Veröffentlicht von In der Debatte rund um die Corona-Pandemie wurde (und wird) Covid-19 immer wieder mit der Influenza verglichen. Meistens in dem Kontext, dass Covid-19 “auch nicht schlimmer als eine Grippe” sei. Das ist direkt auf zwei Arten falsch: Zunächst einmal wird impliziert, eine Grippe sei nicht wirklich gefährlich. Und natürlich wissen wir mittlerweile eindeutig, dass Covid-19 sogar noch deutlich tödlicher ist als die Influenza.
Anlass zu dieser dreiteiligen Serie ist die aktuelle Forschung an universellen Grippeimpfungen, d.h. Impfungen, die gegen (möglichst) alle Grippeviren schützen, und daher auch nicht jedes Jahr erneut appliziert werden müssen. Das ist nicht nur bequemer, sondern hat auch einen weiteren gigantischen Nutzen: So könnte eine zukünftige Grippepandemie schon im Voraus verhindert werden! Denn Grippepandemien treten erschreckend häufig auf; die nächste ist nur eine Frage der Zeit. Um die Forschung zu Grippeimpfstoffen jedoch verstehen zu können, müssen wir in Teil 1 erst einmal betrachten, was eine Grippe eigentlich ist, wie Influenzaviren aufgebaut sind und wieso sie so ein großes Pandemiepotential haben. In Teil 2 soll es dann um die herkömmlichen und die universellen Influenzaimpfungen gehen, und in Teil 3 schauen wir uns die letzte Influenzapandemie an – die sog. “Schweinegrippe” – und den Grippeimpfstoff Pandemrix, der gegen diese Pandemie entwickelt worden war, aber mit schweren Nebenwirkungen assoziiert wurde.
Die Grippe – überhaupt ein Problem?
Etwa 5-20 % aller Menschen dieser Welt infizieren sich jedes Jahr mit der Influenza. Das führt jedes Jahr zu hunderttausenden Todesfällen; die Letalität berechnet sich dann zu grob 0,05 %. Und wie bei Covid-19 sind es hier nicht nur die Risikogruppen, sondern Personen jeden Alters, die an einer Grippe sterben. Besonders anfällig sind – neben Schwangeren und Menschen mit Herz- und Lungenerkrankungen – Kinder, die noch keine “Grundimmunität” durch vorherige Infektionen aufgebaut haben.
Dazu kommen regelmäßig Pandemien, bei denen ein neues Influenzavirus Menschen auf der ganzen Welt infiziert und tötet. Die bekannteste dieser Pandemien war sicherlich die spanische Grippe von 1918/19, die mit 20-40 Millionen Toten innerhalb eines Jahres mehr Menschenleben gefordert hat als vier Jahre Weltkrieg. Aber seitdem gab es jede Menge weitere Influenzapandemien, und zwar 1947, 1957, 1968, 1977, und 2009. Letztere ist die bereits erwähnte Schweinegrippe.
Ein Wort zu den Namen, die den verschiedenen Viren gegeben wird. Nehmen wir als Beispiel das Virus der letzten Grippepandemie, der “Schweinegrippe” aus dem Jahr 2009/10. Entstanden ist dieses Virus durch die neue Kombination von Genen (s. unten) von mehreren Viren, nämlich einem menschlichen, einem Vogelvirus und mehreren Schweineviren, die in einem Schwein als Wirt stattfand. Das so entstandene Virus hat jedoch hauptsächlich Menschen infiziert, und sollte daher eigentlich auch als Menschengrippe bezeichnet werden. Denn eine Schweinegrippe würde per definitionem hauptsächlich Schweine befallen. Dass das neue Virus in Schweinen entstanden ist, mag zwar interessant sein (und eine nützliche Information für die Prävention weiterer Pandemien), ist aber für die Pandemie selbst erst einmal irrelevant. Genau genommen ist es sogar hinderlich bis gefährlich, wenn Menschen durch den Namen Fehlschlüsse treffen. Nachdem 2009 das neue Pandemievirus entdeckt wurde, haben zahlreiche Länder entweder unnötigerweise den Import von Schweinefleisch gestoppt (obwohl es vollkommen sicher konsumiert werden konnte), oder sogar völlig sinnlos die Schweinepopulationen des Landes gekeult, ohne deren Fleisch zu verwenden.
Eine Ausnahme bilden die Vogelgrippen, die immer wieder Schlagzeilen machen. Hier wird der Term korrekt verwendet, nämlich für ein Grippevirus, das hauptsächlich Vögel befällt. Über den Kot dieser Tiere können jedoch in seltenen Fällen auch Menschen infiziert werden, mit enorm hohen Letalitäten von 30-50 %. Eine Übertragung zwischen Menschen kommt jedoch eigentlich nicht vor. Untersuchung haben jedoch gezeigt, dass auch für solche hochgefährlichen Viren nur wenige Mutationen ausreichen würden, um auch eine Mensch-zu-Mensch-Übertragung möglich zu machen. Eine genaue Überwachung, notfalls auch mit der Keulung von beispielsweise Hühnerbeständen, ist hier also durchaus sinnvoll.
Die spanische Grippe ist übrigens nicht in Spanien entstanden, sondern trägt ihren Namen daher, dass nur in Spanien über die Erkrankung berichtet wurde – da alle anderen Ländern noch einer Kriegszensur unterlagen, und Berichte über eine neue Epidemie daher nicht möglich waren.
Übertragen werden Grippeviren hauptsächlich durch Tröpfcheninfektion, seltener durch Aerosole oder Schmierinfektion. Maske tragen und Hände waschen sind also einfache Möglichkeiten, sich und andere vor einer Influenza zu schützen. Todesursache bei der Grippe ist die Pneumonie (Lungenentzündung), entweder durch das Virus selber, oder durch eine sog. bakterielle Superinfektion, also eine Infektion mit Bakterien, die sich in der geschwächten Lunge gut vermehren können (die jedoch, entgegen was der Name Superinfektion vermuten lässt, nicht intrinsisch gefährlicher ist, sondern sich auf die Virusinfektion “oben drauf” dazu setzt).
Eine Influenza ist also mitnichten eine harmlose Erkrankung, sondern im Gegenteil extrem gefährlich! Ganz wichtig ist es hierbei, dass man die echte Grippe nicht mit einem grippalen Infekt verwechselt. Eine wirksame Impfung ist daher sehr wichtig, insbesondere vor dem Hintergrund einer möglichen Pandemie, die tatsächlich das Potential hat, unsere Zivilisation zu bedrohen. Wer denkt, dass die Coronapandemie schlimm sei, der stelle sich nur ein mutiertes “Vogelgrippe”-Virus vor, das sich gut von Mensch zu Mensch übertragen lässt, und seine Letalität von etwa 30-50 % beibehält. Wenn es wie saisonale Grippeviren innerhalb eines Jahres 10 % der Weltbevölkerung infiziert, könnten mehrere hundert Millionen Menschen sterben. Tatsächlich ist SARS-CoV-2 auf dem Spektrum eher am Rand der harmloseren denkbaren Pandemieviren zu verordnen. Die Forschung an besseren Impfstoffen gegen die Grippe ist daher enorm wichtig. Um sie jedoch verstehen zu können, müssen wir uns ein Grippevirus erst einmal genauer anschauen.
Grippeviren
Zunächst müssen wir das Influenzavirus etwas genauer unter die Lupe nehmen. Es ist eines von mehreren Viren, die beim Menschen Infektionen der Atemwege verursachen können. Dabei ist nicht jede Infektion auch direkt gefährlich, sondern viele äußern sich als grippaler Infekt (der auch gar nicht von grippalen Infekten durch eines der zahlreichen anderen respiratorischen Viren zu unterscheiden ist). Was die Influenza aber abgrenzt, ist, dass Influenzaviren besonders häufig auch schwere Atemwegserkrankungen verursachen, die lebensbedrohlich sind. Deswegen nehmen sie eine besondere Stellung ein.
Nun aber zum Aufbau des Virus. Wie alle Viren besteht auch das Influenzavirus eigentlich nur aus Erbinformation mit einer Hülle drum herum.
Das Genom des Virus
Eine relevante Besonderheit des Influenzavirus ist sein Genom (Erbinformation). Meistens liegen alle der wenigen Gene, die ein Virus üblicherweise hat, auf einem einzelnen (Doppel-)Strang RNA oder DNA. Influenza aber besitzt ein sog. segmentiertes Genom, d.h. acht RNA-Einzelstränge, die jeweils nur für ein oder zwei Virusproteine kodieren. Diese Eigenschaft des Virus erklärt, wieso es so häufig zu zoonotischen (von Tieren übertragenen) Grippepandemien kommt. Infizieren zwei unterschiedliche Grippeviren, z.B. eines aus einem Menschen und eines aus einer Vogelart den gleichen Wirt, beispielsweise ein Schwein, und in diesem Schwein sogar die gleiche Zelle, dann kann es dazu kommen, das ganz “neue” Influenzaviren entstehen. Die haben dann vielleicht drei “menschliche” Segmente, und fünf “Vogel”-Segmente. Unter diesen neuen Mischviren können jetzt auch solche sein, die sich beim Menschen deutlich besser verbreiten und/oder besonder tödlich sind. Und schon hat man eine neue Pandemie. Man spricht hier bei der Neudurchmischung (engl. reassortment) von Genomsegmenten vom antigenic shift des Virus. Einen schönen deutschen Begriff muss ich leider schuldig bleiben, auch in der deutschen Literatur ist das ein etablierter Fachterminus.
Neben dieser Art der Mutation ist es auch so, dass bei der Replikation der viralen Erbinformation deutlich häufiger Fehler passieren, als bei vielen anderen Viren (z.B. SARS-CoV-2). Man spricht hier entsprechend vom antigenic drift. Das führt dazu, dass sich das Virus so schnell verändert, dass die Immunantwort gegen das Virus im einen Jahr nicht mehr ausreicht, um effizient gegen das mutierte Virus im nächsten Jahr zu schützen. Aus dem gleichen Grund muss die aktuelle Impfung immer auf die derzeit zirkulierenden Varianten des Virus angepasst werden.
Die viralen Proteine
Die acht Gensegmente kodieren für zehn virale Proteine, die dafür sorgen, dass das Virusgenom in die nächste Zelle transportiert und dort vervielfältigt wird. Zwei davon sind besonders wichtig. Beides sind Proteine auf der Oberfläche des Virus. Das eine heißt Hämagglutinin (HA) und bindet an den Rezeptor auf der Zielzelle, so dass das Virus in die Zelle gelangt. Das HA ist “immunodominant”, d.h. bei einer Infektion richtet sich die Immunantwort insbesondere gegen dieses Protein, was wichtige Implikationen für die Impfstoffentwicklung hat (wie wir später sehen werden). Da HA den Rezeptor vorgibt, an den das Virus binden kannt, gibt die Art des HA (s. unten) auch vor, welche Tierspezies infiziert werden können. Das andere wichtige Oberflächenprotein ist die Neuraminidase (wie wir der Endung -ase ansehen also ein Enzym, abgekürzt NA), die diesen Rezeptor enzymatisch deaktiviert, was dafür nötig ist, dass neu gebildete Viren nicht an ihrer “Produktionszelle” haften bleiben, sondern sich im Körper neue Zellen suchen und infizieren können.
Influenzaviren lassen sich in vier Typen einteilen. Nur zwei verursachen jedoch relevante Erkrankungen beim Menschen. Typ A ist der Typ, der regelmäßig für neue Pandemien sorgt, denn nur dieser Typ kann auch andere Tiere als den Mensch infizieren. Typ B infiziert daher nur Menschen, und es gibt daher bei diesem Typ nur den antigenic drift, jedoch keinen nennenswerten Shift. Innerhalb des Typ B kann man noch zwischen zwei Familien unterscheiden (Victoria-like und Yamagata-like).
Beim Typ A werden deutlich mehr Varianten unterschieden, nämlich ausgehend von den beiden Oberflächenproteinen. Beim Hämagglutinin (HA) werden 16 Isoformen unterschieden, und bei der Neuraminidase (NA) 9 Isoformen. Je nach Zusammensetzung geben diese beiden Proteine einem neuen Virus seine Bezeichnung, z.B. H1N1 für das Schweinegrippevirus von 2008/09 (das mittlerweile übrigens eines der Viren ist, das jedes Jahr im Winter für eine Epidemie führt). Aber nicht jedes H1-Protein ist gleich: Auch innerhalb der Gruppe der H1-Proteine können durch Mutationen im Hämagglutinin-Gen Veränderungen entstehen, die – wie schon erwähnt – dazu führen, dass sich das Protein so weit verändert, dass eine Impfung nicht mehr dagegen wirkt. Trotzdem gehört es immer noch zur gleichen Gruppe.
Die aktuellen, jährlichen Grippeepidemien werden von vier verschiedenen Virusstämmen verursacht. Zwei sind vom Typ A, nämlich das schon angesprochene H1N1-Virus der Schweinegrippe und ein H3N2-Virus, und zwei vom Typ B, nämlich ein Yamagata-like-Virus und ein Victoria-like-Virus.
Nachdem wir jetzt wissen, wie das Grippevirus aufgebaut ist, können wir uns nächste Woche die Impfungen etwas genauer anschauen. Wieso brauchen wir denn jedes Jahr eine neue Impfung, wer sollte sich impfen lassen, und wie steht es denn um die universellen Influenzaimpfungen?