Influenzaviren - Was macht sie besonders

Die Virusfamilie (Influenzaviren)

• Familie Orthomyxoviridae (Genom: Einzelstrang (ss) RNA in Negativstrangorientierung, ca. 14.000 Basen aufgeteilt in einzelne und voneinander unabhängige RNA-Stränge [Segmente])

• für den Menschen haben insbesondere Influenza A-, und die Influenza-B-Viren eine große medizinische Bedeutung. Die Einteilung erfolgt anhand der Glykoproteine Hämagglutinin (HA) und Neuraminidase (NA).
• Influenza-A-Viren werden nach Typ und Subtyp benannt, z. B. A/H3N2. Es sind z.Z. 16 verschiedene HA und 9 NA bekannt. Das HA ist die Hauptkomponente, die eine Immunantwort auslöst wohingegen das NA eine wichtige Rolle bei der Freisetzung neu gebildeter Viren spielt.
• Bei Influenza B Viren gibt es keine Subtypen, aber seit Jahren zwei genetisch unterschiedliche Linien (Yamagata-Linie und Victoria-Linie).
• Bis April 2009 zirkulierten in der menschlichen Bevölkerung die Subtypen Influenza A/H1N1, Influenza A/H3N2 sowie Influenza B. Ab April 2009 verbreitete sich zusätzlich ein „Neues“ Influenzavirus A/H1N1, das sich in seiner Zusammensetzung vom bis dahin zirkulierenden Erreger des Subtyps A/H1N1 wesentlich unterschied (siehe „Schweinegrippe“).

Reservoir

• Influenza-A-Viren besitzen ein sehr breites Wirtsspektrum und kommen bei Menschen, Säugern (Schweine, Pferde) und Vögeln vor. Das eigentliche Reservoir der Influenza-A-Viren sind jedoch Vögel, insbesondere Wasservögel (aviäre Influenzaviren).
• "Humane" (d. h. in der menschlichen Bevölkerung zirkulierende) und "aviäre" Influenzaviren binden an unterschiedlichen zellulären Rezeptoren im Atemwegstrakt von Menschen bzw. Vögeln. Im Atemwegstrakt des Schweins sind Rezeptoren sowohl für menschliche als auch für aviäre Influenzaviren vorhanden.
• Die Influenza-B-Viren treten dagegen quasi nur beim Menschen auf.

Antigen-Drift

• Dieser Begriff beschreibt die kontinuierliche Veränderung aller Gensegmente durch Mutationen. Die Mutationen der Oberflächenantigene HA und NA führen fortlaufend zu einer veränderten Antigenität. Dies betrifft sowohl Influenza-A- als auch Influenza-B-Viren.
• Da nur gegen Viren mit hoher genetischer Verwandtschaft eine lang anhaltende Immunität besteht, können die kontinuierlich entstehenden Driftvarianten jährliche Grippewellen hervorrufen. Daher muss auch jedes Jahr für alle Impfantigene geprüft werden, ob sie einer aktuellen, von den bisherigen Viren abweichenden Driftvariante angepasst werden müssen.

Antigen-Shift

• Dieser Begriff beschreibt das Auftreten von humanpathogenen und von Mensch zu Mensch übertragbaren Influenzaviren, deren Subtyp nicht mit denjenigen übereinstimmt, welche bis dahin in der menschlichen Bevölkerung zirkulierten oder deren genetische Zusammensetzung erheblich von den Varianten eines Subtyps abweichen.
• Solche Antigen-Shifts sind die Voraussetzung für Influenzapandemien (weltweite Epidemien). Nach der Ausbreitung eines pandemischen Virus in der menschlichen Bevölkerung entwickelt es sich durch Antigen-Drift weiter.
• Ein Antigen-Shift kann prinzipiell aufgrund eines Reassortments oder durch gravierende Mutationen zustande kommen. Die Entstehung eines neuen Subtyps durch Reassortment setzt die Doppelinfektion einer Zelle mit zwei verschiedenen Subtypen voraus. Dabei kann eine Vielzahl verschiedener Mischviren entstehen, von denen eines die Fähigkeit erlangen kann, sich effizient im Menschen zu vermehren.
• Beispiele:
  • Auftreten des Subtyps A/H2N2 im Jahr 1957 (Asiatische Grippe), das den bis dahin zirkulierenden Subtyp A/H1N1 (u.a. Auslöser der Spanischen Grippe v. 1918) ablöste und zu einer Pandemie führte.
  • Im Jahr 1968 wurde dieses Virus seinerseits durch das Auftreten des Subtyps A/H3N2 abgelöst (Hong-Kong Grippe), welches wiederum eine Pandemie begründete.
  • Daneben zirkulierte seit 1977 wieder der Subtyp A/H1N1 in der menschlichen Bevölkerung (parallel zum Subtyp A/H3N2). Dieses Virus besaß die gleichen antigenen Eigenschaften wie diejenigen H1N1-Viren, die bis 1950 vorhanden waren (es war also nicht "neu").
  • 2009 trat ein neues Influenzavirus A/H1N1 auf (pH1N1). Es entstand über einen langen, mehrere Jahre andauernden Zeitraum durch mehrere Reassortments und beinhaltete a. Elemente aus aviären Influenzaviren, b. eurasischen Schweine-Influenzaviren, c. nordamerikanischen Schweine-Influenzaviren und d. menschlichen Influenzaviren. Bei der Neuen (pandemischen, Schweine-) Influenza A/ H1N1 war der Subtyp (A/H1N1) selbst zwar nicht neu, jedoch besteht ein sehr großer genetischer Unterschied zu den bisher aufgetretenen (saisonalen) A/H1N1-Viren (die auch noch weiterhin [parallel] zirkulierten).
• Man nahm bisher an, dass das Schwein den für ein solches Reassortment prädestinierten Zwischenwirt darstellt, weil es Rezeptoren für aviäre und menschliche Influenzaviren besitzt. Inzwischen geht man jedoch davon aus, dass sich aviäre Influenzaviren auch durch Mutationen im Sinne einer Antigen-Drift allmählich (ohne das Schwein als Zwischenwirt) an den Menschen anpassen können. Es wird vermutet, dass das für die Pandemie im Jahr 1918 verantwortliche A/H1N1-Virus durch direkte Anpassung eines vom Vogel abstammenden Virus auf den Menschen entstand. Auch das 1997 aufgetretene HPAI H5N1 Virus könnte so entstanden sein, wobei dieses Virus (zum Glück!) noch nicht die Eigenschaft entwickelt hatte, effizient von Mensch zu Mensch übertragen zu werden.

Vorkommen

• Influenzavirus-Infektionen sind weltweit verbreitet. In gemäßigten Zonen der nördlichen und südlichen Hemisphäre treten regelmäßig in den jeweiligen Wintern Grippewellen auf. Trotz dieser ausgeprägten Saisonalität können Influenza-Erkrankungen auch außerhalb der Grippewellen auftreten und mitunter sogar zu lokalisierten Ausbrüchen führen. Über die Epidemiologie von Influenza in tropischen Ländern ist wenig bekannt, jedoch wird vermutet, dass Influenza dort potenziell das ganze Jahr über auftreten kann.
• Während der jährlichen Grippewellen werden schätzungsweise 5–20 % der Bevölkerung infiziert. Stark abweichende Daten für bestimmte Regionen werden nicht berichtet. In ihrem Schweregrad können sich die Grippewellen deutlich voneinander unterscheiden. Die (geschätzte) Zahl der Todesfälle kann stark schwanken. Bei der schwächsten Grippewelle des vergangenen Jahrzehnts gab es geschätzte 0 bis 100 Todesfälle, bei der stärksten Grippewelle waren es 12.400 bis 15.500 Todesfälle. Man spricht in Deutschland von Grippe-„Epidemien“, wenn die saisonale Grippewelle zu einer höheren Krankheitslast führt als in durchschnittlichen Jahren. Im Gegensatz dazu bezeichnen besonders angloamerikanische Länder jede saisonale Grippewelle als "Epidemie".
• "Pandemien" durch Influenza sind gekennzeichnet durch das Auftreten oder Wiederauftreten eines Influenza-A-Subtyps (oder eine sehr unterschiedliche Variante eines bekannten Subtyps), gegen den die Mehrheit der menschlichen Bevölkerung nicht immun ist und der sich in einer weltumfassenden Epidemie über den Globus verbreitet. Die ersten Wellen einer Pandemie können in Monaten auftreten, die für die saisonale Influenza untypisch sind, z. B. im Sommer. Die drei Pandemien des letzten Jahrhunderts (1918, 1957 und 1968) verursachten ca. 40 Millionen bzw. 1–2 und 0,75–1 Million Tote.

Infektionsweg

• Die Übertragung von Influenzaviren erfolgt vermutlich überwiegend durch Tröpfchen (> 5 µm), die z. B. beim Sprechen, insbesondere aber beim Husten oder Niesen entstehen und über eine geringe Distanz auf die Schleimhäute der Atemwege von Kontaktpersonen gelangen können.
• Tröpfchenkerne (< 5 µm), die länger in der Luft schweben können (aerogene Übertragung) können ebenfalls zu einer Infektion führen. Die Infektionsdosen werden geringer je tiefer die Viren in den Respirationstrakt vordringen – was wiederum von der Tröpfchengröße abhängig ist.
• Indirekte Beobachtungen lassen den Schluss zu, dass darüber hinaus eine Übertragung auch durch direkten Kontakt der Hände zu mit virushaltigen Sekreten kontaminierten Oberflächen und anschließendem Hand-Mund/Hand-Nasen-Kontakt erfolgen kann (z. B. durch Händeschütteln).
• Kinder und Jugendliche, besonders Schulkinder, gelten als "Motor einer Influenzaübertragung". Hervorgerufen durch enge Kontakte, einer geringeren sozialen Distanz und weniger ausgeprägten hygienischen Verhaltensweisen werden in dieser Bevölkerungsgruppe höhere Transmissionsraten beobachtet.
• Bei der aviären Influenza wird auch die Übertragung durch verschlucktes (kontaminiertes) Wasser oder die Selbstinokulation durch Hände diskutiert, die z. B. durch Hühnerexkremente kontaminiert sein könnten.
• Die Überlebensfähigkeit des Virus in der Umwelt ist von den Umgebungsbedingungen, insbesondere Feuchtigkeit und Temperatur abhängig. Bei niedrigen Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt kann das Virus im Wasser bis zu mehreren Wochen persistieren.

Impfung (die wichtigste Maßnahme zur Infektionsvermeidung)

• Die wirksamste präventive Maßnahme ist die Schutzimpfung, die jährlich, vorzugsweise in den Monaten Oktober und November, durchgeführt werden sollte. Im Fall einer drohenden Grippewelle ist eine Impfung aber auch noch später möglich und sinnvoll. Die volle Ausbildung eines Impfschutzes dauert etwa 2 Wochen.
• Gesunde Menschen sind durch die Impfung – bei guter Übereinstimmung der Impfstämme mit den zirkulierenden Stämmen – bis zu 90 % vor Erkrankung durch Influenza geschützt. In der älteren Bevölkerung ist die Schutzrate deutlich geringer. Dennoch ist die Impfung gerade in dieser Altersgruppe besonders wichtig, da die Impfung wesentlich dazu beitragen kann, Komplikationen, Hospitalisierungen und Todesfälle durch Influenza zu reduzieren.
• Bei der Ständigen Impfkommission (STIKO) können die aktuellen Impfempfehlungen nachgelesen werden.
• Noch ein Hinweis: Eine Impfung mit dem aktuellen saisonalen humanen Influenza-Impfstoff bietet keinen direkten Schutz vor Infektionen durch die Erreger der aviären Influenza, sie kann jedoch Doppelinfektionen verhindern - und damit Reassortments [s.o.] mit den aktuell zirkulierenden Influenzaviren.

Therapie

• Für eine kausale Therapie stehen z.Z. die M2-Protonenkanal-Hemmer Amantadin bzw. Rimantadin sowie die Neraminidase-Hemmer Oseltamivir (Tamiflu®) und Zanamivir (Relenza®) zur Verfügung.
• Da beide antiviralen Substanzklassen nur in die Vermehrung/Freisetzung der Viren eingreifen, hängt der Erfolg der Therapie in erster Linie von der rechtzeitigen Einnahme ab. Liegt der Zeitpunkt des Auftretens der ersten Krankheitsanzeichen (Symptome) mutmaßlich länger als 48 Stunden zurück, ist die Beeinflussung des Krankheitsverlaufes durch diese Wirkstoffe nur noch gering.
• Amantadin bzw. Rimantadin führen im Allgemeinen sehr schnell zu resistenten Virusstämmen, weshalb diese Substanzen z.Z. praktisch nicht angewendet werden.
• Auch bei der Anwendung von Oseltamivir (Tamiflu®) kam es bereits zur Ausbildung von Resistenzen. Gegenüber Zanamivir (Relenza®) ist bisher keine Resistenzentwicklung zu beobachten.

Weiterführende Informationen und Links

• Deutschland (RKI): Arbeitsgemeinschaft Influenza
• Informationen beim RKI-Influenza