Erneuter Ausbruch in China: Wie das Coronavirus mutiert — und was darüber entscheidet, wie gefährlich es wird

16 June 2020, 09:44

Gesundheit

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Quelle Image: https://www.rnd.de/panorama/china-erneuter-ausbruch-erwartet-d02e440a-244d-4764-88d5-082bd6298d03.html

In Peking kam es zu einem erneuten Ausbruch von Covid-19 — Ursache ist wohl eine Mutation des neuartigen Coronavirus.
Dieses Szenario klingt bedrohlich, dass das Virus mutiert wurde aber von Wissenschaftlern erwartet.
Doch warum mutiert ein Virus? Wie gefährlich ist eine Mutation? Und was bedeutetet das für die Impfstoffentwicklung? Hier gibt es Antworten auf die wichtigsten Fragen.

In Peking kam es in den vergangenen Tagen zu einer Häufung von Neuinfektionen mit SARS-CoV-2, nachdem es dort wochenlang fast keine Infektionen gegeben hatte. Das Virus, das dort für den erneuten Ausbruch verantwortlich sein soll, ist eine Mutation des Coronavirus. Das mag bedrohlich und nach Endzeit-Szenarien klingen — doch Wissenschaftler hatten schon damit gerechnet. Die Mutation von Viren ist ein natürlicher Prozess, der zwar einerseits Gefahren birgt, andererseits aber sogar für den Menschen vorteilhaft sein kann. Hier gibt es Antworten auf die wichtigsten Fragen zu Mutationen.

Was ist eine Mutation?

Viren können sich nicht selbstständig vermehren. Gleichzeitig ist ihre „biologische Mission“, sich so weit wie möglich zu verbreiten. Dafür docken sie an eine Wirtszelle (im Falle SARS-CoV-2 also an eine menschliche Zelle) an und zwingen diese das Virus zu kopieren bis die Zelle schließlich abstirbt. Dafür schleust der Virus seine Erbinformationen in die Wirtszelle ein: Beim SARS-CoV-2 Virus hat dieses Genom eine sogenannte RNA-Struktur. Die darauf gespeicherten Erbinformationen stellt die Wissenschaft als eine Folge von 30.000 Buchstaben dar.

Fast wie Tippfehler oder Zahlendreher entstehen beim Kopieren dieser tausenden Informationen immer wieder kleinere Fehler. Die „kopierten“ Viren sind also tatsächlich gar keine wirklichen Kopien — sondern leicht unterschiedliche Formen des Ausgangsvirus. Sie sind mutiert.

Was ist der Unterschied zwischen einer Mutation und dem Original?

Indem nun jede „Kopie“ wiederum die eigene Erbinformation zu kopieren versucht, wird sie selbst zu einem „Original“. So entstehen viele verschiedene Typen des Virus. Doch in den meisten Fällen ändert sich durch eine Mutation nichts an den Eigenschaften des Virus. Die mutierten Viren verhalten sich genau wie das Original. Weltweit sind unzählige im Detail unterscheidbare, in ihren Eigenschaften jedoch identische Typen des SARS-CoV-2-Virus verbreitet.

Da Forscher weltweit bereits tausende Genome des Virus transkribiert haben, lassen sich regelrechte Stammbäume erstellen: Wenn etwa eine spezifische Mutation zuerst in Europa beobachtet wurde und danach auch in Südamerika auftritt, gab es höchstwahrscheinlich eine Infektionskette — und der „europäische Typ“ wurde nach Südamerika importiert. Denn bei 30.000 Erbinformationen ist es sehr unwahrscheinlich, dass die exakt gleiche Mutation zufällig und unabhängig voneinander an zwei verschiedenen Orten stattfindet. Das Projekt nextstrain veranschaulicht diese globale

 skaman306 via getty images

Können Mutationen gefährlich sein?

Ja. Theoretisch können schon kleine Mutationen von wenigen Erbinformationen die Eigenschaften des Virus verändern. Viele dieser möglichen Änderungen könnten nachteilig für den Menschen sein: Viren können durch Mutationen beispielsweise ansteckender werden und sich schneller verbreiten, resistent gegen Antikörper oder Medikamente werden oder länger ausserhalb von Wirtszellen überleben.

Können Mutationen eines Virus auch vorteilhaft für den Menschen sein?

Auch hier gilt: prinzipiell ja. Ideal für die Verbreitung eines Virus ist unter Umständen eine hohe Infektiösität bei gleichzeitig niedriger Sterblichkeit —ähnlich wie bei der Influenza. Mutationen in diese Richtung wären selbstverständlich im Interesse der Menschen. Historisch geschah dies wohl bereits in ähnlicher Weise beim sogenannten OC43-Coronavirus. Heute gehört es zu den vier Corona-Stämmen, die beim Menschen nur milde erkältungsartige Symptome auslösen. Doch das war nicht immer so, wie Virologen der belgischen Universität Leuven herausfanden.

Zuerst befiel das Virus vor allem Kühe, um 1890 mutierte der Erreger jedoch und wurde plötzlich für den Menschen ansteckend. In den Jahren 1889 bis 1890 kam es daraufhin zu einer weltweiten Pandemie mit mehr als einer Million Toten. Damals vermutete die Wissenschaft, dass es sich um einen besonders schweren Influenza-Ausbruch handelte. Doch dafür, dass bei SARS-CoV-2 etwas Ähnliches geschehen könnte, fehlt aus Sicht des Fachjournals „nature“ bisher die Evidenz.

Welche Mutationen setzen sich durch?

Grundsätzlich diejenigen, die dem Virus einen evolutionären Vorteil bieten. Mutationen, die dazu führen, dass sich ein Virus nicht mehr verbreiten kann, sind natürlich von kurzer Lebensdauer. Mutationen, die hingegen dazu führen, dass sich das Virus schneller vermehren oder weiter verbreiten kann setzen sich durch und verdrängen oft andere Typen.

Tendenziell werden sich also diejenigen Mutationen durchsetzen, die am ansteckendsten sind. Allerdings: Mutationen, die einen Virus tödlicher machen sind nicht unbedingt von evolutionärem Vorteil. Denn sterben die Wirtszellen zu schnell, können sich tödlichere Varianten womöglich schlechter vermehren als weniger tödliche Typen.

Können Mutationen die Impfstoff- und Medikamentenentwicklung gefährden?

Auch dies ist möglich. Eine Impfung oder ein Medikament könnte seine Wirkung verlieren, wenn das Virus an einer entscheidenden Stelle mutiert. Dies ist bei manchen Viren tatsächlich ein Problem: Das Grippe-Virus etwa mutiert so schnell, dass für jede Saison eine neue Impfung notwendig ist. Die gute Nachricht ist jedoch, dass SARS-CoV-2 nach bisherigem Kenntnisstand relativ langsam mutiert. Im Gegensatz zu anderen Viren hat er eine Art Korrekturmechanismus, der die Zahl der Mutationen

Außerdem setzt die Impfstoffentwicklung vor allem am sogenannten Spike-Protein des Virus an, mit dem das Virus an eine menschliche Zelle andockt. Medikamente und Impfungen würden idealerweise dieses Andocken verhindern. Im Bereich des Spike-Proteins habe es bisher allerdings kaum Mutationen gegeben, sodass eine hier ansetzende Impfung nach Ansicht der WHO weiterhin erfolgversprechend ist.

 Longhua Liao via getty images

Die leitende Wissenschaftlerin der WHO, Dr. Soumya Swaminathan, erklärte während einer Social-Media-Pressekonferenz: „Es konnte bisher nicht gezeigt werden, dass die Mutationen in jenen Regionen des Virus — dem Spike-Protein, der Rezeptor-Bindungsdomäne liegen — die die Wirksamkeit eines Impfstoffs verändern könnten“.

Gab es bei SARS-CoV-2 bereits Mutationen, die dessen Eigenschaft tief greifend verändert haben?

Mutationen in der Erbinformation des Virus gab es bereits zahlreiche, weltweit sind verschiedenste Typen des Virus verbreitet. In der Frage jedoch, ob die Mutationen auch die Eigenschaften des Virus verändert haben und die verschiedenen Typen unterschiedlich gefährlich sind, herrscht Uneinigkeit. Friedemann Weber, der Leiter des Instituts für Virologie der Uni Gießen, gibt im Interview mit dem Focus zu bedenken, dass es bisher womöglich kaum tief greifende Mutationen gab, da das Virus sich ohnehin höchst effektiv verbreitet:

„Es gibt momentan kaum „Selektionsdruck“ auf das Virus. Ehe wir Menschen nicht zu größten Teilen immun sind, solange noch keine Herdenimmunität herrscht, steht das Virus nicht unter dem Druck, stark zu mutieren. Erst wenn bereits sehr viele Menschen infiziert waren oder anderswie immun wurden, kann sich das ändern.“

Manche Forscher gehen hingegen davon aus, dass SARS-CoV-2 sich bereits tief greifend verändert habe und durch Mutationen ansteckender geworden ist. Wissenschaftler des Los Alamos Instituts in den USA veröffentlichten eine Studie, die darauf hindeutet, dass der aktuell in den USA und Großbritannien grassierende Typ des Virus ansteckender ist als der erstmals im chinesischen Wuhan beobachtete Typ. Andere Studien kommen hingegen zu dem Schluss, dass die durch Mutation entstanden Typen nicht ansteckender sind als die ursprünglichen.

Quelle:businessinsider