Mensch & Gene

Ein hochgefährlicher Erreger und seine Geschichte

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Eine kleine Sensation: Das Genom des Cholera-Erregers aus dem neunzehnten Jahrhundert wurde entschlüsselt. Er war weitaus gefährlicher als die heutige Version.

Kanadische Wissenschaftler haben aus einem konservierten Darm von 1849 das Genom des damals grassierenden Cholera-Erregers herausgelesen. Die Seuche war dreißig Jahre zuvor erstmals als Pandemie um den Globus gegangen. Der Vergleich des damaligen Erregers mit der heute üblichen Variante von Vibrio cholerae zeigt, dass der alte Erreger gefährlicher war. Er hatte gleich mehrere Gene für das berüchtigte Choleratoxin. Dieses Gift ist die Ursache für den schweren Durchfall, der bei Cholera ausgelöst wird. Bei der Cholera verlieren die Kranken durch die Wirkung dieses Toxins literweise Flüssigkeit und sterben, falls sie nicht entsprechend behandelt werden, an der Dehydrierung und dem Elektrolytverlust. Die Ergebnisse wurden in der neuen Ausgabe des „New England Journal of Medicine“ veröffentlicht (doi: 10.1056/ NEJMoa1308663).

Dass die Entschlüsselung des historischen Cholera-Genoms möglich war, kann als kleine Sensation betrachtet werden, denn der Erreger lässt sich nicht einfach aus alten Skeletten sicherstellen. Das Cholera-Bakterium bleibt während der Erkrankung nur im Darm und gelangt nie ins Blut. Deshalb taucht er auch nie in den Knochen oder Zähnen seiner Opfer auf. Außerdem ist die Cholera eine Krankheit, die nur an warmen Standorten auftritt. Deshalb liefern auch die Gräber im Permafrostboden kein brauchbares Gedärm für die Suche nach dem historischen Cholera-Erreger. Fündig wurden die kanadischen Wissenschaftler um Hendrik Poinar von der McMaster University in Hamilton, Ontario, im Mütter Museum im Philadelphia. In diesem Museum war 1849 der Darm eines männlichen Cholera-Opfers konserviert worden. Ein briefmarkengroßes Stück genügte nun, um das historische Genom zu entschlüsseln.

Vergleich mit dem aktuellen Erreger

Poinar und seine Kollegen haben die Sequenzinformation aus einem Gemisch von DNA herausgelesen. Dieses Gemisch enthielt auch das Erbgut des Opfers sowie die Genome aller Bakterien, die beim Tod des Opfers im Darm vorhanden gewesen waren. Der Vergleich mit der Sequenz eines aktuellen Cholera-Erregers zeigt, dass das Bakterium einige Sequenzen hinzugewonnen und andere verloren hat.

Poinar und seine Kollegen konnten aus dem Vergleich mit der heute üblichen Variante auch einige Rückschlüsse auf die Geschichte der Erkrankung ziehen. Als Seuche ist sie vergleichsweise neu. Anders als die Pest oder die Tuberkulose, die die Menschheit seit Jahrhunderten begleiten, ist die Cholera erst im neunzehnten Jahrhundert zur weltweiten Bedrohung geworden. Die erste Pandemie schwappte 1817 um die Welt. Seitdem hat es sieben Pandemien gegeben. Das Bakterium von 1849 hat die zweite Pandemie ausgelöst, die im Jahr 1830 den Norden Amerikas erreichte. Die siebte Pandemie begann 1961 und dauert noch an, denn auch heute noch erkranken jährlich drei bis fünf Millionen Menschen weltweit an der Cholera. 100000 bis 120000 Menschen sterben jährlich an Cholera. Der Ausbruch nach dem Erdbeben in Haiti vor vier Jahren wird auch zur siebten Pandemie gezählt.

Der heute übliche Erreger trägt den Beinamen El Tor, nach der ägyptischen Stadt, in der er erstmals aufgetreten ist. Er hat in den sechziger Jahren den klassischen Erreger der Cholera ersetzt. Poinar und seine Kollegen vermuten nun, dass dem klassischen Erreger seine größere Gefährlichkeit zum Verhängnis geworden ist. Weil die von ihm verursachten Durchfälle wegen der größeren Menge an Choleratoxin schwerwiegender waren und eher tödlich endeten als die von El Tor verursachten, überlebten weniger Kranke die Infektion. Damit konnte der klassische Cholera-Erreger auch seltener weitergegeben werden. Irgendwann ist dann anscheinend nur noch die El-Tor-Variante übriggeblieben.

Wie alt ist der Erreger?

Poinar und seine Kollegen spekulieren im „New England Journal of Medicine“ auch über den zeitlichen Ursprung der Cholera. Frühere Datierungen haben zu ganz unterschiedlichen Ergebnissen geführt. Nach einer Version ist der Erreger erst in der Neuzeit entstanden. Nach einer anderen Version ist er 50.000 Jahre alt. Poinar und seinen Kollegen vermuten, dass der Cholera-Erreger weniger als fünftausend Jahre alt ist. Er hat seinen geographischen Ursprung im Golf von Bengalen, der zwischen dem Indischen Subkontinent und dem südostasiatischen Festland liegt. Vor fünftausend Jahren trocknete diese Region stärker aus und konnte besiedelt werden. Vermutlich lebten damals schon Vorläuferbakterien im Wasser, die sich dann an den Menschen angepasst haben und sich langsam zu dem tödlichen Krankheitserreger weiterentwickelt haben. Im Golf von Bengalen hat es vermutlich auch schon vor dem neunzehnten Jahrhundert kleinere Ausbrüche von Cholera gegeben. Zur globalen Gefahr wurde der Erreger erst, als die englischen Schiffe den Golf regelmäßig passierten. Seitdem zieht die Cholera als Armutserkrankung um die Welt.