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Medizin

Masernvirus älter als angenommen

Freitag, 3. Januar 2020

Morbillivirus close up /nobeastsofierce, stock.adobe.com
Masernvirus /nobeastsofierce, stock.adobe.com

Berlin – Die komplette Rekonstruktion der RNA eines Masernvirus aus einem Lungen­präparat von einem Mädchen, das 1912 an Komplikationen der Infektion gestorben ist, ermöglicht eine neue Abschätzung zur Entstehung des Virus. Demnach konnte das Masernvirus erst mit dem Aufkommen größerer Städte anhaltende Epidemien auslösen. Forscher des Robert-Koch-Instituts (RKI) vermuten, dass das Measles Morbillivirus (Mev) im 4. Jahrhundert vor unserer Zeitrechnung aus dem Erreger der Rinderpest entstanden ist. Ihre Erkenntnisse haben sie auf dem PrePrint-Server bioRxiv publiziert (2019; doi: 10.1101/2019.12.29.889667).

Das Masernvirus gehört zu den ansteckendsten Viren. Vor der Einführung der Impfung erkrankten praktisch alle Kinder in den ersten Lebensjahren. Danach waren sie vor einer erneuten Infektion gefeit. Die rasche Ausbreitung der Masern gefährdet langfristig ihre Existenz. Denn wenn alle Kinder eine Immunität erworben haben, kann es sich nicht weiter ausbreiten.

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Ein Reservoir im Tierreich gibt es nicht. Erst wenn neue Kinder geboren werden, kann das MeV wieder zuschlagen. Epidemiologen schätzen, dass mindestens 250.000 bis 500.000 Menschen an einem Ort leben müssen, damit das MeV auf Dauer in einer Bevölkerung zirkulieren kann. Dieser Wert wird auch als „critical community size“ (CCS) bezeichnet.

Measles Morbillivirus hat sich eventuell schon vor Christus ausgebreitet

Die notwendige Bevölkerungsdichte wurde erst im ersten Jahrtausend vor unserer Zeitrechnung in Eurasien erreicht. Es sollte nicht lange dauern, bis sich das MeV in den antiken Konglomeraten ausbreitete. Nach den Berechnungen des Evolutionsbiologen Sebastien Calvignac-Spencer vom RKI in Berlin könnte dies um das Jahr 345 vor Christus der Fall gewesen sein. Es handelt sich um eine grobe Schätzung, das 95-%-Konfidenzintervall reicht von 1.066 v. Chr. bis nach 319 n. Chr.

Wenn die Schätzung zutrifft, dann wäre das MeV älter als bisher angenommen. Bisherige Schätzungen haben den Ursprung um 899 n. Chr. (597 bis 1.144) vermutet. Die Schätzungen beruhen auf dem Vergleich der Gensequenz des MeV und seines nächsten Verwandten, dem Rinderpestvirus (das 2010 nach einer weltweiten Impfkampagne für ausgerottet erklärt wurde). Die Altersberechnungen setzen die Unterschiede in den Gensequenzen mit der Mutationshäufigkeit in Verbindung. Die Mutationshäufigkeit wird aus dem Vergleich der Gensequenz von verschiedenen Erregern ermittelt, deren Alter bekannt ist.

Beim Masernvirus war die Datenlage begrenzt. Das älteste Isolat stammte aus dem Jahre 1954, als das Virus erstmals isoliert wurde. Daneben gab es nur noch zwei Isolate aus der Zeit vor 1990, in denen genügend RNA zur Rekonstruktion des MeV gefunden wurde. Das jetzt von Calvignac-Spencer rekonstruierte Virus liefert deshalb wichtige neue Erkenntnisse.

Lungenpräparat aus der Berliner Charité als Studiengrundlage

Die Forscher fanden das Virus in dem Lungenpräparat eines 2-jährigen Mädchens, das 1912 an den Folgen einer Maserninfektion gestorben war. Das Präparat gehört zu einer Sammlung, die Rudolf Virchow und seine Nachfolger in der Berliner Charité angelegt haben. Wie die anderen Präparate waren die Lungen in Formalin fixiert worden. Formalin bildet feste Verbindungen zwischen Makromolekülen, die eine Zersetzung verhindern.

Die Forscher entnahmen der Lunge eine kleine Gewebeprobe (200 mg), die sie kurzzeitig erhitzten, um die von Formalin gebildeten Vernetzungen aufzubrechen. Danach wurde die DNA mit Enzymen abgebaut und die übrig gebliebenen RNA-Bruchstücke sequenziert. Von den 27,3 Millionen RNA-Fragmenten enthielten 0,46 % Teile des bekannten MeV-Genoms, das etwa 16.000 Nukleotide lang ist.

Der Vergleich mit den andern archivierten MeV-Genomen ermöglichte die neue Berechnung zum Alter des MeV. Das Ergebnis passt zu den Schätzungen der Historiker zur Bevölkerungs­dichte in der Antike und zu den Berechnungen der Epidemiologen zur „critical community size“ des Masernvirus.

Auch die historischen Quellen erscheinen jetzt in einem neuen Licht. Der persische Arzt Abū Bakr Muḥammad ibn Zakaryā ar-Rāzī, in der westlichen Welt als Rhazes bekannt, hatte im 10. Jahrhundert die Masern in einem Text beschrieben. Einige Jahrhunderte davor war die Erkrankung bereits Autoren der ayurwedischen Medizin aufgefallen. In den Texten von Hippokrates und seinem Nachfolger Galen finden sich dagegen keine Hinweise auf die Masern. © rme/aerzteblatt.de

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