RUSSLAND VOR EINER DIPHTHERIE-EPIDEMIE . . . Ärzte besorgt: Unbekannter Erreger verseucht Nahrungsmittel . . . Kinderlähmung tötet in den Niederlanden . . . Die Tuberkulose kommt zurück . . . Killervirus löst Panik aus . . . - Zeitungsschlagzeilen suggerieren alle paar Wochen wieder, dass Infektionskrankheiten heute wieder eine mitunter erschreckende Bedrohung für die menschliche Gesundheit sind. Viren, Bakterien und andere Mikroben scheinen zurückzuschlagen und Territorium zurückzugewinnen, das die Medizin endgültig erobert zu haben glaubte.
Doch sind die Mikroben tatsächlich im Vormarsch? Versagt die medizinische Forschung? Wie passen die Schlagzeilen von heute zu den vermeintlich grossen Erfolgen der letzten Jahrzehnte bei der Bekämpfung ansteckender Krankheiten? Die Antwort darauf ist komplex. Es gibt natürlich keinen Zweifel an den grossen Errungenschaften der modernen Medizin, die viele mörderische Mikroben von gestern bezwungen hat. Als in diesem Jahrhundert Antibiotika und Impfungen Einzug hielten, verbesserten sich unsere Mittel zur Bekämpfung epidemischer Krankheiten dramatisch (wobei einige Krankheiten bereits dank besserer Ernährung und Hygiene am Abklingen waren). Diphtherie und Kinderlähmung bekam man durch Immunisierung in den Griff, Lungenentzündung mit Sulfonamiden und Penizillin, Tuberkulose mit Streptomycin.
Aber einzig die Pocken sind, dank einem effizienten Impfprogramm, seit 1977 vollständig verschwunden. Alle anderen Erfolge waren begrenzt, wie vier beunruhigende Beispiele aus jüngster Zeit illustrieren: Versäumte Impfungen sind verantwortlich für Diphtherieausbrüche in Russland, der Ukraine und sogar in Schweden. Weil Mitglieder einer extremen protestantischen Sekte eine Impfung ablehnten, erkrankten und starben in den Niederlanden Kinder an Polio. Gegen Antibiotika resistente Stämme des Streptococcus pneumoniae bewirkten speziell in den USA neue Formen von Lungenentzündungen, die nicht mit den herkömmlichen Medikamenten geheilt werden können. Und die Tuberkulose, die während der letzten Jahrzehnte kontinuierlich zurückgegangen war, gewinnt wieder an Boden: das resistente Mycobacterium tuberculosis breitet sich weltweit aus; in Afrika begünstigen sich Tuberkulose und Aids auf verheerende Weise gegenseitig.
Seit 1970 hat ausserdem eine Reihe neuer Krankheiten auch Experten aufgeschreckt, die fest überzeugt gewesen waren, Infektionskrankheiten habe man voll unter Kontrolle. Im Juli 1976 etwa führte ein Fall von Lungenentzündung in Philadelphia zur Entdeckung der Legionärskrankheit. Verantwortlich für diese ist ein Bakterium, das in Seen und Flüssen weit verbreitet ist, aber eine potentiell tödliche Lungenkrankheit auslöst, wenn es im feinen Sprühnebel eingeatmet wird, den schlecht gewartete Kühlanlagen, Duschen oder Zentralheizungen verbreiten. Im darauffolgenden Jahr erkannte man erstmals den Campylobacter jejuni, der als Vergifter von Nahrungsmitteln der bekannteren Salmonelle ebenbürtig ist.
Seither haben wir den Ausbruch von Aids erlebt sowie die zunehmende Besorgnis über lebensbedrohendes Nierenversagen, verursacht von Hanta-Viren, deren Träger Nagetiere in verschiedenen Teilen der Welt sind. Und wir haben die immer zahlreicheren Berichte über eine Magen-Darm-Entzündung verfolgt, die von Viren ausgelöst wird, die nicht nur über Nahrung und Wasser, sondern auch durch die Luft übertragbar sind. Am meisten Aufsehen erregten die sogenannten Killerviren, die bei Menschen und Affen hämorrhagische Fieber mit lebensgefährlichen Blutungen auslösen; eine Impfung oder Therapie dagegen ist bisher nicht gefunden worden. In Afrika verursachen Ebola und Marburg weiterhin punktuelle Epidemien, und infizierte Patienten könnten im Zeitalter des unbeschränkten Flugverkehrs leicht ins Herz Europas transportiert werden.
Welche Lehren lassen sich aus der gegenwärtigen Lage ziehen? Es sind hauptsächlich deren vier: Erstens ist angesichts der Ausbreitung resistenter Erregerstämme ein zurückhaltender Umgang mit Antibiotika dringend angebracht, obwohl diese zweifellos noch immer unzählige Leben retten. Und es müssen neue Methoden zur Herstellung von Antibiotika entwickelt werden.
Die Tragweite des Problems zeigt sich am Staphylococcus aureus, der verschiedene Infektionen auslöst und, vor allem in Spitälern, unempfindlich geworden ist gegen sage und schreibe zehn bisher verwendete Medikamente. Einige Stämme sind inzwischen sogar resistent gegen Vancomycin - das einzige Medikament, das gegen den mehrfach resistenten Erreger noch wirksam war. Wie es der Pionier der Evolutionstheorie, Charles Darwin, hätte voraussagen können, sind der Staphylococcus aureus und andere Bakterien ganz einfach unempfindlich geworden, weil sie kontinuierlich Antibiotika ausgesetzt waren. Einzelne resistent gewordene Mutanten sicherten sich so einen Selektionsvorteil und blühten auf, während die empfindlichen Stämme ausstarben.
Ein Mechanismus, den Darwin nicht kannte, verschlimmert das Problem noch: der Transfer von Genen, durch den Resistenzen von einer bakteriellen Zelle zur andern getragen werden. Bereits ein kurzer Kontakt genügt, damit ein Organismus einem anderen Resistenz übertragen kann, ohne diese selbst zu verlieren. Der Selektionsdruck ist in erster Linie auf unsachgemässen Gebrauch von Antibiotika zurückzuführen. Oft werden sie bei einfachen Erkrankungen wie einem gewöhnlichen Schnupfen verschrieben (der als Viruskrankheit sowieso nicht darauf anspricht). Häufig werden sie auch falsch dosiert, etwa wenn ein Patient die Behandlung abbricht, weil die Infektion scheinbar abklingt. Dazu kommt der schlecht kontrollierte Verkauf von Antibiotika in vielen Ländern sowie ihre Verwendung in der Viehwirtschaft als Futterzusatz, der Krankheiten verhindern und das Wachstum fördern soll.
Die Pharmaindustrie probiert mittlerweile neue Verfahren aus, um Medikamente gegen Mikroben entwickeln zu können, die ausserhalb des Wirkungsbereichs heute verfügbarer Arzneimittel liegen. Mikroben, die bisher im Labor nicht gezüchtet werden konnten, werden neuerdings in Kulturen vermehrt und daraufhin untersucht, ob sie Antibiotika produzieren können. Ein weiterer vielversprechender Weg ist die gentechnologische Veränderung von Mikroorganismen mit dem Ziel, sie «hybride» Antibiotika erzeugen zu lassen, molekulare Variationen der Stoffe, die sie auf natürliche Weise produzieren.
Als Zweites lehrt uns die gegenwärtige unangenehme Konfrontation mit Krankheitserregern, die Bedeutung der einfachen, bewährten Methoden im Umgang mit Infektionen zu schätzen, die nach unseren vermeintlichen Triumphen mit Medikamenten und Impfungen ausser acht gelassen wurden. Nehmen wir zwei Beispiele: Im Januar 1991 tauchte die Cholera erstmals in diesem Jahrhundert wieder in Lateinamerika auf, in Lima, wo sie innerhalb eines Monats 10 000 Menschen befiel. Das Bakterium war auf einem chinesischen Getreideschiff nach Peru gekommen, aber Fuss fassen konnte es nur, weil die Gesundheitsbehörde beschlossen hatte, nicht mehr alle Trinkwasserreservoirs Limas mit Chlor zu versetzen. Voriges Jahr meldete ein Gefängnis in Houston, Texas, eine besorgniserregende Häufung von Lungenentzündungen. Nicht ein unbekanntes Virus war für die Epidemie verantwortlich und keine durch Gentransfer hochinfektiös gewordene Mikrobe. Schuld war in erster Linie schlicht die massive Überbelegung des Gefängnisses. Weitaus am meisten Erkrankungen gab es in den am dichtesten besetzten und am schlechtesten belüfteten Trakten des Gefängnisses, das für 3500 Häftlinge gebaut worden war und 6700 beherbergte.
Übervölkerung, verseuchtes Wasser, Unterernährung: Wir müssen wieder lernen, dass diese und andere nichtspezifische Faktoren genauso entscheidend sein können wie die Virulenz einer Mikrobe oder die Potenz unserer Mittel dagegen, wenn wir die Strategie unserer endlosen Schlacht gegen Krankheitserreger bestimmen wollen. Und wir müssen auch danach handeln.
Eine dritte Lehre ist, dass Viren, Bakterien und andere Mikroben hemmungslose Opportunisten sind. Gibt es eine Gelegenheit, eine Krankheit auszulösen - was aus ihrer Sicht bedeutet, die Zellen des Wirtes zur eigenen Vermehrung und Verbreitung zu benutzen -, ergreifen sie sie. Dabei nehmen unterschiedliche Organismen unterschiedliche Gelegenheiten wahr: die schlechte Wartung einer Kühlanlage ebenso wie Veränderungen im Sexualverhalten, neue Zubereitungsarten für Nahrungsmittel oder die medikamentöse Unterdrückung der körpereigenen Immunabwehr nach einer Organtransplantation. Alle diese Umstände begünstigen, jeder auf seine Weise, eine Infektion. Ein klassischer Fall ist die Überflutung von 800 000 Hektaren Land beim Bau des Assuan-Staudamms im Jahr 1970. Sie schaffte neue Brutstätten für die Moskitos, die das Virus übertragen, das Rift-Valley-Fieber erzeugt. Sieben Jahre später brach in Ägypten eine grosse Epidemie aus - mit 200 000 Erkrankungen und 600 Toten.
Wissenschafter am Robert-Koch-Institut im deutschen Wernigerode veröffentlichten neulich ein ebenso lehrreiches Beispiel. Es ging um Fälle von Magen-Darm-Entzündungen und Nierenversagen, die plötzlich in einer Kinderkrippe einer kleinen Stadt in Westdeutschland auftraten: Vierzehn Kinder erkrankten an einer schweren Gastroenteritis. Der Zustand von dreien verschlimmerte sich dramatisch mit einer Anämie und akutem Nierenversagen. Sie hatten das lebensbedrohende hämolytisch-urämische Syndrom (HUS) entwickelt, das erst in den frühen achtziger Jahren entdeckt worden war. Alle Opfer wurden notfallmässig ins Spital eingeliefert, wo sie nicht nur starke Antibiotika bekamen, sondern auch an einen Dialyseapparat angehängt wurden. Innerhalb der nächsten fünf Tage wurden sechs weitere Kinder mit denselben Symptomen hospitalisiert. Eines von ihnen starb.
Die Wissenschafter fanden heraus, dass der Stuhl aller kranken Kinder einen speziellen Stamm des Bakteriums Citrobacter freundii enthielt. Dieser produziert Verotoxin, ein Gift, das man bis anhin nur mit Fällen von Gastroenteritis und HUS in Zusammenhang gebracht hatte, die von anderen Bakterien verursacht worden waren. Tests an den übrigen Kindern, an deren Angehörigen und am Personal der Krippe brachten noch 28 weitere Infizierte zutage, die aber nicht krank wurden. Bald erkannte man, dass die wahrscheinlichste Infektionsquelle mit Kräuterbutter bestrichene Sandwiches waren, die in der Küche der Krippe für die Kinder und das Personal zubereitet worden waren. Sie waren vier Tage vor dem Ausbruch der Epidemie verzehrt worden. Da Brot sehr selten Träger von Krankheitserregern ist, fiel der Verdacht sofort auf die Kräuterbutter, die Petersilie enthielt.
Unglücklicherweise war keine Butter mehr übrig für die Labortests. So untersuchten die Forscher statt dessen frische Petersilie aus dem Biogarten, dem auch die in der Butter verarbeitete Petersilie entstammte. Die Blätter waren, wie sich herausstellte, hochgradig verseucht: nicht nur mit verschiedenen Citrobacter-freundii-Stämmen, sondern auch mit anderen Bakterien, die vermutlich alle aus menschlichem oder tierischem Kot stammten. Einer der Citrobacter-freundii-Stämme in der Petersilie war identisch mit demjenigen, den man bei den Patienten isoliert hatte. Die Kombination von aussergewöhnlich hohen Konzentrationen des Citrobacter freundii, des Escherichia coli und anderer Darmbakterien überzeugte die Wissenschafter davon, dass der Garten mit Fäkalien verseucht worden sein musste. Als man herausfand, dass die Erde nicht mit Kunstdünger, sondern mit Schweinemist gedüngt worden war, schloss sich die Beweiskette.
Solche Fälle führen vor allem zu einer Erkenntnis: Wir sollten uns viel stärker bemühen, die Konsequenzen unserer Handlungen vorauszusehen, die den Mikroben neue Angriffsmöglichkeiten verschaffen könnten. Es gibt Anzeichen dafür, dass solche Gefahren vermehrt diskutiert werden - jedenfalls was langfristige Veränderungen angeht. Ein Beispiel dafür ist die globale Erwärmung der Atmosphäre, die möglicherweise zur Ausdehnung der Brutstätten von Moskitos und anderen Trägern von Krankheitserregern führt.
Die vierte und letzte Lektion lässt sich wohl am schwierigsten in die Tat umsetzen, obwohl die beiden erwähnten Hauptprobleme, die Resistenz gegen Medikamente und die extreme Anpassungsfähigkeit der Mikroben, eng mit ihr zusammenhängen. Wir müssen die Evolution der Mikroben und den Gentransfer zwischen ihnen unbedingt besser verstehen. Wir wissen bereits, dass der «horizontale» Austausch von Genen zwischen Organismen (im Gegensatz zu ihrem vertikalen Transfer bei der Zellteilung) weit häufiger und verbreiteter ist, als man noch vor wenigen Jahren vermutete. Gene bewegen sich nicht nur innerhalb einer Spezies, sondern auch von einer Art zur andern. Und die Eigenschaften, die auf diese Weise übertragen werden, reichen von der Antibiotikaresistenz bis zur Fähigkeit, Toxine zu produzieren, die Krankheiten auslösen. Beim HI-Virus nimmt man an, es verdanke seine Virulenz solchen genetischen Veränderungen.
Ein Produkt genetischer Neukombinationen, das vermutlich manche von uns diesen Winter zu spüren bekommen werden, sind neue Grippeviren - darunter Stämme, die bisher bei Schweinen und Vögeln verbreitet waren. Genetische Veränderungen werden das Verhalten vieler Mikroben in Zukunft verändern. Ein Beispiel ist das rheumatische Fieber, das in den letzten Jahren vor allem in den USA wieder im Vormarsch ist. Schuld daran sind anscheinend die für die Infektion verantwortlichen Bakterien: Sie haben - in einem natürlichen Evolutionsprozess - einiges von der Virulenz, die sie in diesem Jahrhundert eingebüsst hatten, zurückerlangt.
Angesichts der immensen Zahl der Mikroorganismen und der potentiell gefährlichen Folgen, die genetische Veränderungen haben können, ist unser Wissen über den «Genverkehr» zwischen Mikroben ziemlich bescheiden. Es gibt zwar Labors wie das Netzwerk der Influenza-Auskunftszentren der Weltgesundheitsorganisation, wo die Mutationen der Grippeviren, die auf unserem Planeten in Umlauf sind, beobachtet werden. Doch unsere Fähigkeit, die Evolution von Mikroben zu überwachen, bleibt weit hinter unserem zunehmenden Bewusstsein der Komplexität dieser Vorgänge zurück.
Bernard Dixon, Middlesex GB, ist Wissenschaftsjournalist und Herausgeber der Zeitschrift «Bio/Technology»; auf deutsch liegt sein Buch «Der Pilz, der John F. Kennedy zum Präsidenten machte, und andere Geschichten aus der Welt der Mikroorganismen» (Berlin 1995) vor.