Genom-Analysen klären Herkunft von 2019-nCoV

Peking und Wuhan – Das neue Coronavirus (2019-nCoV), das bis heute zu mehr als 8.100 nachgewiesenen Erkrankungen in China und 18 weiteren Ländern geführt hat, ist nach einem Genomvergleich im Lancet (2020; doi: 10.1016/S0140-6736(20)30251-8) erst vor kurzem entstanden.

Die Erfahrungen an den ersten 99 Patienten in einer Klinik in Wuhan lassen vermuten, dass eine Infektion vor allem für ältere komorbide Menschen gefährlich werden kann (Lancet 2020; doi: 10.1016/ S0140-6736(20)30211-7).

Die Genome der ersten zehn 2019-nCoV-Erreger, die in den vergangenen Wochen von chine­sischen Forschern sequenziert wurden, stimmten zu 99,98 % überein. Da die Erreger von 9 verschiedenen Patienten stammten, bedeutet dies, dass das neue Virus erst vor Kurzem entstanden sein kann. Eine Altersbestimmung, die sich theoretisch aus der be­kannten Mu­­ta­tionsgeschwindigkeit in RNA-Viren errechnen ließe, nimmt das Team um Wenjie Tan von den China CDC in Peking nicht vor.

Der nächste Verwandte unter den bisher bekannten Coronaviren sind die bei Fledermäu­sen in China isolierten und sequenzierten Viren „bat-SL-CoVZC45“ und „bat-SL-CoVZXC­21“. Fledermäuse wurden auf dem Huanan-Markt für Meeresfrüchte in Wuhan, der als Keimzelle der derzeitigen Epidemie gilt, nicht gehandelt. Die meisten Fledermausarten in der freien Natur befinden sich laut Tan derzeit im Win­ter­­schlaf. Dies spreche dafür, dass es wie bei SARS-CoV und MERS-CoV einen Zwischen­wirt gegeben haben muss.

Fische und Meeresfrüchte fallen wegen des fehlenden Kontakts zu Fledermäusen aus. Auf den chinesischen Märkten werden jedoch zahlreiche Landlebewesen verkauft. Über die Identität gibt es jedoch nur Vermutungen. Die chinesischen Behörden haben es offenbar versäumt, bei der Schließung der Märkte dort gehandelte Tiere zur weiteren Untersu­chung zu asservieren.

Wie bereits berichtet, gehört das 2019-nCoV zu den Beta-Coronaviren und dort zum Sub­genus Sarbecovirus. Es bildet mit den beiden aus Fledermäusen isolierten Viren die Clade 2. Die Übereinstimmung der Sequenzen beträgt 88 % gegenüber 79 % zum SARS-CoV und etwa 50 % zum MERS-CoV.

Für die Infektiosität entscheidend dürften Veränderungen im Spike-Protein der Hülle sein. Das Virus bindet mit der S1-Domäne an den Epithelzellen, die S2-Domäne ist für die Fu­sion mit der Zellmembran verantwortlich. Diese beiden Schritte sind notwendig, damit das Virus in die Zelle eindringen kann. Hier gibt es Unterschiede zu den Viren der Fleder­mäuse. Die Sequenz des S1-Proteins von 2019-nCoV stimmt zu 68 % und das S2-Protein zu 93 % mit einen mutmaßlichen gemeinsamen Vorläufer überein.

Zum SARS-CoV gibt es dagegen vor allem in den Bindungsstellen des S1-Proteins auffall­ende Übereinstimmungen. Tan geht deshalb davon aus, das 2019-nCoV die gleiche Ein­tritts­pforte nutzt wie das SARS-CoV. Beim SARS-CoV ist dies das „Angiotensin-converting enzyme 2“ (ACE2), während das MERS-CoV sich an den Rezeptor CD26 heftet. Eine Simu­lation am Computer zeigte, dass die mutmaßliche 3D-Struktur des S-Proteins sich mit dem Rezeptor ACE2 verbinden könnte.

Klinischer Verlauf unterschiedlich

Der klinische Verlauf der Erkrankung ist unterschiedlich. Einige Patienten erkranken nur leicht. Bei anderen kommt es rasch zu einem akuten Lungenversagen und zum Tod. Dies zeigen die Erfahrungen der ersten 99 Patienten, die an der Klinik Jin Yin-tan in Wuhan behandelt wurden.

Die meisten Patienten befanden sich laut dem Team um Li Zhang im mittleren Alter (Durch­schnittsalter 55,5 Jahre). Das Immunsystem jüngerer Menschen scheint die Erreger leichter abwehren zu können. 2/3 der Patienten (67) waren männlich. Liegt das an zahl­reichen Immun-Genen auf dem X-Chromosom, von denen Männer nur ein Exemplar ha­ben, fragt sich Zhang.

Nur 49 Patienten hatten Kontakt zum Huanan-Markt. Sie waren dort zumeist als Verkäu­fer oder Manager tätig, berichtet Zhang. Wie und wo die anderen sich infiziert haben, ist unklar. In den Medien wurde bereits spekuliert, dass die Epidemie eine andere Quelle gehabt haben könnte. Die chinesischen Behörden gehen jedoch weiter davon aus, dass der Huanan-Markt die Quelle der Epidemie war.

Etwa die Hälfte der Erkrankungen (50 Fälle) trat bei Menschen mit chronischen Grunder­krankungen auf, darunter Herz-Kreislauf- und zerebrovaskuläre Erkrankungen (40 Pa­tienten) sowie Diabetes (12 Patienten).

Alle Patienten hatten bei Aufnahme in die Klinik Jin Yin-tan eine Lungenentzündung. Bei den meisten waren beide Lungen infiziert (74 Patienten). Die Mehrheit litt unter Fieber (82 Patienten), Husten (81 Patienten) und 1/3 hatte Atemnot (31 Patienten). Bei 5 schwer­kranken Patienten kam es auch zu Koinfektionen mit Bakterien (1 Patient) oder Pilzen (4 Patienten).

Ein auffälliger Laborbefund war eine Lymphopenie. Zhang vermutet, dass die Zellen, insbesondere die T-Lymphozyten, bei der Abwehr gegen 2019-nCoV verbraucht werden.

Zhang schlägt eine Behandlung mit intravenösen Immunglobulinen vor, die 27 Patienten erhielten. Insgesamt 75 Patienten wurden mit Virostatika behandelt. Zum Einsatz kamen Oseltamivir, Ganciclovir sowie Lopinavir/Ritonavir. Ob sie eine Wirkung hatten, lässt sich in einer retrospektiven Fallserie natürlich nicht erkennen.

70 Patienten erhielten Antibiotika. Wie bei anderen Pneumonien sind sekun­däre bakterielle Infektionen und Pilzinfektionen ein Problem.

75 Patienten benötigten Sauerstoff, 17 Patienten entwickelten ein akutes Atem­notsyndrom, von denen 11 an einem multiplen Organversagen starben. Die Mortali­tät war damit an der Klinik Jin Yin-tan relativ hoch und lag im Bereich von SARS, an der jeder 10. Patient verstarb.

Die Mortalität war deutlich höher als die derzeitigen Berichte zur Epidemie (170 Todes­fälle auf 7.700 Personen entsprechen etwa 2 %) erwarten lassen. Die Unterschiede dürf­ten darauf beruhen, dass zu Beginn der Epidemie nur die schwersten Erkrankungen auf­gefallen sind, während inzwischen ein erweiterter Personenkreis mit oder auch ohne Symptome gezielt auf eine Infektion hin untersucht wird.

rme