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Innere Medizin 14. Dezember 2006

Antigen-Shift oder Spontanmutation

Wie alle evolutionär erfolgreichen Viren haben auch Influenzaviren im Lauf der Zeit differenzierte Strategien für ihr Überleben in der Natur entwickelt.

Die Überlebensstrategien von Influenzaviren bestehen vor allem in ihrer Fähigkeit zu antigenen Veränderungen, von denen insbesondere die beiden an der Virus­oberfläche gelegenen Glykoproteine, das Hämagglutinin (HA) und die Neuraminidase (NA), betroffen sind, wobei ersteres für die Bindung des Virus an zelluläre Rezeptoren und für die Induktion einer protektiven Immunantwort verantwortlich ist.
In der Natur existieren 16 HA- und neun NA-Subtypen, die alle bei Wasservögeln gefunden werden können, während es bis jetzt nur drei HA-Subtypen gelungen ist, stabile humanpathogene Linien zu etablieren. Eine Ursache dafür liegt in der Speziesspezifität der Influenzaviren, die u. a. durch die Interaktion der viralen Oberflächenglykoproteine mit den Rezeptoren der Wirtszelle bedingt ist. Aviäre Influenzaviren sind an die Darmepithelzellen der Vögel angepasst und haben somit eine andere Rezeptorspezifität als jene des Menschen. Molekulare Veränderungen können jedoch zu einer Änderung der Rezeptorspezifität und damit auch zu einer Überwindung der Speziesbarrieren führen.

Zwei Möglichkeiten, die Barrieren zu überwinden

Genetisch gesehen gibt es dafür zwei Möglichkeiten. Die eine besteht in einer Neu-Reassortierung der acht viralen Gensegmente durch Doppelinfektion einer Wirtszelle mit einem Vogelinfluenzavirus und einem humanpathogenen Stamm, wodurch ein neues Influenzavirus mit einer drastisch veränderten Antigenstruktur entsteht (Antigen-Shift). Wenn solche Virusvarianten die Fähigkeit erlangen, effizient von Mensch zu Mensch übertragen zu werden, kann es zu einer Pandemie kommen. In der Geschichte der humanpathogenen Influenzaviren geschah dies bisher zwei Mal und führte zu der Etablierung von zwei der drei humanpathogenen Linien (Influenzaviren der Pandemien von 1957 und 1968).
Die zweite Möglichkeit einer Anpassung an den Menschen besteht durch Spontanmutation eines aviären Stammes an dessen Rezeptorbindungsstelle. Auch dies ist schon einmal geschehen und führte zu der Pandemie von 1918 (Entstehung des 3. humanpathogenen Subtyps).
Ob und wann durch diese genetischen Anpassungen aus einem Vogelinfluenzavirus (z. B.: H5, H7, H9 usw.) wieder ein neuer humanpathogener Subtyp entstehen wird, kann derzeit nicht vorhergesagt werden. Durch die dramatische Ausbreitung des hochpathogenen aviären H5N1-Virus und die damit einhergehende Erweiterung seines Wirtsspektrums (Infektion von Tigern, Mäusen und anderen Säugetierarten) steigt auch die Wahrscheinlichkeit der Virusübertragung auf den Menschen. Bis Anfang Oktober 2006 erkrankten laut WHO weltweit 252 Menschen durch das hochpathogene H5N1-Virus, 148 verstarben. In all diesen Fällen war ein enger Kontakt mit hohen Viruskonzentrationen die Voraussetzung für die Überwindung der Speziesbarriere. Ob es diesem Virus auch gelingen wird, sich effizient von Mensch zu Mensch zu verbreiten, ist jedoch noch nicht klar.

Quelle: WWM Skriptum
Jahreskongress 2006 der ÖGP

Prof. Dr. Theresia Popow-Kraupp,
Institut für Virologie, Medizinische Universität Wien

 

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