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Medizin

Diphtherie: Forscher warnen vor Mutationen im Toxin-Gen und vor Anti­biotikaresistenzen

Donnerstag, 29. April 2021

/picture alliance, Shotshop, Zerbor

Cambridge/England – Das Corynebacterium diphtheriae, dessen Toxin für die Diphtherie verantwortlich ist, hat sich in den letzten Jahrzehnten genetisch stark verändert. Der Erreger hat eine Reihe von Anti­biotik­aresistenzen erworben und sein Toxin könnte sich, wie Forscher in Nature Communications (2021; DOI: 10.1038/s41467-021-21870-5) befürchten, schon bald dem Zugriff der vom Impfstoff gebildeten Antikörper entziehen.

Die Diphtherie gehörte früher zu den am meisten gefürchteten Infektionskrankheiten weltweit. Noch in den 1880er Jahren gab es in Europa und Amerika verheerende Epidemien mit einer Case-Fatality-Rate von 50 %. Seit der Einführung der Impfung sind die reicheren Länder von Epidemien verschont geblie­ben. In ärmeren Ländern ist die Diphtherie noch verbreitet, wobei etwa die Hälfte der Erkrankungen auf Indien entfällt. Aber auch in Europa hat es in den 1990er Jahren hat es noch einmal in Belarus eine Epidemie mit etwa 5.000 Todesfällen gegeben.

In den letzten Jahren ist es wieder zu einem Anstieg der weltweiten Erkrankungen gekommen. Im Jahr 2018 wurden 16.651 Fälle gemeldet, mehr als doppelt so viel wie im Jahresdurchschnitt 1996-2017 (8.105 Fälle).

Ein Forscherteam aus Indien und Großbritannien hat jetzt die verfügbaren Genomdaten analysiert. Bislang wurden 502 Genome von C. diphtheriae sequenziert, der älteste Erreger stammt aus dem Jahre 1896. Aus den folgenden 100 Jahren standen für die Analyse noch 21 Genome zur Verfügung. Die übrigen 481 Genome stammen aus der Zeit nach 1990.

Die Analyse zeigt, dass sich sowohl das Bakterium als auch sein Toxin in den letzten Jahrzehnten stark genetisch verändert haben. Das Toxin wird nicht im bakteriellen Erbgut kodiert, es stammt vielmehr von Corynephagen, die die Bakterien infizieren. Zur Erkrankung kommt es, wenn die Bakterien die Atemwege befallen und dort das Toxin der Phagen freisetzen.

Das Team um Ankur Mutreja von der Universität Cambridge in England hatte deshalb ein besonderes Augenmerk auf das Toxin-Gen. Das Gen liegt inzwischen in 18 verschiedenen Typen vor, von denen 8 sogenannte non-synonyme Mutationen aufweisen, die die Aminosäureabfolge verändern. Da sich dies auf die 3-dimensionale Struktur des Toxins auswirkt, besteht die Gefahr, dass die Impfung nicht mehr vor einer Erkrankung schützt und auch die Antitoxine ihre Wirkung verlieren. Dann müsste auch in Europa erneut mit Epidemien gerechnet werden.

Derzeit besteht nach Einschätzung von Mutreja keine Gefahr, Die immer größer werdende Vielfalt von Genvarianten sei jedoch ein Warnzeichen. Der Wirkung des Impfstoffs und des Antitoxins sollten regel­mäßig überprüft werden.

Auch das Corynebacterium diphtheriae hat sich in den letzten Jahrzehnten genetisch verändert. Das Bakterien hat in den letzten Jahrzehnten einige Gene erworben, die eine Resistenz gegen Antibiotika vermitteln. Interessanterweise betreffen die Resistenzen nicht die am häufigsten bei der Diphtherie eingesetzten Antibiotika Erythromycin und Penicilline, sondern eher Antibiotika, die bei anderen Infektionskrankheiten gegeben werden wie Aminoglykoside, Makrolid-Lincosamid-Streptogramine, Chloramphenicol, Sulfonamide, Tetrazykline und Trimethoprim.

Dies spricht dafür, dass Infekte mit C. diphtheriae, die nicht zur Diphtherie führen, weil das Toxin fehlt, häufiger sind als angenommen. Die Anhäufung der Antibiotikaresistenzen ist damit auch ein Zeichen für den häufigen Einsatz von Antibiotika auf dem indischen Subkontinent. © rme/aerzteblatt.de

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