Tuberkulose: Genom-Analyse zeichnet Ausbreitung des Beijing-Stamms nach

Borstel/Paris - Der Beijing-Genotyp von Mycobacterium tuberculosis, heute ein wichtiger Träger von Resistenzeigenschaften des Erregers, ist in der Jungsteinzeit in Ostasien entstanden. Er gelangte möglicherweise über die Seidenstraße nach Europa. Zuletzt haben die industrielle Revolution, der erste Weltkrieg und der Zusammenbruch der Sowjetunion seine Ausbreitung gefördert, wie ein internationales Forscherteam in Nature Genetics (2015; doi: 10.1038/ng.3195) berichtet. Die Forscher hatten die Gene des Erregers in fast 5000 Isolaten aus 99 Ländern untersucht.

Mit jährlich 1,3 Millionen Todesfällen ist die Tuberkulose der größte „Killer“ unter den bakteriellen Infektionskrankheiten geblieben. Ein Drittel der Menschheit soll latent mit M. tuberculosis infiziert sein. Zur Ansteckung kommt es überall dort, wo viele Menschen auf engerem Raum aufeinander treffen. Weitere Faktoren sind politische Krisen und wirtschaftliche Not. Sie schwächen das Immunsystem der Bewohner und steigern damit die Zahl der Patienten, bei denen die latente Infektion in eine offene Tuberkulose übergeht.

Die Molekulargenetik ermöglicht heute den Weg des Erregers in der Vergangenheit nachzuzeichnen. Unter der Annahme einer konstanten Mutationshäufigkeit kann aus der genetischen Vielfalt der heutigen Erreger auf das Alter des Erregers zurückgerechnet werden. Aus der Gendiversität an einzelnen Orten können historische Wanderungsbewegungen rekonstruiert werden: Dort, wo die Erreger zuerst entstanden sind, ist die „allelic richness“ heute am größten. Dort, wo die Erreger zuletzt eintreffen, sind sich die einzelnen Erreger genetisch am ähnlichsten.

Ein internationales Konsortium aus 55 Wissenschaftlern unter der Leitung von Prof. Stefan Niemann vom Forschungszentrum Borstel und Prof. Thierry Wirth vom Muséum National d'Histoire Naturelle in Paris hat jetzt die Gene des Beijing-Stammes in 4.987 Isolaten aus 99 Ländern verglichen. Zusätzlich wurde von 110 Stämmen das gesamte Erbgut entschlüsselt, um Erfolgsmechanismen von multiresistenten Stämmen zu ermitteln.

Die Forscher sind sich sicher, dass der Beijing-Genotyp tatsächlich aus Ostasien stammt. Er dürfte vor etwa 6.600 Jahren entstanden sein – natürlich nicht aus Peking, da es diese Stadt damals noch nicht gab. Die Entstehung fällt in die Zeit der neolithischen Revolution, die den Übergang zur Landwirtschaft markiert. In dieser Zeit entstanden die ersten festen Siedlungen, in denen Menschen erstmals in größeren Gruppen auf engem Raum zusammen kamen, was damals wie heute günstige Bedingungen zur Ausbreitung des Tuberkuloseerregers bietet. Niemann und Wirth lokalisieren den Ursprung des Beijing-Stamms im Nordosten Chinas, vielleicht auch in Japan und Korea. Die Anfänge der Reiskultur am Jangtsekiang wäre ein historisch passender Ausgangspunkt.

Über die Seidenstraße dürften die Erreger zuerst den Fruchtbaren Halbmond im Nahen Osten erreicht haben und sich von dort nach Europa ausgebreitet haben. Die Migrationsbewegungen des Beijing-Stammes könnten in der Neuzeit durch historische Krisen verstärkt worden sein. So gab es in den Jahren 1861 bis 1877 als eine Folge politischer Krisen Flüchtlingsströme von China nach Kirgisistan, Kasachstan und Usbekistan. Ab Mitte des 19. Jahrhunderts siedelten Chinesen in der Pazifikregion. Sie könnten nach Einschätzung der Autoren den Beijing-Stamm im Gepäck ihres Körpers mitgebracht haben.

In Europa breitete sich der Beijing-Stamm dann in der Zeit zwischen 1822 bis 1843 aus. Bevölkerungdichte und Elend während der damaligen industriellen Revolution dürften dies gefördert haben. Eine weitere Zunahme ermittelten Niemann und Wirth für die Zeit um den ersten Weltkrieg (1896 bis 1916), die ebenfalls günstig für die Ausbreitung der Tuberkulose waren. Neben dem Elend der Kriegsgräben und dem Bevölkerungsleid könnte hier auch die spanische Grippe eine Rolle gespielt haben, da eine Influenza den Ausbruch einer offenen Tuberkulose und damit das Ausscheiden der Erreger fördert.

In den 1960er Jahren, als effektive Antibiotika-Behandlungen der Tuberkulose breit angewendet wurden, konnte der Beijing-Stamme erstmals über einen längeren Zeitraum zurückgedrängt werden. Dies änderte sich Ende der 1980er Jahre mit der Aids-Epidemie und dem Ende der Sowjetunion. Der Zerfall des Gesundheitssystems in Osteuropa wird auch für die zunehmende Ausbreitung von multiresistenten Stämmen (MDR-Tuberkulose) verantwortlich gemacht. Infolge der Aids-Epidemie wurden sie auch in Afrika zu einem dringenden Problem.

Die hohe Zahl von MDR-Tuberkulosen in Osteuropa ist laut den Studienergebnissen hauptsächlich auf zwei „Outbreak“-Stämme des Beijing-Genotyps zurückzuführen. Ihr liegen Mutationen zugrunde, die sich nach dem Zusammenbruchs der Gesundheitssysteme der ehemaligen Sowjetunion besonders gut ausbreiten konnten. Die Mutationen sind allerdings älter als die politischen Krisen.

Die Studie zeigt erneut, dass politische Krisen die Ausbreitung der Tuberkulose fördern. Die Vermeidung wirtschaftlicher Not und ein funktionierendes Gesundheitssystem können die Ausbreitung stoppen. In Deutschland sind denn auch im Gegensatz zu Osteuropa die Erkrankungszahlen in der Zeit nach 1989 zurückgegangen. Durch die verstärkte Migration ist der Rückgang jedoch abgeflacht und zuletzt registrierte das Robert Koch-Institut erstmals wieder einen Anstieg der gemeldeten Erkrankungen.

Die molekulargenetische Analyse erleichtert es, die Wanderungsbegewegungen von M. tuberculosis frühzeitig zu erkennen. Der schnelle Nachweis von Resistenzen ermöglicht laut Niemann und Wirth die rasche Einleitung einer wirksamen Therapie. Er liefert Anreize zur Entwicklung neuer Medikamente, die auch in Zukunft eine erfolgreiche Therapie der Tuberkulose sicher stellen könnten.

rme