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Affenpocken: Virus ist mutiert

Virusproben des weltweiten Ausbruchs deuten auf beginnende Anpassung an den Menschen hin

Affenpockenviren
Das für die weltweiten Affenpocken-Ausbrüche verantwortliche Virus trägt 50 Mutationen im Vergleich zu seinem afrikanischen Ausgangsstamm. © NIAID

Überraschend schnell verändert: Der Erreger des aktuellen Affenpocken-Ausbruchs ist gegenüber dem afrikanischen Ursprungsvirus deutlich verändert, wie DNA-Analysen enthüllen. Der Erreger unterscheidet sich durch 50 Punktmutationen von den Affenpockenviren früherer Ausbrüche in Afrika. Dies sei eine ungewöhnlich schnelle Veränderung dieses normalerweise nur langsam mutierenden Virus, so die Forschenden in „Nature Medicine“. Ein Teil dieser Mutationen deutet darauf hin, dass sich dieses Tiervirus allmählich an den Menschen anpasst.

Affenpocken sind eigentlich eine beim Menschen sehr seltene und vorwiegend auf Afrika beschränkte Erkrankung. Meist erfolgt eine Infektion nur dann, wenn Personen dort in sehr engen Kontakt mit einem infizierten Nagetier oder Affen kommen. Doch seit Anfang Mai 2022 treten ungewöhnlich viele Affenpocken-Fälle außerhalb Afrikas auf: Ende Mai waren es schon mehrere hundert, seither ist die Zahl der weltweiten Fälle auf gut 3.000 gestiegen – so viele wie nie zuvor.

„Wir sehen hier den ersten länderübergreifenden Ausbruch ohne bekannte epidemiologische Verbindungen nach West- oder Zentralafrika“, erklären Joana Isidro vom Nationalen Zentrum für Gesundheit in Lissabon und ihre Kollegen. Doch was verhalf dem eigentlich nur schwer von Mensch zu Mensch übertragbaren Affenpockenvirus zu dieser ungewöhnliche Ausbreitung?

Gemeinsamer Ursprung in Nigeria

Um das zu klären und auch die Herkunft des Virus einzugrenzen, haben Isidro und ihr Team 15 Proben des Affenpockenvirus von Patienten in verschiedenen Ländern Europas, aus Nordamerika und Australien einer vergleichenden DNA-Analyse unterzogen. Auf Basis dieser Daten gelang es ihnen, die genetische Entwicklung und Herkunft des Erregers zu rekonstruieren und auch die Zahl und Art der Mutationen zu untersuchen.

Das Ergebnis: „Alle Virus-Isolate des Ausbruchs sind einander genetisch sehr ähnlich, was für einen einzigen, gemeinsamen Ursprung des aktuellen Ausbruchs spricht“, berichten Isidro und ihre Kollegen. Das zurzeit kursierende Affenpockenvirus stammt demnach von einem Erreger ab, der 2017 und 2018 einen größeren lokalen Ausbruch in Nigeria verursachte. Diese Virusvariante wurde vereinzelt auch nach Israel, Singapur und in die USA eingeschleppt, verschwand dort aber wieder.

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Die Forschenden vermuten, dass sich dieses Virus nach dem Ausbruch in Nigeria unerkannt weiter entwickelt hat. Diese „stillen “ Infektionen fanden wahrscheinlich im afrikanischen Endemiegebiet statt, eine verborgene Ausbreitung außerhalb Afrikas halten sie zwar nicht für ausgeschlossen, aber für weniger wahrscheinlich.

Unerwartet hohe Mutationsrate

Überraschend ist jedoch, wie stark sich das Affenpockenvirus genetisch verändert hat: Im Vergleich zur Ausgangsvariante von 2017/2018 tragen die zurzeit weltweit auftretenden Viren rund 50 Punktmutationen in ihrem Genom. In ihrer DNA sind an 50 Stellen einzelne Basen verändert, eingefügt oder entfernt. „Dieses Ausmaß an Mutationen ist sechs- bis zwölffach größer als man anhand der bisher ermittelten Mutationsrate der Orthopoxviren erwarten würde“, schreiben Isidro und ihr Team. Typisch für Pockenviren sind nur rund ein bis zwei Basenveränderungen pro Jahr.

Unter den 50 Mutationen sind einige, die die Immunreaktion des menschlichen Immunsystems gegenüber den Affenpockenviren beeinflussen könnten. So führen drei DNA-Veränderungen zum Austausch von drei Aminosäuren im Glykoprotein B21 des Affenpockenvirus. „Serologische Studien deuten darauf hin, dass dieses Affenpocken-Protein mehrere immunologische bedeutsame Ansatzstellen aufweist und damit ein wichtiges Ziel für Antikörper darstellt“, erklären die Forschenden.

Erste Anpassungen an den Menschen

Die DNA-Vergleiche enthüllten aber auch, dass sich das Affenpockenvirus im Verlauf des aktuellen Ausbruchs weiterentwickelt hat. Obwohl zwischen den ältesten und jüngsten Virusproben nur wenige Wochen lagen, identifizierten die Wissenschaftler bereits DNA-Unterschiede an 15 Stellen des Virusgenoms. Diese 15 Punktmutationen müssen demnach während der Weitergabe von Mensch zu Mensch aufgetreten sein.

„Diese Daten enthüllen damit erste Anzeichen für eine anhaltende Virus-Evolution und für eine potenzielle Anpassung an den Menschen“, konstatieren Isidro und ihre Kollegen. Das könnte bedeuten, dass das Affenpockenvirus beginnt, seine Fähigkeiten zur Mensch-zu-Mensch-Übertragung zu verbessern. Ob das allerdings tatsächlich so ist, müssen nun ergänzende Studie zeigen. (Nature Medicine, 2022; doi: 10.1038/s41591-022-01907-y)

Quelle: Nature Medicine

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