Der Ursprung des Killervirus

Der Ursprung des Killervirus

Von Christina Hohmann

Seit dem ersten Auftreten von Aids in den frühen 80er-Jahren versuchen Forscher den Ursprung des HI-Virus zu ergründen. Wo, wann und wie entstand der Erreger der tödlichen Immunschwächekrankheit? Die Wiege des Virus liegt vermutlich in den Urwäldern Afrikas, bei den Affen.

In den frühen 80er-Jahren begannen einige homosexuelle Männer in den USA seltene opportunistische Infektionen und Tumoren zu entwickeln. Immer mehr Fälle traten auf und schon bald stand fest, dass die Betroffenen an derselben Erkrankung litten, dem bis dahin unbekannten Immunschwächesyndrom Aids. Nur kurze Zeit dauerte es, bis der Franzose Luc Montagnier und der Amerikaner Robert Charles Gallo das Human Immunodeficiency Virus (HIV) als verantwortlichen Erreger identifizierten. Seit Isolation des Virus versuchen Forscher weltweit, die Quelle der Aids-Epidemie, der bis heute 25 Millionen Menschen zum Opfer gefallen sind, zu finden.

Zwei verschiedene Arten des Aids-Erregers, der zu der Familie der Retroviren und zur Gruppe der Lentiviren gehört, kommen bei Menschen vor: HIV-1 und HIV-2. Der überwiegende Teil der Betroffenen in der ganzen Welt trägt HIV-1 Typ M (major), der wiederum die Subtypen A bis I umfasst. Deutlich seltener tritt dagegen HIV-1 Typ O (outlier) auf. Er ist fast ausschließlich auf Zentral- und Westafrika begrenzt, wo er für etwa 2 bis 4 Prozent der Infektionen verantwortlich ist. Ausschließlich in Kamerun kommt ein weiterer Typ vor, nämlich HIV-1 N (non-M, non-O). Der zweite Stamm der Retroviren, HIV-2, ist ebenfalls hauptsächlich in Westafrika verbreitet. Er umfasst acht Subtypen und ist deutlich weniger virulent und schlechter übertragbar als HIV-1.

Affen als natürliche Wirte

Nach dem aktuellen Wissensstand stammen die humanpathogenen HIV-Stämme von Immunschwächeviren der Affen ab. Hierfür sprechen starke genetische Gemeinsamkeiten der HI-Viren mit den sogenannten Simian Immunodeficiency Viruses (SIV). So hat HIV-2 große Ähnlichkeit mit dem Erreger SIVsm (für Sooty Mangabey), der bei Rauchgrauen Mangaben (Cercocebus atys) auftritt. Vermutlich sprang der Erreger bei mehreren Gelegenheiten durch den Verzehr von infizierten Affen auf den Menschen über, was die verschiedenen Subtypen von HIV-2 erklärt.

Etwas schwieriger war es dagegen, HIV-1 zurückzuverfolgen. Schon seit einer Weile vermuteten Forscher, dass Schimpansen der natürliche Wirt des Vorgängers von HIV-1 sind. Eine genetische Analyse hatte bereits 1999 gezeigt, dass SIVcpz (für Chimpanzee), der bei gefangenen Schimpansen entdeckte Erreger, HIV-1 sehr stark ähnelte.

Um zu erforschen, ob auch frei lebende Tiere den Erreger in sich tragen, machten sich Forscher um Beatrice Hahn von der University of Alabama in Birmingham auf den Weg zur Heimat der Menschenaffen. Im Urwald von Kamerun sammelten sie insgesamt 446 Kotproben der dort lebenden Schimpansenunterart Pan troglodytes troglodytes. In etwa 35 Prozent der untersuchten Proben entdeckten die Wissenschaftler Antiköper gegen SIVcpz oder RNA des Erregers. Bei 34 Proben reagierten die gefundenen Affen-Antikörper sogar mit menschlichen HIV-Antigenen und lieferten ähnlich gute HIV-Testergebnisse wie infizierte Menschen, berichteten die Forscher im Mai 2006 im Fachmagazin »Science« (Doi: 10.1126/science.1126531). Durch eine Sequenzanalyse des Virusgenoms konnten die Forscher die HIV-1-Typen M und N verschiedenen Affenpopulationen zuordnen. Die Wissenschaftler werteten ihre Ergebnisse als Beweis, dass der Vorläufer des HI-Virus von den westafrikanischen Schimpansen stammt.

Der Ursprung des HIV-1-Typ O blieb aber unklar. Ihn entdeckten Forscher um Martine Peeters von der Universität Montpellier. In Kamerun sammelten sie 378 Kotproben von Schimpansen sowie 213 Fäkalien von Flachland-Gorillas (Gorilla gorilla gorilla). Bei der Analyse der Proben zeigte sich, dass neben den Schimpansen-Exkrementen auch sechs Gorilla-Proben ein positives HIV-Signal ergaben. In den Fäkalien fanden die Forscher einen bislang unbekannten Stamm des Immunschwächevirus, das SIVgor (für Gorilla). Dieser ist der Sequenzanalyse zufolge der bislang ähnlichste Verwandte von HIV-1 Typ O, berichteten die Wissenschaftler im November 2006 im Fachjournal »Nature« (Band 444, Seite 164). Da SIVgor bei Tieren entdeckt wurden, die zum Teil 400 Kilometer weit auseinander leben, nehmen die Forscher an, dass der Erreger bei Gorillas ebenso endemisch ist wie SIVcpz bei Schimpansen. Wie sich die Gorillas angesteckt haben, ist allerdings noch unklar. Denn die Primaten sind Pflanzenfresser und treffen in der Natur auch selten mit Schimpansen zusammen. Eventuell haben Schimpansen Gorillas und Menschen unabhängig voneinander infiziert, oder Gorillas haben den Menschen angesteckt, nachdem sie von Schimpansen infiziert wurden, vermutet Peeters.

Die Grenze übersprungen

Wie das Virus die Artgrenze überspringen und vom Affen auf den Menschen gelangen konnte, ist somit noch nicht genau geklärt. Die wahrscheinlichste Theorie ist, dass sich Menschen infizierten, als sie kontaminierte Schimpansen schlachteten und aßen. Normalerweise hätte das menschliche Immunsystem den Erreger eliminiert, doch in einigen Fällen könnte sich das SI-Virus an den neuen Wirt angepasst und zu HIV entwickelt haben. Da es mehrere genetisch unterschiedliche HIV-Stämme gibt, hat der Erreger vermutlich bei mehreren Gelegenheiten den Sprung über die Artgrenze geschafft und sich in seinem neuen Wirt jeweils unterschiedlich entwickelt.

Wie wahrscheinlich diese Theorie ist, zeigen die großen Verzehrsmengen von Affenfleisch in Afrika. Allein im Kongobecken werden nach Schätzungen der Welttierschutzgesellschaft über eine Million Tonnen »Buschfleisch«, das Fleisch wild lebender Tiere, vermarktet. Beliebte Opfer sind Affen. Über 20.000 Menschenaffen werden dort pro Jahr verzehrt. In den vergangenen 10 bis 15 Jahren wurden schon einige Arten nahezu ausgerottet, wie etwa der Rote Stummelaffe in Kamerun.

Aber der Verzehr von Buschfleisch wird nicht nur von Tierschützern kritisiert. Auch Mediziner warnen vor der Gefahr, dass weitere Erreger über diesen Infektionsweg in den Menschen gelangen können. Solche Zoonosen sind offensichtlich keineswegs selten. Bei etwa 1 Prozent aller Dorfbewohner einer urwaldnahen Region Kameruns fanden US-amerikanische Forscher Antikörper gegen das Spumaretrovirus SFV, das normalerweise bei den beiden Primatenarten Mandrill und Brazzameerkatze vorkommt (»Lancet« 2004, Band 363, Seite 932 bis 933). Bei einem anderen Volksstamm in Kamerun konnten Wissenschaftler ein bislang unbekanntes, mit HIV verwandtes Retrovirus identifizieren, das vermutlich auch über den Verzehr von kontaminiertem Affenfleisch auf den Menschen übersprang (»Proceedings of the National Academy of Sciences« 2005, Band 102, Seite 7994 bis 7999).

Frühe Erkrankungen

Dass HIV von Affen auf den Menschen übertragen wurde, gilt heute als bewiesen. Aber wann schaffte der Erreger den Sprung über die Artgrenze? Der älteste bekannte Hinweis stammt aus dem Jahr 1959. Eine erhalten gebliebene Blutprobe eines unbekannten Mannes, der in Kinshasa (heutige Demokratische Republik Kongo) lebte, wies bei einer späteren Untersuchung Antikörper gegen HIV auf.

1969 starb in St. Louis, Missouri, ein Teenager am Kaposi-Sarkom. Auch bei ihm konnte später HIV-1 in Blut und Gewebeproben nachgewiesen werden. Zu den frühen Fällen zählen auch ein norwegischer Seemann, dessen Frau und Tochter, die alle im Jahr 1976 an Aids starben.

Die erste Infektion mit SIV, das sich zu HIV entwickelte, hat sich nach heutigem Kenntnisstand allerdings sehr viel früher ereignet, vermutlich bereits in den 1930er-Jahren. Zu diesem Schluss kommt ein internationales Forscherteam um Dr. Bette Korber vom Los Alamos National Laboratory. Die Wissenschaftler hatten ein kompliziertes Computer-Modell entwickelt, mit dem sich die Evolution eines bestimmten HIV-Gens in ein Zeitraster übertragen ließ. Ihren Berechnungen zufolge sprang das Immunschwächevirus zwischen 1915 und 1941, am wahrscheinlichsten um 1930 auf den Menschen über, berichteten die Forscher in dem Wissenschaftsmagazin »Science« (Band 288, Seite 1789). Der Theorie zufolge mutierte das übertragene SI-Virus im Menschen zum humanpathogenen HIV. Dieses blieb zuerst auf eine kleine isolierte Bevölkerungsgruppe in Westafrika begrenzt. Bis 1950 verbreitete sich der Erreger schließlich und brachte etwa zehn genetische Varianten hervor. Ab dieser Zeit entwickelte sich Aids langsam zur Epidemie, obwohl dies in westlichen Ländern erst 30 Jahre später erkannt wurde. Der Grund hierfür könnte sein, dass Aids nur in seltenen Fällen auftrat und die Krankheitssymptome der Immunschwäche individuell stark unterschiedlich aussehen können.

Resistente Affen

Anders als HIV bei Menschen verursachen die verschiedenen SIV-Stämme bei ihren natürlichen Wirten weder Immundefizienz noch andere Krankheitssymptome. Zurzeit sind mehr als 30 Affenarten bekannt, die endemisch mit einer eigenen SIV-Variante infiziert sind und unempfindlich gegenüber ihrer Viruslast sind. Sie sind ein beliebtes Forschungsobjekt, da die Forscher von ihnen Erkenntnisse zu den Schutzmechanismen erwarten, die zu neuen therapeutischen Strategien führen.

Bislang wurde angenommen, dass die Tiere die Virusreplikation unter Kontrolle halten können. Doch genaue Analysen der Viruslast ergaben, dass sich die Virusreplikationen bei Affen von denen bei HIV-positiven Menschen nicht unterscheiden. Die Tiere müssen also andere Schutzmechanismen entwickelt haben. Diese könnten im Rahmen der Koevolution von Wirt und Erreger entstanden sein, vermutet Jonathan Heeley vom Biomedical Research Center in den Niederlanden (»Science« 2006, Band 313, Seite 462). So könnte es sein, dass sich HIV und der Mensch im Laufe der Evolution auf ein Patt einigen werden. Für die Lösung heutiger Probleme ist diese Aussicht allerdings wenig hilfreich.

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