von Dr. Corinna Volz-Zang

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1 Quelle: CDC/Laura Rose/bmp Der Weltgesundheitstag im April stand in diesem Jahr unter dem Motto Maßnahmen des Gesundheitswesens im Katastrophenfall. Ein solcher Katastrophenfall wäre etwa eine Pandemie. Sie zu verhindern beziehungsweise zu bekämpfen, Menschheit und Umwelt vor natürlichen oder auch von Menschen willentlich ausgelösten biologischen Gefahren zu schützen, gehört im Zeitalter der Globalisierung zu den größten Herausforderungen. Diesem Thema widmeten sich im Frühjahr auch Experten aus Universitäten, Unternehmen, Behörden und der Bundeswehr im Rahmen eines von der DECHEMA (Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.v.) durchgeführten Werkstattgesprächs über Entwicklung einer nationalen Strategie. Ein konkretes bioterroristisches Szenario beschrieb PD Dr. René Gottschalk, Leiter des Kompetenzzentrums für hochinfektiöse, lebensbedrohliche Krankheiten, Hessen und Rheinland-Pfalz, und Leitender Medizinaldirektor in der Abteilung für Infektiologie, Amt für Gesundheit, Frankfurt am Main: Ein Anschlag mit Pocken, diese über die Luft übertragbare Erkrankung viraler Genese, gegen die wir keine Medikamente haben, wäre eine Katastrophe. Beim Thema ist eine Pandemie mit diesem Erreger in der Regel das Worst-Case-Szenario. Geht es um biologische Gefahrenlagen, gilt es zunächst einmal, zwischen den verschiedenen Ursachen zu unterscheiden. Die können sein: Einzelfälle bzw. Einschleppung unbeabsichtigte Freisetzung aus dem Labor Epidemien und Pandemien die absichtliche Freisetzung als Terroranschlag oder durch das Militär Anlässlich des von der WHO im April dieses Jahres ausgerichteten Weltgesundheitstages unter dem Motto Maßnahmen des Gesundheitswesens im Katastrophenfall hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) eine neue BMBF-Broschüre Infektionsforschung Immunsystem erforschen, Erreger bekämpfen, Menschen schützen herausgebracht. Die 72-seitige Publikation stellt verschiedene Typen von Infektionen akute und chronische sowie verschiedene Keime vor, darunter auch besiegte Seuchen wie Pocken, Pest und Lepra (www. bmbf.de/de/gesundheitsforschung.php). Die Bestelladresse für die Broschüre lautet: Bundesministerium für Bildung und Forschung Postfach , Bonn, oder per von Dr. Corinna Volz-Zang Pädiatrix 4/2008

2 22 Einen Überblick über aktuell registrierte Infektionsfälle bietet die Internetseite map.org/promed/en der International Society for Infectious Diseases Abbildung 1: Untersuchung und Probennahme bei einem Brief mit Verdacht auf Milzbranderreger Quelle: Branddirektion Frankfurt am Main Hohe Mobilität des Menschen hohe Mobilität der Erreger Einzelfälle das klingt erst einmal nicht so dramatisch. Wie schnell aus einem Einzelfall eine Pandemie werden kann, erläuterte Gottschalk am Beispiel von SARS: Mitte November 2002 traten in der chinesischen Provinz Guangdong erste Fälle der atypischen Form einer Lungenentzündung auf, die von der WHO als Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS) bezeichnet wurde. Ursache war ein beim Menschen vorher nicht beobachtetes Virus aus der Familie der Coronaviren. Ende Februar 2003 begann die Verbreitung des Erregers über die ganze Welt: Innerhalb von vier Tagen war das Virus vom Ausgangspunkt einem Hotel in Hongkong mit dem Flugzeug über mehrere Kontinente verbreitet worden. Damit waren das Flugzeug und die Flughäfen, über die das Virus übertragen wurde, der Vektor für die Pandemie SARS. Da die Erkrankung SARS bis dahin nicht bekannt war, war jeder aufgetretene Fall mehr als der Erwartungswert, zudem war die Erkrankung über mehrere Kontinente verbreitet worden und erfüllte damit die beiden Bedingungen, die eine Pandemie ausmachen. Bei der Grippe würde dann von einer Pandemie gesprochen werden, wenn die Todesfälle, die es pro Jahr gibt, deutlich überschritten würden, erläuterte der Mediziner. Dass SARS nicht zu einer viel größeren Katastrophe geführt hat, dabei hat uns die Biologie geholfen, berichtete Prof. Frank Hufert, Leiter der Abteilung Virologie der Universitätsmedizin Göttingen. Denn anders als bei Influenza, bei der der Träger des Virus eine maximale Virusausscheidung hat, während er sich noch gut fühlt, kann das SARS-Virus erst nach dem Auftreten der Symptome von Erkrankungen auf andere Menschen übertragen werden. Infektionskrankheiten machen ebenso wie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gut ein Viertel aller Todesursachen weltweit aus. In einer globalisierten Welt sind auch die Infektionskrankheiten globalisiert. Ob über den Luftweg oder wie im Falle des Chikungunya-Fiebers, das über Brutstätten der Tigermücke in alten Autoreifen von Afrika nach Europa importiert wurde über den Landweg: Tropische Erkrankungen, aber auch Krankheiten aus Europa, die in Afrika und in Amerika verbreitet wurden und werden, sowie Krankheiten durch neue Erreger haben es leicht mit der Verbreitung. Einen Überblick über aktuell registrierte Infektionsfälle bietet die Internetseite der International Society for Infectious Diseases. Die Fledermaus als Verbreiter Etwa zwei Drittel aller Infektionskrankheiten beim Menschen und 75 Prozent der neuen, sogenannten emerging-infektionskrankheiten sind Zoonosen, haben also ihr ursprüngliches Reservoir in einer der vielen Tierspezies, berichtete der Virologe Hufert. Von den 1415 Erregern, die bei Menschen Erkrankungen verursachen können, ist mit 44 Prozent knapp die Hälfte viralen Ursprungs. Von diesen Erregern sind die meisten RNA-Viren, damit genetisch sehr variabel und daher ein unkalkulierbares Risiko, warnte der Experte. Beim Krim-Kongo-Fieber- Virus, einem äußerst gefährlichen Erreger, sind die genetischen Variationen so groß, dass es von PCR(polymerase chain reaction)-tests unter Umständen gar nicht erkannt wird. Globale Erwärmung, die hohe Populationsdichte, das extrem enge Zusammenleben mit verschiedensten Tierarten in vielen Regionen der Welt, die soziale Verelendung, Megastädte im Jahr 2030 wird ein Drittel der Weltbevölkerung in Megastädten leben all dies macht die Entstehung neuer gefährlicher Infektionskrankheiten immer wahrscheinlicher. Bei der Verbreitung alter und neuer Krankheiten spielt die Fledermaus eine zentrale Rolle, die ein Drittel aller 6000 Säugetierspezies stellt. Ob SARS, Marburg-Virus, Chikungunya oder Grippe es sind bereits 60 Viren beschrieben worden, die durch Fledermäuse übertragen werden können. Wie gefährlich die Nähe zu diesen Tieren ist, hätte Gottschalk beinahe hautnah am eigenen Leib erfahren müssen: In einer Höhle in Uganda machte er im vergangenen Jahr Fotos von Fledermäusen. Sieben Monate später war eine holländische Touristin ebenfalls in dieser Höhle, infizierte sich dort mit dem Marburg- Virus und starb später in den Niederlanden an den Folgen der Erkrankung.

3 23 Das Labor als Gefahrenquelle Auch wenn die Anwendung biologischer Kampfstoffe schon seit 1925 mit dem Abschluss der Genfer Konvention sowie die Entwicklung oder Produktion biologischer Mittel zu nicht friedlichen Zwecken durch die Biological and Toxin Weapons Convention (BTWC) seit 1972 verboten ist, der Umgang mit den Erregern oder Giften ist es nicht. Uns bereitet die unbeabsichtigte Freisetzung von Krankheitserregern aus dem Labor große Sorgen. Immer wieder kommt es vor, dass auch aus einem gut gesicherten Labor Erreger austreten, berichtete Gottschalk. So ist es beispielsweise schon zu Laborunfällen mit Tularemie, der Hasenpest, oder auch mit Anthrax oder dem bolivianischen hämorrhagischen Fieber (BHF) gekommen. Biologische Angriffe wie wahrscheinlich sind sie? Dass Mitglieder der Aum-Sekte im Juni 1994 auf drei japanische Richter sowie im März 1995 in der U-Bahn von Tokio einen Anschlag mit dem Nervengas Sarin verübt hatten, ist bekannt. Erst Jahre später wurde dagegen aufgedeckt, dass die Sektenmitglieder bereits 1993 einen Anthraxanschlag in Tokio verübt hatten. Über einen Kühlschornstein hatten sie Sporen des Bacillus anthracis verbreitet. Dass es nicht zu einer großflächigen Milzbrandepidemie in der Region kam, ist dem Umstand zu verdanken, dass die Sektenmitglieder aus Unwissenheit den nicht pathogenen Impfstoffstamm verwendet hatten. Die Anthrax attacks von 2001 in den USA nahmen kein so gutes Ende: Mehrere Briefe mit Milzbranderregern wurden an Senatoren und Nachrichtensender verschickt. Dabei kamen fünf Menschen ums Leben. Auch in Frankfurt mussten Gottschalk und seine Kollegen in der Folge Hunderte von Briefen, allerdings allesamt ohne nachweisbare Anthraxsporen entschärfen. Außerhalb der USA gab es bisher keinen Anthraxanschlag. Der Milzbranderreger ist zwar sehr stabil und hält sich lange, doch ist er nicht von Mensch zu Mensch übertragbar und nur bei sehr hohen Mengen von Milzbrandsporen kommt es zur Ansteckung. Die Gefahr ist daher ungleich geringer als beispielsweise die Gefahr durch Pockenviren. Die Pocken sind das schlimmste Szenario eines Biowaffeneinsatzes, das wir uns vorstellen können, denn wir sind nicht mehr alle immun, das Virus ist sehr gut aerogen übertragbar und, obwohl es sich um ein behülltes Virus handelt, sehr lange stabil, betonte Hufert. Jedoch ist es ein weiter Weg von einer kleinen Viruskulturflasche bis zur Granate mit der entsprechend großen Menge an Erregern, fügte der Virologe beruhigend hinzu. Das kostet Milliarden und ist daher von nicht staatlicher Seite nicht sehr wahrscheinlich. Am Geld mag es vielleicht, am fehlenden Know-how dagegen muss es nicht scheitern: In Sydney, Australien, wurde 1999 anlässlich einer internationalen Konferenz von Virologen und Mikrobiologen bekannt, dass für einen befristeten Zeitraum Protokolle der Biowaffenforschung der ehemaligen UdSSR online im Internet frei zugänglich waren. Darin waren ganz detaillierte Informationen enthalten, wie groß die Partikelgröße ist, die man braucht, regelrechte Kochrezepte bis hin zu konkreten Hinweisen zur Munitionierung. National einheitliche Vorgehensweise nicht in Sicht Wie können natürlich vorkommende Epi- und Pandemien und Laborunfälle mit hoch infektiösen Keimen verhindert, wie kann Anschlägen mit Biowaffen begegnet werden? Nach den bioterroristischen Aktivitäten in den USA hat eine internationale Diskussion über die biologische Sicherheit begonnen, deren Ergebnisse in einer Reihe von Papieren zur Biogefahrenabwehr zusammengefasst sind, berichtete Dr. Astrid Smola vom Bundesministerium für Arbeit und Soziales (BMAS), Bonn. Dazu gehören der WHO-Leitfaden zur biologischen Sicherheit in Laboratorien, das von der Generaldirektion Justiz der europäischen Kommission vorgelegte Grünbuch zur Biogefahrenabwehr, das Laboratory Biorisk Management Standard des europäischen Komitees für Normung (CEN workshop agreement), das EU-Projekt BIOSAFETY EUROPE sowie die CBRN Task Force Bio-Sub-Group Threats to Humans. CBRN steht für chemisch, Abbildung 2: Gelingt es, Ursache und Verbreitungsweg des Erregers zu identifizieren, können der exponenzielle Anstieg von Krankheitsfällen verzögert, der pandemische Peak verkleinert und so die Gesamtzahl der Patienten reduziert werden Quelle: PD Dr. R. Gottschalk

4 24 Tabelle: Einteilung möglicher Erreger für Biowaffen in Gefahrenkategorien Quelle: modifiziert nach [3] biologisch, radiologisch und nuklear. Als eine Maßnahme zur Vorbeugung, Erkennung und Schadensbegrenzung von Krankheitsausbrüchen, besonders auch nach bioterroristischen Anschlägen, wurde 2002 das Zentrum für Biologische Sicherheit (ZBS) am Robert Koch-Institut (RKI) errichtet [1]. Zu den Aufgaben gehören die Entwicklung von Krisenmanagementkonzepten, die Diagnostik biologischer Agenzien sowie die Beratung der Bevölkerung und der behördlichen Entscheidungsträger. Ebenfalls im Jahr 2002 haben sich Bund und Länder auf die Neue Strategie zum Schutz der Bevölkerung in Deutschland verständigt [2]. Für sogenannte CBRN-Lagen wurde eine Analytische Task Force (ATF) eingerichtet. Dabei handelt es sich um hoch spezialisierte mobile Einsatzgruppen mit entsprechenden Spezialfähigkeiten, die über die Möglichkeiten der täglichen, kommunalen Gefahrenabwehr hinausgehen. Die Task Forces sollen an bereits vorhandene Kompetenzzentren angebunden werden, um mit ihren Geräten schnell an den Einsatzort transportiert werden zu können [2]. Das alles klingt nach einer national abgestimmten einheitlichen Vorgehensweise bei biologischen Gefahrenlagen. Gottschalk wies aber darauf hin, dass die Bundesregierung im Prinzip keine Möglichkeiten hat, dafür zu sorgen, dass ein bioterroristischer Anschlag beispielsweise in Bayern genauso bearbeitet wird wie in Hessen oder in einem anderen Land, denn das Seuchenmanagement ist Ländersache. Darüber hinaus sind für die direkte Durchsetzung der seuchenrechtlichen Maßnahmen die 413 Kommunen verantwortlich, sodass sich die Umsetzung seuchenrechtlicher Bestimmungen von Ort zu Ort unterscheiden kann. Zeitgewinn bedeutet Leben retten Am Beispiel einer nosokomialen Infektion mit dem Krim-Kongo-Fieber-Virus 1985 in einem südafrikanischen Krankenhaus, in dem neben dem ursprünglichen Träger des Virus noch sieben Krankenhausmitarbeiter erkrankten, erläuterte Gottschalk das Problem der verzögerten Diagnose. Dauerte die Diagnose der ersten Patienten noch fünf Tage, wurden die Folgediagnosen schon deswegen schneller gestellt, weil der entsprechende Erreger auf dem Radar der Ärzte aufgetaucht war. Auch in Deutschland sterben nach seinen Angaben jährlich um die zehn Patienten an Malaria, weil der Hausarzt versäumt hatte, bei grippalen Beschwerden danach zu fragen, ob der Patient vielleicht zwei Monate zuvor in Afrika gewesen ist. Will man die Ausbreitung einer Infektionskrankheit verhindern beziehungsweise verringern, gilt es schnell in Erfahrung zu bringen, welchen Ursprung der Erreger hat und wie er sich ausbreitet. Aber schon die Frage, wodurch es zum Ausbruch der Infektion kam, ob es sich also möglicherweise um einen Biowaffenanschlag handelt, kann schwierig zu beantworten sein. Gottschalk stellte einige Verdachtsindikatoren vor (s. Kasten S. 25). Die farbig unterlegten Kriterien können auch ohne Biowaffenanschlag erfüllt werden und so zu einem falschen Schluss führen. So gab es auch bei der SARS-Pandemie Kategorie A Kategorie B Kategorie C Sie stellen eine extrem hohe Gefahr für die nationale Sicherheit dar, können leicht verbreitet beziehungsweise von Mensch zu Mensch übertragen werden und haben hohe Mortalitätsraten. Bacillus anthracis, Anthrax, Milzbrand Clostridium botulinum-toxine, Botulismus Yersinia pestis, Pest Variola major, Pocken Francisella tularensis, Hasenpest virale hämorrhagische Fieber (Filoviren wie Ebola, Marburg und Arenaviren wie Lassa, Machupo) Erreger, die mittelgut bis gut freizusetzen sind sowie mittlere Erkrankungs- und niedrige Mortalitätsraten aufweisen. Brucella-Spezies, Brucellose Epsilon-Toxin aus Clostridium perfringens Nahrungsmittelvergiftungen durch Salmonella species, Escherichia coli O157:H7, Shigella Burkholderia mallei, Maliasmus Burkholderia pseudomallei, Melioidose Chlamydia psittaci, Psittakose Coxiella burnetii, Q-Fieber Ricinus communis, Ricin Staphylococcal enterotoxin B Rickettsia prowazekii, Fleckfieber Alphaviren, virale Enzephalitis durch verseuchtes Wasser übertragene Krankheiten wie Cholera In diese Kategorie fallen Erreger, die selbst zwar nicht besonders bedrohlich sind, die aber durch genetische Manipulation gefährlich werden können. Nipahvirus Hantavirus Gelbfiebervirus Tuberkulose (XDR) andere Viren

5 25 Verdachtsindikatoren auf bioterroristischen Anschlag nachrichtendienstliche bzw. kriminalistische Hinweise Auffinden technischer Mittel zum Ausbringen von B/C-Agenzien synchronisierte epidemiologische Kurve mit steilem Anstieg Fehlen typischer Vektoren, Reservoire oder natürlicher Ursachen ungewöhnliches Pathogen, Zoonosen, Massensterben von Tieren ungewöhnliche geografische Verteilung (modifiziert nach [4]) oder der Verbreitung des Chikungunya-Fiebers in Italien eine synchronisierte epidemiologische Kurve mit steilem Anstieg. Auch bei dem Kriterium ungewöhnliches Pathogen hätte bei SARS der Verdacht nahegelegen. Gelingt es jedoch, Ursache und Verbreitungsweg des Erregers zu identifizieren, können der exponenzielle Anstieg von Krankheitsfällen verzögert, der pandemische Peak verkleinert und so die Gesamtzahl der Patienten reduziert werden (siehe Abbildung 2). Gottschalk präsentierte ein in Frankfurt entwickeltes Modellprojekt, bei dem ein kommerzielles Datenbanksystem für Gesundheitsämter mit einem geografischen System der Stadt Frankfurt verbunden wurde, um so schnell Informationen über die Verbreitungsweise zu gewinnen. Geht eine Meldung ein, können mit diesem System sofort der Ort des Erregernachweises erfasst sowie Informationen des Wetterdienstes eingelesen und so geprüft werden, ob es sich um eine normale Ausbreitung oder eine gezielte Ausbringung handelt. Sind Personen als Träger hoch kontagiöser Erkrankungen (HKE) ausgemacht, müssen sie in speziellen Versorgungseinrichtungen für HKE-Patienten versorgt werden, um eine Ansteckung des Klinikpersonals oder eine Ausbreitung zu verhindern. In Deutschland sind mittlerweile acht spezielle Versorgungseinheiten in den Städten Berlin, Frankfurt, Hamburg, Leipzig, München, Saarbrücken, Stuttgart und Würzburg aufgebaut worden Im Feld wird es schwierig Um im Labor potenzielle Erreger in einer Probe nachzuweisen, kommen als Schnellnachweisverfahren die Real-Time-PCR, Antigen-Capture-ELISA-Verfahren sowie Kurzzeitkulturen in Frage. Zur Bestätigung des Verdachts werden die Erreger angezüchtet sowie Tierexperimente durchgeführt. Für einen Antikörpernachweis stehen die Immunfluoreszenz, ELISA und Blotverfahren zur Verfügung, berichtete Hufert. Für die Analyse vor Ort wäre ein Schnelldetektionssystem wünschenswert, das eine kurzfristige Aussage darüber erlaubt, ob es sich tatsächlich um einen gefährlichen Erreger handelt und wenn ja, um welchen. Obwohl es Systeme wie Streifentests zum Nachweis von Biokampfstoffen gibt, taugen die Systeme alle nichts, wenn Sie im Feld arbeiten und die Probe verschmutzt ist, beschrieb Gottschalk die aktuelle Situation. Die Experten waren sich einig, dass möglichst für alle bekannten und gefährlichen Erreger mobile Schnellnachweissysteme entwickelt werden müssen, die auch vor Ort funktionieren. Mit Nachdruck forderten sie die intensive Ausbildung und Weiterbildung von Katastrophenschutzkräften, um bei einer tatsächlichen Bedrohungssituation ob durch eine natürlich auftretende Pandemie oder durch einen bioterroristischen Anschlag vorbereitet zu sein. In einer globalisierten Welt, in der Krankheitserreger schnell durch die ganze Welt getragen werden, sind international abgestimmte Strategien und das Ineinandergreifen von Netzwerken auf verschiedenen Ebenen notwendig, um die Risiken zu minimieren. Die hierfür notwendigen Maßnahmen sind zwar angestoßen, der Weg dorthin ist aber noch weit. Literatur 1. fekt/ /biosicherheit node.html? nnn=true 2. Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe; Themen/08 ABCSchutz/06 CBRN/CBRN node. html nnn=true 3. Centers for Disease Control and Prevention (CDC); 4. Fock R et al.: Management bioterroristischer Anschläge mit gefährlichen infektiösen Agenzien Bundesgesundheitsblatt Gesundheitsforschung Gesundheitsschutz Sep; 48(9): Weitere Informationen Grünbuch des Zukunftsforums öffentliche Sicherheit: www. zukunftsforum-oeffentliche-sicherheit.de ctive=1&lang=en&site=ebsa_media In einem waren sich die Experten einig: Die Natur ist der beste Bioterrorist überhaupt und der Mensch hilft ihm durch die Globalisierung. Kasten: Die farbig unterlegten Kriterien können auch ohne Biowaffenanschlag erfüllt werden und so zu einem falschen Schluss führen.