Mittlerweile hat sich SARS-COV-2 auf der gesamten Welt verbreitet. Aber wie kam es zur ersten Übertragung auf den Menschen? Diese Frage ist nach wie vor offen. Dabei handelt es sich nicht mehr nur um eine wissenschaftliche, sondern auch um eine politische Debatte.
Die ersten Patienten
Am 31. Dezember 2019 würde das Länderbüro der Weltgesundheitsorganisation (WHO) von chinesischen Behörden über das gehäufte Auftreten von schweren Lungenentzündungen mit unbekannter Ursache in der Stadt Wuhan informiert [1]. Als Auslöser der Erkrankungen wurde am 7. Januar 2020 ein bis dahin unbekanntes Coronavirus benannt. Diese Aussage wurde kurz darauf von der WHO bestätigt. Aufgrund seiner Ähnlichkeit zu dem 2003 entdeckten SARS Coronavirus, erhielt das neue Virus den Namen SARS-CoV-2 und die durch das Virus ausgelöste Erkrankung bekam den Namen COVID-19.
Was relativ überschaubar mit 44 Patienten in der chinesischen Provinz Hubei begann, hat sich mittlerweile zu einer weltweiten Pandemie entwickelt mit über 3,7 Millionen bestätigten Infektionen und über 260.000 Toten (Quelle: Johns Hopkins Universität, Stand 07.05.2020). Das neue Coronavirus hat es geschafft, sich auf der ganzen Welt zu verbreiten, doch der exakte Ursprung des Ausbruchs bleibt nach wie vor unklar.
Fledermäuse als Virusreservoir
Nachdem Coronaviren in der Gestalt von SARS und MERS in den letzten Jahren bereits ihr Potential als Auslöser von Krankheitsausbrüchen beim Menschen unter Beweis gestellt haben, wurde daraufhin vermehrt Forschung zu dem Vorkommen von Coronaviren in Wildtieren betrieben. Dabei stellte man fest, dass Fledermäuse weltweit ein wichtiges Reservoir für Coronaviren bilden und diese bei ihnen in großer Diversität vorkommen [2]. Zudem stammen sowohl SARS als auch MERS vermutlich ursprünglich aus Fledermäusen. Und tatsächlich stimmt die Nukleotidsequenz des Genoms von SARS-CoV-2 ebenfalls zu 96 % mit einem aus Hufeisennasen in Yunnan isolierten Beta-Coronavirus überein [3]. Für den Zoologen und Experten für Infektionsepidemiologie, Peter Daszak, ist daher klar: auch für das neue Coronavirus bilden Fledermäuse vermutlich das natürliche Reservoir [4]. Der Präsident der EcoHealth Alliance in New York ist bereits seit Jahren aktiv in der Zoonosenforschung tätig und bemüht die Identifizierung von potentiell pandemischen Viren auf der Welt und die Vorhersage von neu auftretenden Krankheiten voran zu bringen.
„Wet market“ als Infektionsquelle?
Aber auch wenn Fledermäuse das natürliche Reservoir von SARS-CoV-2 darstellen sollten, bleibt unklar wie der neue Erreger auf den Menschen übergetreten ist. Für ein solches „Spillover“-Event ist zumeist der direkte Kontakt von Tier und Mensch notwendig. „Wet markets“, Märkte auf denen eine Vielzahl von verschiedenen Wild- und Nutztieren sowohl lebend als auch tot gehandelt werden, bieten dafür ideale Bedingungen, weil hier Menschen und verschiedene Tiere auf engem Raum zusammenkommen. Auch Arten, die in der Natur nicht den gleichen Lebensraum teilen, kommen hier in engen Kontakt. Zunächst wurde daher ein „wet market“ in Wuhan als mögliche Infektionsquelle gehandelt. Allerdings konnten nur bei etwa 66 % der ersten 41 stationär behandelten Patienten ein direkter Kontakt zu dem Markt nachgewiesen werden [5]. Zudem wurde keine epidemiologische Verbindung zwischen dem ersten diagnostizierten COVID-19 Patienten und dem Markt oder den anderen Patienten identifiziert [5].
Fledermäuse werden in China teilweise als Lebensmittel auf solchen Märkten gehandelt. Allerdings könnte die Übertragungskette komplexer gewesen sein. Einige Forscher*innen plädieren dafür, dass es einen Zwischenwirt zwischen den Fledermäusen und dem Menschen gegeben hat. In diesem Zwischenwirt könnten dann weitere Veränderung des Virus erfolgt sein, was die bestehenden Unterschiede von SARS-COV-2 zu den bisher in Fledermäusen gefundenen SARS-CoV-ähnlichen Viren, wie RaTG13 [3], erklären könnte. Den Zwischenwirt ausfindig zu machen, ist jedoch noch nicht gelungen. In der Diskussion sind unter anderem Marderhunde (Nyctereutes procyonoides) [6] und Malaysische Schuppentiere (Manis javanica) [7].
Der Marderhund steht neben dem Schuppentier in der Diskussion als Zwischenwirt für menschliche SARS Coronaviren zu fungieren. Das Fell des ursprünglich im östlichen Sibirien, nordöstlichen China und Japan beheimateten Marderhundes wird seit etwa Mitte des 19. Jahrhunderts international gehandelt.
Vertuschungsvorwürfe gegenüber China
Aus den USA hingegen wurden Anschuldigungen laut, wonach die Pandemie nicht durch eine natürliche Übertragungskette vom Tier auf den Menschen ausgelöst sein soll. Neu befeuert wurde die Behauptung durch ein 15-seitiges Dokument der "Five Eyes", einer Geheimdienstallianz der USA, Großbritanniens, Australiens, Kanadas und Neuseelands. In dem Dossier werfen die Autoren der chinesischen Regierung Vertuschungen im Zusammenhang mit dem Coronavirus-Ausbruch in China vor. Zudem wird die Mutmaßung geäußert, dass der Ausbruch auf einen Laborunfall zurückzuführen sein könnte. Als mögliche Quellen werden hier das Labor des „Wuhan Center for Disease Control and Prevention“ oder das „Wuhan Institute of Virology“ vermutet. Letzteres verfügt über ein BSL 4 Sicherheitslabor, ein Labor mit der höchstmöglichen Sicherheitsstufe (biosafety level), in dem an verschiedenen hochpathogenen Erregern geforscht wird. Chinas erstes BSL4 Labor war 2017 als ein Kooperationsprojekt zwischen China und Frankreich gestartet, bevor die Zusammenarbeit von China aufgekündigt wurde. Einige Forscher*innen wurden daher im Jean-Mérieux-Labor in Lyon ausgebildet. Darunter auch die Virologin Shi Zhengli, die bereits seit mehreren Jahren an Coronaviren aus Fledermäusen forscht. Dementsprechend befinden sich Probenmaterial aus Fledermäusen am Institut. In einem Interview mit dem Magazin „Scientific American“ bestreitet die Wissenschaftlerin jedoch, dass es sich bei SARS-CoV-2 um ein Virusstamm aus ihrem Labor handelt [4]. Ein Abgleich der Genomsequenzen der durch ihr Team gesammelten Viren und der Sequenz des neuen Virus hätte keine Treffer ergeben. Das Genom des Virus weist darüber hinaus keine Spuren einer menschlichen Manipulation auf, sondern scheint durch natürliche Evolutionsprozesse entstanden zu sein [8].
Viele der Teammitglieder am Institut wurden in internationalen Laboren wie in Lyon oder im Rahmen des PREDICT Projektes in den USA für die Laborarbeit unter der höchsten Sicherheitsstufe ausgebildet. Dennoch bleibt natürlich immer ein Risiko im Umgang mit infektiösen Material. Zumal der Umgang mit gesammelten Probenmaterial, wie Kot- oder Blutproben von Fledermäusen aus der Umwelt, meist unter niedrigeren Sicherheitsstufen erfolgt. Die Virologin erhält Rückendeckung von anderen Wissenschaftler*innen, die einen Laborunfall für das unwahrscheinlichere Szenario halten [8]. Laut Peter Daszak spreche alleine schon die reine Wahrscheinlichkeit gegen diese These [5].
Pandemisches Potential von Coronaviren
Forscher*innen warnen bereits länger, das Coronaviren ein hohes pandemisches Potential besitzen [9, 10]. Betrachtet man die weite Verbreitung und die Artenvielfalt von Fledermäusen, welche eine hohe Diversität an Coronaviren in sich tragen, in Kombination mit dem stark ausgeprägten Wildtierhandel und der teils dichten Besiedlung von ländlichen Regionen in China, ist die Wahrscheinlichkeit für ein „Spillover“-Event in einem solchen Setting relativ hoch. In einer Studie, in der Blutproben von 218 Dorfbewohnern, die in unmittelbarer Nähe von Fledermaushöhlen in China leben, untersucht wurden, konnte bei 6 Personen Antikörper gegen Coronaviren nachgewiesen werden [11]. Dies stützt die Theorie, dass es zu Übertragungen von Coronaviren auf den Menschen kommt. Demnach war es keine Frage, ob, sondern wann es zu einem zoonotischen Infektionsausbruch kommen würde.
Fledermäuse kommen auf der ganzen Welt vor und häufig in großen Kolonien. Durch die dichte Besiedlung der Erde durch den Menschen überschneiden sich die Lebensräume beider Spezies in vielen Regionen der Welt.
Eine gemeinsame globale Zoonosenforschung als Schlüssel
Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es keinerlei Beweise, welche die These eines Laborunfalls belegen würden. Letztendlich kann nur eine transparente Aufklärungspolitik Chinas und eine gemeinsame Erforschung des Ausbruchsgeschehens durch unabhängige Forscher*innen eine lückenlose Aufklärung gewährleisten. Es bleibt zu hoffen, dass dies schnellstmöglich geschehen wird. Denn unbestritten bleibt in jedem Fall die Gefahr, die von neuartigen Erreger aus dem Tierreich ausgeht. Diese Gefahr wird durch den Klimawandel, der Zerstörung natürlicher Lebensräume und der zunehmenden Bevölkerungsdichte noch weiter verschärft [12]. Detaillierte Kenntnisse darüber, wie ein Virus die Artengrenzen überwunden hat und den Menschen infizieren konnte, können bei der Prävention künftiger zoonotischer Ereignisse helfen. Nur durch langfristig angelegte Forschung und interdisziplinärer Zusammenarbeit über Ländergrenzen hinweg, kann der Herausforderung durch Zoonosen in Zukunft entgegengewirkt werden.
Text: Dr. Dana Thal, i.A. für die Nationale Forschungsplattform für Zoonosen
Literatur:
1. WHO Pneumonia of unknown cause – China. Disease Outbreak News(DONs). 2020.
2. Anthony, S.J., et al., Global patterns in coronavirus diversity. Virus Evol, 2017. 3(1): p. vex012.
3. Zhou, P., et al., A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature, 2020. 579(7798): p. 270-273.
4. Qiu, J., How China’s ‘Bat Woman’ Hunted Down Viruses from SARS to the New Coronavirus, in Scientific American. 2020.
5. Huang, C., et al., Clinical features of patients infected with 2019 novel coronavirus in Wuhan, China. The Lancet, 2020. 395(10223): p. 497-506.
6. Xu, L., et al., Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) from raccoon dog can serve as an efficient receptor for the spike protein of severe acute respiratory syndrome coronavirus. J Gen Virol, 2009. 90(Pt 11): p. 2695-2703.
7. Zhang, T., Q. Wu, and Z. Zhang, Pangolin homology associated with 2019-nCoV. 2020: p. 2020.02.19.950253.
8. Andersen, K.G., et al., The proximal origin of SARS-CoV-2. Nat Med, 2020. 26(4): p. 450-452.
9. Cui, J., F. Li, and Z.L. Shi, Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat Rev Microbiol, 2019. 17(3): p. 181-192.
10. Coleman, C.M. and M.B. Frieman, Coronaviruses: important emerging human pathogens. J Virol, 2014. 88(10): p. 5209-12.
11. Wang, N., et al., Serological Evidence of Bat SARS-Related Coronavirus Infection in Humans, China. Virol Sin, 2018. 33(1): p. 104-107.
12. Chan, J.F., et al., Interspecies transmission and emergence of novel viruses: lessons from bats and birds. Trends Microbiol, 2013. 21(10): p. 544-55.
