Vor etwa drei Jahren gruben Bauarbeiter im Stadtteil Queens in New York ein altes Fundament aus und stießen dabei auf etwas Hartes aus Metall. Plötzlich rollte noch ein Körper aus den Trümmern. Zuerst dachten sie an ein vergrabenes Mordopfer und riefen gleich den Chef des Gerichtsmedizinischen Instituts in New York. Der Forensiker und Anthropologe Scott Warnasch kam sofort mit seinem Team.

Der Leichnam datiert in die Mitte des 19. Jahrhunderts und war möglicherweise auf dem damaligen Friedhof einer nahe gelegenen Kirche vergraben worden. Es war eine afroamerikanische Frau, die, mit einem Nachthemd und Socken bekleidet, außergewöhnlich gut erhalten in einem kunstvoll verzierten eisernen Sarg lag. Der Fund bereitete dem Team Kopfzerbrechen, denn es war schwer zu verstehen, wie sich diese Frau Mitte des 19. Jahrhunderts einen solch luxuriösen Platz für ihre letzte Ruhe leisten konnte.

Auf der Suche nach alten Pockenviren
© NYC Office of Chief Medical Examiner
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernAuf der Suche nach alten Pockenviren
Der forensische Anthropologe Scott Warnasch untersucht einen 160 Jahre alten Leichnam, der zufällig in Queens in New York ausgegraben wurde.

Dann bemerkten die Forensiker die Läsionen am Körper und rissen ein paar der Beulen auf, mit denen der ganze Leichnam bedeckt war. Bradley Adams, der Chef der forensischen Anthropologie von New York, erinnerte sich auf einmal an Fotos von Pockenopfern und ihren Wunden. Nun war den Wissenschaftlern klar, dass der luftdicht verschlossene, ziemlich kostspielige Sarg gar nicht den Körper eines wohlhabenden Menschen bewahren sollte, sondern zum Wegsperren einer mit Pocken infizierten Frau gedacht war. "Wir gingen erst einmal alle einen Schritt zurück", erinnerte sich Warnasch. Der Ort eines möglichen Verbrechens war schlagartig zu einem Ort mit Biogefährdung geworden, so dass nun das städtische Gesundheitsamt sofort die Seuchenschutzbehörde (Centers for Disease Control and Prevention, CDC) in Atlanta in Georgia einschaltete.

Nach Angaben der Behörde bestand nur ein niedriges Infektionsrisiko. Trotzdem verständigten die Ermittler die Epidemiologin Andrea McCollum, die mit ihrem Team in Schutzkleidung den Leichnam untersuchte und Proben entnahm. Keiner weiß, wie lange das Pockenvirus in einem menschlichen Leichnam überleben kann, aber McCollums Mitarbeiter wollten einfach versuchen, DNA oder vielleicht sogar aktive Viruspartikel aus dem Körper der Frau zu isolieren.

Bei einem Treffen der Weltgesundheitsversammlung, des höchsten Entscheidungsgremiums der WHO in Genf, war zuletzt im Mai entschieden worden, wann der letzte offizielle Bestand an Pockenviren vernichtet wird, der bisher noch unter großen Sicherheitsmaßnahmen tiefgefroren in Labors in USA und Russland lagert. Die Vernichtung wird schon seit den 1980er Jahren verschoben – und wurde es nun erneut. Aber selbst wenn die letzten bekannten Vorräte an Pockenviren vernichtet sind, könnten noch Proben in irgendwelchen Tiefkühltruhen versteckt liegen oder das Pathogen – wie ein Zombie – aus einem mumifizierten Leichnam wie in Queens wieder auftauchen.

Auch wenn das Risiko einer Pandemie durch das Pockenvirus gering ist, so ist es laut McCollum "eine ernst zu nehmende Sache". Aber es ist auch eine gute Gelegenheit. McCollum und ein paar andere Spezialisten hoffen geradezu, irgendwo noch alte aktive oder inaktive Pockenviren zu finden. Die Wissenschaftler gehen sofort jedem Hinweis nach, wenn die Chance besteht, jahrzehntealte Proben nach Viren durchforsten zu können. Eigentlich kann solch ein Fund aber nur zeigen, wie lange und unter welchen Bedingungen die Pockenviren, bekannt als Variola-Viren, überleben können. Doch selbst wenn keine aktiven Viren aus den Proben zu isolieren sind, könnte die DNA vergangener Infektionen vielleicht Hinweise auf die Entwicklung der Viren geben und uns dabei helfen, einen Schutz zu entwickeln – für den Fall eines erneuten Auftretens dieser Geißel der Menschheit.

Spuren aus der Vergangenheit

Die Pocken gelten als eine der schlimmsten Seuchen der Geschichte. Sie breiten sich schnell in der Bevölkerung aus und töten etwa ein Drittel aller Infizierten. Auch wenn schon Menschen überall auf der Welt betroffen waren, litten die Bewohner Amerikas und Afrikas besonders darunter. Manche Bevölkerungsgruppen verschwanden dort sogar fast völlig, als die Seuche zwischen dem 16. und 18. Jahrhundert von europäischen Siedlern eingeschleppt wurde. 1966, als noch etwas 10 bis 15 Millionen Pockenfälle weltweit pro Jahr auftraten, entschied die WHO, ihre Impf- und Ausrottungskampagne zu intensivieren. Bereits Ende 1977 galten die Pocken dann als ausgerottet.

Reste von Variola-Viren sind aber noch auf der ganzen Welt verstreut vorhanden. Hinweise auf die Erkrankung, einschließlich Hautläsionen, Viruspartikeln und Pocken-DNA, geben bis zu 3200 Jahre alten Mumien, wie die von Ramses V., und Funde von Schorf [1]. Allerdings konnten noch nie intakte Viren aus einem toten Körper isoliert werden.

"Wir gingen erst einmal alle einen Schritt zurück"

Zur großen Enttäuschung der CDC war auch der Fund aus Queens keine Ausnahme. Die Pocken-DNA war degradiert, sonstige Virusspuren waren ebenfalls nicht nachweisbar. Theoretisch gesehen könnten andere Mumien das Virus enthalten, allerdings sei das Risiko einer Infektion nur gering, meint Peter Jahrling, ein Virologe vom US National Institute of Allergy and Infectious Diseases in Frederick in Maryland. "Beim Ausgraben sollte man aber trotzdem ein paar Vorkehrungen treffen", rät er. Insbesondere in kaltem Klima könnte das Virus besser überleben. "Mumien in kalten Gruften könnten noch Viren enthalten", fügt er hinzu.

Das Virus ist im menschlichen Gewebe extrem stabil, sagt D. A. Henderson vom Center for Health Security der University of Pittsburgh in Baltimore in Maryland, der die Ausrottungskampagne der WHO in den 1960er und 70er Jahren leitete. Wenn die charakteristischen Beulen auf der Haut aufplatzen, bilden die Blutplättchen mit fibrösen Proteinen ein Netzwerk und halten das Virus im Schorf fest. Auch wenn dieser abplatzt, wird das darin gefangene Virus wohl kaum durch die Luft getragen oder setzt sich bei Berührung an der Haut eines anderen fest. Dank der Stabilität des Virus wurde so schon früh eine einfache Impfung entwickelt. Bei dieser so genannten Variolation wird ein Stückchen Schorf über einen kleinen Schnitt in die Haut eingebracht. Warum auch immer, löst dieses Vorgehen eine schwächere Form von Pocken aus als eine natürliche Infektion.

Auch wenn im 19. Jahrhundert schon viele Ärzte mit dem verwandten, aber weniger schädlichen Vaccinia-Virus impften, wurde die Variolation noch bis ins 20. Jahrhundert hinein besonders in ärmeren Regionen durchgeführt. Bei beiden Impfarten war Schorf besonders nützlich. Die Ärzte konnten ihn mit sich herumtragen, und er konnte sogar verschickt werden, wie das Virginia Historical Society (VHS) Museum in Richmond im Jahr 2010 herausfand. In der Sammlung des Museums wurde damals ein ungewöhnlicher Umschlag gefunden. Der Brief aus dem Jahr 1876 war von dem gerade nach Richmond in Virginia gezogenen William Massie an seinen Vater Henry in Charlottesville gerichtet. "[Ich] hoffe, dieser [Brief] erreicht dich rechtzeitig", stand dort mit zarter Handschrift gekritzelt. An den Brief angeheftet, "damit du es nicht verlierst, wie schon einmal", war eine zusammengewickelte Metallfolie mit einem fingernagelgroßen Stück Schorf darin, der "gestern ganz frisch vom Arm eines Kindes abgenommen" war. Es sollte für die Impfung von zwölf Leuten reichen, hatte der junge Massie geschrieben.

Aus dem 19. Jahrhundert: Pocken-Impfstoff mit Beipackzettel
© Sara Reardon (oben); CDC / James Gathany (unten)
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernAus dem 19. Jahrhundert: Pocken-Impfstoff mit Beipackzettel

Eine frühe Form der Pockenimpfung ist die "Variolation" – ein Stückchen Schorf (unten) der vernarbten Haut eines Erkrankten wird dabei in flache Hautschnitte eingebracht. Dadurch wird eine schwächere Form der Pocken ausgelöst, die dann vor einer späteren Infektion schützen kann.

Im 19. Jahrhundert impften Mediziner auch schon mit weniger schädlichen Virusverwandten des Pockenerregers; dennoch aber blieb die Variolation bis ins 20. Jahrhundert besonders in ärmeren Regionen das Mittel der Wahl. Schorf wurde sogar verschickt, wie ein Museumsexponat zeigt; die Hintergründe erklärt ein Brief.

Der Präsident des Museums, Paul Levengood, spricht bei diesem Fund von einem fantastischen Blick in die Geschichte. "Das ist die kleine Geschichte einer Familie, die sich vor dieser schrecklichen Geißel der Menschheit schützen wollte", sagt er. "Charlottesville lag damals, 1870, wahrscheinlich im Hinterland. Vielleicht hatte man in den großen Städten sogar Zugang zu der Impfung, aber sicherlich nicht hier, so dass es die Familie auf diese Weise versuchte."

Das Museum stellte den Schorf zusammen mit dem Brief in der Ausstellung "Kuriositäten" aus. Einige Monate später erhielt Levengood einen Anruf vom CDC. Irgendjemand hatte die Behörde informiert, als er einen Bericht darüber in der Zeitung gelesen hatte.

McCollum fuhr mit einem Kollegen hin, in der Hoffnung, in der Schorfprobe virale DNA zu finden. Nach Aussagen der Virologin Inger Damon, die am CDC über Pockenviren forscht, stammen die ältesten bekannten Proben aktiver Pockenviren aus dem Jahr 1939. "Es wäre enorm wichtig, eine Probe aus dem 19. Jahrhundert zu haben", meint sie. Wenn man die Evolution des Virus untersucht, könnte man herausfinden, wann der Vorläufer von einem Tier auf den Menschen überging und mit Hilfe welcher Tricks die Pockenviren im Lauf der Evolution potenter wurden. Das könnte auch für die Forschung an anderen Viren wie Affenpocken interessant sein, die in Afrika immer mehr an Bedeutung gewinnen.

Die Schorfprobe aus dem Museum enthielt nur degradierte virale DNA, die wahrscheinlich nicht einmal von Variola-Viren stammte, sondern eher von nahe verwandten Pockenviren. Die Forscher vom CDC warten immer noch auf die Ergebnisse der Sequenzierung des 186 000 Basenpaare langen Genoms. "Ich glaube, sie waren richtig enttäuscht", sagt Levengood. Nur aus Sicherheitsgründen haben sie die Schorfprobe noch bestrahlt, bevor sie zurück ans Museum ging. Dort wird sie nun in einem Plastikgefäß aufgehoben, wenn auch durch die Bestrahlung in Stücke zerbröselt.

Die Wissenschaftler vom CDC hoffen immer noch, dass sie irgendwann aus solch einer Quelle eine gute DNA-Probe bekommen. "Wir haben bisher nur Schnipsel an Informationen durch die Analyse von Schorfstückchen, die aus Büchern herausgefallen sind oder auf Dachböden gehortet waren", sagt Damon. Einer dieser Zufallsfunde war in einem Umschlag in einem alten Buch in der New-Mexico-Bibliothek versteckt und fiel heraus, als ein Bibliothekar im Jahr 2003 in das Buch hineinsah. Uralter Schorf gab bisher aber noch die besten Hinweise darauf, wie lange das Virus überleben kann. In einer in den 1950er Jahren gestarteten Studie sammelten Wissenschaftler aus den Niederlanden frische Schorfproben von Pockenpatienten und legten sie in Umschläge. Sie konnten 13 Jahre lang Variola-Viren aus den Proben isolieren, dann gingen ihnen diese aus, und die Studie wurde nicht wiederholt. Immerhin zeigen die Daten, dass Viren mehr als ein Jahrzehnt in gemäßigtem Klima überleben können [2].

Eine bessere Quelle für infektiöses Virus wären tiefgefrorene Leichen. Influenza-Viren können anscheinend in Seen eingefroren überleben und führen vielleicht auch so zur Infektion von Zugvögeln [3]. Im Februar 2014 gelang es Wissenschaftlern, die den sibirischen Permafrost erforschten, ein riesiges, 30 000 Jahre altes Virus wiederzubeleben, das in der Lage ist, Amöben zu infizieren [4]. Weil die Permafrostgebiete im Zuge der globalen Erderwärmung immer mehr abschmelzen, könnten Viruserkrankungen quasi aus dem Eis wieder freigesetzt werden, sagen die Autoren.

Sibirische Mumien

Auch bei Tiefbohrungen, Baumaßnahmen oder archäologischen Ausgrabungen könnten Virusverstecke freigelegt werden. So forschte ein Anthropologenteam im Jahr 2004 im ostsibirischen Jakutien nach Mumien und legte dabei eine Grabstätte frei, in der fünf gut erhaltene tiefgefrorene Mumien in einem verzierten Holzsarg lagen. Die Gruppe – wahrscheinlich eine Familie – schien im frühen 18. Jahrhundert sehr plötzlich gestorben zu sein.

In dem am besten erhaltenen Körper einer jungen Frau fanden sich Spuren des Variola-Virus, doch die DNA war zu stark degradiert, um die gesamte Sequenz rekonstruieren zu können. Aber es war doch genug, um zu zeigen, dass es sich um einen anderen Stamm handelte als der im 20. Jahrhundert in Europa und Asien aufgetretene. Anhand der DNA-Stücke könnten die Forscher unser Wissen über die Evolution der Pockenviren erweitern, und vielleicht lässt sich daran eines Tages auch erklären, wie sich die Viren weltweit ausbreiten konnten [5].

"Keiner weiß, wie lange das Pockenvirus in einem menschlichen Leichnam überleben kann"

Wissenschaftler aus dem VECTOR-Labor in Koltsovo in Russland arbeiten schon länger daran. Im Jahr 1991 fuhr ein Team in einen anderen Ort in Jakutien, um dort Virus-DNA aus einer Hand voll toter Körper zu isolieren, die durch eine Flut an die Oberfläche gespült worden waren. Sie konnten damals keine intakten Viren isolieren, nicht einmal Partikel, die in ihrer Form erhalten geblieben waren. "Das war richtig enttäuschend", sagt Henderson. Das Gewebe war gut erhalten, und die Viren hätten da sein müssen. Aber die russischen Wissenschaftler waren mit die besten auf ihrem Gebiet, sagt er. "Wenn sie es nicht isolieren konnten, dann war da auch nichts zu finden."

Die Expedition wurde nicht wiederholt, denn die Suche nach intakten Viren gehört nicht zur obersten Priorität der Geldgeber wie der WHO. Mehr treibt sie die Sorge darum, wie einfach es wäre, in einem geheimen Labor ein Virus nachzubauen: die Gensequenz des Variola-Virus ist nämlich seit den 1990er Jahren jedem zugänglich [6]. Laut Keiji Fukuda, dem stellvertretenden Generaldirektor für Gesundheitssicherheit und Umwelt der WHO, soll dies bei der Weltgesundheitsversammlung noch diesen Monat besprochen werden und dann in einer Arbeitsgruppe das Ausmaß der Gefährdung untersucht werden.

Die Pocken gelten seit 1980 als ausgerottet
© CDC / Stan Foster
(Ausschnitt)
 Bild vergrößernDie Pocken gelten seit 1980 als ausgerottet

Eine weitere Sorge ist, dass Pockenviren aus einem geheimen Versteck entweichen könnten. Nur wenige Spezialisten für Biosicherheit glauben, dass die zwei Vorräte bei der CDC und bei VECTOR die einzigen sind, die noch existieren. So ist es nach Meinung Jahrlings gut möglich, dass Variola-Viren beispielsweise noch in Gefrierschränken von Überläufern der ehemaligen Sowjetunion lagern. Vielleicht noch besorgniserregender ist, dass jemand ganz einfach an einem vorhandenen Pockenvirus herumbasteln könnte, um seine Wirtsspezifität zu verändern, es resistenter gegen Medikamente zu machen oder seine Ausbreitung zu erleichtern.

All diese Eventualitäten und Möglichkeiten, dass alte Pockenviren wieder auf der Bildfläche erscheinen, lassen einige Forscher dafür plädieren, die bekannten Virusvorräte weiterhin zu behalten. Die meisten in den Jahren nach seiner Ausrottung Geborenen sind gar nicht mehr geimpft worden, zum Teil auch, weil die Impfung Risiken birgt. Jahrling findet, dass es durchaus sinnvoll ist, Pockenviren zum Austesten neuer Behandlungsmöglichkeiten zu haben. In seiner Forschungsgruppe wurden bereits antivirale Medikamente entwickelt, die der Behandlung einer Pockeninfektion dienen könnten. "Ich möchte unbedingt noch eine Zeit lang daran arbeiten können", sagt er.

Wie Damon ergänzt, werden zurzeit auch neue, sicherere Impfungen entwickelt, deren Effizienz mit Hilfe des Originalvirus abgesichert werden könnte. Sie hofft, dass die Entscheidung über die Vernichtung der amerikanischen und russischen Vorräte noch einmal verschoben wird. "Ich glaube nicht, dass wir jemals alles über das Virus wissen werden." In der Zwischenzeit arbeiten die Forscher weiter daran, die kleinen Schnipsel der Geschichte zusammenzufügen, die sie aus zufälligen Proben von Leichen und Schorf erhalten. "Das ist ein gutes Beispiel, wie ein winziges Ding zu einer großen Story beitragen kann."


Der Artikel ist im Original "Infectious diseases: Smallpox watch" in "Nature" erschienen.