Ärzte Zeitung online, 26.06.2011
 

EHEC zeigt sein wahres Gesicht

Der EHEC-Ausbruch hat die Republik wochenlang in Atem gehalten, Ärzte wurden bis an ihre Grenzen gefordert. Nun beginnt die wissenschaftliche Aufarbeitung: Zeitgleich wurden jetzt erste Ergebnisse hochrangig publiziert. Sie zeigen: Der Übeltäter war gar nicht EHEC, zumindest nicht so richtig.

EHEC zeigt sein Gesicht

Bei ihrer Interaktion mit Darmzellen zeigen alle aktuellen Ausbruchsstämme das für enteroaggregative E. coli (EAEC) typische Anheftungsmuster, das einer "Mauer aus Backsteinen" gleicht.

© UKM / Institut für Hygiene

NEU-ISENBURG (nös). Gut einen Monat lang haben Ärzte, Infektiologen und Seuchenforscher gebannt auf die Bundesrepublik geschaut. Hochpathogene Escherichia coli hatten die Republik im Griff, vor allem der Norden war schwer betroffen.

Ungewöhnlich viele schwere Verläufe des hämolytisch-urämischen Syndroms, kurz HUS, hatten die Klinikärzte bis zum äußersten gefordert. Die Erkrankungswelle kam schlagartig, die Mediziner in den Kliniken konnten auf keine etablierten Lehrbuch-Therapien zurückgreifen, behandelte wurde symptomatisch.

Wochenlang suchten Epidemiologen nach den Ursachen für die Infektionen. Patienten wurden befragt, Lebensmittelwege zurückverfolgt. Die Arbeit der Experten mutete an wie kriminalistische Sisyphusarbeit.

Ein Gesundheitssystem an die Grenzen gebracht

Zunächst standen Gurken in Verdacht, die Überträger zu sein. Seit wenigen Wochen verdichten sich die Hinweise auf Sprossen. Eindeutig geklärt ist die Quelle bislang noch nicht, die Seuchenfahnder arbeiten mit Indizien.

Doch für die Experten im In- und Ausland ist der Ausbruch in vielerlei Hinsicht etwas Besonderes.

"Es ist erstaunlich, dass im 21. Jahrhundert in einem hoch entwickelten Land eine Massenepidemie durch Lebensmittel auftritt", sagte jüngst der Wiener Nephrologe Professor Wilfried Druml anlässlich einer Sondersitzung bei der Jahrestagung der deutsch-österreichischen Gesellschaften für Intensivmedizin.

Ebenso erstaunlich ist es für Druml, "dass dadurch das Gesundheitssystem an die Grenzen seiner Leistungsfähigkeit kommt". Tatsächlich kamen vor allem die großen Kliniken in den Erkrankungsclustern im Norden teilweise an ihre Grenzen.

Das Gesundheitssystem sei bis an seine Grenzen gefordert, sagte auch der neue Präsident der Bundesärztekammer, Dr. Frank Ulrich Montgomery, während des Höhepunkt der EHEC-Krise.

Konzertierte Veröffentlichung neuer Erkenntnisse

Die große Erkrankungswelle ist nun offenbar aber abgeebbt, das Robert Koch-Institut (RKI) spricht seit Tagen von Fallmeldungen "auf deutlich niedrigerem Niveau als zuvor". Auch laut der Weltgesundheitsorganisation WHO sind die Fahlzahlen "deutlich zurückgegangen".

Doch fragen sich Ärzte und Seuchenforscher noch immer, wie es zu dem Ausbruch kommen konnte. Die zweite Frage, die sie beschäftigt: Wieso gab es viele schwere Krankheitsverläufe? Zeit für die wissenschaftliche Aufarbeitung.

Am Donnerstag schien es beinahe eine konzertierte Aktion, als gleich in zwei hochrangigen Medizinjournalen Originalarbeiten zu der EHEC- und HUS-Welle veröffentlicht wurden. Zeitgleich wurden außerdem neue Fallberichte veröffentlicht, die ganz untypische HUS-Verläufe zeigen. Wenngleich: Ergebnisse der laufenden Untersuchungen hatten die Experten bereits während des Ausbruchs dauerhaft veröffentlicht.

Deutliche Unterschiede zu früheren Ausbrüchen

Ein erstes "offizielles" Resümee des Ausbruchs zogen jetzt Forscher des Robert Koch-Instituts (RKI) in Berlin gemeinsam mit Kollegen des Uniklinikums Hamburg Eppendorf (UKE). Dort waren die ersten Fälle von EHEC-Infektionen und HUS-Erkrankungen Anfang Mai aufgetreten.

Für die Experten steht fest: "Bis jetzt gibt es erhebliche Unterschiede zwischen diesem und früheren großen Ausbrüchen" (NEJM 2011; online 22. Juni). Als Vergleich berufen sich die Wissenschaftler auf einen Ausbruch aus dem Jahre 1996 in Japan. Damals infizierten sich viele Menschen mit Shiga-Toxin bildenden E. coli (STEC), 121 von ihnen erkrankten an einem HUS - alles Kinder.

Bei der jetzigen Welle war es anders: Die Mehrheit der Erkrankten waren Erwachsene (89 Prozent). Eingeflossen in die Untersuchung waren alle Fälle zwischen dem 19. Mai und dem 18. Juni.

Insgesamt zählen die RKI-Epidemiologen bis dahin 810 HUS-Fälle und 2412 weitere Fälle, in denen eine Shiga-Toxin assoziierte Gastroenteritis vorliegt. Die Zahlen sind allerdings weitergestiegen: Das RKI zählt bislang 2865 Infektionsfälle und 823 HUS-Erkrankungen.

Hoher Anteil an HUS-Erkrankungen

Eine weitere Besonderheit des jetzigen Ausbruchs: Ein Viertel aller Infizierten entwickelte ein HUS, "wesentlich mehr als in anderen Ausbrüchen", so die Autoren. Üblicherweise entwickeln weniger als zehn Prozent der Betroffenen eine thrombotische Mikroangiopathie.

Und: "Das klinische Bild scheint bei Erwachsenen sehr spezifisch für diesen Ausbruch zu sein." Die Wissenschaftler sprechen von einem hochpathogenem Stamm. Sie vermuten die Ursache deswegen auch in dem besonderen Erregertyp.

Denn für den jetzigen Ausbruch scheint der Stamm O104:H4 verantwortlich zu sein, er wurde bislang bei allen klinischen Isolaten des jetzigen Ausbruchs nachgewiesen. O104 ist allerdings eine Seltenheit, er wurde 2001 das erste Mal beschrieben und bisher erst ein einziges Mal bei einem kleineren Ausbruch nachgewiesen.

Die Forscher notieren: "Der Ausbruchsstamm vereint die Virulenzmerkmale von zwei verschiedenen E. coli Pathotypen: enteroaggregative E. coli und Shiga-Toxin produzierende E. coli." Sie verwiesen auf Überlegungen, wonach der jetzige Erreger ein typischer enteroaggregative E. coli (EAggEC) sein könnte, der Bakteriophagen aufgenommen hat, die für das Toxingen stx2 kodieren.

Waren EAEC die Erreger?

Bemerkenswert: EAggEC, auch EAEC genannt, kolonisieren üblicherweise Menschen, bei Tieren wurden sie bislang noch nicht nachgewiesen - anders als EHEC-Bakterien. Die Autoren vermuten deswegen: "Der Ausbruchs hat möglicherweise keine zoonotische Quelle."

Ein typischer HUS-Erreger ist hingegen der EHEC-Serotyp O157:H7. Bei ihm entwickeln jedoch weniger als 10 Prozent den schweren Erkrankungsverlauf. Bei der jetzigen Welle sind es mit einem Viertel deutlich mehr. Prospektiv schätzen die RKI-Forscher, dass 20 Prozent aller Infizierten erkrankt sein werden.

Ergo: "Diese Daten deuten darauf hin, dass der Erreger des aktuellen Ausbruchs außerordentlich virulent ist." Bemerkensweise gegenüber dem O157-Serotypen sei zudem die nun eher lange Inkubationszeit von 8 vs. üblicherweise rund 3 bis 4 Tagen.

Hohe Erkrankungsrate bei Erwachsenen gibt Rätsel auf

Kopfzerbrechen bereitet den Forschern auch die "untypische" Erkrankungsrate bei den Erwachsenen - 89 Prozent der HUS-Patienten waren über 17 Jahre alt, der Median betrug 43 Jahre. Von STEC-Infektionen mit einem HUS sind üblicherweise vor allem Kleinkinder betroffen.

Ein möglicher Faktor könnte die Exposition zur Infektionsquelle sein - vor allem Sprossen sind in Verdacht. Aber auch die speziellen Eigenschaften des Erregerstamms könnten die Altersverteilung erklären. Beides ist aber noch unklar.

Doch die Besonderheiten des jetzt zirkulierenden O104-Serotyps könnten noch eine Schlüsselrolle spielen, das räumen auch die Autoren des "HUS-Investigation-Teams" ein.

Typische EHEC-Keime, etwa O157, besitzen das Gen eae, das für das spezielle Adhärenzprotein Intimin kodiert. Damit können sich die Bakterien an den intestinalen Epithelzellen anheften. Die Forscher vermuten, dass Intimin besonders für die Pathogenität bei Kindern eine wichtige Rolle spielen könnte.

"Neue" Gene, andere Wirkmechanismen

Der jetzige O104-Serotyp ist allerdings eae-negativ, er kann Intimin nicht bilden. Im Gegenzug bildet der jetzige Stamm das für die Eisenaufnahme und Anheftung wichtige iha-Gen. Iha, das "Iron-regulated Gene A homologue adhesin", sorgt ebenfalls für die Haftbarkeit des Erregers.

Außerdem besitzt der Erreger das Gen aggA für die Bildung von Fimbrien, auch Pili genannt. Auch sie helfen den Bakterien, an den Wirtszellen anzuheften. Der spezielle Serotyp bildet Fimbrien vom Typ AAF/I.

Publiziert hat diese Ergebnisse das Forscherteam um den Münsteraner Mikrobiologen und EHEC-Experten Professor Helge Karch.

Sie hatten als nationalen Referenzzentrum für HUS bereits in den Tagen nach dem Ausbruch mit den Analysen begonnen. Nach wenigen Tagen Arbeit konnten sie dem Erreger einen Namen geben: HUSEC041.

Insgesamt 80 Stuhlproben aus 22 Kliniken haben sie unter die Lupe genommen, sich das Genom genau angesehen und mit ihrer Referenzsammlung verglichen. Nun haben sie ihr Profil erweitert (The Lancet Infectious Diseases 2011; online 23. Juni).

Karchs Ergebnis: "Alle Isolate waren vom Typ HUSEC041 und teilen dasselbe Virulenzprofil." Das hatte es offenbar in sich, denn der Erreger hatte viele Eigenschaften von enteroaggregativen E. coli (EAEC oder EAggEC), mit denen er etwa besser an der Zellwand festhaften konnte. Das könnte, folgern die Autoren, die hohe Zahl der schweren Verläufe erklären.

Doch völlig vorbei ist der Erkrankungswelle offenbar noch immer nicht. Viele Patienten werden weiter an den Kliniken behandelt. Auch die RKI-Forscher schrieben in ihrem

Der Chefarzt der Nephrologie am Asklepios-Klinikum Hamburg-Barmbek, Privatdozent Karl Wagner, sagte im Interview mit der "Ärzte Zeitung", dass er nach zehn Tagen ohne Neuzugängen einen neuen Patient mit HUS aufgenommen hatte. "Der Keim hat sich in der Umwelt festgesetzt", lautet Wagners Fazit.

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