Affenpocken werden zwischen Menschen übertragen, und Menschen übertragen COVID-19 auf Nerze... Vorsicht vor der „Virusverflechtung“ zwischen Tieren und Menschen

Die neue Coronavirus-Epidemie ist noch nicht überwunden und die Affenpocken sind erneut aufgetreten. Viele der neuen Krankheitserreger, die die menschliche Gesellschaft stören, stammen aus der Tierwelt. Warum nehmen solche Vorfälle von Jahr zu Jahr zu? Warum sollten wir uns vor der „Virusverflechtung“ zwischen Tieren und Menschen in Acht nehmen?

Geschrieben von Reporter Wang Xueying. Herausgegeben von Ding Lin.

Redakteur für Neue Medien/Li Yunfeng

Der Schatten der COVID-19-Epidemie hat sich noch nicht verzogen und die Menschen sind bereits auf eine mögliche neue Epidemie aufmerksam geworden.

Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation wurden in letzter Zeit aus vielen Ländern Fälle von Affenpocken gemeldet. Bis zum 21. Mai wurden 92 bestätigte Fälle und 28 Verdachtsfälle von Affenpocken aus 12 Ländern und Regionen weltweit gemeldet. Die Weltgesundheitsorganisation erinnert daran, dass die Entdeckung von Affenpockenfällen in Ländern außerhalb Afrikas „atypisch“ sei. Experten gehen davon aus, dass die Zahl der Affenpockenfälle weltweit in Zukunft mit der Ausweitung der Überwachung weiter zunehmen könnte.

Was den Menschen Sorgen bereitet, ist nicht nur die rasante Entwicklung der Epidemie, sondern auch die neuen Veränderungen des Affenpockenvirus selbst. Aus den verfügbaren Informationen geht hervor, dass es mittlerweile zu einer Übertragung des Affenpockenvirus von Mensch zu Mensch gekommen ist, während die Übertragung des Affenpockenvirus von Mensch zu Mensch fast ein halbes Jahrhundert lang allgemein als selten galt. Von seiner ersten Entdeckung bei Affen im Jahr 1958 über die Diagnose des ersten infizierten menschlichen Patienten im Jahr 1970 bis hin zu seiner heutigen direkten Übertragung von Mensch zu Mensch hat das Affenpockenvirus die Menschheit erneut daran erinnert, dass es für Krankheitserreger keine strengen „Isolationszonen“ für bestimmte Arten gibt.

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Affenpocken: Von der Tierseuche zur Zoonose

Im Jahr 1958 erkrankte eine Gruppe Javaneraffen, die zur Erforschung eines Polioimpfstoffs von Singapur nach Dänemark verschifft worden waren, plötzlich. Die Anomalien der Affen erregten zunächst keine große Aufmerksamkeit, bis sich bei ihnen Bläschen bildeten, die an Pockensymptome erinnerten. Aus der Pockenflüssigkeit dieser Affen isolierten Wissenschaftler dann ein spezielles Orthopockenvirus und nannten es „Affenpocken“. Derzeit befindet sich das Affenpockenvirus noch im Stadium eines „Tiervirus“.

Zwölf Jahre später, im Jahr 1970, tauchte in der Demokratischen Republik Kongo in Afrika ein Patient mit einer ganz besonderen Erkrankung auf. Dieser 9-jährige Junge scheint mit Pocken infiziert gewesen zu sein, doch in seiner Gegend gab es aufgrund der Impfkampagnen bereits seit 1968 praktisch keine Pocken mehr. Was also hat den Jungen infiziert? Womit die Forscher nicht gerechnet hatten, war, dass sie aus der Pockenflüssigkeitsprobe des Jungen das Affenpockenvirus extrahierten – der weltweit erste Fall einer Affenpockeninfektion deutete darauf hin, dass Affenpocken zu einer Zoonose geworden waren.

Zu dieser Zeit war die Übertragung des Affenpockenvirus von Mensch zu Mensch ungewöhnlich. Zu den wichtigsten Übertragungswegen zählen enger Kontakt mit Atemwegssekreten der infizierten Person, Hautverletzungen oder kontaminierte Gegenstände. Die Übertragung durch Atemtröpfchen von Angesicht zu Angesicht dauert länger. Als die Weltgesundheitsorganisation Alarm wegen der Affenpocken schlug, meldeten immer mehr afrikanische Länder Fälle von Affenpocken. Anfangs konzentrierten sich die meisten Fälle auf ländliche Gebiete und den Regenwald in der Demokratischen Republik Kongo, später traten ähnliche Fälle auch in Westafrika auf. Mit Ausnahme eines Ausbruchs in der Demokratischen Republik Kongo im Jahr 1996 waren die Affenpockenausbrüche beim Menschen jedoch relativ klein und kontrollierbar, und die Fälle haben sich nie „über Afrika hinaus“ ausgebreitet.

▲ Zwischen 1970 und 2017 waren Affenpocken vor allem in Teilen Afrikas verbreitet. Im Vergleich zum Affenpocken-Zweig in Westafrika weist der sich im Kongobecken ausbreitende Affenpocken-Zweig eine höhere Sterblichkeitsrate auf (Bildquelle: Weltgesundheitsorganisation)

Der Ausbruch der Affenpocken in den USA im Jahr 2003 änderte jedoch völlig die falsche Vorstellung der Menschen von einer „regionalen Verbreitung“ des Virus. Daten zeigen, dass es sich bei diesem Ausbruch um die erste gemeldete Infektion eines Menschen mit dem Affenpockenvirus außerhalb Afrikas handelt. Insgesamt wurden 53 Fälle in sechs US-Bundesstaaten bestätigt. Als „Quelle des Virus“ erwiesen sich mehrere Riesenratten und Eichhörnchen aus Gambia. Sie übertrugen das von ihnen in sich getragene Affenpockenvirus auf die bei ihnen aufgezogenen Haushunde und Hausmurmeltiere, und einige Menschen infizierten sich schließlich aufgrund des engen Kontakts mit diesen Haustieren.

Obwohl das Affenpockenvirus ursprünglich bei Affen entdeckt wurde, sind Affen nicht der natürliche Wirt des Affenpockenvirus. Es gibt Forschungsergebnisse, die darauf schließen lassen, dass Nagetiere der eigentliche Reservoirwirt des Virus sein könnten, obwohl viele Arten mit dem Affenpockenvirus infiziert sind. Affen sind, wie Menschen, lediglich Wirte für Viren, die „überschwappen“.

„Es ist wirklich augenöffnend zu sehen, wie sich das Affenpockenvirus auf diese Weise ausbreitet“, sagte Anne Rimon, Epidemiologin an der University of California, kürzlich in einem Medieninterview. Rimon erforscht seit mehr als zehn Jahren das Affenpockenvirus in Afrika. Er ist davon überzeugt, dass der aktuelle Ausbruch der Affenpocken, der fast gleichzeitig in mehreren Ländern außerhalb Afrikas auftrat, die Aufmerksamkeit von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt auf sich ziehen sollte. „Eine solche Situation haben wir noch nie erlebt.“

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Artenübergreifende Übertragung und Rückfluss von Krankheitserregern

In der Infektionskrankheitsforschung gibt es ein sehr wichtiges Konzept, nämlich das „Spill-over“-Phänomen von Krankheitserregern.

Im Laufe der Menschheitsgeschichte stammen viele Krankheitserreger, die „Chaos in der Welt verursacht“ haben, von anderen Tieren, wie beispielsweise das von Primaten auf den Menschen übertragene Humane Immundefizienzvirus (HIV) und das von Vögeln auf den Menschen übertragene Vogelgrippevirus (wie H5N1, H7N9 usw.). In den letzten Jahren stammen auch viele neue Krankheitserreger, die die menschliche Gesellschaft erschüttert haben, aus der Tierwelt.

(Bildquelle: npr.com)

Nehmen wir Viren als Beispiel: Damit sich Viren in der Natur in Wirten ausbreiten und vermehren und bestimmte Protein-„Türschlösser“ im Körper öffnen können, benötigen sie einen entsprechenden Protein-„Schlüssel“. Diese Interaktion nach dem Motto „Ein Schlüssel öffnet ein Schloss“ beschränkt die Verbreitung der meisten Viren auf bestimmte Hosts.

Während sich das Virus in großen Mengen vermehrt, produziert es auch massenhaft „Schlüssel“, mit denen sich Türen öffnen lassen. Es gibt jedoch immer Ausnahmen. Beim „Prozess“ der Virusreplikation kann es gelegentlich zu Fehlern kommen, sodass mehrere nicht standardmäßige „Schlüssel“ entstehen – vielleicht mit einer zusätzlichen oder einer weniger starken Markierung. Die meisten dieser Mutationen haben keine praktischen Auswirkungen, es gibt jedoch Ausnahmen: Einige mutierte Schlüssel sind in der Lage, das Protein-„Türschloss“ einer anderen neuen Wirtsspezies zu öffnen.

Wenn ein Virus, das den Mutations-„Schlüssel“ trägt, eine völlig neue Spezies infiziert und sich innerhalb dieser weiter ausbreitet, wird dieser Prozess als viraler „Spillover“ bezeichnet. Dabei kommt es durch das Auftreten genetischer Mutationen dazu, dass das Virus die Barrieren zwischen den Arten überwindet und eine Übertragung zwischen den Arten erreicht. Dadurch ist es auch möglich, dass einige Infektionskrankheiten bei Tieren zu Zoonosen werden.

Andererseits ist die Übertragung von Krankheitserregern zwischen Arten keine Einbahnstraße. Der Mensch kann sich nicht nur mit Krankheitserregern von Tieren infizieren, sondern auch eigene Krankheiten auf Tiere übertragen. Dieser Vorgang wird als „Erregerrückfluss“ bezeichnet. Dabei können von Menschen infizierte Tiere zu neuen Bioreaktoren werden – Krankheitserreger akkumulieren weitere Mutationen, um sich an neue Wirte anzupassen. Wenn es zu einem „sekundären Spillover“ kommt, könnten diese „erneuerten“ Krankheitserreger den Menschen erneut überraschen …

(Bildquelle: nyt.com)

„Nach einer Übertragung zwischen Arten ist das Virus normalerweise in der Lage, sich schnell an den neuen Wirt anzupassen.“ Simone Kraberg, eine Assistenzforscherin in der Abteilung für Immunologie und Pathologie der Colorado State University, sagte, diese wiederholte Übertragung „könnte die Evolution des Virus weiter beschleunigen und zur Entstehung weiterer neuer Stämme führen.“

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„Rückfluss“ macht es schwierig, das Virus zu verhindern

Im Vergleich zur Übertragung von Krankheitserregern ist ihr Rückfluss problematischer. Unter den zahlreichen Krankheitserregern sind Viren möglicherweise am anfälligsten für eine Ausbreitung.

Anfang des Jahres trat in einer Tierhandlung in Hongkong, China, ein bestätigter Fall von COVID-19 auf. Forscher der Universität Hongkong stellten jedoch bei Routineuntersuchungen fest, dass die Ursache der Epidemie möglicherweise Hamster sind, die als Haustiere gehalten werden. Bei Probenuntersuchungen und Serumtests stellten die Forscher fest, dass 8 von 16 syrischen Hamstern (Goldhamstern) in der Zoohandlung und 7 von 12 syrischen Hamstern im Lager positiv auf das neue Coronavirus getestet wurden. Darüber hinaus stellten die Forscher nach der Sequenzierung des Virusgenoms von Menschen und Hamstern fest, dass der Delta-Stamm die Krankheit verursachte.

Dieser Vorfall erinnert uns einmal mehr daran, dass neben Fledermäusen, vor denen man sich schon immer „vorbeugen“ musste, auch Nagetiere zu natürlichen Reservoirs des neuen Coronavirus werden und das Virus auf den Menschen übertragen können.

In jüngster Zeit hat das Auftreten der neuen Coronavirus-Variante Omicron die globale COVID-19-Epidemie auf einen weiteren Höhepunkt getrieben. Forscher fanden heraus, dass es 35 Mutationen am Spike-Protein (S-Protein) des Omicron-Stamms gibt, von denen sieben zu einer besseren Anpassung an Nagetiere führen könnten. Einige Wissenschaftler spekulieren, dass diese Mutationen wahrscheinlich in einem „speziellen Wirt“ aufgetreten sind – das frühe Coronavirus erfuhr während der Übertragung vom Menschen auf das Tier neue Mutationen, wodurch der Omicron-Stamm entstand.

▲CT-Bilder zeigen, dass Versuchshamster, die mit dem neuen Coronavirus infiziert sind, ebenfalls „Milchglasschatten“ in der Lunge aufweisen, die denen menschlicher Patienten ähneln (Fotoquelle: University of Wisconsin-Madison)

Die Identität dieses „speziellen Wirtes“ konnte die wissenschaftliche Gemeinschaft noch nicht feststellen, doch die große Zahl ähnlicher Virus-Spillover-Phänomene löst bei Wissenschaftlern schon seit langem große Besorgnis aus. Seit dem Ausbruch der neuen Kronenepidemie sind auch einige Tiergruppen stark betroffen, darunter auch Nerze.

Bis Ende Dezember 2021 hat die Weltorganisation für Tiergesundheit 625 Fälle von COVID-19-Ausbrüchen bei Tieren registriert, bei denen 17 Arten in 37 Ländern infiziert waren. In diesem Zeitraum starben mehr als 700.000 Zuchtnerze an dem neuen Coronavirus. Dies ist die höchste Todeszahl aller mit dem neuen Coronavirus infizierten Tiere. Gleichzeitig haben viele Länder mit der großflächigen Keulung von Zuchtnerzen begonnen. Allein in Dänemark wurden bereits 17 Millionen Tiere gekeult. Diese „Unglücke kommen nicht allein“: Nerze können sich nicht nur durch Menschen mit dem neuen Coronavirus infizieren, sondern das Virus auch auf andere Menschen übertragen. Es gibt Hinweise darauf, dass es mindestens drei bestätigte, mit Nerzen in Zusammenhang stehende Varianten des neuen Coronavirus gibt, von denen sich die „Michigan-Nerz-Variante“ möglicherweise in der Gesellschaft unter Menschen verbreitet hat.

Ende 2020 veröffentlichte das Team von Bu Zhigao vom Harbin Veterinary Research Institute der Chinesischen Akademie der Agrarwissenschaften eine Arbeit, in der es bestätigte, dass sich das neue Coronavirus replizieren und bei Nerzarten Pathogenität verursachen kann. Außerdem erklärte es den Mechanismus, der zur Übertragung des neuen Coronavirus durch Nerze auf den Menschen führt. Forscher fanden heraus, dass sich das Virus nach der Infektion von Nerzen mit dem neuen, aus Menschen isolierten Coronavirus in großen Mengen in der Nasenhöhle und Lunge der Nerze vermehren und pathologische Schäden (einschließlich Lungenthrombose) in den oberen und unteren Atemwegen der Nerze verursachen kann. Dieser Prozess ähnelt stark den pathologischen Schäden nach einer Infektion des Menschen mit dem neuen Coronavirus. Gleichzeitig stellte Bu Zhigaos Team fest, dass das neue Coronavirus nicht nur effizient durch Atemtröpfchen zwischen Nerzen übertragen werden kann, sondern auch asymptomatisch, was der Übertragung zwischen Menschen sehr ähnlich ist.

(Bildquelle: nyt.com)

„Jedes Mal, wenn sich das Virus zwischen Arten ausbreitet, verändert es sich“, sagte die französische Epidemiologin Marisa Pere in einem Interview mit den Medien. „Wenn sich das mutierte Virus zu sehr von dem weit verbreiteten Virus unterscheidet, kann dies bedeuten, dass ein neu entwickelter Impfstoff oder eine neu entwickelte Behandlung die Erwartungen nicht erfüllen wird.“

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Allen geht es gut, dann ist es ein "sonniger Tag"

In den letzten Jahren ist es häufiger vorgekommen, dass sich Tierkrankheiten auf den Menschen übertragen, und immer mehr neue Epidemien werden als „Zoonosen“ bezeichnet. Als Reaktion auf diesen Trend hat Kate Jones, Expertin für die Wechselwirkung zwischen Ökosystemen und menschlicher Gesundheit am University College London, eine Analyse durchgeführt. Sie zählte zwischen 1960 und 2004 335 neu aufgetretene Krankheiten und stellte fest, dass 60,3 % davon Zoonosen waren und 71,8 % von ihnen von Wildtieren stammten, wobei diese Anteile von Jahr zu Jahr anstiegen.

Eine kürzlich in der Fachzeitschrift „Nature“ veröffentlichte Studie wies darauf hin, dass aufgrund der Auswirkungen des globalen Klimawandels immer mehr Tierarten gezwungen sind, ihre Lebensräume zu verlassen und in neue Umgebungen zu ziehen, und dass mit dieser Migration auch ihre Parasiten und Krankheitserreger mitwandern. Wissenschaftler sagen voraus, dass sich die Wahrscheinlichkeit neuer Kontakte zwischen Arten in den nächsten 50 Jahren verdoppeln wird, insbesondere in artenreichen Regionen Afrikas, Asiens und der Tropen. Diese könnten zur Brutstätte schrecklicher Epidemien werden, bei denen weitere Tierviren „überschwappen“.

„Es gibt immer mehr Hinweise darauf, dass die Welt in den kommenden Jahrzehnten nicht nur wärmer wird, sondern dass es auch mehr Krankheiten geben wird“, sagte Gregory Albury, Krankheitsökologe an der Georgetown University in den USA. Als Hauptautor der Nature-Studie ist er der Ansicht, dass es für die Welt dringend notwendig sei, die Überwachung von Tierseuchen und Zoonosen zu verstärken: „Die Menschheit hat nicht viel Zeit zu verlieren.“

▲ Bei Weißwedelhirschen in den USA und Kanada wurde eine Infektion mit dem neuen Coronavirus festgestellt. Bei den meisten Tieren, von denen bekannt ist, dass sie mit dem neuen Coronavirus infiziert sind, handelt es sich um Haustiere oder in Gefangenschaft gehaltene Tiere. Es ist relativ einfach, diese infizierten Tiere zu testen und zu isolieren. Gesundheitsexperten sagen, die wahre Bedrohung gehe von Wildtieren aus (Bildquelle: nature.com)

Leider wurde der Schwere des Spillbacks im Vergleich zur Spillover-Forschung weniger Aufmerksamkeit geschenkt. Die „menschenzentrierte“ Denkweise führte lange Zeit dazu, dass Menschen Epidemien bei Tieren nicht allzu viel Aufmerksamkeit schenken. Die wenigen relevanten Studien konzentrieren sich hauptsächlich auf Primaten, große in Gefangenschaft lebende Tiere, gefährdete Arten und Haustiere. Eine langfristige wissenschaftliche Überwachung von Wildtierkrankheiten ist relativ selten. Andererseits sind die Untersuchung der Kettenreaktionen, die durch die Übertragung von Krankheitserregern vom Menschen auf das Tier verursacht werden, und die genetische Sequenzierung tierischer Krankheitserreger noch immer relativ unbeliebte Forschungsgebiete.

Ein Überlauf kann nicht nur zu einem „sekundären Überlauf“ führen und die menschliche Gesundheit gefährden, sondern auch die vom Überlauf betroffenen Wildtierpopulationen (insbesondere die anfälligeren) können größeren und manchmal sogar katastrophalen Risiken ausgesetzt sein.

Beispielsweise gibt es weltweit nur noch etwa 1.000 Berggorillas, eine seltene Art, die vom Aussterben bedroht ist. Um diese gefährdete Population besser zu schützen, führen einige Wissenschaftler eine langfristige wissenschaftliche Überwachung durch. Im Jahr 2009 stellte man überrascht fest, dass eine Gruppe von Berggorillas im Rwanda Wildlife Conservation Park Symptome einer Infektion mit dem humanen Metapneumovirus (hMPV) zeigte. Das hMPV-Virus wurde auch in einer Gewebeprobe eines toten Gorillas nachgewiesen, die mit einer Gewebeprobe eines infizierten Patienten in Südafrika übereinstimmte.

Als Atemwegserreger verursacht hMPV beim Menschen im Allgemeinen nur grippeähnliche Infektionen. Wenn das Virus jedoch übergreift, stellt es eine ernsthafte Bedrohung für die Gesundheit und das Überleben der Berggorillas dar. In Parks, in denen es zu Ausbrüchen kam, wurden Berggorillas mit hMPV infiziert und starben daran.

(Bildquelle: vox.com)

Der Mensch ist kein unabhängiges Lebewesen. Die ökologische Umwelt um uns herum ist eng mit der menschlichen Gesundheit verbunden und kann nicht davon getrennt werden. Mit der Verschärfung des globalen Klimawandels sind immer mehr Arten gezwungen, zu „Klimamigranten“ zu werden. Auch einige Arten, die einst „niemals miteinander interagierten“ und es vermieden, sich gegenseitig zu schaden, werden durch neue „gefährliche Beziehungen“ aufeinanderprallen. Welche „neue Überraschung“ wird die „Blindbox“ der Natur beim nächsten Mal enthüllen? Niemand kennt die Antwort, und niemand will sie wissen.

Produziert von: Science Central Kitchen

Produziert von: Beijing Science and Technology News | Pekinger Wissenschafts- und Technologiemedien

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