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Entstehung von Pandemien
Bild: Adobe Stock / macleg
Eine Pandemie ist eine weltweite Herausforderung. Der Begriff geht auf das altgriechische Wort pandemia zurück, das so viel wie „das ganze Volk“ bedeutet. Es bezeichnet also Infektionskrankheiten, die den Großteil der Bevölkerung treffen. Pandemien entstehen häufig durch Erreger, die vom Tier auf den Menschen übertragen werden. Dabei spielen unsere Lebensverhältnisse eine Rolle: Weltweiter Handel, globale Mobilität oder Umweltschäden begünstigen die Entstehung und Ausbreitung von Infektionskrankheiten. Breitet sich eine Pandemie aus, muss schnell reagiert werden.
Was ist eine Epidemie, was eine Pandemie?
Von einer Pandemie wird gesprochen, wenn sich eine Krankheit über ganze Landstriche, Länder und Kontinente ausbreitet. Bleiben die Krankheitsausbrüche räumlich und zeitlich begrenzt, sprechen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von einer Epidemie. Eine Pandemie bezeichnet also eine globale Epidemie.
Ursachen für eine Pandemie sind Krankheitserreger, die zuvor nicht oder sehr lange nicht in der menschlichen Bevölkerung vorgekommen sind. Auf diese Erreger ist das menschliche Immunsystem nicht vorbereitet und der Mensch ist daher auch nicht ausreichend vor einer Erkrankung geschützt. Oft handelt es sich um Viren- oder Bakterienstämme, die bis zu diesem Zeitpunkt nur bei Tieren vorkamen. Beispiele dafür sind die Vogelgrippeviren oder Schweinegrippeviren. Das Erbmaterial der Viren kann sich genetisch verändern, die Viren mutieren. Dadurch können sie auch auf den Menschen übergehen und zum Teil schwere Erkrankungen auslösen.
„Der Mensch ist für den Erreger nichts Besonderes.“
Globales Mobilitätsnetzwerk am Beispiel des weltweiten Flugverkehrs. Jeder Knotenpunkt stellt einen Flughafenstandort dar, die Verknüpfungen zwischen den Knotenpunkten entsprechen den Flugverbindungen. Aufgrund der gestiegenen weltweiten Mobilität korreliert die geografische Distanz zum Ursprungsort eines Krankheitsausbruches häufig nicht mehr mit dem theoretisch zu erwartenden Zeitpunkt eines Ausbruchs an einem anderen Ort der Welt. Mit mathematischen Modellen und Algorithmen lässt sich die globale Vernetzung berücksichtigen. Computersimulationen können dann statistische Vorhersagen über die dynamischen räumlichen und zeitlichen Verbreitungsmuster moderner Pandemien treffen. Quelle: Dirk Brockmann, Humboldt-Universität zu Berlin / Robert Koch-Institut
Zur Modellierung eines Krankheitsausbruchs wird oft die geografische Distanz zum Ausbruchsort der Pandemie genutzt. Das Konzept der effektiven Distanz berücksichtigt die tatsächliche Vernetzung der Welt. Hier wird ein Modell des Ausbruchs der Schweinegrippe H1N1 im Jahr 2009 (A) und einem des Ausbruchs von SARS im Jahr 2003 (B) gegenübergestellt. Verglichen mit der tatsächlichen Verbreitung von H1N1 und SARS lieferten die auf der effektiven Distanz beruhenden Modelle genauere Prognosen zur Verbreitungsgeschwindigkeit als Modelle, die auf der geografischen Distanz basieren. Mit Hilfe der effektiven Distanz lässt sich somit besser vorhersagen, wann eine Pandemie statistisch gesehen weitere Orte erreicht. Quelle: Dirk Brockmann, Humboldt-Universität zu Berlin / Robert Koch-Institut
Auslöser für die Pest ist zum Beispiel ein Bakterium, das in Ratten und Mäusen vorkommt und über Flöhe auf den Menschen übertragen wird. Beispiele für Viren sind: menschliche Grippeviren, Vogelgrippeviren, Schweinegrippeviren, das SARS-Coronavirus, das MERS-Coronavirus, das SARS-CoV-2 und das Humane Immundefizienz-Virus (HIV). Nach aktuellem Stand des Wissens wurde das SARS (Schweres Akutes Respiratorisches Syndrom)-Coronavirus vermutlich von Fledermäusen auf den Menschen übertragen. Als Reservoir des MERS (Middle East Respiratory Syndrome)-Coronavirus gelten Dromedare (einhöckrige Kamele). Die Viren wurden direkt oder durch eine andere Tierart (Zwischenwirt) auf den Menschen übertragen. Das HI-Virus stammt wahrscheinlich von Primaten. Manche Tierseuchen, wie zum Beispiel die Afrikanische Schweinepest, sind für den Menschen nicht gefährlich. Diese Erreger können sich im Menschen nicht vermehren.
„Es gibt Generalisten und Spezialisten. SARS-CoV-2 ist eher ein Generalist.“
Erreger aus Tieren und neue Kombinationen
Auslöser für eine Pandemie können aber auch neue Viren-Kombinationen sein, sogenannte Reassortanten. Dabei mischen sich Erbgutfragmente von mindestens zwei unterschiedlichen Virenstämmen zu einem neuen Virus. Dieses entsteht zum Beispiel durch die Kombination von menschlichen Influenzaviren verschiedener Typen oder von einem menschlichen Influenzavirus und einem vom Tier stammenden Virus. Vor allem Schweine können Träger und Überträger solcher neuen Kombinationen sein. Sie gelten als „Mischgefäß“, da sie sich mit Vogel-, Mensch- und Schweine-Influenzaviren anstecken können.
„Es kommt ständig zur neuen Kombination. Nicht nur in Asien, sondern auch bei uns.“
Eine Pandemie können diese Erreger jedoch erst auslösen, wenn sie nicht nur vom Tier zum Menschen, sondern auch von Mensch zu Mensch übertragen werden. Da die Viren oder Bakterien dem Immunsystem des Menschen noch unbekannt sind, fehlt der Bevölkerung eine Grundimmunität gegen ihr infektiöses Potential. Das macht eine Pandemie ohne Medikamente und Impfstoff zunächst so unberechenbar.
Unsere Lebensverhältnisse spielen eine Rolle
Wenn Krankheitserreger zwischen Tier und Mensch übertragen werden, spricht die Wissenschaft von Zoonosen. Der Begriff leitet sich aus den griechischen Wörtern zoon = Lebewesen und nosos = Krankheit ab. Zoonosen können durch Viren, Bakterien Pilze, Parasiten oder Prionen ausgelöst werden.
Klassische Beispiele für Zoonosen sind Pest, Tollwut, Tuberkulose, Malaria oder die Salmonellose. Bei der Salmonellose stammt der Krankheitserreger in den meisten Fällen von Legehühnern und wird über kontaminierte Lebensmittel übertragen. Beim Menschen sorgt der Erreger dann für eine übertragbare Durchfallerkrankung.
„Die meisten Infektionen in Deutschland sind Lebensmittel-Infektionen mit Salmonellen.“
Zwar ist noch unklar, unter welchen Bedingungen Viren die Artengrenze überwinden. Aber fast 70 Prozent aller Infektionskrankheiten werden durch Erreger verursacht, die ursprünglich aus dem Tierreich stammen. Das Risiko für neue Zoonosen ist durch unsere modernen Lebensverhältnisse gestiegen. Faktoren wie Naturzerstörung, Mobilität, weltweiter Warenaustausch oder Bevölkerungswachstum begünstigen die Entstehung und Ausbreitung von Zoonosen. Der Mensch dringt in Ökosysteme ein und in Gegenden mit schlechten sozioökonomischen Verhältnissen leben Mensch und Tier oft armutsbedingt sehr eng zusammen. Damit steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass die Erreger auf den Menschen überspringen und diesen befallen. Durch globale Vernetzung, internationale Transportwege und Reisen verbreiten sich die Erreger dann sehr schnell. Um zu verdeutlichen, dass die Gesundheit von Mensch, Tier und Umwelt voneinander abhängen, sprechen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler vom „One-Health-Konzept“.
„Die Gesundheit von Mensch, Tier und Umwelt sind eng miteinander verbunden.“
