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Viren!: Humanviren

Viren sind Opportunisten, die oft geduldig auf ihre Chance warten – in Ruhestadien oder eingebettet in das Erbgut ihrer Wirte –, und Meister der Anpassung. Ihre Vermehrungsstrategien und Übertragungsmechanismen sind so vielfältig wie ihre Erscheinungsformen.
Modell eines Virus (Symbolbild)Laden...

Einführung

Die Viren in diesem Abschnitt werden als Humanviren bezeichnet, da man bei ihrer Erforschung von Infektionen des Menschen ausging. Jedoch infizieren Humanviren häufig auch Tiere, und manchmal auch die zugehörigen Vektorinsekten. Bei einigen Viren sind höhere Tiere oder Insekten die primären Wirte und die Infektion von Menschen ist für sie eine »Sackgasse«. Das heißt, sie können nicht von Mensch zu Mensch übertragen werden. Aber auch diese zählen wir zu den Humanviren, da man sie hier am besten kennt.

Dieser Abschnitt befasst sich mit verschiedenen Humanviren, die ausgewählt wurden, weil sie den meisten Menschen bekannt sind, weil sie für die Virologie, Immunologie und Molekularbiologie von Bedeutung sind oder weil sie besonders interessante Eigenschaften besitzen

Die Ökologie der Humanviren hängt engt mit der Ökologie anderer Wirte und Vektoren zusammen. Dies ist manchmal ein wichtiger Bestandteil der Viruseigenschaften. Es gibt nur wenige Viren, für die der Mensch der einzige Wirt ist. Zu nennen sind hier das Pockenvirus (Variola) und das Poliovirus. Da diese Viren keine Tiere als Wirte haben, in denen sie überdauern können, sollte es möglich sein, sie auszurotten. Durch die Schutzimpfung ist es tatsächlich gelungen, die Pocken auszumerzen, Polio bis jetzt jedoch nicht. Ein Grund ist, dass die Pockenimpfung mit einem anderen Virustyp erfolgte, während für die Impfung gegen Polio häufig noch eine abgeschwächte Form des Poliovirus verwendet wird. Das heißt, dass durch die Impfung weiterhin lebensfähige Viren entstehen. Die Wildform des Poliovirus ist inzwischen sehr selten, kann aber noch in abgelegenen Regionen auftreten

In diesem Abschnitt ist ein Virus enthalten, das keine Krankheit hervorruft: das Torque-teno-Virus. Es ist bestimmt nicht das einzige Humanvirus, das nicht pathogen ist, aber es ist am besten erforscht. Da die meisten Viren nur in Bezug auf Erkrankungen untersucht werden, weiß man über diese nichtpathogenen Viren nur wenig. In anderen Abschnitten dieses Buches finden sich weitere Beispiele von Viren, die keine Krankheiten hervorrufen.

Chikungunyavirus: Ein sich ausbreitendes Humanpathogen

GRUPPEIV
ORDNUNGNicht zugewiesen
FAMILIETogaviridae
GATTUNGAlphavirus
GENOMLineare, nicht segmentierte, einzelsträngige RNA mit etwa 12 000 Nucleotiden; codiert neun Proteine als Polyprotein
GEOGRAFISCHE VERBREITUNGUrsprünglich aus Afrika, Ausbreitung nach Asien sowie Nord- und Lateinamerika, gelegentlich in Europa
WIRTEMensch, Affen, möglicherweise Nagetiere, Vögel und Nutztiere
KRANKHEITENChikungunya
ÜBERTRAGUNGStechmücken
IMPFSTOFFEIn der Entwicklung

Ein Virus reist um die Welt    Das Chikungunyavirus stammt aus Afrika, wo es Primaten infiziert und gelegentlich auch den Menschen. Das Virus gelangte in den 1950er-Jahren nach Asien und trat dort mehrere Jahrzehnte lang auf. Ab 2004 ist das Virus in Teile Europas und in Länder um den Indischen Ozean gewandert, und seit 2013 kommt es auch auf dem amerikanischen Kontinent vor. Das Aufkommen des Chikungunyavirus hängt eng mit der Vektormücke zusammen. Bis vor Kurzem wurde das Virus zwischen Primaten und Menschen durch die Gelbfiebermücke (Aedes aegyptii) übertragen, die auf das tropische und subtropische Klima begrenzt ist. Seit Kurzem ist jedoch das Virus in der Lage, von einer anderen Stechmücke (Aedes albopictus oder Asiatische Tigermücke) übertragen zu werden. Eine Veränderung dieser Art ist bei Viren selten, jedoch von großer Bedeutung, wenn Viren den Wirt oder das Habitat wechseln. Die Asiatische Tigermücke ist inzwischen von Asien aus in viele Teile der Welt gelangt und vermehrt sich nun auch im gemäßigten Klima. Das bedeutet, das Virus ist nicht mehr auf die Tropen beschränkt, sondern kann sich in den gemäßigten Breiten vermehren. Das Chikungunyavirus kommt jetzt in Europa und in Nord- und Lateinamerika vor. Es hat sich größtenteils durch infizierte Reisende weltweit ausgebreitet

Die meisten mit diesem Virus Infizierten entwickeln Symptome wie schnell einsetzendes Fieber und unangenehme Gelenkschmerzen, die auch nach Abklingen der Infektion Monate oder Jahre andauern können. Die Gelenkschmerzen gaben dem Virus den Namen: Chikungunya bedeutet in der Makondesprache »verbiegen«. Weitere mögliche Symptome sind Kopfschmerzen, Hautausschlag, Augenentzündung, Übelkeit und Erbrechen. Bei einigen Ausbrüchen treten chronische Symptome auf, etwa Gelenk- und Muskelschmerzen. Bis ein Impfstoff entwickelt wird, ist Vorbeugung noch am besten, die aber eine genaue Kontrolle der Stechmücken erfordert. Die Aedes-Stechmücken entwickeln sich in stehendem Wasser und sie sind gut an das Leben in Städten angepasst. Um sie zu kontrollieren, müssen auch geringe Mengen an stehendem Wasser, etwa in Blumentöpfen oder alten Reifen, beseitigt werden.

(Die Chikungunyavirus-Abbildungen sind in dieser Leseprobe nicht enthalten.)

Denguevirus: Ein tropisches und subtropisches Virus

GRUPPEIV
ORDNUNGNicht zugewiesen
FAMILIEFlaviviridae
GATTUNGFlavivirus
GENOMLineare, nicht segmentierte, einzelsträngige RNA mit etwa 11 000 Nucleotiden; codiert zehn Proteine als Polyprotein
GEOGRAFISCHE VERBREITUNGWeltweit in Tropen und Subtropen
WIRTEMensch und andere Primaten
KRANKHEITENDenguefieber, »Knochenbrecherfieber«
ÜBERTRAGUNGStechmücken
IMPFSTOFFEEinige in Entwicklung, noch nicht verfügbar

Eine sich schnell verändernde Bedrohung   Ein altchinesischer Text beschreibt eine Krankheit, die dem Denguefieber ähnelt, aber die ersten dokumentierten Ausbrüche erfolgten im späten 18. Jahrhundert, alle fast gleichzeitig in Asien, Afrika und auf dem amerikanischen Kontinent. Das Virus wird durch die Gelbfiebermücke Aedes aegypti übertragen. In den 1950er-Jahren begann das Virus häufiger aufzutreten, und die Inzidenz des Denguefiebers hat seitdem ständig zugenommen. Das liegt wahrscheinlich an den Veränderungen nach dem Zweiten Weltkrieg, denn die Menschen wanderten nun von den ländlichen Regionen in die Städte. Die Vektormücke ist einzigartig an die städtische Umgebung angepasst, da sie sich in stehendem Wasser entwickelt, etwa Regenwasser in alten Reifen, Töpfen und anderen weggeworfenen Behältnissen. Die Stechmücke verträgt kein kaltes Klima, sodass die Krankheit auf tropische und subtropische Regionen begrenzt ist. Auch die weltweit zunehmenden Reiseaktivitäten haben zur Zunahme von Dengue beigetragen. Heute ist das Denguevirus weltweit das am häufigsten durch Mücken übertragene Virus mit etwa 390 Millionen Fällen pro Jahr. Bei lokal hohen Infektionsraten tritt das hämorrhagische Denguefieber auf.

Weltweit zirkulieren vier unterschiedliche Denguevirus-Stämme, aber in vielen Regionen ist ein Stamm vorherrschend. Beim Menschen ist eine Infektion nicht zu erkennen, manchmal kommt es zu Fieber und zu starken Gelenkschmerzen. Gelegentlich entwickelt sich die Krankheit zu einem hämorrhagischen Fieber, einer sehr schweren Erkrankungsform mit einer Sterberate von fast 25 Prozent. Das Auftreten neuer Stämme in Regionen, in denen das Virus in einem Zyklus zwischen nichtmenschlichen Primaten und der ländlichen, menschlichen Bevölkerung zirkuliert, und die Neigung des Virus, sich schnell zu verändern, erschweren die Entwicklung eines Impfstoffes. Die Kontrolle der Stechmücken ist die einzig mögliche Prävention.

(Die Denguevirus-Abbildungen sind in dieser Leseprobe nicht enthalten.)

Ebolavirus: Tödlich, aber zu beherrschen

GRUPPEV
ORDNUNGMononegavirales
FAMILIEFiloviridae
GATTUNGEbolavirus
GENOMLineare, nicht segmentierte, einzelsträngige RNA mit 19 000 Nucleotiden; codiert acht Proteine
GEOGRAFISCHE VERBREITUNGZentral- und Westafrika
WIRTEMensch und andere Primaten, möglicherweise Fledermäuse
KRANKHEITENHämorrhagisches Ebolafieber
ÜBERTRAGUNGKörperflüssigkeiten
IMPFSTOFFEExperimenteller DNA-Impfstoff; experimenteller rekombinanter Impfstoff

Eine äußerst ansteckende Krankheit, die durch das heutige Reisen noch problematischer wird   Die ersten Meldungen über das Ebolavirus erschienen Mitte der 1970er-Jahre. Die Ausbrüche waren relativ begrenzt (häufig weniger als 1000 Erkrankte), aber mit einer Sterberate von über 80 Prozent. Beim neuesten Ausbruch in Westafrika (2013–2015) infizierten sich mehr als 28 000 Menschen, von denen 11 000 starben. Die wichtigsten Faktoren für die Eindämmung dieses Ebola-Ausbruchs waren die Aufklärung der Bevölkerung und eine erhöhte Zahl von Behandlungszentren. Bei den einzelnen Ausbrüchen und in den verschiedenen Teilen von Zentral- und Westafrika hat man mehrere verwandte Ebolavirusstämme entdeckt. Das Virus kann neben dem Menschen auch andere Primaten infizieren und ruft bei ihnen ebenfalls eine Krankheit hervor. Der freilebende Wirt des Ebolavirus ist unbekannt, wobei man bei verschiedenen Ausbrüchen Fledermäuse mit dem Virus entdeckt hat, die keine Symptome zeigten. Höchstwahrscheinlich ist dies das freilebende Reservoir. Die Übertragung erfordert einen direkten Kontakt mit Körperflüssigkeiten; Vektoren sind noch nicht bekannt, und die Übertragung erfolgt nicht durch die Luft. Der Krankheitsverlauf ist sehr schwer, häufig mit einem hämorrhagischen Fieber im späten Stadium. Bei entsprechender Sorgsamkeit lässt sich die Krankheit schnell eindämmen, wobei eine gute Infrastruktur im Gesundheitswesen erforderlich ist. Das verwandte Reston-Ebolavirus trat bei Affen auf, die von den Philippinen an Laboratorien in den USA geschickt worden waren. Dieses Virus infiziert den Menschen nicht. Ebenfalls verwandt ist das Marburgvirus, es verursacht beim Menschen und bei anderen Primaten eine ähnliche Krankheit und diente schon als Vorlage für Bücher und Filme in der Science Fiction.

Das Ebolavirus bildet sehr lange, dünne Virionen. Eines der Gene kann zwei unterschiedliche Proteine hervorbringen, da die RNA nach der Transkription verändert wird. Durch diesen einzigartigen Mechanismus kann das Virus zusätzliche Proteine erzeugen. Das Äußere des Virus ist von einer Membranhülle bedeckt. Das Virus heftet sich über ein Glykoprotein in dieser Hülle an die Wirtszelle, repliziert sich dann im Cytoplasma und unterdrückt das Immunsystem des Wirtes, aber viele Einzelheiten des Lebenszyklus des Virus sind noch wenig bekannt.

(Die Ebolavirus-Abbildungen sind in dieser Leseprobe nicht enthalten.)

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