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Die nächste Pandemie ist bereits im Gange – eine gezielte Krankheitsüberwachung kann helfen, sie zu verhindern
Die nächste Pandemie ist bereits im Gange – eine gezielte Krankheitsüberwachung kann helfen, sie zu verhindern
Anonim

Da immer mehr Menschen auf der ganzen Welt geimpft werden, kann man fast den kollektiven Seufzer der Erleichterung hören. Aber die nächste Pandemie-Bedrohung macht sich wahrscheinlich schon jetzt ihren Weg durch die Bevölkerung.

Meine Forschungen als Epidemiologe für Infektionskrankheiten haben ergeben, dass es eine einfache Strategie gibt, um neu auftretende Ausbrüche einzudämmen: eine proaktive Echtzeitüberwachung in Umgebungen, in denen das Übergreifen von Krankheiten von Tier auf Mensch am wahrscheinlichsten ist.

Mit anderen Worten, warten Sie nicht, bis Kranke in einem Krankenhaus auftauchen. Überwachen Sie stattdessen Populationen, in denen die Krankheit tatsächlich ausstrahlt.

Die aktuelle Pandemie-Präventionsstrategie

Globale Gesundheitsexperten wissen seit langem, dass Pandemien, die durch das Übergreifen von Zoonosekrankheiten oder die Übertragung von Krankheiten von Tier zu Mensch ausgelöst werden, ein Problem darstellen. Im Jahr 1947 richtete die Weltgesundheitsorganisation ein globales Netzwerk von Krankenhäusern ein, um Bedrohungen durch eine Pandemie durch einen Prozess namens Syndromüberwachung zu erkennen. Der Prozess stützt sich auf standardisierte Symptom-Checklisten, um bei Patientenpopulationen mit schwer zu diagnostizierenden Symptomen nach Signalen für neu auftretende oder wieder auftretende Krankheiten mit pandemischem Potenzial zu suchen.

Diese klinische Strategie stützt sich sowohl auf infizierte Personen, die in Sentinel-Krankenhäuser kommen, als auch auf medizinische Behörden, die einflussreich und hartnäckig genug sind, um Alarm zu schlagen.

Es gibt nur einen Haken: Wenn jemand krank im Krankenhaus auftaucht, hat es bereits einen Ausbruch gegeben. Im Fall von SARS-CoV-2, dem Virus, das COVID-19 verursacht, war es wahrscheinlich schon lange vor seinem Nachweis weit verbreitet. Diesmal hat uns allein die klinische Strategie versagt.

Zoonose-Spillover ist nicht eins und fertig

Ein proaktiverer Ansatz gewinnt derzeit in der Welt der Pandemieprävention an Bedeutung: die virale Evolutionstheorie. Diese Theorie legt nahe, dass tierische Viren im Laufe der Zeit durch häufiges Zoonose-Spillover schrittweise zu gefährlichen menschlichen Viren werden.

Es ist keine einmalige Sache: Ein „Zwischentier“wie eine Zibetkatze, ein Schuppentier oder ein Schwein muss möglicherweise das Virus mutieren, damit es erste Sprünge auf den Menschen machen kann. Aber der letzte Wirt, der es einer Variante ermöglicht, sich vollständig an den Menschen anzupassen, kann der Mensch selbst sein.

Die virale Evolutionstheorie spielt sich in Echtzeit mit der rasanten Entwicklung von COVID-19-Varianten ab. Tatsächlich hat ein internationales Wissenschaftlerteam vorgeschlagen, dass eine unentdeckte Übertragung von Mensch zu Mensch nach einem Sprung von Tier zu Mensch der wahrscheinliche Ursprung von SARS-CoV-2 ist.

Als in den 1970er Jahren erstmals neuartige zoonotische Virusausbrüche wie Ebola weltweit bekannt wurden, stützte sich die Erforschung des Ausmaßes der Krankheitsübertragung auf Antikörpertests und Bluttests, um bereits infizierte Personen zu identifizieren. Bei der Antikörperüberwachung, auch Serosurveys genannt, werden Blutproben von Zielpopulationen getestet, um festzustellen, wie viele Menschen infiziert wurden. Serosurveys helfen festzustellen, ob Krankheiten wie Ebola unentdeckt zirkulieren.

Es stellte sich heraus: Ebola-Antikörper wurden 1982 in Liberia bei mehr als 5 % der getesteten Menschen gefunden, Jahrzehnte vor der westafrikanischen Epidemie 2014. Diese Ergebnisse unterstützen die virale Evolutionstheorie: ein Tiervirus, das gefährlich und zwischen Menschen übertragbar ist.

Das bedeutet auch, dass Wissenschaftler eine Chance haben, einzugreifen.

Spillover von Zoonose-Erkrankungen messen

Eine Möglichkeit, die Vorlaufzeit für Tierviren zu nutzen, um sich vollständig an den Menschen anzupassen, ist die langfristige, wiederholte Überwachung. Die Einrichtung eines Warnsystems für Pandemie-Bedrohungen mit dieser Strategie könnte dazu beitragen, präpandemische Viren zu erkennen, bevor sie für den Menschen schädlich werden. Und am besten fängt man direkt an der Quelle an.

Mein Team arbeitete mit dem Virologen Shi Zhengli vom Wuhan Institute of Virology zusammen, um einen menschlichen Antikörper-Assay zu entwickeln, um auf einen sehr entfernten Cousin von SARS-CoV-2 zu testen, der in Fledermäusen gefunden wurde. Wir haben in einer kleinen Sero-Umfrage im Jahr 2015 in Yunnan, China, Beweise für Zoonose-Spillover erbracht: 3% der Studienteilnehmer, die in der Nähe von Fledermäusen leben, die dieses SARS-ähnliche Coronavirus tragen, wurden positiv getestet. Doch es gab ein unerwartetes Ergebnis: Keiner der zuvor infizierten Studienteilnehmer berichtete von gesundheitsschädlichen Auswirkungen. Frühere Spillovers von SARS-Coronaviren – wie die erste SARS-Epidemie im Jahr 2003 und das Middle Eastern Respiratory Syndrome (MERS) im Jahr 2012 – hatten ein hohes Maß an Krankheit und Todesfällen verursacht. Dieser tat so etwas nicht.

Forscher führten zwischen 2015 und 2017 eine größere Studie in Südchina durch. Es ist eine Region, in der Fledermäuse beheimatet sind, von denen bekannt ist, dass sie SARS-ähnliche Coronaviren in sich tragen, einschließlich derjenigen, die die ursprüngliche SARS-Pandemie von 2003 verursacht hat und die am engsten mit SARS-CoV-2 verwandt ist.

Weniger als 1% der Teilnehmer dieser Studie testeten Antikörper positiv, was bedeutet, dass sie zuvor mit dem SARS-ähnlichen Coronavirus infiziert waren. Auch hier berichtete keiner von ihnen über negative gesundheitliche Auswirkungen. Aber die syndromale Überwachung – dieselbe Strategie, die auch von Sentinel-Krankenhäusern verwendet wird – ergab etwas noch Unerwartetes: Weitere 5 % der Gemeindeteilnehmer berichteten im vergangenen Jahr über Symptome, die mit SARS übereinstimmen.

Diese Studie lieferte mehr als nur die biologischen Beweise, die erforderlich sind, um einen Machbarkeitsnachweis zur Messung des zoonotischen Spillovers zu erbringen. Das Warnsystem für Pandemie-Bedrohungen hat auch ein Signal für eine SARS-ähnliche Infektion aufgenommen, die durch Bluttests noch nicht nachgewiesen werden konnte. Es könnte sogar frühe Varianten von SARS-CoV-2 entdeckt haben.

Wären Überwachungsprotokolle vorhanden gewesen, hätten diese Ergebnisse eine Suche nach Gemeindemitgliedern ausgelöst, die möglicherweise Teil eines unentdeckten Ausbruchs waren. Aber ohne einen festgelegten Plan wurde das Signal verfehlt.

Von der Vorhersage über die Überwachung bis zur genetischen Sequenzierung

Der Löwenanteil der Finanzierung und Bemühungen zur Pandemieprävention in den letzten zwei Jahrzehnten konzentrierte sich auf die Entdeckung von Wildtierpathogenen und die Vorhersage von Pandemien, bevor Tierviren den Menschen infizieren können. Dieser Ansatz hat jedoch keine größeren Ausbrüche von Zoonosen vorhergesagt – einschließlich der H1N1-Influenza im Jahr 2009, MERS im Jahr 2012, der westafrikanischen Ebola-Epidemie im Jahr 2014 oder der aktuellen COVID-19-Pandemie.

Die Vorhersagemodellierung hat jedoch robuste Heatmaps der globalen „Hot Spots“bereitgestellt, an denen ein Zoonose-Spillover am wahrscheinlichsten auftritt.

Eine langfristige, regelmäßige Überwachung dieser „Hot Spots“könnte Spillover-Signale sowie Veränderungen im Laufe der Zeit erkennen. Dazu könnten ein Anstieg der Antikörper-positiven Personen, ein erhöhtes Krankheitsniveau und demografische Veränderungen bei infizierten Personen gehören. Wie bei jeder proaktiven Krankheitsüberwachung würde, wenn ein Signal erkannt wird, eine Untersuchung des Ausbruchs folgen. Personen mit schwer zu diagnostizierenden Symptomen können dann mittels genetischer Sequenzierung gescreent werden, um neue Viren zu charakterisieren und zu identifizieren.

Genau das taten Greg Gray und sein Team von der Duke University bei ihrer Suche nach unentdeckten Coronaviren im ländlichen Sarawak, Malaysia, einem bekannten „Hotspot“für Zoonose-Spillover. Acht von 301 Proben, die von 2017-2018 ins Krankenhaus eingelieferten Lungenentzündungspatienten entnommen wurden, wiesen ein beim Menschen noch nie zuvor gesehenes Hunde-Coronavirus auf. Die vollständige Sequenzierung des viralen Genoms deutete nicht nur darauf hin, dass es kürzlich von einem tierischen Wirt gesprungen war – es enthielt auch die gleiche Mutation, die sowohl SARS als auch SARS-CoV-2 so tödlich machte.

Lasst uns das nächste Pandemie-Warnsignal nicht verpassen

Die gute Nachricht ist, dass es bereits Überwachungsinfrastrukturen in globalen „Hot Spots“gibt. Das Programm „Connecting Organizations for Regional Disease Surveillance“verbindet sechs regionale Netzwerke zur Krankheitsüberwachung in 28 Ländern. Sie leisteten Pionierarbeit bei der „Teilnehmerüberwachung“und arbeiteten mit Gemeinden zusammen, die ein hohes Risiko sowohl für das anfängliche Zoonose-Spillover als auch für die schwerwiegendsten gesundheitlichen Folgen haben, um zu Präventionsbemühungen beizutragen.

Kambodscha beispielsweise, ein Land, in dem das Risiko einer pandemischen Vogelgrippe besteht, hat eine kostenlose nationale Hotline für Gemeindemitglieder eingerichtet, um Tierkrankheiten in Echtzeit direkt an das Gesundheitsministerium zu melden. Boots-on-the-ground-Ansätze wie diese sind der Schlüssel zu einer rechtzeitigen und koordinierten Reaktion der öffentlichen Gesundheit, um Ausbrüche zu stoppen, bevor sie zu Pandemien werden.

Es ist leicht, Warnsignale zu übersehen, wenn globale und lokale Prioritäten vorläufig sind. Der gleiche Fehler muss nicht noch einmal passieren.

Maureen Miller, außerordentliche Professorin für Epidemiologie, Columbia University

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