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Perspectives
Summary
Es ist eine brisante Mischung: Wissenschaftlicher Fortschritt, eine höchst mobile Weltbevölkerung und die Zunahme des Terrorismus sorgen dafür, dass wir heute durch Angriffe mit biologischen Waffen - Bioterrorismus - vielleicht stärker gefährdet sind als je zuvor. Sind wir für eine von Menschen verursachte Pest-, Milzbrand- oder Ebola-Epidemie gerüstet? Die am meisten gefürchteten Erreger der "Kategorie A" sind in unserer heutigen Welt selten oder überhaupt nicht vorhanden; das erschwert eine schnelle Diagnose und Reaktion, und für die meisten Krankheiten steht auch kein Impfstoff zur Verfügung. Wenn wir effizient reagieren wollen, sind verbesserte Aufklärung, Vorbereitungen und Impfstoffentwicklung unentbehrlich, aber wie viel wollen wir in die Abwehr eines biologischen Angriffs investieren, der vielleicht nie stattfindet?
27 November 2009 Dr. Kristen Kerksiek
Ein unwägbares Risiko: Wenn Mikroorganismen zu Waffen werden
Sie fühlen sich entsetzlich. Fieber, Kopf- und Rückenschmerzen, Übelkeit, Erschöpfung...vielleicht ist es das Virus, das derzeit in der Firma umgeht. Könnte es H1N1 oder die normale Grippe sein? Dann sinkt das Fieber, aber Sie bekommen im Gesicht einen roten Ausschlag, dann auch auf Armen und Beinen. Die Antworten des Arztes - "Das kommt bei Virusinfektionen manchmal vor" und "das müssen Sie aussitzen" - klingen nicht besonders tröstlich. Als der Ausschlag nicht besser, sondern schlimmer wird, gehen Sie wieder zum Arzt. Mit dem, was jetzt kommt, hatten Sie nicht gerechnet: Krankenhaus, Quarantäne, Laboruntersuchungen...und andere haben die gleichen Symptome! Plötzlich hören Sie ein Wort, das sie schon fast vergessen hatten: Bioterrorismus!
Es ist ein Alptraum. Er sucht so manchen Gesundheitspolitiker heim, ist aber glücklicherweise bisher nicht Wirklichkeit geworden. Noch nicht. Ein besonders aktuelles Thema war der Bioterrorismus nach dem 11. September und den darauf folgenden Briefen mit Milzbranderregern. Es erschien nur allzu wahrscheinlich, dass Terroristen auch tödliche mikrobiologische Agentien - Viren, Bakterien und ihre Toxine - nutzen würden, um zu morden, Angst und Panik zu verbreiten und die Gesellschaft zu destabilisieren. Im Laufe der Jahre sind solche Befürchtungen ein wenig aus dem öffentlichen Bewusstsein geschwunden, und an ihre Stelle sind andere, drängendere Sorgen getreten: H1N1 (Schweinegrippe), Wirtschaftskrise, was sollen wir heute Abend essen. Aber die Gefahr bleibt bestehen.
Die Anthrax-Anschläge 2001 in den Vereinigten Staaten
- Fünf Briefe mit Poststempel vom 18. September wurden an Medieninstitutionen geschickt.
- Zwei Briefe (mit einem stärkeren Milzbranderreger) mit Poststempel vom 9. Oktober gingen an Politiker.
- In den Briefen hieß es "Tod für Amerika...Tod für Israel...Allah ist groß".
- In jeweils elf Fällen wurde Haut- und Lungenmilzbrand diagnostiziert; fünf Personen starben am Lungenmilzbrand.
- Mitte 2008 beging der Wissenschaftler Bruce Edwards Ivins, ein Verdächtiger im Fall der Milzbrandanschläge, Selbstmord. Ivins hatte am Labor für biologische Verteidigung der US-Armee in Fort Detrick (Maryland) an einem Anthrax-Impfstoff gearbeitet. Später erklärten die Bundesanwälte Ivins zum Alleintäter der Anschläge. Der Fall bleibt aber umstritten.
Der Bioterrorismus stellt eine reale - potentielle - Gefahr dar, mit der wir uns auseinander setzen müssen. Wie groß das Risiko eines bioterroristischen Anschlages (das Produkt aus Wahrscheinlichkeit und Schwere) ist, lässt sich aber unmöglich einschätzen. Das macht mögliche Reaktionen schwieriger. Wir müssen Impfstoffe und Arzneimittel entwickeln. Wir müssen Einsatzgruppen aufbauen und die Beschäftigten im Gesundheitswesen entsprechend ausbilden. Die Vorbereitung auf einen eventuellen bioterroristischen Anschlag erfordert Zeit, Arbeit und Geld, das heißt, wir müssen Mittel aus anderen Bereichen abziehen. Wie viel sollen wir investieren, um uns auf ein Ereignis vorzubereiten, das vielleicht nie stattfindet?
Das Worst-Case Szenario
Im ganzen Land sind Krankheitsfälle aufgetreten. Alle unmittelbaren Kontaktpersonen der Infizierten werden geimpft, und die Impfstoffvorräte gehen zur Neige. Für Sie kommt die Impfung aber nicht mehr infrage. Sie leiden bereits an Pocken, einer der am meisten gefürchteten Krankheiten überhaupt. Die Sterblichkeit unter nicht geimpften Personen lag früher bei ungefähr 30 Prozent, und bei den Überlebenden blieben entsetzliche Narben zurück. Die Ärzte pflegen Sie, verabreichen Flüssigkeitsinfusionen und Medikamente zur Dämpfung von Fieber und Schmerzen, untersuchen Sie auf sekundäre Bakterieninfektionen; für das Pockenvirus selbst gibt es keine Therapie. Die Infektion muss ihren Lauf nehmen, und Sie müssen einfach warten, bis es vorüber ist.
Die Pocken (verursacht von dem Orthopoxvirus Variola) sind wahrscheinlich eine ideale biologische Waffe: Die Krankheit ist (durch Tröpfcheninfektion) höchst ansteckend, die infektiöse Dosis ist sehr gering, und der Erreger ist außerhalb des menschlichen Organismus über lange Zeit hinweg stabil (ob er sich durch die Luft auch ohne engen körperlichen Kontakt verbreiten kann, ist umstritten). Die Krankheit hat eine lange, symptomfrei Inkubationszeit und führt zu hoher Sterblichkeit sowie zu Dauerfolgen bei den Überlebenden. Bei geimpften Personen nimmt die Immunität allmählich ab, und ein großer Anteil der Bevölkerung ist überhaupt nicht geschützt; die Routineimpfung wurde Anfang der 1970er Jahre, als die Pocken nahezu ausgerottet waren, eingestellt (der letzte natürliche Fall trat 1977 in Somalia auf, und ein letzter, tödlicher Laborunfall ereignete sich 1978 in Großbritannien). Die meisten heutigen Ärzte haben die Krankheit nie gesehen, was die Erkennung der ersten Fälle und die Umsetzung gesundheitspolitischer Maßnahmen vermutlich verzögern würde. Eine Pockenepidemie könnte verheerende Folgen haben; deshalb ist das Virus so gefürchtet.
Aber kann das überhaupt geschehen? Könnten Terroristen das Pockenvirus in die Hände bekommen? An zwei Stellen werden die Erreger noch aufbewahrt: bei den Centers for Disease Control and Prevention in Atlanta und am Zentrum für Virologische und Biotechnologische Forschung (VECTOR) im russischen Koltsovo (Novosibirsk). Jedenfalls offiziell. Es gibt aber auch Befürchtungen, Gerüchte und sogar vage Berichte, wonach vagabundierende Virusvorräte aus der Zeit der sowjetischen Biowaffenforschung und auch moderne Vorräte unter unzureichenden Sicherheitsvorkehrungen gelagert wurden und in die falschen Hände gelangt sind. Auch Virusproben aus der Zeit der Pocken-Ausrottungskampagne wurden möglicherweise nicht erfasst. Und theoretisch könnte man ein Pockenvirus auch mit gentechnischen Methoden neu herstellen, wenn man von der bekannten Variola-Sequenz und einem homologen Orthopoxvirus (zum Beispiel dem Affenpockenvirus) ausgeht.
Bioterroristische Erreger/Krankheiten der "Kategorie A": definiert durch leichte Verbreitung oder Übertragung von Mensch zu Mensch und hohe Sterblichkeit/große gesundheitspolitischer Auswirkungen
- Anthrax (Milzbrand, Bacillus anthracis)
- Botulismus (Toxin von Clostridium botulinum)
- Pest (Yersinia pestis)
- Pocken (Variola maior)
- Tularämie (Francisella tularensis)
- virales hämorrhagisches Fieber (Filoviren [Ebola, Marburg], Arenaviren [Lassa, Machupo])
Weitere Informationen über Erreger der Kategorien A, B und C auf der Website der CDC: www.bt.cdc.gov/agent/agentlist-category.asp
Vorbereitung auf das Mögliche
Die Epidemie ist noch nicht zu Ende, aber die Zahl der neuen Fälle geht zurück; die Ringimpfung (Impfung und Überwachung eines Ringes von Personen rund um jeden Infizierten) scheint zu wirken. Die Pockenimpfstoffe der neuen Generation und neue virushemmende Medikamente ermöglichen eine wirksame Behandlung von Personen, die mit Pocken in Berührung gekommen sind und für die mit dem Standardimpfstoff ein hohes Komplikationsrisiko besteht. Von der Infektion kann man körperlich genesen, aber danach ist man ein anderer Mensch.
Auf einer Tagung, die 1999 von den CDC veranstaltet wurde, bezeichneten Experten die Pocken einmütig als größte bioterroristische Gefahr in den Vereinigten Staaten. Das Pockenvirus ist aber sicher nicht der einzige biologische Wirkstoff, der verheerende Auswirkungen auf die Gesellschaft haben kann, und viele Schwierigkeiten, die sich mit einer schnellen Reaktion auf eine Pockenepidemie verbinden, gelten ebenso für andere potentielle Waffen des Bioterrorismus.
Problematisch ist unter anderem die schnelle Diagnose: Sie ist für Ärzte, die diese seltenen oder ausgerotteten Krankheiten nur aus Lehrbüchern kennen, eine schwierige Aufgabe. Die Eindämmung einer Epidemie setzt voraus, dass wir wissen, wogegen wir kämpfen. Und wenn eine Therapie zur Verfügung steht, gilt nahezu sicher immer die gleiche Regel: je schneller, desto besser. Eine Methode, um dieses Problems Herr zu werden, ist das "Modell der doppelten Nutzung": Speziell ausgebildete Einsatzgruppen werden darauf trainiert, jede ungewöhnliche Krankheitsepidemie zu untersuchen, ganz gleich, ob sie natürlichen Ursprungs oder von Menschen gemacht wurde. Auf diese Weise schlägt man zwei Fliegen mit einer Klappe.
Die Impfung mag der beste Weg sein, um die Bevölkerung gegen Bioterrorismus zu schützen, aber die einziger Erreger der Kategorie A, für die derzeit Impfstoffe existieren, sind Milzbrand und Pocken. Und auch die lassen noch Spielraum für Verbesserungen: Der Milzbrand-Impfstoff muss im Laufe von 18 Monaten sechsmal gespritzt werden, und dann sind jährliche Auffrischungsimpfungen erforderlich; der Pocken-Lebendimpfstoff verursacht schwerere Nebenwirkungen als jede andere zugelassene Vakzine. Neben der Entwicklung von Impfstoffen für andere potentielle biologische Waffen sind auch besseren Impfstoffe gegen Milzbrand und Pocken erforderlich.
Aber das ist leichter gesagt als getan. Impfstoffentwicklung ist ein kostenträchtiger, komplizierter, langwieriger Prozess. Andererseits engagieren sich aber zahlreiche Wissenschaftlergruppen auf diesem Gebiet. In der Ausgabe der Fachzeitschrift "Vaccine" vom 5. November ist ein ganzer Sonderabschnitt dem Thema "Biologische Verteidigung und Impfstoffe" gewidmet. Mit verschiedenen Methoden der modernen Technik entwickeln Wissenschaftler derzeit neue Impfstoffe gegen eine beträchtliche Zahl von Mikroorganismen, die auf der Liste der bioterroristischen Waffen stehen. In manchen Fällen stoßen solche Arbeiten zwar auf grundsätzliche Schwierigkeiten (beispielsweise gibt es für Francisella tularensis kein gutes Tiermodell), andere Impfstoffe jedoch (beispielsweise eine Vakzine gegen Pest, die weniger Nebenwirkungen hervorruft) befinden sich bereits in der klinischen Erprobung.
Kontraindikationen gegen die Pockenimpfung (Vaccinia)*
- Ekzeme, atopische Dermatitis und andere akute, chronische oder schuppende Hauterkrankungen (hier kann die Impfung zu dem schweren und manchmal tödlichen Ekzema vaccinatum führen).
- Krankheiten, die zu Immunschwäche oder Immunsuppression führen (die unkontrollierte Vermehrung des Vaccinia-Virus kann tödlich enden)
- Therapien, die zu Immunschwäche oder Immunsuppression führen
- Schwangerschaft
* Gilt für potentielle Impflinge und ihre Kontaktpersonen aus dem Haushalt, denn die im Impfstoff verwendet den lebenden Vacciniaviren können sich vom Ort der Impfung auf andere Personen verbreiten.
Wegen der häufigen, schweren Komplikationen nach Pockenimpfungen ist eine neuerliche Massenimpfung ohne konkretes Risiko (Epidemie) höchst unwahrscheinlich.
Herausforderungen für die Zukunft
Die gute Nachricht lautet: Neue, bessere Impfstoffe gegen verschiedene potentielle biologische Waffen befinden sich in der Entwicklung; obwohl unsicher ist, ob solche Impfstoffe jemals zur biologischen Verteidigung gebraucht werden, wurde in den letzten Jahren Geld für ihre Entwicklung aufgewendet. Dass diese Finanzierung weiterhin zur Verfügung steht und die Forschung sich fortsetzt, ist lebenswichtig. Mehrere Staaten (darunter die Vereinigten Staaten und Deutschland) haben so große Vorräte des derzeitigen Pockenimpfstoffes angelegt, dass ihre gesamte Bevölkerung immunisiert werden kann (weltweit reichen die Vorräte nur für rund zehn Prozent der Weltbevölkerung). Andererseits bleiben aber nach wie vor schwierige Fragen. Wen soll man impfen, wenn die Impfstoffvorräte begrenzt sind? Soll man Risikopersonen, die mit Pocken in Berührung kommen, im öffentlichen Interesse zwangsweise immunisieren? Im Gefolge des 11. September und der Milzbrand-Anschläge wurden in mehreren Staaten neue Notfallpläne entwickelt (siehe unten), aber seit sie genauer unter die Lupe genommen wurden, ist bereits einige Zeit vergangen. Angesichts der unwägbaren Risiken ist ein kluges Vorgehen schwierig, aber eine optimale Reaktion setzt optimale Vorbereitung voraus... und zwar bevor die Krise beginnt.
Quellen und weiterführende Litearatur:
Smallpox attack response plans
- Centers for Disease Control and Prevention (CDC)/USA:
www.bt.cdc.gov/agent/smallpox/response-plan/
- Department of Health (Great Britain):
www.dh.gov.uk/en/Publicationsandstatistics/Publications/PublicationsPolicyAndGuidance/DH_4070830
- Robert Koch Institute (Germany):
www.rki.de/cln_160/nn_199522/DE/Content/Infekt/Biosicherheit/Vorsorge/Pockenrahmenkonzept/Ausbildungsmaterialien/Listung__Materialien.html
Information about smallpox and other biological agents
- CDC website on bioterrorism:
www.bt.cdc.gov/bioterrorism/
- World Health Organization information about smallpox:
www.who.int/mediacentre/factsheets/smallpox/en/
- Robert Koch Institute (information about smallpox and various other biological agents)
www.rki.de/cln_160/nn_494682/DE/Content/Infekt/Biosicherheit/Erreger/dl__pocken.html
www.rki.de/cln_160/nn_199522/DE/Content/Infekt/Biosicherheit/Management/management__node.html
- A history of smallpox:
www.ucpress.edu/books/pages/9968/9968.ch01.php
- An overview of smallpox as a weapon:
www.globalsecurity.org/wmd/library/report/1997/cwbw/Ch27.pdf
Primary literature and scientific review articles
On November 5, 2009, Vaccine dedicated a supplementary section to Vaccines for Biodefense. In addition to general (introductory) articles on the topic, there are reports on the development of vaccines against specific bacterial and viral pathogens, for example:
Gregory A. Poland, Robert M. Jacobson, Jon Tilburt and Kristin Nichol. The social, political, ethical, and economic aspects of biodefense vaccines. pages D23-D27 (doi: 10.1016/j.vaccine.2009.08.054) dx.doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.08.054
Richard B. Kennedy, Inna Ovsyannikova and Gregory A. Poland. Smallpox vaccines for biodefense. pages D73-D79 (doi: 10.1016/j.vaccine.2009.07.103) dx.doi.org/10.1016/j.vaccine.2009.07.103
On April 25, 2002, The New England Journal of Medicine published several articles dealing with smallpox and bioterrorism (including diluting vaccines, vaccine policy):
Perspective: Smallpox and Bioterrorism by J. M. Drazen
Editorial: Smallpox Vaccination Policy — The Need for Dialogue by A. S. Fauci
Review: Current Concepts: Diagnosis and Management of Smallpox by J. G. Breman and D.A. Henderson
Legal Issues: Bioterrorism, Public Health, and Civil Liberties by G. J. Annas
Original Articles:
Frey, S.E. et al. Clinical Responses to Undiluted and Diluted Smallpox Vaccine
Frey, S.E. et al. Dose-Related Effects of Smallpox Vaccine
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