Vogelgrippe: Ausbreitung unter Menschen und wachsende Datenlücken stellen Forscher vor Herausforderungen

Forscher warten gespannt auf Daten aus dem Bundesstaat über eine rätselhafte Vogelgrippeinfektion bei einer Person, die keinen bekannten Kontakt zu möglichen Tierträgern der Krankheit hatte. Die Daten könnten zeigen, ob der anhaltende Ausbruch der Vogelgrippe in den USA bei Milchkühen einen gefürchteten Wendepunkt erreicht hat: das Auftreten eines Virus, das sich von Mensch zu Mensch verbreiten kann.

Bisher sind die Informationen über die mysteriöse Infektion spärlich: kleine Teile der Genomsequenz des H5N1-Virus und eine unvollständige Infektionschronologie. Besorgniserregend ist, dass keine Milchbetriebe in Missouri einen Vogelgrippe -Ausbruch gemeldet haben; dies könnte daran liegen, dass es tatsächlich keine Infektionen gibt oder dass der Staat keine Testpflicht für seine Kühe angeordnet hat.

„Die Angst besteht, dass sich das Virus in der Gemeinschaft auf niedrigem Niveau ausbreitet und wir es nun zum ersten Mal nachweisen“, sagt Scott Hensley, ein viraler Immunologe an der Perelman School of Medicine der University of Pennsylvania in Philadelphia. „Es gibt keine Daten, die darauf hindeuten, dass es so ist, aber das ist die Angst.“

Ein mysteriöser Fall

Am 6. September gaben die Gesundheitsbehörden von Missouri und die US-Zentren für Krankheitskontrolle und -prävention (CDC) bekannt, dass ein Erwachsener im Bundesstaat Symptome wie Brustschmerzen, Übelkeit, Erbrechen und Durchfall entwickelt hatte und aufgrund anderer medizinischer Bedingungen ins Krankenhaus eingeliefert wurde. Diese Person wurde nicht schwer krank und hat sich von der Infektion erholt. Tests ergaben, dass es sich um H5N1-Influenza handelt, oft als Vogelgrippe bezeichnet.

Seit März als das H5N1-Virus erstmals in US-Milchkühen nachgewiesen wurde, gab es mehr als ein Dutzend Fälle von Mensch-zu-Tier-Infektionen, die auf den Kontakt mit infizierten Tieren, darunter Kühe und Vögel, zurückzuführen sind. Der Fall aus Missouri sticht hervor, weil die Ermittler keine solche Verbindung fanden und keinen Bezug zu unverarbeiteten Lebensmitteln wie Rohmilch von potenziell infizierten Nutztieren herstellen konnten.

Das wirft die Möglichkeit auf, dass sich das Virus dahingehend entwickelt haben könnte, nicht nur Menschen zu infizieren, sondern auch zwischen Menschen zu übertragen. Wenn dies der Fall ist, erhöht es das Risiko, dass es sich in menschlichen Populationen ausbreitet und möglicherweise einen gefährlichen Ausbruch auslöst.

„Es handelt sich um einen mysteriösen Fall“, warnt Jürgen Richt, ein veterinärmedizinischer Virologe an der Kansas State University in Manhattan. „Man muss das Netz ein wenig weiter werfen. Vielleicht haben sie einen Vogelfeeder im Haushalt gereinigt. Sind sie auf einer Landesmesse gewesen? Welche Art von Lebensmitteln haben sie konsumiert?“

Am 13. September wurden weitere Bedenken bezüglich des Falls aus Missouri laut, als die CDC ankündigte, dass zwei Personen, die engen Kontakt mit der hospitalisierten Person hatten, ebenfalls zu diesem Zeitpunkt erkrankt waren. Eine von ihnen wurde nicht auf Influenza getestet; die andere testete negativ.

Dieses Testergebnis ist ermutigend, aber nicht eindeutig, sagt Hensley, da die Probe möglicherweise zu einem Zeitpunkt entnommen wurde, als die viralen Belastungen der Person zu niedrig für eine Erkennung waren – zum Beispiel nach Beginn der Genesung. Ein wesentlicher nächster Schritt wird sein, alle drei Personen auf Antikörper gegen den Stamm von H5N1-Vogelgrippe zu testen, der Kühe infiziert hat. Solche Antikörper, insbesondere bei den zwei Kontakten, wären ein definitiver Nachweis einer früheren Infektion.

Genomische Spurensuche

Während die Forscher auf die Antikörpersergebnisse warten, durchforsten sie die spärlichen genomischen Sequenzdaten von Virusproben der hospitalisierten Person. Dies könnte Hinweise darauf liefern, dass das Virus sich an menschliche Wirte angepasst hat. Die Suche ist jedoch eine Herausforderung: Die Proben enthielten nur sehr geringe Mengen an viraler RNA – so wenig, dass einige Forscher von einer Analyse der Sequenzen ganz abgesehen haben.

„Was ich sehen möchte, ist eine höhere Qualität“, sagt Ryan Langlois, ein viraler Immunologe an der University of Minnesota Medical School in Minneapolis. „Ich bin sehr skeptisch, was die Interpretation von etwas aus unvollständigen Sequenzen betrifft.“

Aber für Hensley sticht ein Merkmal der Sequenzfragmente sofort ins Auge: eine einzelne Veränderung in der Aminosäurekette, die ein Influenza-Protein namens Hämagglutin (das ‚H‘ in H5N1) bildet. Dieses Protein befindet sich an der Oberfläche von Influenza-Viren, wo es den Viren hilft, sich an Wirtszellen zu binden und diese zu infizieren. Es ist auch ein Ziel für Influenza-Impfstoffe.

Die von Hensley gefundene Veränderung schafft eine Bindungsstelle für ein großes Zuckermolekül. Dieses Zuckermolekül könnte dann als Schirm wirken und den Bereich des Hämagglutin darunter abschirmen. Es ist eine Veränderung, die sein Labor bei anderen Influenza-Stämmen untersucht hat, und sie könnte Einfluss darauf haben, wie das Virus an Wirtszellen bindet – sowie darauf, ob die gegen das in Rindern vorkommende H5N1-Virus entwickelten Impfstoffe das in Missouri nachgewiesene Virus erkennen und gut darauf reagieren können.

Überwachungsdefizite

Selbst wenn die Sequenzen verfügbar wären, wissen die Forscher wenig darüber, welche genetischen Veränderungen es dem Vogelgrippevirus ermöglichen könnten, Menschen besser zu infizieren oder sich luftgetragen zu verbreiten, sagt der Virologe Yoshihiro Kawaoka von der University of Wisconsin–Madison. Frühere Studien^1,2 hatten nahegelegt, dass Veränderungen eines Gens, das ein Protein zur Kopie des viralen Genoms kodiert, entscheidend dafür sein könnten, dass sich das Virus in Säugetierzellen replizieren kann. Aber die Forscher konnten dieses Gen aus dem Isolat aus Missouri nicht sequenzieren.

Unterdessen hat die CDC Verträge mit fünf Unternehmen in den Vereinigten Staaten abgeschlossen, um Testdienste für H5N1 und andere aufkommende Pathogene bereitzustellen. Auch die Tests von Rindern müssen verbessert werden, damit die Gesundheitsbehörden wissen, welche Regionen des Landes sie auf Infektionen bei Menschen überwachen sollten, sagt Seema Lakdawala, eine Virologin an der Emory University in Atlanta, Georgia. In den USA wird die Testung von Rindern größtenteils auf staatlicher Ebene geregelt, aber nur eine Handvoll Staaten hat eine routinemäßige Testung in einigen Milchbetrieben verlangt.

Öffentliche Gesundheitsmitarbeiter haben noch kein genaues Bild davon, wie viele Herden in den USA mit H5N1 infizierten Kühen betroffen sind oder ob Rinder nach einer Infektion mit Vogelgrippe immun sind oder erneut infiziert werden können, sagt sie.

Während die Forscher auf weitere Informationen warten, warnt Hensley vor Panik. „Es könnte sich immer noch um einen Einzelfall handeln und nicht um ein Zeichen für etwas Größeres“, sagt er.