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Dem Geheimnis der Influenza Pandemien auf der Spur
 
Univ.-Prof. Mag.pharm. Dr. Franz X. Heinz berichtet
 
Es ist nach wie vor ungeklärt, welche Mechanismen zur Entstehung neuer Influenza Pandemien führen und welche Eigenschaften Influenza Viren haben müssen, um eine neue Pandemie auslösen zu können. Fest steht, dass das Reservoir für neue Pandemieviren des Menschen im Tierreich - vor allem bei Vögeln - liegt und dass das Überspringen der Speziesbarriere sehr eng mit der Rezeptorspezifität des Virus verknüpft ist. Für die Bindung an zelluläre Rezeptoren ist das sogenannte Hämagglutinin (HA) verantwortlich, ein Eiweißmolekül an der Virusoberfläche, das auch für die Induktion einer protektiven Immunität verantwortlich und daher ein wichtiger Bestandteil aller Influenza Impfstoffe ist. In der Natur existieren 15 verschiedene Subtypen dieses HA (HA1 bis HA15), die alle bei Vögeln gefunden werden. Nur drei davon (HA1, 2 und 3) haben es bisher geschafft, sich im Zuge des Überspringens der Speziesbarriere an den Menschen zu adaptieren und Bestandteil der Pandemieviren 1918 (H1), 1957 (H2) bzw. 1968 (H3) zu werden. Im Gegensatz zum Menschen vermehrt sich das Influenza Virus bei Vögeln hauptsächlich in Darmepithelzellen, und das Lehrbuchwissen besagt, dass die in der Natur vorkommenden Vogelinfluenzaviren eine andere Rezeptor-Spezifität aufweisen als jene des Menschen. Es stellt sich allerdings die Frage, warum dann solche Viren überhaupt den Menschen infizieren können, wie das ja gerade in der jüngeren Vergangenheit immer wieder passiert ist (siehe auch VEI 2-04).


      Eine äußerst elegante, am 30. März 2004 von Matrosovic et al. veröffentlichte Studie (PNAS 101, No.13) legt nahe, dass das bisherige Lehrbuchwissen über Influenzavirus Rezeptoren beim Menschen einiger Revision bedarf. Unter Verwendung von Kulturen differenzierter humaner Atemwegszellen zeigen die Autoren, dass sich menschliche Influenza Viren bevorzugt in Epithelzellen ohne Flimmerhaare und nur in geringerem Ausmaß in Flimmerepithelzellen vermehren. Letztere sind offensichtlich der erste und einzige Vermehrungsort von Vogelinfluenzaviren, die jedoch nicht in der Lage sind, die Hauptzielzelle der menschlichen Influenzaviren - nämlich Zilien-freie Epithelzellen - zu befallen. Weitere Analysen haben gezeigt, dass der Grund für dieses unterschiedliche Verhalten darin begründet ist, dass die Zilien-freien Epithelzellen fast ausschließlich den ‚menschlichen' Rezeptor besitzen, während Zilienepithelzellen vor allem den ‚Vogel'- Rezeptor - neben einer geringeren Menge des ‚menschlichen' Rezeptors - exprimieren.

      Die Entstehung einer Influenza Pandemie setzt voraus, dass das neue Virus effizient von Mensch zu Mensch übertragen werden kann. Im Lichte der neuen Erkenntnisse der zitierten Studie ist es sehr wahrscheinlich, dass diese Eigenschaft mit der Vermehrungsfähigkeit in Zilien-freien Epithelzellen assoziiert ist, die große Mengen an Virus sezernieren und damit wahrscheinlich erst die Voraussetzung für eine wirksame Übertragung durch Tröpfcheninfektion schaffen. Vogelinfluenzaviren finden in den menschlichen Atemwegen zwar ebenfalls infizierbare Zellen vor, die jedoch normalerweise keine ausreichenden Virusmengen produzieren um eine Mensch-zu-Mensch Übertragung zu gewährleisten. Da sich menschliche Influenzaviren auch in Zilienzellen vermehren, ist es jedoch denkbar, dass sich in ein und derselben Zelle im Zuge einer Doppelinfektion gleichzeitig auch Vogelinfluenzaviren vermehren und dabei Genaustausche stattfinden, die ein neues Pandemievirus entstehen lassen können. Es ist ein Glück, dass es offensichtlich nicht sehr oft zu einer derartigen Konstellation kommt, aber je häufiger Infektionen des Menschen mit Vogelinfluenzaviren erfolgen, desto wahrscheinlicher wird auch ein solches Ereignis. Die Massenschlachtung von Geflügel in Zuchtbetrieben mit Vogelinfluenza ist somit tatsächlich eine der wichtigsten vorbeugenden Maßnahmen zur Minimierung der Gefahr einer neuen Influenza Pandemie.

      Univ.-Prof. Mag.pharm. Dr. Franz X. Heinz
      Virusepidemiologische Information 08/04