-River-Virus

Das Ross-River-Virus (RRV) ist ein Arbovirus aus der Familie der Togaviridae (Genus Alphavirus). Es ist in Australien, auf Papua Neu-Guinea und den benachbarten Inseln endemisch und führt jährlich zu mehreren tausend Erkrankungen (sog. epidemische Polyarthritis).

Geschichte: Das Krankheitsbild ist seit den 1930er Jahren bekannt, die erste Isolation des Virus erfolgte in den 1960er Jahren. Seitdem hat sich das Virus weiter ausgebreitet, vermutlich weil durch verstärkte Migration neue und damit nicht immune Bevölkerungsgruppen betroffen waren. Endemische Gebiete finden sich in South Australia, im Northern Territory, in Queensland, Victoria und New South Wales. Eine weitere Ausbreitung ist theoretisch möglich, da die das Virus verbreitenden Vektoren (Stechmücken) auch auf anderen Kontinenten vorkommen.

Infektionsweg: Die Übertragung erfolgt durch Stechmücken der Familien Aedes, Culex und Mansonia. Das Reservoir sind vermutlich Kleinsäuger.

Klinik: Nach einer Inkubationszeit von 3 bis 9 Tagen kommt es zu plötzlich einsetzenden, symmetrischen Gelenk- und Muskelschmerzen sowie Gelenksteifigkeit, leichte Temperaturerhöhung, Müdigkeit, Abgeschlagenheit, Lethargie, Hautausschläge und Kopfschmerzen. Die Erkrankung ist selbstlimitierend, Symptome können jedoch auch Monate bis Jahre andauern.

Therapie: Eine Impfung oder spezifische Therapie gibt es nicht, die Therapie ist symptomatisch. In den betroffenen Gebieten ist Schutz vor Stechmücken ratsam.

O'Nyong-nyong-Virus

Das O´nyong-nyong-Fieber wird durch das gleichnamige Virus ausgelöst. Das ss(+)RNA-Virus gehört zur Gattung der Alphaviren aus der Familie der Togaviren. Es besteht eine Verwandtschaft zum Chikungunya-Virus. Der Name bedeutet "Gelenkbrechen".

Vorkommen: Ost- und Zentralafrika. Das Virus wurde in Kenia, Malawi, Mozambique, Tansania, Uganda, Senegal und in der Zentralafrikanischen Republik festgestellt. Auch Touristikgebiete sind betroffen. Die Krankheit tritt sporadisch als Epidemie auf. Zwischen den Epidemien können oftmals 10 bis 20 Jahre liegen, dabei liegt die Durchseuchung in der Bevölkerung bei bis zu 80%. Das Virus wurde erstmals während einer großen Epidemie zwischen 1959 und 1962 in Uganda nachgewiesen. Damals erkrankten zwei Millionen Menschen. Es wird ein extrahumanes Reservoir vermutet.

Übertragung: O'nyong-nyong ist eine Arbovirusinfektion. Die Übertragung erfolgt durch Stechmücken (Anopheles gambiae und Anopheles funestus). Die Mücken sind dämmerungsaktiv, ihre Verbreitung ist an das Vorhandensein von stehenden Gewässern gebunden.

Diagnose: Typische Reiseanamnese, Antikörpernachweis im Blut, Klinik. Verwechslungen mit Chikungunya sind möglich.

Krankheitsverlauf und Symptome: Die Inkubationszeit beträgt 8–11 Tage. Die Krankheit beginnt plötzlich mit Schüttelfrost, hohem Fieber, Kopfschmerzen und Lymphadenitis. Es besteht eine Leukopenie mit relativer Lymphozytose. Charakteristisch sind die ausgeprägten, symmetrischen Gelenkschmerzen (Polyarthralgien), die über mehrere Wochen bestehen können. Nachfolgend makulopapulöser Ausschlag in ca. 60% der Fälle. Enantheme der Wangen- und Gaumenschleimhaut können auftreten. Die Symptome bilden sich nach 2 Wochen zurück. Inapparente Infektionen (ohne Krankheitsgefühl) sind häufig. Es bleibt eine lang anhaltende Immunität zurück. Tödliche Verläufe sind nicht bekannt.

Therapie: Eine kausale Therapie oder Impfung gibt es nicht, die Behandlung erfolgt symptomatisch.

Vorbeugung: Konsequenter Schutz vor Mückenstichen: Repellentien, Moskitonetze, helle, lange Kleidung, Vermeidung von Außenaufenthalten während und nach der Dämmerung.

Mayaro-Fieber-Virus

Sindbis-Virus

Das Sindbis-Virus löst das Sindbis-Fieber (Karelisches Fieber, Okelbokrankheit, Pogosta-Krankheit) aus. Die Übertragung erfolgt durch nachtaktive Stechmücken (Culicidae). Das Virusreservoir sind Vögel, eine Übertragung von Mensch zu Mensch durch Stechmücken ist möglich.

Vorkommen: Afrika, Asien, Nord- und Osteuropa

Klinik: Grippeähnlich, Inkubationszeit 4 Tage, Fieber, Kopf- und Gelenkschmerzen, Exanthem vor allem an Hand- und Fußsohlen. Der Verlauf ist gutartig.

Weblinks: Medizin.de - Ockelbo´sche Krankheit: Arbovirose Skandinaviens (28.10.2005)

Semliki-Forest-Virus

Mucambo-Virus

Everglades-Virus

Rubiviren

Rubellavirus

Rubellavirus
Rubella-Viren, TEM.
Systematik
RNA Viruses
(+)ssRNA Viruses
Familie: Togaviridae 00.073.
Gattung: Rubivirus 00.073.0.02.
Art: Rubella virus 00.073.0.02.001.
Morphologie
umhüllt, ikosaedrisch

Das Rötelnvirus (Rubella-Virus) ist der Erreger der als harmlosen Kinderkrankheit bekannten "Röteln" und der Verursacher der gefürchteten Rötelnembryopathie bei Infektion in den ersten Schwangerschafts-Wochen.

Der Erreger gehört zur Familie der Togaviridae. Es handelt sich um ein genetisch stabiles, behülltes, einzel(+)-strängiges RNA-Virus mit einer Größe von 50–70nm, dessen Kapsid von einer weiten, faltigen Lipidhülle mit Strukturproteinen (der Toga) umgeben ist. Der einzige Wirt des weltweit verbreiteten Virus ist der Mensch. Die Übertragung erfolgt mittels Tröpfcheninfektion.

Häufigkeit: Die Rötelninfektionskrankheit ist weltweit verbreitet mit eher niedriger Ansteckungsgefahr. Da der Mensch der einzige Wirt des Virus ist, bekommt sie in dichteren Populationsgebieten hohe Bedeutung. Die unvollständige Durchimpfung der Bevölkerung kann zu sporadischen und epidemischen Infektionen bei Kindern, Jugendlichen und auch Erwachsenen führen. Bei Vorschuluntersuchungen von 2000 bis 2002 waren rund 86% der Kinder geimpft. Vor der Verfügbarkeit von Röteln-Impfungen behalf man sich zum Teil mit so genannten Rötelnpartys, damit sich die eingeladenen jungen Mädchen vor einer möglichen Schwangerschaft ansteckten. Die Ständige Impfkommission empfiehlt eine Schutzimpfung aller Kinder ab dem zwölften Lebensmonat, eine Wiederholungsimpfung möglichst im zweiten Lebensjahr, der Mindestabstand zur ersten Impfung beträgt einen Monat, außerdem eine Impfung aller seronegativen Erwachsenen (kein IgG nachweisbar).

Übertragung: Das Virus wird per Tröpfcheninfektion übertragen. Eine Woche vor Ausbruch des Exanthems bis eine Woche nach Exanthemausbruch ist der Patient infektiös.

Symptome: Nach einer Inkubationszeit von 14 bis 16 Tagen bilden sich bei 50% der Infizierten zunächst im Gesicht gerötete, einzelstehende Hauteffloreszenzen, die sich als kleinfleckiges makulöses oder makulopapulöses Exanthem auf den Stamm und die Extremitäten ausbreiten und den Masern ähneln, allerdings sind sie blasser und konfluieren kaum. Die Hauterscheinungen bilden sich meist nach etwa drei Tagen zurück. Begleitend tritt oft eine erhöhte Temperatur bis 39°C auf. Hinzu kommen eventuell Gliederschmerzen, Arthritis, Lymphknotenschwellung am Hinterkopf, Nacken und hinter den Ohren sowie eine Vergrößerung von Leber und Milz.

Röteln-Exanthem.

Die Symptome der Röteln bei Erwachsenen sind häufig stärker ausgeprägt als bei einer Rötelninfektion in der Kindheit, unterscheiden sich aber nicht wesentlich. Vor allem Gelenkbeteiligungen kommen bei Erwachsenen häufiger vor.

Komplikationen: Eine Rötelninfektion während der ersten Wochen der Schwangerschaft kann zu schweren Fehlbildungen des Ungeborenen führen (Rötelnembryopathie). Daher gehört die Untersuchung auf Röteln zur Mutterschaftsvorsorge. Mögliche Fehlbildungen sind Innenohrschwerhörigkeit, Rötelnkatarakt, Herzfehler, Gefäßfehlbildungen (offener Ductus Botalli, Septumdefekte und Fallot'sche Tetralogie), Spina bifida aperta und Enzephalomeningitis.

Diagnostik: Die Diagnostik in Bezug auf die Immunität gegenüber einer Rötelninfektion wird über den Nachweis von ausreichenden Titern an spezifischen Antikörpern im Serum durchgeführt. Der Nachweis des Rötelnvirus erfolgt durch die Isolation von Viren oder durch den Nachweis von viraler RNA. Man unterscheidet drei Möglichkeiten des Infektionszustandes:

  1. Immunität liegt vor, wenn eine Infektion durchgemacht wurde – diese führt zumeist zu einer lebenslangen Immunität – oder eine Impfung erfolgte und ausreichend hohe IgG-Antikörper in zwei verschiedenen Labortests (z.B. ELISA oder HAH) nachweisbar sind.
  2. Eine Primärinfektion liegt bei entsprechenden klinischen Symptomen und dem Nachweis von IgM-Antikörpern vor.
  3. Von einer Reinfektion spricht man, wenn IgM-Antikörper in zwei methodisch verschiedenen Labortests nachweisbar sind und gleichzeitig IgG-Antikörper für eine früher abgelaufene Rötelninfektion sprechen, diese Infektion verläuft überwiegend harmlos.
Rubella-Ausschlag.
Katarakt bei Congenitalem Rubella-Syndrom.

Differentialdiagnose: Masern, Scharlach, Infektiöse Mononukleose, Drei-Tage-Fieber, Ringelröteln u.a.m. Die Unterscheidung anhand des Exanthems ist oft schwierig.

Behandlung: Keine kausale Therapie. Bei starkem Fieber können fiebersenkende Mittel verabreicht werden, bei starkem Krankheitsgefühl wird Bettruhe empfohlen.

Prophylaxe: Die aktive Lebend-Impfung wird zumeist in der Kombination mit dem Masern-Mumps-Rubella (MMR)-Impfstoff durchgeführt. Eine postexpositionelle passive Impfung bei Schwangeren ist möglich.

Krankheitsbild Rötelnembryopathie: Bei der Rötelnembryopathie (auch Embryopathia rubeolosa, Congenitales Rubella-Syndrom (CRS) oder Gregg-Syndrom) handelt es sich um mögliche Folgeerkrankungen einer Röteln-Infektion während der Schwangerschaft. Die Infektion der Mutter kann auch subklinisch verlaufen. Die Wahrscheinlichkeit von kindlichen Schäden beträgt dabei 90%(!) bei einer Infektion in den ersten 8 Schwangerschaftswochen und 25%–35% bei einer Infektion während des zweiten Trimesters.

Der australische Augenarzt Sir Norman McAllister Gregg (1892-1966) beschrieb 1941 erstmals ein Fehlbildungssyndrom bei Neugeborenen, das, wie er erkannte, auf eine Rötelninfektion der Mutter während der Schwangerschaft zurückzuführen war. Man findet Innenohrschwerhörigkeit, Katarakt, Mikrophthalmie, Angiokardiopathien und intrauteriner Wachstumsretardierung (IUGR) auch psychomotorische Entwicklungsstörungen, welche häufig kombiniert mit der Mikrozephalie auftreten, sowie hypo- und aplastische Milchzahnanlagen. Die Infektion der Frucht im ersten Trimenon kann eine Indikation für einen Schwangerschaftsabbruch sein. Dieses Fehlbildungssyndrom gilt auch für andere pränatale Virusinfektionen (Mumps, Varizellen).

Außer dem genannten Syndrom kann es zur Fehl- und Frühgeburt kommen.

Pathogenese und Infektionsweg: Das Virus wird von der erkrankten Mutter diaplazentar auf den Embryo/Feten übertragen. Eine Rötelnerkrankung während der Schwangerschaft kommt nur zustande, wenn die Schwangere keinen ausreichenden IgG-Antikörper-Titer besitzt.

Epidemiologie: In Deutschland beträgt die Anzahl seronegativer Frauen im gebärfähigen Alter 4 bis 7%, sodass bei durchschnittlich 800.000 Geburten pro Jahr 30.000 Neugeborene durch eine pränatale Rötelninfektion gefährdet sind. Bei einer Rötelninfektion in den ersten zehn SSW besteht eine 90%ige Gefahr der Schädigung des Kindes, bis zur 17. SSW sinkt das Risiko auf 11 bis 33% und nach der 17. Woche auf ca. 4%.

Prophylaxe und Diagnostik: Bei geplanter Schwangerschaft sollte der Impfstatus, beziehungsweise IgG-Ak-Titer gegen Röteln überprüft werden, gegebenenfalls sollte eine Impfung erfolgen. Häufig ist die Schwangerschaft jedoch nicht geplant. Im Rahmen der Mutterschaftsvorsorge werden Röteln-Antikörper bei allen Schwangeren bestimmt. Als grenzwertig werden Titer von 1:8 und 1:16 angesehen, bei 1:32 oder höher nimmt man einen ausreichenden Schutz an. Sind keine Antikörper nachweisbar, sollte die werdende Mutter den Kontakt zu rötelninfizierten Personen meiden. Bei Personen, die aufgrund ihres Berufs (Kindergärtnerinnen, Lehrerinnen etc.) vermehrt mit Viren in Kontakt kommen könnten, ist evtl. auch eine mehrfache Immunglobulingabe in der Frühschwangerschaft angezeigt. Liegt ein unzureichender IgG-Ak-Titer vor und bestand Rötelnkontakt beziehungsweise der Verdacht auf eine Infektion, kann mit dem Einverständnis der Schwangeren eine pränatale Diagnostik durch eine Amniozentese oder eine Nabelschnurpunktion erfolgen. Im Blutserum eines rötelninfizierten Fetus lassen sich zu 94% IgM-Antikörper ab der 22. SSW nachweisen.

Ab der Geburt sind bei allen Neugeborenen mit Rötelnembryopathie selbst gebildete IgM-Antikörper und auch größtenteils von der Mutter stammende IgG-Antikörper vorhanden. Im Blut der Neugeborenen sind Viren vorhanden, die Kinder sind somit ansteckend. IgM-Antikörper können nicht über die Plazenta von der Mutter auf das Kind übertragen werden, sie sind deshalb immer Ausdruck einer konnatalen Infektion (Nachkommen werden bereits infiziert geboren).

Therapie: Nach einer Rötelnexposition sollte sofort der IgM/IgG-Immunstatus (HHT, ELISA) geprüft werden. Wenn nach einer Woche (maximal 10 Tage) bereits Röteln-Antikörper nachweisbar sind, dann bedeutet dies, dass die Schwangere eine früher erworbene Immunität besitzt und dass es zu keiner akuten Infektion kommt. Exponierte schwangere Frauen, die keine Antikörper besitzen können innerhalb von 48 Stunden nach Kontakt mit dem Virus ein Röteln-IgG-Ak-Serum (Röteln-Hyperimmunglobulin) erhalten. Danach ist die Wirkung unsicher, ab dem 5. Tag nach Exposition wirkungslos. Da die Röteninfektion eine Inkubationszeit von etwa 2-3 Wochen hat, ist die passive Immunisierung beim Auftreten von Symptomen (Rötelnexanthem) nicht mehr möglich.

Weblinks: RKI - Röteln

Quellen

  1. PMID 15891138
  2. http://arbmed.med.uni-rostock.de/bkvo/m3104.htm
  3. http://zdf.de/ZDFheute/inhalt/7/0,3672,3905287,00.htm


Was sind Bakterien?

Tree of life.

Bakterien (Bacteria) (altgriechisch bakterion – Stäbchen) bilden neben den Eukaryonten (Lebewesen mit echtem Zellkern (Nucleus)) und Archaeen eine der drei grundlegenden Domänen, in die heute alle Lebewesen eingeteilt werden.

Traditionell wird die Bezeichnung "Bakterien" in der Mikrobiologie für alle mikroskopisch kleinen, meistens einzelligen Organismen gebraucht, die keinen echten Zellkern besitzen und deshalb zu den Prokaryoten gehören. Hierzu zählen auch die Archaeen, die heute einer separaten Domäne zugeordnet werden. Zur Abgrenzung von dieser Gruppe spricht man manchmal auch von Eigentlichen Bakterien oder Echten Bakterien. Früher wurden sie zur Unterscheidung von den dann Archaebacteria genannten Archaeen mit wissenschaftlichem Namen auch Eubacteria genannt. Dies war eine unglückliche Benennung, weil es auch eine Bakteriengattung Eubacterium gab. Da alle humanpathogene Bakterien echte Bakterien sind, ist mit "Bakterien" in diesem Buch immer die Domäne Bacteria gemeint.

Bei Bakterien bzw. Prokaryoten ist die DNA nicht in einem vom Zytoplasma durch eine Doppelmembran abgegrenzten Zellkern (Nucleus) enthalten wie bei Eukaryonten, sondern sie liegt als Kernäquivalent bzw. Nucleoid frei im Zytoplasma vor. Weiterhin besitzen Prokaryoten keine membranumschlossenen Zellorganellen wie Mitochondrien, Chloroplasten (Pflanzen), Endoplasmatisches Retikulum, Golgi-Apparat usw.

Bakterien wurden erstmalig 1676 von Antoni van Leeuwenhoek mit Hilfe eines selbstgebauten Mikroskops in Gewässern und im menschlichen Speichel beobachtet und von ihm in Berichten an die Royal Society of London beschrieben.

Im Jahr 1999 wurde das größte bislang bekannte Bakterium entdeckt: Die so genannte Schwefelperle von Namibia, Thiomargarita namibiensis, ist mit einem Durchmesser von bis zu einem dreiviertel Millimeter ein bereits mit bloßem Auge sichtbares Schwefelbakterium.

Morphologie

Morphologie der Bakterien

Nach der äußeren Form lassen sich Bakterien in Kokken (kugelförmige Bakterien z. B. Staphylokokken), Stäbchen, wendelförmige („spiralige“) Stäbchen (z. B. Treponema, Helicobacter) und Mycelbildner (Mycel = umfangreiches Gebilde aus meistens verzweigten Fäden, z. B. Actinomyces, Streptomyces) einteilen. Daneben gibt es noch fusiforme Bakterien (Stäbchen mit zugespitzten Enden, z. B. Fusobakterien), semmelförmige Stäbchen (z. B. Vibrionen), keulenförmige Stäbchen (Corynebakterien) und einige andere Formen. Manche Bakterien ordnen sich in typischer Gruppierung an, z. B. in Zweierpärchen (Diplokokken wie z. B. Pneumokokken), in Haufen (z. B. Staphylococcus aureus) oder Ketten (z. B. Streptokokken). Einige Bakterien weisen auch eine Schleimkapsel auf, mit der sich die Bakterien vor der Phagozytose schützen, so z. B. Pneumokokken, Meningokokken und Haemophilus influenzae.

Lage und Aussehen bakterieller Sporen.

Die Art der Begeißelung - sofern vorhanden - lässt sich als peritrich (rundum begeißelt), lophotrich (mehrere Geißeln an einem Bakterienpol), amphitrich (an jedem Pol eine oder mehrere Geißeln) oder monotrich (eine Geißel) begeißelt beschreiben. Geißeln dienen aktiver Bewegung.

Sporenbildner (z. B. Bacillus, Clostridien) lassen sich aufgrund der Lage (zentral, terminal, extern) und Verformung des Bakteriums durch die Spore (mit oder ohne Auftreibung) sowie anhand des Aussehens freier Sporen unterscheiden.

Färbungsverhalten

Bacillus cereus, lichtmikroskopisch, Gram-Färbung: grampositiv
Pseudomonas aeruginosa, lichtmikroskopisch, Gram-Färbung: gramnegativ

Die Wikipedia-logo-v2.svg Gram-Färbung ist eine Methode zur differenzierenden Färbung von Bakterien. Sie ist nach dem dänischen Arzt und Bakteriologen Wikipedia-logo-v2.svg Hans Christian Gram benannt, der sie am Ende des 19. Jahrhunderts entwickelte. Verschiedene Bakterien reagieren auf diese Färbung unterschiedlich. Daraus folgt eine Einteilung in sog.

  • grampositive Bakterien, die nach dem Färbegang dunkelblau erscheinen, und
  • gramnegative Bakterien, die ungefärbt sind. Sie können nachträglich mittels Wikipedia-logo-v2.svg Fuchsin rot gefärbt werden (bei Verwendung der Wikipedia-logo-v2.svg Phasenkontrastmikroskopie ist dies nicht mehr notwendig.)

Dies ist ein wichtiges Kriterium für die Unterscheidung verschiedener Bakterien nach der Struktur ihrer Zellwand.
Bedeutend ist das Färbeverfahren beispielsweise bei der Diagnostik von Infektionskrankheiten. „Grampositive“ und „gramnegative“ Bakterien reagieren unterschiedlich auf Wikipedia-logo-v2.svg Antibiotika. Mit dieser schnellen diagnostischen Methode kann man in kurzer Zeit (in etwa fünf Minuten) anhand eines Abstriches das „Gramverhalten“ der Bakterien bestimmen. Damit hat man die Möglichkeit, sofort mit einer oft lebensrettenden antibiotischen Therapie zu beginnen, bevor das Ergebnis der oft mehrere Tage dauernden definitiven Identifizierung der bakteriellen Erreger vorliegt.

siehe auch weiter unten den Abschnitt über die Bakterienwand.

So einfach ist die Methode nicht. "Der Kritische Vorgang bei der Gram-Färbung ist die Entfärbung mit Alkohol. Zu kurze Alkoholeinwirkung hat zur Folge, daß gramnegative Keime positiv erscheinen; zu lange Alkoholbehandlung führt zu Entfärbung grampositiver Keime. Eine nicht optimale Entfärbung ist auch an den Zellen, z.B. Leukozyten zu erkennen. Bei ungenügender Entfärbung erscheinen Zellkerne und Zellplasma tiefblau, bei zu starker Entfärbung sind hingegen beide rot." Seeliger,H, G.Schröter. Medizinische Mikrobiologie,Urban und Schwarzenberg, 1990, S 19.--Meta-kaercher 13:21, 25. Jul. 2012 (CEST)

Stoffwechsel

Energie- und Stoffaufnahme

Einige Bakterien sind zur Photosynthese fähig, also phototroph, zum Beispiel die früher auch Blaualgen genannten Cyanobakterien, die meisten sind dagegen chemotroph. Von den Chemotrophen sind die meisten heterotroph (auf organische Verbindungen angewiesen), einige jedoch chemoautotroph, und zwar lithoautotroph.

Aerob - Anaerob

Lebensweise und Stoffwechsel der Bakterien können sehr verschieden sein. So gibt es Bakterien, die Sauerstoff benötigen (aerobe Bakterien oder Aerobier), Bakterien, auf die Sauerstoff meist wegen des Fehlens der O2-Radikal-Eliminatoren Katalase und Superoxiddismutase toxisch wirkt (obligat anaerobe Bakterien bzw. obligate Anaerobier), und Bakterien, die sowohl Sauerstoff als auch Sauerstoffmangel aushalten (fakultative Anaerobier).

Lebensraum

  • freilebend
  • intrazellulär lebend

Aufbau

Erbgut

Nucleoid

Nucleoide bestehen aus der frei im Zytoplasma liegenden meist zirkulären DNA des Bakteriums. Das Genom des Darmbakteriums Escherichia coli besteht aus knapp 4,7 Millionen Basenpaaren, deren Sequenz vollständig bekannt ist. Das DNA-Molekül ist etwa 1,4 mm lang, was etwa dem Tausendfachen des Zelldurchmessers entspricht, aber nur 2 nm breit und enthält rund 4.400 Gene. Die nach rechts gewundene DNA-Doppelhelix ist durch Verdrillung nach links stark verkürzt und in einem Bereich von etwa der Hälfte des Zelldurchmessers komprimiert (Nucleoid). Die Verdrillung wird durch das bakterielle Enzym Gyrase gewährleistet. Letzteres ist auch das pharmakologische Target der Antibiotikaklasse der 4-Chinolone wie z.B. Ciprofloxacin.

Plasmide

Plasmide sind kleine, ringförmige, zusätzliche DNA-Moleküle, die für das Überleben des Bakteriums nicht unbedingt notwendig sind. Sie kodieren z.B. Resistenzgene, Toxine u.ä. und werden unabhängig vom Bakterienchromosom vervielfältigt und bei der Fortpflanzung weitergegeben oder von einem Individuum auf ein anderes übertragen.

Zytoplasma

Das Zytoplasma besteht hauptsächlich aus Wasser und enthält u.a. Proteine und kleinmolekulare Substanzen wie Salze, Glucose, Speicherstoffe u.ä.

Ribosomen

Bakterielle 70S-Ribosomen bestehen aus einem 30S- und einem 50S-Teil. An ihnen findet die Translation der mRNA in die Aminosäurekette, also die Proteinbiosynthese statt. Der Translationsprozess am bakteriellen Ribosom lässt sich durch zahlreiche Antibiotika blockieren, so z.B. mit Aminoglykosiden, Makroliden, Ketoliden, Lincosaminen, Tetracyclinen, Chloramphenicol, Streptograminen und Oxazolidonen.

Zellmembran

Die Zellmembran, auch als Zytoplasmamembran bezeichnet, besteht aus einer Phospholipiddoppelschicht, in die zahlreiche Proteine, z.B. Porine, Transportproteine, Enzyme der Atmungskette, Mureinsyntheseproteine und Signalproteine integriert sind.

Zellwand

Murein

N-Acetylmuraminsäure und N-Acetylglucosamin, die beiden Zuckerbestandteile des Muramins.
Zucker und Aminosäurenbestandteile des Mureins von E. coli.
Das fertige Murein-Netz.

Sowohl Gram-positive als auch Gram-negative Bakterien (Domäne Bacteria) besitzen in ihrer Zellwand eine Festigkeit verleihende Schicht aus Murein, einem Peptidoglycan (PGN). Der Unterschied zwischen beiden Gruppen besteht u.a. in der Dicke der Hülle (Gram-positiv: 20-80 nm; Gram-negativ: < 10 nm).

Murein besteht aus Strängen der zwei miteinander verknüpften Zuckerderivatmoleküle N-Acetylglucosamin und N-Acetylmuraminsäure, die das Rückgrat bilden. Von jedem N-Acetylmuraminsäure-Molekül geht - an dessen Pyruvatgruppe gebunden - eine Oligopeptidkette zu einem N-Acetylmuraminsäure-Molekül eines benachbarten Stranges. Die parallel angeordneten Stränge sind auf diese Weise quervernetzt. Das Murein bildet so ein flächiges Netz, das die Oberfläche der Bakterienzelle umspannt.

Ein Bakterium ist also von einem einzigen Murein-Molekül umgeben. Es können mehrere Mureinnetze übereinander angeordnet sein. Dann sind die Murein-Schichten durch Oligopeptide verbunden. Vielschichtig ist das Murein insbesondere bei grampositiven Bakterien. Murein ist nicht bei allen Bakterien gleich aufgebaut, es variieren die Aminosäuren der Oligopeptide, aber das Rückgrat ist im Wesentlichen immer gleich. Grampositive Bakterien variieren stärker.

Die Mureinhülle hält den Bakterienprotoplasten gegen den osmotischen Binnendruck zusammen. Wird der Murein-Sacculus aufgelöst, zum Beispiel durch das Enzym Lysozym (Tränenflüssigkeit), platzt das Bakterium. Beim Wachstum eines Bakteriums muss deshalb das Mureinnetz erweitert werden, ohne dass eine größere Lücke entsteht. Mureinbausteine werden im Cytoplasma synthetisiert und mit Hilfe des Enzyms Bactoprenol exportiert. In dem außerhalb der Cytoplasmamembran gelegenen Mureinnetz werden durch spezifische lytische Enzyme lokal begrenzt Bindungen in den Rückgratsträngen und in den Oligopeptiden gelöst und die vorgefertigten und exportierten Mureinbausteine durch spezifische Enzyme wie z.B. der Peptidyltransferase (=Penicillin-bindende Proteine) integriert. Die Erweiterung des Mureins erfordert also ein genaues Zusammenspiel verschiedener Enzyme. Wird dieses Zusammenspiel gestört, platzt das Bakterium. Antibiotika wie z.B. β-Lactam-Antibiotika, Glycopeptide und Fosfomycin greifen in dieses Zusammenspiel störend ein.

Die Zellwand Gram-positiver Bakterien

Gram-positive Bakterien besitzen eine 20-80nm dicke Mureinschicht aus bis zu 40 Mureinlagen, in der verschiedene Lipoteichon- und Teichonsäuren eingelagert sind, die in die Umgebung ragen und z.B. das Komplementsystem oder Makrophagen aktivieren. Daneben können verschiedene Proteine in der Zellwand eingelagert sein, die für die Adhärenz (Clumping-factor und Fibronektin-Bindeprotein von S. aureus) oder Pathogenität (M-Protein von S. pyogenes) verantwortlich sind.

Die Zellwand Gram-negativer Bakterien

Die Zellwand Gram-negativer Bakterien besteht aus einer dünnen bis 10 nm dicken Mureinschicht, die von einer Lipiddoppelschicht, der sogenannten Äußeren Membran, bedeckt ist. Letztere ist mit der Mureinschicht über die outer membrane poteins (OmpA) und das Mureinlipoprotein verbunden. In der Äußeren Membran Gram-negativer Bakterien finden sich Lipopolysaccharide (LPS), die als Endotoxine wirken. Sie bestehen aus dem Lipoid A (der Zytokininduktor), dem Kern-Polysaccharid (Core) und der O-spezifischen Polysaccharidkette (das O-Antigen), mit deren Hilfe z.B. Salmonellen typisiert werden.

Kapsel

Manche Bakterien schützen sich mit einer Polysaccharid-Kapsel vor Phagozytose, so z.B. Pneumokokken, Meningokokken und Haemophilus influenzae. Aufgrund der antigenen Eigenschaften lassen sich verschiedene Kapseltypen differenzieren.

Geißeln (Flagellen)

Begeiselungs-Typen, A: monotrich, B: lophotrich, C: amphitrich, D: peritrich.

Geißeln (Flagellen) dienen der Fortbewegung. Sie bestehen aus Flagellin und sind mit einem Motorkomplex in der Zellmembran (bzw. den Zellmembranen) und der Zellwand verankert. Der Motorkomplex setzt einen Konzentrationsunterschied an Protonen zwischen den beiden Seiten der inneren Zellmembran in eine Drehbewegung des auf einem gekrümmten "Haken" sitzenden Filamentes um und folgt damit einem ähnlichen Bauprinzip wie die ATP-Synthase.

Nach Anordnung und Anzahl der Flagellen unterscheidet man verschiedene Begeißelungstypen (in der Reihenfolge steigender Schwimmgeschwindigkeit):

  • peritrich: Viele Flagellen sind gleichmäßig über die Zelloberfläche verstreut.
  • polytrich-bipolar: Die Flagellen stehen in zwei gegenüberliegenden Gruppen an den Zellpolen.
  • polytrich-monopolar: Die Flagellen stehen in einer Gruppe an einem der Zellpole (auch als lophotrich bezeichnet).
  • amphitrich: Die Zelle hat nur zwei Flagellen, die an gegenüberliegenden Zellpolen stehen.
  • monotrich: Die Zelle hat nur eine einzige Flagelle.
  • lateral, seitliche Begeißelung: Geißeln stehen seitlich, nicht an den Polen der Zelle.

Geißelantigene (H-Gene; H für hauchförmiges Wachstum auf Agar) dienen neben den genannten O-Antigenen (O: ohne Hauch) bei Enterobakterien der Typisierung.

Weblink: Animation des Flagellenmotors (Eine Homepage der Intelligent-Design-Bewegung)., The Bacterial Flagellar Hook: A Molecular Universal Joint

Fimbrien und Konjugationspili

Einige Bakterien besitzen Pili, auch als Fimbrien bezeichnet. Das sind verschieden lange und in verschiedener Anzahl auf Bakterien vorkommende fädige Anhänge aus Protein, mit denen sich die Bakterien an Grenzflächen anheften können.

Konjugationspili (Sexpili) dienen der Verbindung zwischen zwei Bakterien zum Zweck eines Gentransfers.

Sporen

Sporen sind gegenüber Wärme, Kälte und Trockenheit hochresistente und langlebige Dauerformen, in die die Bakterien bei widrigen Umweltbedingungen übergehen. Man unterscheidet verschiedene Typen von Sporen. Endosporen werden im Inneren von Bakterien gebildet, sie kommen z.B. bei Clostridium- und Bacillus-Arten vor. Meistens wird je Zelle nur eine Endospore gebildet, die durch Zerfall der Mutterzelle freigesetzt wird. In dem Fall dienen sie also nicht der Vermehrung, sondern nur der Überdauerung und Verbreitung. Als Arthrosporen (auch Oidiosporen) bezeichnet man Sporen, die unter Zergliederung von Hyphen mycelbildender Mikroben gebildet werden. Sie kommen z.B. bei Streptomyceten und Actinomyceten vor und dienen nicht nur der Überdauerung, sondern auch der Vermehrung und Verbreitung. Chlamydosporen werden durch Umhüllung einer speziellen Hefenart mit einer dicken, resistenten Sporenhülle gebildet, wobei beispielsweise Candida albicans in einen Ruhezustand übergeht. Chlamydosporen haben nichts mit Chlamydien zu tun, dies sind gramnegative Bakterien ohne Sporenbildung. Die Bezeichnung Chlamydosporen ist nach heutiger Sicht taxonomisch falsch und führt zu vielen Verwirrungen. Pilze haben noch mehrere andere Formen von Sporen: Konidiosporen entstehen durch Abschnürung, Zoosporen sind begeißelt (und damit beweglich), Ascosporen ein halpoides Meioseprodukt.

Biofilmbildung

Einige Bakterien können eine extrazelluläre glycosidische Matrix bilden, in der sie vor dem Immunsystem und Antibiotika geschützt sind. Biofilmbildung stellt ein Problem bei allen Arten von künstlichen Implantaten dar. Nachdem der Körper die Implantate mit Fibrinogen u.a. körpereigenen Substanzen überzogen hat, können sich Bakterien dort anheften, vermehren und eine bis zu mehrere Millimeter dicke Schleimschicht aufbauen.

Genetik

Bakterielle DNA

Die bakterielle Desoxyribonukleinsäure ist meist zirkulär und stark verdrillt organisiert und liegt frei im Plasma (Nucleosid). Weitere kleine und für die Zelle nicht essentielle Nucleinsäurenringe liegen als Plasmide vor. Im Ggs. zur eukaryontischen DNA enthält die bakterielle DNA keine Introns.

Replikation

Die Replikation verläuft ähnlich wie bei Eukaryonten ab, z.T. aber deutlich schneller. Der DNA-Doppelstrang wird entwunden und trennt sich an den origins of replication in zwei Einzelstränge auf. An diesen Stellen wird die neue DNA durch die DNA-Polymerase komplementär synthetisiert und es entstehen "semikonservativ" zwei identische Tochter-DNA-Doppelhelix-Moleküle, die jeweils einen neuen und eine alten (konservierten) Strang enthalten.

Transkription

Lactose inaktiviert den Lac-Repressor, so dass die Lactosestoffwechsel-Gene abgelesen werden.
Ohne Lactose verhindert der Lac-Repressor das Ablesen.
Weitergabe eines Plasmids durch Konjugation.

Die Information auf der DNA wird in die komplementäre mRNA, rRNA und tRNA umgeschrieben. Die Genabschnitte werden von Regulatorgenen (Promotoren) und Terminationssequenzen flankiert. Mehrere Gene, die an den gleichen Stoffwechselprozessen beteiligt sind können einem gemeinsamen Regulator unterstehen und bilden ein Regulon. Sind diese Gene auf dem Chromosom direkt hintereinander angeordnet spricht man von einem Operon. Beispiel (siehe Bild): Enzyme des Lactoseabbaus werden sinnvollerweise dann abgelesen, wenn auch Lactose vorhanden ist. Dies geschieht, indem Lactose den zuständigen Transkriptionsrepressor (kodiert vom Regulatorgen) inaktiviert und dadurch den Operator freigibt.

Translation

Die mRNA wird an den 70S-Ribosomen in die Aminosäurensequenz des zukünftigen Proteins übersetzt. Die mRNA kann dabei von mehreren Ribosomen gleichzeitig abgelesen werden.

Regulation der Genexpression

Die Genexpression wird über verschiedene Transkriptionsfaktoren (Regulatorgene) reguliert, die wiederum von anderen Effektoren angesteuert werden.

Mechanismen der Vielfalt

Mutation

Punktmutationen und Leserasterverschiebungen durch Additionen und Deletionen können spontan auftreten oder durch mutagene Agentien (radioaktive Strahlung, UV-Strahlung, Alkylantien) induziert werden.

Rekombination

Unter Rekombination versteht man den Austausch von Genabschnitten innerhalb des Bakteriengenoms an Stellen von Sequenzübereinstimmungen. Man unterscheidet die homologe Rekombination, bei der korrespondierende Sequenzen homologer Gene exakt ausgetauscht werden (Bsp.: Durch Austausch verschiedener Genkassetten des Pilins kann Neisseria gonorrhoae seine Antigenität ständig verändern und damit der Wirtsabwehr entgehen). Zum zweiten gibt es die ortsspezifische Rekombination bei der nur kurze Basensequenzen übereinstimmen müssen. Dieser Mechanismus liegt z.B. der Integration von Phagen-DNA in das Bakterienchromosom zugrunde.

Transposition

Transposition ist die "Rekombination" zwischen Genabschnitten, die keine Homologien aufweisen. Die mobilen DNA-Abschnitte heißen Transposons.

Gentransfer

Bakterien können über verschiedene Mechanismen Genmaterial untereinander austauschen.

Transformation

Bakterien können freie DNA aufnehmen und in das eigene Genom integrieren.

Transduktion

Bei der Transduktion wird die DNA durch einen Bakteriophagen von einem Donor auf den Rezeptor übertragen.

Konjugation

Konjugation ist der Austausch von Genmaterial zwischen zwei Bakterien durch direkten Zell-Zell-Kontakt z.B. mittels Konjugationspili.

Vermehrung

Die Vermehrung der Bakterien erfolgt meistens asexuell durch Zellteilung, bei zylindrischen durch Querteilung, bei einigen durch Knospung. Mycelbildende Bakterien vermehren sich oft durch Sporenbildung.

Übertragung von genetischen Informationen

Wird Genommaterial durch direkten Kontakt (Konjugation) von einer Bakterienzelle auf eine andere übertragen, bezeichnet man das als horizontalen Gentransfer. Für den direkten Kontakt produzieren einige Bakterien so genannte F-Pili (Fertilitätspili, Proteinröhren), mit deren Hilfe DNA von einer Zelle zur anderen übertragen werden kann. Die DNA-Übertragung kann auch ohne diese Pili erfolgen, wenn sich zwei Bakterienzellen eng aneinander legen.

Wachstum

Bakterienwachstum und -vermehrung folgt im nahrungstechnisch und räumlich abgeschlossenen System einer Bakterienkultur einer charakteristischen Wachstumskurve:

  • Lag-Phase: Am Anfang sind Wachstum und Vermehrung gering, die Bakterien "akklimatisieren" sich an das herrschende Milieu.
  • Beschleunigungsphase: Wachstum und Vermehrung beginnen und werden immer schneller.
  • Exponentielle Phase: Die Bakterien vermehren sich exponentiell.
  • Verzögerungsphase: Wachstum und Vermehrung werden langsamer.
  • Stationäre Phase: Die Population bleibt stabil, Bakterienmasse und -anzahl nehmen nicht mehr zu, die Ressourcen werden voll ausgeschöpft, Wachstum und Absterben halten sich die Waage.
  • Absterbephase: Durch Nahrungsverknappung, Anhäufung toxischer Stoffwechselendprodukte und dergleichen sterben die Bakterien ab.

Resistenz

Unter dem Begriff Wikipedia-logo-v2.svg Antibiotika-Resistenz werden Eigenschaften von Mikroorganismen (Bakterien, Protozoen, Pilze) zusammengefasst, die es ihnen ermöglichen die Wirkung von antibiotisch aktiven Substanzen abzuschwächen oder ganz zu neutralisieren. Resistenz gegen Antibiotika tritt meist in Kombination oder als Anpassung an extreme Umweltbedingungen auf. So sind Streptomyceten als bodenbewohnende Bakterien nicht nur resistent gegen viele Umwelttoxine sondern auch gegen praktisch alle aktuell eingesetzten antibiotischen Wirkstoffe. Antibiotikaproduzenten wie Streptomyceten besitzen in den meisten Fällen Resistenzen gegen die von ihnen selbst erzeugten Stoffe.

Resistenzmechanismen

  • Bakterielle Penicillinasen inaktivieren Penicillin
  • Bakterielle β-Lactamasen spalten β-Lactam-Antibiotika
  • Bakterielle modifizierte Penicillin-bindende-Proteine (PBP) mit geringer Affinität zu β-Lactam-Antibiotika
  • Veränderung anderer Zielmoleküle
  • Veränderung der Zellpermeabilität
  • Synthese von Transportermolekülen (Effluxmechanismen), dazu gehören die sog. Multi Drug Resistance (MDR)-Proteine.

Entstehung

Bakterien besitzen oft eine sehr kurze Generationszeit, ihre Biomasse verdoppelt sich unter günstigen Bedingungen schon innerhalb von 20-30 Minuten. Vorteilhafte Mutationen können so relativ schnell entstehen. Verstärkt wird diese Tendenz durch eine Reihe von „mobilen Elementen“. Das sind DNA-Abschnitte, die im (Bakterien)-Chromosom oder außerhalb davon als Plasmide, Integrons, Transposons vorkommen. Sie übertragen "Resistenzkassetten" selbst zwischen wenig verwandten Arten.

Gegen manche Antibiotika bilden sich schneller Resistenzen als gegen andere. So bilden sich z.B. gegen Wikipedia-logo-v2.svg Makrolide schnell Resistenzen, weil sie nur ein bestimmtes Enzym hemmen (Einschritt-Resistenzmuster). Ist das Bakterienenzym mutiert, wirken sie unter Umständen nicht mehr. Deshalb gibt es gegen Makrolide bereits zunehmend Resistenzen, obwohl sie erst in den 90er Jahren entwickelt wurden. Dagegen greift Penicillin an sechs verschiedenen sogenannten Penicillin-Binding-Proteins an. Es wird heute noch für viele Indikationen verwendet, obwohl es schon seit Jahrzehnten existiert.

Bisweilen setzt man Kombinationen von Antibiotika ein, um die Entwicklung von Resistenzen unwahrscheinlicher zu machen und die Wirkung zu verstärken. Daneben kann es auch sinnvoll sein, denselben Stoffwechselweg an unterschiedlichen Stellen zu hemmen.


Resistenzbestimmung

Es werden in der Regel automatisierte und in jedem Fall standardisierte Verfahren angewendet. Nach der Resistenzbestimmung werden die nachgewiesenen Keime als

  • S - sensibel,
  • I - Intermediär oder
  • R - resistent

bezeichnet. Die Resistenzbestimmung dient dem Mikrobiologen und dem behandelnden Arzt zur Auswahl einer gezielten antibiotischen Therapie.

Arten der Antibiotikaresistenz

Je nach Ursprung der Resistenz lassen sich diese in verschiedene Klassen einteilen.

  • Primäre Resistenz: Als primär wird eine Resistenz bezeichnet, wenn ein Antibiotikum bei einer bestimmten Gattung eine Wirkungslücke besitzt. So wirken beispielsweise Wikipedia-logo-v2.svg Cephalosporine nicht bei Enterokokken und Wikipedia-logo-v2.svg Ampicillin nicht bei Pseudomonas aeruginosa
  • Sekundäre oder erworbene Resistenz: Diese Form der Resistenz zeichnet sich durch den Verlust der Wirksamkeit eines Antibiotikums bei einem primär nicht resistenten Bakterium aus. Sie kann spontan durch Mutation oder durch Übertragung entstehen.
    • Resistenz durch Mutation: Mutationen im Genom finden natürlicherweise in einer Größenordnung von ca. 10-7 statt. Die Mutationsrate kann sich jedoch sprunghaft erhöhen, wenn durch spezifische Faktoren das Korrekturlesen ("proof reading"), der DNA-Polymerase deaktiviert wird. Das kann ein Weg sein schneller Resistenzen oder günstige Eigenschaften zu erwerben. Sie können zur Resistenz gegen ein Antibiotikum führen, welche sodann bei Exposition zum entsprechenden Antibiotikum zu einem Selektionsvorteil führt.
    • Resistenz durch Übertragung: Bakterien können untereinander genetische Informationen übertragen, die auf Wikipedia-logo-v2.svg Plasmiden, Transposons und Integrons lokalisiert sind.

Vorkommen

In den USA sind etwa 70% der in Krankenhäusern erworbenen infektiösen Keime resistent gegen mindestens ein Antibiotikum. Oft sind Patienten mit Bakterienstämmen infiziert, die gegen mehrere Antibiotika resistent sind (Wikipedia-logo-v2.svg Multiresistenz).

Sogenannte Problemkeime sind dabei vor allem

Bakteriophagen - die Viren der Bakterien

Schematischer Aufbau eines komplexen Bakteriophagen.
γ-Phagen.

Bakteriophagen werden nach ihrer morphologischen Struktur, ihrem Erbmaterial und ihrem Wirt eingeteilt. So unterscheidet man DNA-Phagen mit einsträngiger DNA, so genannte ss-DNA-Phagen (von engl. single-stranded) und doppelsträngiger DNA, sogenannte ds-DNA-Phagen (von engl. double-stranded). Die hier exemplarisch behandelten Escherichia coli-Phagen der T-Reihe werden zu letzterer Gruppe gezählt. Sie zeichnen sich gegenüber anderen Bakteriophagen durch einen relativ komplexen Aufbau aus. Grundlegend setzen sich die sogenannten T-Phagen aus einer Grundplatte, einem Injektionsapparat und einem Kopf, dem so genannten Capsid zusammen. Die Grundplatte (die wie Capsid und Injektionsapparat aus Proteinen aufgebaut ist) ist mit Schwanzfibern und spikes besetzt, die der Adsorption auf der Wirtszellwand dienen. Der Injektionsapparat besteht aus einem dünnen Rohr, auch Schwanzrohr genannt, durch das die Phagen-DNA in die Wirtszelle injiziert wird. Das Rohr wird von einer kontraktilen Schwanzscheide umhüllt, die sich während der Injektion zusammenzieht. Das Capsid ist aus 20 gleichartigen, dreieckigen Proteinplatten, den Capsomeren, zu einem Ikosaeder aufgebaut und enthält die DNA des Phagen. Aufgrund dieses Aufbaus zählen die E. coli-T-Phagen zu den strukturell komplexesten Viren. Phagen mit einsträngiger DNA sind dagegen meist klein, sphärisch und schwanzlos oder filamentös. Die ebenfalls auftretenden RNA-Phagen bestehen meist (soweit bis zu diesem Zeitpunkt beschrieben) aus einer Proteinhülle, die ein einsträngiges RNA-Molekül umschließt. Der Durchmesser dieser Phagen beträgt etwa 25 nm, sie gehören also zu den kleinsten Phagen.

Viren benötigen mangels eines eigenen Stoffwechsels zur Reproduktion einen Wirt, im Falle der Bakteriophagen eine lebende (geeignete) Bakterienzelle. Die Reproduktion lässt sich in fünf Phasen untergliedern:

  • Adsorption an spezifische Zellwandrezeptoren,
  • Injektion der Phagen-DNA in die Wirtszelle,
  • Transkription des Virusgenoms, Translation der viralen mRNA, Replikation der Virusnukleinsäure und Entstehung von Virusbauteilen,
  • Zusammenbau zu reifen Phagenpartikeln, dem assembly,
  • Freisetzung der fertigen Viruspartikel durch Lysis der Wirtszelle.

Die beschriebene Vermehrung von Phagen nennt man lytischen Vermehrungszyklus bzw. Infektionszyklus, da sie mit der Zerstörung der Wirtszelle einhergeht. Daneben gibt es den lysogenen Vermehrungszyklus, bei dem nicht der Phage, sondern nur sein Bauplan als DNA kodiert im Bakteriengenom vorliegt und nicht transkribiert wird. Die latent in das Bakteriengenom integrierte (oder als Plasmid vorliegende) und ruhende Phagen-DNA nennt man Prophage. Der lysogene Prophage repliziert sich zusammen mit der Bakterien-DNA und kann unter bestimmten Bedingungen wieder in das lytische Stadium übergehen.

Bakteriophagen können für den Austausch von Genmaterial wie Virulenz- und Resistenzgene innerhalb einer Bakterienart und zwischen verwandten Bakterienarten verantwortlich sein.

Endosymbiontentheorie

Aufgrund biochemischer Untersuchungen nimmt man heute an, dass einige Organellen, die in den Zellen vieler Eukaryonten vorkommen, ursprünglich eigenständige Bakterien waren (Endosymbiontentheorie); dies betrifft die Chloroplasten und die Mitochondrien. Diese Organellen zeichnen sich durch eine Doppelmembran aus und enthalten eine eigene zirkuläre DNA auf der je nach Art ca. 5-62 Gene codiert sein können.

Phylogenetische Taxonomie

Aus dem Vergleich der Basensequenz der 16S-rRNA rekonstruierter Bakterienstammbaum.

Eine phylogenetische Klassifikation anhand morphologischer und stoffwechselphysiologischer Merkmale ist bei den Bakterien in der Regel nicht möglich, sie muss auf der Basis der molekularen Struktur dieser Organismen aufgebaut werden. Die Klassifizierung erfolgt hauptsächlich mit Hilfe phylogenetischer Marker. Solche Marker sind zelluläre Makromoleküle, deren Zusammensetzung sich mit abnehmendem Verwandtschaftsgrad verschiedener Organis