Ursachen von Pandemien

Überträger von Coronaviren

Wibke

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In welchen Tierarten sind Coronaviren verbreitet?

Es gibt eine große Gruppe an Coronaviren, die viele Tiere infizieren können. Darunter sind Fische, Vögel und Säugetiere, einschließlich Menschen. Coronaviren sind die Ursache für schwere Atemwegserkrankungen, Darmerkrankungen und systemische Infektionen bei den verschiedensten Tierarten. So sind sie unter anderem verantwortlich für Atemwegs- und Darmerkrankungen bei Rindern und Erkältungen beim Menschen.[1] Von Infektionen mit Coronaviren wurde außerdem berichtet bei Schweinen, Hühnern, Pferden, Kamelen, Nagetieren, Fledermäusen, Hunden, Katzen, Schleichkatzen, Frettchen, Nerzen, Hasen, Schlangen sowie weiteren wilden Tieren und Vogelarten.[2]

Sind Wildtiere die einzigen Tiere, die Überträger von Coronaviren sein können?

Während Coronavirus-Infektionen beim Menschen in der Vergangenheit nur mit harmlosen Erkältungen in Verbindung gebracht wurden, gelang in diesem noch jungen Jahrhundert bereits drei verschiedenen tödlichen Coronaviren der Sprung auf den Menschen. Bezüglich der beiden SARS-Pandemien gelten Wildtierarten als Überträger. MERS-CoV ist das dritte dieser tödlichen Coronaviren.

Was ist MERS und wie kam es zum Ausbruch?

Das MERS-Virus gehört ebenfalls zu den Coronaviren, die ein akutes Atemwegssyndrom auslösen können (Middle East respiratory syndrome: MERS-CoV).[3] Im diesem Fall übertragen Kamele (Dromedare) das Virus auf den Menschen. Das natürliche Reservoir sind vermutlich Fledermäuse.[4] [5]

Laut einer Studie von 2016 sind die Infektionswege noch nicht genau bekannt. Das Virus kann bei engem Kontakt, z. B. über Nasensekrete, von Dromedaren auf Menschen übertragen werden. Bei vielen Krankheitsfällen ist kein direkter Kontakt zu Tieren dokumentiert. Dromedare sind im Nahen Osten jedoch allgegenwärtig und sie sind seit Jahrhunderten von kultureller und wirtschaftlicher Bedeutung. Kamelfleisch und -milch wird allgemein konsumiert, für einige ist rohes Kamelfleisch eine Delikatesse. Kamelmilch wird bevorzugt roh verzehrt (mit oder ohne Zugabe von Kamelurin), denn die rohe Milch gilt als besonders gesund. Mehrere MERS-Fälle bei Menschen in Saudi Arabien (KSA) und Katar wurden mit dem Verzehr roher Kamelmilch in Verbindung gebracht. Die Übertragung von Mensch zu Mensch ist bei engem Kontakt möglich. [6] [7]

Die Domestizierung von Kamelen liegt lange zurück. Warum gab es nicht schon früher einen Ausbruch?

Kamele wurden vor 3.000 Jahren domestiziert. Archivierte Blutproben zeigten, dass MERS schon jahrzehnte in Kamelen zirkulierte, bevor es auf den Menschen übersprang. Warum geschah dies erst kürzlich?

Die Anzahl der Kamele in Katar war, aufgrund sozio-ökonomischer Veränderungen in den letzten drei Jahrzehnten (steigende Bevölkerungszahlen, steigender Wohlstand), immer weiter angestiegen. Rennen und Wettkämpfe in der Golfregion erforderten häufige Transporte der Tiere, auch über Grenzen hinweg[8], was die Verbreitung der Viren unter den Kamelen begünstigte. Die stark gestiegene Anzahl der Tiere führte zur Überweidung, Wüsten entstanden, sodass eine neue Haltungsform eingeführt wurde: Tausende von Kamelfarmen nutzen seither geschlossene Stallungen, in denen die Kamele dicht gedrängt eingesperrt sind. Eine solche Situation, in der viele Tiere untereinander, aber auch mit den Arbeitern in engem Kontakt sind, ist eine ideale Voraussetzung für die Vermehrung und Mutation von Viren sowie die den Sprung auf den Menschen. 2011 wurde die Weidehaltung in Katar komplett verboten. 2012 wurde von den ersten MERS-Infektionen bei Menschen berichtet.[9] Bis heute gibt es knapp 2.500 bestätigte Infektionen, mehr als 850 Menschen starben - mehr als ein Drittel.[10] Die meisten Übertragungen fanden zwischen Menschen statt. Die noch heute sporadisch auftretenden Fälle kommen wiederum überwiegend durch den Kontakt mit Kamelen, da das Virus in ihnen weiterhin zirkuliert.[11]

MERS - der nächste Pandemie-Kandidat?

Im November 2020 machte die Meldung die Runde, Christian Drosten warne vor einem neuen Pandemie-Risiko und MERS sei der nächste Pandemie-Kandidat.[12] Tatsächlich plant er, die Forschung an diesem Virus wieder aufzunehmen, sobald die Dringlichkeit der Corona-Pandemie abgeflaut ist. Untersucht werden soll in dem von der Regierung geförderten Forschungsprojekt[13] unter anderem, wie groß die Gefahr der Mutation des MERS-Virus ist. Denn so könnte es beispielsweise die Fähigkeit erlangen, sich effektiver von Mensch zu Mensch zu verbreiten.[14]

Sind auch “unsere Nutztiere” mögliche Überträger für Coronaviren?

Möglicherweise war SARS nicht die erste durch Coronaviren ausgelöste Pandemie: Coronaviren sind die zweithäufigste Ursache für Erkältungen beim Menschen.[15] Woher kamen diese Erkältungsviren ursprünglich? Eines dieser gängigen menschlichen Erkältungsviren (HCoV-229E) konnte auf Kamele zurückgeführt werden, Vorfahren eines weiteren (HCoV-OC43) wurden in domestizierten Tieren wie Rindern und Schweinen gefunden.[16] Heute wird vermutet, dass das Rinder-Coronavirus, welches das sog. "Shipping Fever” (Rindergrippe) verursacht, um das Jahr 1890 auf den Menschen übergesprungen ist[17] - ein interessanter Zeitpunkt: 1889-1890 brach eine Pandemie aus. Es wurde lange vermutet, dass es sich bei dem Erreger um Influenzaviren handelte. Doch in den Jahren vor der Pandemie, ab 1870, wurden massenhaft Rinder gekeult, um eine tödliche Atemwegserkrankung bei Rindern auszurotten. Diese Atemwegserkrankung hatte Rinderherden in industrialisierten Ländern rund um die Welt befallen. Die Tötungen boten Viren reichlich Möglichkeiten, von den Rindern auf die beteiligten Menschen überzuspringen. Auffällig waren während der Pandemie um 1890 ausgeprägte Symptome des zentralen Nervensystems. Mit steigendem Alter stieg das Risiko, an der Erkrankung zu sterben.[18] Womöglich löste also bereits Ende des 19. Jahrhunderts ein Coronavirus die sogenannte “Asiatische Grippe” (auch “Russische Grippe” genannt) aus, an der mindestens eine bis eineinhalb Millionen Menschen innerhalb weniger Monate starben.

"Es ist also sehr verlockend zu sagen, dass das, was wir jetzt [2020] erleben, auch 1890 geschah. Allerdings habe ich natürlich keine Beweise. Sie müssten das Lungenmaterial eines Patienten aus dieser Zeit untersuchen. Aber ich denke, es ist eine sehr plausible Denkrichtung." Marc Van Ranst, belgischer Virologe (Übers. aus dem Englischen.)[19]

Auch heute noch sind Coronaviren in Rindern weit verbreitet. Das Rinder-Coronavirus (BCoV = Bovine Coronavirus) verursacht Atemwegsinfektionen und Durchfallerkrankungen. Eng mit dem Rinder-Coronavirus verwandte Coronaviren (bovine-like CoVs) sind sowohl bei diversen domestizierten Wiederkäuern (Schafe, Ziegen, Wasserbüffel, Dromedare, Lamas, Alpakas) als auch bei wildlebenden Wiederkäuern (Rotwild, wildlebende Rinderarten, Antilopen, Giraffen und wilde Ziegen) weit verbreitet. Heute ist allgemein anerkannt, dass es sich bei diesen Viren um Varianten des Rinder-Coronavirus handelt, das regelmäßig auf andere Tierarten überspringt. Der Sprung vom Rind auf wildlebende Wiederkäuer und zurück ermöglicht dem Virus das Überleben in der Natur. Er schafft neue Verbreitungswege und fördert durch immer neue Anpassung an neue Wirte die kontinuierliche Weiterentwicklung des Virus. Neben der Verbreitung über die Tierindustrie (Tiertransporte, Tiermärkte etc.) kommt also die Verbreitung über Wildtiere, die auf der Suche nach neuen Weidegründen, auf der Flucht vor Raubtieren oder durch Entwaldung, Überjagung und andere menschliche Aktivitäten getrieben, weiter ziehen.

Eng mit BCoV verwandte Coronaviren wurden auch bei Hunden und Menschen nachgewiesen.[20]

Das Rinder-Coronavirus BCoV weist einige Gemeinsamkeiten mit SARS-CoV und SARS-CoV-2 auf: Es hat ein weites Wirtsspektrum, einschließlich wildlebender Wiederkäuer, und zoonotisches Potenzial. Es kann sowohl die Atemwege als auch den Magen-Darm-Trakt befallen. Die durch diese Coronaviren ausgelösten Erkrankungen teilen sich darüber hinaus eine Reihe von Symptomen und Syndromen, beispielsweise die Art der Atemwegserkrankung und Lungenschäden.[21]

Schweine sind ebenfalls von Coronaviren betroffen. 2016 tauchte beispielsweise eine neue Durchfallerkrankung in chinesischen Schweinefarmen auf: SADS (swine acute diarrhoea syndrome). Das SADS-Coronavirus verursacht schwere Durchfälle und Erbrechen und stellte sich als besonders tödlich für wenige Tage alte Ferkel heraus, von denen 90% an der Erkrankung starben.[22] Entwaldung und die massenhafte Haltung und Zucht von Schweinen[23] nahe dem Lebensraum von Fledermäusen haben den Sprung des Virus von Fledermäusen auf die Schweine vermutlich begünstigt,[24] wie auch schon zum Beispiel beim Nipah-Virus. SADS-CoV ist in der Lage, in der Petrischale menschliche Zellen zu infizieren - und Mäuse im Laborversuch. 2019 schrieb eine Gruppe von Forschern:[25]

“Wir sollten das Risiko nicht unterschätzen, dass dieses Coronavirus aus Fledermäusen von Schweinen auf Menschen überspringen könnte.” (Übers. aus dem Englischen.)

Darüber hinaus könnten Schweine als “Mischbehälter” für neue Generationen von Coronaviren mit pandemischem Potenzial dienen. So könnte auch die Infektion von “Nutztieren” mit SARS-CoV-2 zu einer Gefahr für die Agrarindustrie sowie für das Gesundheitswesen werden.[26]

Ein weiteres Beispiel ist das Schweine-Coronavirus PDCoV. Es kann ebenso menschliche Zellen sowie die Zellen von Hühnern in der Petrischale infizieren.[27] Es ist bekannt, dass dieses Virus Hühner infizieren[28] und sich darüber hinaus unter ihnen verbreiten kann.[29] [30]

Tatsächlich bleibt auch Geflügel nicht von Coronaviren verschont. In dieser Übersicht[31] sind verschiedene Coronaviren und daraus resultierende Erkrankungen aufgelistet, die bei landwirtschaftlichen "Nutztieren" auftreten.

Lauert das nächste Coronavirus im Schweinestall?

Alleine in diesem noch jungen 21sten Jahrhundert sind bisher drei neue “Schweine-Coronaviren” und drei neue “menschliche” Coronaviren aufgetaucht und haben sich global verbreitet. Coronaviren verursachen schwere wirtschaftliche Verluste in der Schweineindustrie. Zusätzlich sind Schweine zentrale Zwischenwirte für Viren, die Krankheitsausbrüche beim Menschen verursachen können. All dies veranlasste Forscher, der Frage genauer nachzugehen, ob das hochpathogene Coronavirus SADS-CoV auch uns Menschen gefährlich werden kann. Forscher der amerikanischen University of North Carolina in Chapel Hill untersuchten, wie effektiv es verschiedene menschliche Zellen infizieren kann. Sie infizierten menschliche Zellkulturen aber auch Zellkulturen von weiteren Säugetieren. Die Ergebnisse dieser Studie wurden Mitte Oktober 2020 veröffentlicht: Erschreckenderweise konnte sich das Virus effektiv in nahezu allen getesteten Zellen verschiedener Säugetiere und auch in verschiedenen menschlichen Zellen vervielfältigen. Dazu zählen Lungenzellen, Leberzellen sowie Zellen des Magen-Darm-Traktes. Demnach hat dieses Coronavirus eine Vielzahl an potenziellen Wirten sowie das Potenzial, sich zwischen tierischen und menschlichen Wirten zu verbreiten. Dabei könnten Schweine als Zwischenwirt dienen.
SADS-Cov ist somit ein potenzielles “Hochrisiko-Coronavirus”, das laut Aussage der Forscher sowohl die globale Wirtschaft als auch die globale Gesundheit beeinträchtigen könnte. Ein Lichtblick: Remdesivir konnte in Versuchen die Vervielfältigung der Viren in den Zellkulturen hemmen. Sollte es zukünftig zu SADS-Cov-Ausbrüchen beim Menschen kommen, könnte dieses Medikament möglicherweise, wie auch bei COVID-19, eine Behandlungsoption sein.[32][33] Wie effektiv Remdesivir bei COVID-19 tatsächlich ist, wird allerdings noch immer untersucht.[34][35]

Können Pelzmäntel die Bekämpfung der Corona-Pandemie gefährden?

Wie gefährlich können Coronaviren für uns Menschen werden?

Welche Rolle spielen Fledermäuse?

Corona vs. Grippe - Fazit

Quellen:

Das Buch "How to Survive a Pandemic" von Dr. Michael Greger ist Ausgangspunkt und wichtigste Quelle für diesen Abschnitt.

  1. UN: Preventing the next pandemic - Zoonotic diseases and how to break the chain of transmission. UN; 2020 ↩︎

  2. Emerging novel coronavirus (2019-nCoV)—current scenario, evolutionary perspective based on genome analysis and recent developments. Yashpal Singh Malik, Shubhankar Sircar, Sudipta Bhat et al (Vet Q / PMC).; 2020 ↩︎

  3. Informationen des RKI zu MERS-Coronavirus; 2019 ↩︎

  4. UN: Preventing the next pandemic - Zoonotic diseases and how to break the chain of transmission. UN; 2020 (unep.org) ↩︎

  5. UN: Preventing the next pandemic - Zoonotic diseases and how to break the chain of transmission. UN; 2020 (PDF) ↩︎

  6. Cross host transmission in the emergence of MERS coronavirus. Chantal BEM Reusken, V. Stalin Raj, Marion P. Koopmans, Bart L. Haagmans; 29.01.2016 (NCBI/PubMed) ↩︎

  7. Evidence for Camel-to-Human Transmission of MERS Coronavirus. Esam I. Azhar, Ph.D., Sherif A. El-Kafrawy, Ph.D., Suha A. Farraj et al.; 26.06.2014 (The New England Journal of Medicine) ↩︎

  8. UN: Preventing the next pandemic - Zoonotic diseases and how to break the chain of transmission. UN; 2020 (unep.org) ↩︎

  9. Drivers of MERS-CoV Emergence in Qatar. NCBI/PMC; 2018 ↩︎

  10. Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV). World Health Organisation (who.int) ↩︎

  11. UN: Preventing the next pandemic - Zoonotic diseases and how to break the chain of transmission. UN; 2020 (unep.org) ↩︎

  12. Charité-Forscher Drosten warnt vor neuem Pandemie-Risiko. Lutz Meier; 18.11.2020 (Capital 12/2020) ↩︎

  13. RAPID - Risikobewertung bei präpandemischen respiratorischen Infektionserkrankungen. Bundesministerium für Bildung und Forschung; 2020 (gesundheitsforschung-bmbf.de) ↩︎

  14. Top-Virologe warnt:
    Nach Corona: Kommt die MERS-Pandemie? Das wissen Experten aktuell. Ruhr24; 12.2020 (ruhr24.de)     ↩︎

  15. Emerging Foodborne and Agriculture-Related Viruses. David H. Kingsley; 2016 (American Society for Microbiology) ↩︎

  16. A tug-of-war between severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 and host antiviral defence: lessons from other pathogenic viruses. Sin-Yee Fung, Kit-San Yuen, Zi-Wei Ye et al.; 2020 (Taylor & Francis Online) ↩︎

  17. Complete Genomic Sequence of Human Coronavirus OC43: Molecular Clock Analysis Suggests a Relatively Recent Zoonotic Coronavirus Transmission Event. Journal of Virology; 2005 ↩︎

  18. The Overlooked Pandemic in the Coronavirus Family. The National Interest; 2020 ↩︎

  19. Coronavirus possibly caused a million deaths in 1890, says Marc Van Ranst. Maïthé Chini; 2020 (The Brussels Times) ↩︎

  20. Bovine-like coronaviruses in domestic and wild ruminants. Haitham Mohamed Amer, Cambridge University Press Public Health Emergency Collection; 12.2018 (ncbi) ↩︎

  21. Comparative Pathogenesis of Bovine and Porcine Respiratory Coronaviruses in the Animal Host Species and SARS-CoV-2 in Humans. Linda J. Saifcorresponding, Kwonil Jung. Journal of Clinical Microbiology; 08.2020 (ncbi) ↩︎

  22. Fatal swine acute diarrhoea syndrome caused by an HKU2-related coronavirus of bat origin. Peng Zhou, Hang Fan, Jing-Yun Ma; 2018 (nature) ↩︎

  23. Bats, Coronaviruses, and Deforestation: Toward the Emergence of Novel Infectious Diseases? Aneta Afelt, Roger Frutos, Christian Devaux; 2018 (Front Microbiol / PMC) ↩︎

  24. The United States Agency for International Development Emerging Pandemic Threats PREDICT Project—Global Detection of Emerging Wildlife Viral Zoonoses. Kirsten V.K. Gilardi, Jonna A.K. Mazet; 2018 (Fowler's Zoo and Wild Animal Medicine Current Therapy, Volume 9 / PMC) ↩︎

  25. Broad Cross-Species Infection of Cultured Cells by Bat HKU2-Related Swine Acute Diarrhea Syndrome Coronavirus and Identification of Its Replication in Murine Dendritic Cells In Vivo Highlight Its Potential for Diverse Interspecies Transmission. Yong-Le Yang, Pan Qin, Bin Wang et al.; 2019 (Journal of Virology, ASM) ↩︎

  26. Unveiling the Origin and Transmission of 2019-nCoV. Yifei Xu; 04.2020 (Trends Microbiol / PMC) ↩︎

  27. Broad receptor engagement of an emerging global coronavirus may potentiate its diverse cross-species transmissibility. Wentao Li, Ruben J. G. Hulswit, Scott P. Kenney et al.; 2018 (PNAS) ↩︎

  28. Susceptibility of Chickens to Porcine Deltacoronavirus Infection. Qingqing Liang, Honglei Zhang, Bingxiao Li et al.; 2019 (Viruses / PMC) ↩︎

  29. Emerging Infectious Diseases: Porcine Deltacoronavirus Infection and Transmission in Poultry, United States. CDC; 2020 (ResearchGate) ↩︎

  30. How to Survive a Pandemic. Michael Greger, M.D., FACLM; 2020 (Buch, engl.) ↩︎

  31. Comparative Pathogenesis of Bovine and Porcine Respiratory Coronaviruses in the Animal Host Species and SARS-CoV-2 in Humans. Linda J. Saifcorresponding, Kwonil Jung. Journal of Clinical Microbiology; 08.2020 (ncbi) ↩︎

  32. Swine coronavirus shows potential to spread to humans. University Communications; 10.2020 (The University of North Carolina at Chapel Hill) ↩︎

  33. Swine acute diarrhea syndrome coronavirus replication in primary human cells reveals potential susceptibility to infection. Caitlin E. Edwards, Boyd L. Yount et al.; 10.2020 (PNAS) ↩︎

  34. Repurposed antiviral drugs for COVID-19 –interim WHO SOLIDARITY trial results. WHO Solidarity trial consortium, Hongchao Pan, Richard Peto et al.; 10.2020 (medRxiv The Preprint Server for Health Sciences) ↩︎

  35. Remdesivir zeigt laut WHO kaum Einfluss auf Sterblichkeit. Reuters; 10.2020 (Zeit Online) ↩︎