Waldabholzungen, Corona und Fledermäuse: Zur Entstehung einer ansteckenden Epidemie

Die COVID-19-Pandemie (umgangssprachlich auch «Coronavirus-Pandemie», «Corona-Krise» beschrieben) ist ein Ausbruch der neuartigen Atemwegserkrankung COVID-19 (oder „Covid-19“, für Corona virus disease 2019). Bereits im Januar 2020 wurden erste Ansteckungen ausserhalb der Volksrepublik China gemeldet, doch erst seit dem 11. März 2020 geht die Weltgesundheitsorganisation WHO offiziell von einer Pandemie (der ersten seit der Pandemie H1N1 2009/10) aus.

«1997, als Rauchwolken über den Regenwäldern Indonesiens hingen, weil ein Gebiet von etwa der Grösse Pennsylvanias verbrannt wurde um Platz für die Landwirtschaft zu schaffen – wobei die Brände durch die Dürre weiter verschlimmert wurden – konnten die im Dunst erstickten Bäume keine Früchte mehr produzieren. Hierdurch fanden die ansässigen Fledermäuse für ihre Nahrungssuche keine andere Möglichkeit, anderswohin zu fliegen und eine tödliche Krankheit mit sich zu tragen», beginnt der Artikel der freischaffenden Wissenschaftsjournalistin Katarina Zimmer, welcher am 22. November 2019 über National Geographic veröffentlicht wurde.

Zimmer schreibt, dass sich darauf hin Fledermäuse in malaysischen Orchideenbäumen versteckten. Schweine seien plötzlich krank geworden. Möglicherweise assen sie heruntergefallene, verdorrte Früchte, an denen die Fledermäuse zuvor herumnibbelten. Malaysische Bauern hätten von diesen Früchten probiert.1999 stellte man bei 265 Menschen eine gefährliche Hirnentzündung fest, wobei 105 Menschen am so genannten Nipah Virus den Tod erlitten haben.

Gleich mehrere Forscher weisen darauf hin, dass das Nipah Virus nur eine von vielen ansteckenden Krankheiten aus solchen Regionen darstellt, wo seit Jahrzehnten massiv gerodet wird. Diverse wissenschaftlich belegte Studien gehen von einem Kausalzusammenhang zwischen Waldabholzungen und einer komplexen Kaskade von Ereignissen aus, die schliesslich krankheitserregende Viren in jede Ecke der Welt befördern.

Moskitostiche und menschengemachte «Multiplikatoren»   

In einer komplexen Analyse von Satelliten- und Gesundheitsdaten, die vor kurzem in der Zeitschrift «Proceedings of the National Academy of Sciences» veröffentlicht wurde, berichtete Erin Mordecai von der MacDonald und der Stanford Universität über einen signifikanten Einfluss der Abholzung des Amazonasbeckens auf die Übertragung von Malaria – dies in Übereinstimmung mit einigen früheren Untersuchungen.

Es sind zwar Hochschätzungen, doch die Ausmasse leuchten ein: Zwischen 2003 und 2015 registriert man einen jährlichen Anstieg des Waldverlustes um 10 Prozent. Die Malariafälle sind in dieser Zeit jährlich um 3 Prozent angestiegen. In einem Jahr der Studie wurde beispielsweise ein zusätzliches Stück gerodeter Wald von 618 Quadratkilometern (1’600 Quadratkilometer) – das entspricht fast 300’000 Fussballfeldern – mit zusätzlichen 10’000 Malariafällen in Verbindung gebracht.

Dieser Effekt war im Waldinneren am stärksten ausgeprägt gewesen. Hier seien die Waldflächen noch intakt, wobei an deren Rändern die Mücken einen feuchten Lebensraum besiedeln.

„Weil die von Bäumen gesäumten Mückenlichtungen verschwinden, könnten Ansteckungen in urbanen Gebieten steigen.“

Andere Untersuchungen, so etwas jene der Epidmiologin Amy Vittor am Emerging Pathogens Institute der Universität von Florida, zeigen: Entlang der abgeholzten Waldränder bildet sich ein idealer Lebensraum für die Brut der Mücke Anopheles darlingi, dem wichtigsten Überträger der Malaria im Amazonasgebiet.

Durch sorgfältige Untersuchungen im peruanischen Amazonasgebiet fand Vittor eine höhere Anzahl von Larven in warmen, teilweise schattigen Tümpeln, die sich neben in den Wald geschnittenen Strassen und Trümmern bildeten. „Das waren die Orte, an denen Anopheles darlingi sich wirklich gerne aufhalten“, erinnert sich die Forscherin.

Angesichts des anhaltenden Brandes im Amazonasgebiet im Jahr 2019 liessen diese Ergebnisse nichts Gutes ahnen. Daten, die im November 2019 veröffentlicht wurden, zeigen, dass 2019 im Amazonasgebiet ein Fläche zerstört wurde, das zwölfmal so gross wie New York City ist. Allerdings kann an solchen niedergemähten Orten kein Regenwasser von Bäumen und Pflanzen regeneriert werden.

Konklusion: Fledertiere als Überträger der CoV-Krankheit?   

Die im April 2018 publizierte Arbeit mit dem Titel «Bats, Coronaviruses, and Deforestation: Toward the Emergence of Novel Infectious Diseases?» (Quelle: US National Library of Medicine / National Institutes of Health) von Aneta Afelt, Roger Frutos und Christian Devaux stellt einen klaren Bezug zwischen Fledermäusen, Waldrodungen und Coronaviren her. Aufgrund der sich entwickelnden Landnutzung siedeln sich Fledermauspopulationen in Gebieten an, die näher an menschlichen Behausungen liegen (Reuter et al., 2016).

Die Forscher differenzieren jedoch zwischen Mensch und Tier:

«Obwohl menschliches Blut in der Nahrung von D. ecaudata-Fledermäusen in Brasilien gefunden wurde (Ito et al., 2016), was darauf hinweist, dass sich Fledermäuse von Menschen ernähren können, ist dies eine Ausnahme. Darüber hinaus gibt es, vielleicht mit Ausnahme des Australischen Fledermaus-Lyssavirus (ABLV) und des Duvanhage-Virus, keinen eindeutigen Fall einer direkten Übertragung des Virus von Fledermäusen auf den Menschen (Tignor et al., 1977; Hanna et al., 2000; Paweska et al., 2006).»

Die Experten meinen sogar, dass Fledermäuse nützlicher sind, als viele annehmen. Fledermäuse helfen etwa, Obstbäume zu bestäuben (Whittnaker et al., 1992; Kelm et al., 2008) und sie würden auch die Insektenpopulationen eindämmen helfen (Leelapaibul et al., 2005; Kalka et al., 2008). Heutzutage werden jedoch in Asien gegen 56 Fledermausarten von einkommensschwachen Populationen gejagt und verzehrt (Mildenstein et al., 2016). Sie werden auch in der traditionellen Medizin (Walker, 2005; Ashwell und Walston, 2008) und in landwirtschaftlichen Betrieben zur Herstellung von Guano Dünger verwendet (Chhay, 2012; Thi et al., 2014).

Die Analysen der oben erwähnten Forschenden unterstreichen jedoch, dass es bereits vor dem SARS-Ausbruch 2002 mehrere CoV-Übertragungsereignisse zwischen Fledermäusen, Zibetkatzen und Menschen stattgefunden hätten (Zheng et al., 2004). In ihrer Publikation heisst es zum Beispiel: «Das biologische Problem der Virusentstehung hat sich nicht grundlegend geändert, jedoch steigt die Wahrscheinlichkeit des Auftretens des Risikos aufgrund von Umwelt-Belastungen und -Veränderungen.»

Anthropization und Auftretens von Krankheiten

Unter Anthropization oder Anthropisierung (aus dem Englischen übersetzt) versteht man in der Geographie und Ökologie die Umwandlung von Freiflächen, Landschaften und natürlichen Umgebungen durch menschliches Handeln. Unter «anthropische Erosion» wird etwa der Prozess menschlichen Handelns, welches das Terrain und den Boden verschlechtert, beschrieben.

Ländliche Gebiete sind durch eine grosse Vielfalt von Landschaften gekennzeichnet, die Häuser, Scheunen, Felder, Obstgärten und Wälder unterschiedlicher Dichte umfassen. Es wird allgemein angenommen, dass Entwaldung und Anthropisierung zum Verschwinden von Arten führen können. Dies ist allerdings nicht immer wahr, wenn neue Umgebungen einen akzeptablen Lebensraum für eine grosse Anzahl von Tieren bieten und beispielsweise eine höhere Diversität von Fledermäusen begünstigen.

Darüber hinaus ziehen Hauslichter nachts eine grosse Anzahl von Insekten an, die eine leichte Beute für insektenfressende Fledermäuse darstellen. Häuser und Scheunen bieten höhlenbewohnenden Fledermäusen Unterschlupf, während Obstgärten und Felder frugivore Fledermäuse anziehen. Dieser attraktive Effekt der anthropisierten Umgebung auf Fledermäuse mit unterschiedlichen biologischen Bedürfnissen führt zu einer höheren Konzentration und Biodiversität von Fledermausviren (Han et al., 2015; Plowright et al., 2015; Reuter et al., 2016; Lacroix et al., 2017a,b; Walsh et al., 2017; Afelt et al., 2018).

Dies erhöht das Risiko der Übertragung von Viren durch direkten Kontakt, Haustierinfektionen oder Kontamination durch Urin oder Kot. Denn Fledermäuse erzeugen ebenso Viren neben menschlichen Behausungen (Plowright et al., 2015; Afelt et al., 2018). Weil CoVs (siehe Infobox „Neuartige Fledermaus-CoV-Krankheit“) in erster Linie Erreger von Tierkrankheiten sind, besteht das Risiko des Auftretens von Krankheiten sowohl bei Haustierkrankheiten als auch bei Krankheiten des Menschen.

Tier-übertragene Viren: ein historischer Feind mit einer glänzenden Zukunft

Das neuartige Coronavirus wird als SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2) bezeichnet. Die von dem Virus ausgelöste Atemwegserkrankung heisst COVID-19 (Coronavirus disease 2019).

In jüngster Zeit sind grössere Infektionen des Menschen durch Fledermausviren dokumentiert worden, obwohl sie möglicherweise schon früher in der Geschichte aufgetreten sind. Coronaviren (CoVs abgekürzt) wurden meist mit Tierkrankheiten in Verbindung gebracht, wobei Vieh und Haustiere als Zwischenträger für die Übertragung auf den Menschen fungierten.

Etwa 4,4 Prozent der Ratten, die auf drei Lebendmärkten in der Region des Mekong-Deltas in Vietnam verkauft wurden, und 22 Prozent der Fledermäuse, die in drei Fledermausfarmen beprobt wurden, trugen CoV, was ein hohes Mass an Tierkontamination darstellt (Berto et al., 2017). Bevor SARS-CoV und MERS-CoV beim Menschen auftraten, wurden die vier bekannten menschlichen CoVs (HCoV-HKU1, HCoV-229E, HCoV-NL63 und HCoV-OC43) als endemisch und verantwortlich für leichte bis mittlere Atemwegserkrankungen während mehr als drei Jahrzehnten gemeldet.

Es gibt Hinweise darauf, dass Alpha-CoVs der Fledermaus Hipposideros caffer ruber gemeinsame Vorfahren mit menschlichem HCoV-229E haben (Pfefferle et al., 2009) und dass ein verwandtes Virus gefangene Alpakas (Vicugna pacos) infizierte, während ein anderes verwandtes Virus Kamele infizierte (Corman et al., 2016).

Darüber hinaus zeigt HCoV-NL63, das in 9,3 Prozent der Proben von Personen gefunden wurde, die wegen Atemwegserkrankungen ins Krankenhaus eingeliefert wurden. Es bestehen also Sequenzähnlichkeiten zwischen Fledermaus (Perimyotis subflavus) CoV ARCoV.2 und angesteckten Menschen, während HCoV-NL63 sich in Zelllinien aus der Lunge von dreifarbigen Fledermäusen vermehren kann (Huynh et al., 2012).

MERS-CoV ist sowohl mit Fledermaus-CoV HKU4 (bei Tylonycteris-Fledermäusen) als auch mit Fledermaus-CoV HKU5 (bei Pipistrellus-Fledermäusen) eng verwandt. Insgesamt veranschaulichen diese Daten die komplexe Dynamik der CoV-Zirkulation zwischen Fledermäusen und Wild- oder Haustieren (Rind, Schwein) vor der Kreuzung mit dem Menschen.

Fledermäuse müssen jedoch nicht unbedingt an Primärinfektionen der Menschen beteiligt sein. Allerdings, so schreiben Aneta Afelt, Roger Frutos und Christian Devaux in ihrer 2018 veröffentlichten Studie mit dem Titel «Bats, Coronaviruses, and Deforestation: Toward the Emergence of Novel Infectious Diseases?»:

«Anders verhält es sich mit dem Auftreten eines neuartigen Erregers innerhalb der immunologisch aktiven menschlichen Population. In einem solchen Fall ist das Risiko grosser Epidemien bei gleichzeitig hoher Mortalität sehr hoch. Einmal an den Menschen angepasst, können CoVs sich weiterentwickeln, um einen effizienteren Intra-Spezies-Übertragungsmodus zu entwickeln. Während der SARS-Ausbrüche in Taiwan und Toronto waren bestimmte Personen sehr effizient bei der Übertragung von SARS-CoV und wurden als „Superspreader“ bezeichnet (McDonald et al., 2004).

Insgesamt 83,2 Prozent der Übertragungsereignisse standen in epidemiologischem Zusammenhang mit fünf „Superspreadern“, die alle eine bei der ersten medizinischen Konsultation diagnostizierte Lungenentzündung hatten.

Resumée (zur Verbreitung von Coronaviren)

Da der zunehmende Einfluss menschlicher Aktivitäten auf die Ökosysteme wahrscheinlich nicht nachlassen wird, ist es notwendig, die CoV-Überwachung bei Wildtieren, Rindern, Haustieren und Menschen zu verstärken, um die Dynamik der Übertragung zwischen den Arten besser zu verstehen und die Risikobewertung, Frühwarnung und Intervention zu verbessern (Devaux, 2012).

Leider ist das Problem der durch Fledermäuse übertragenen Viren nicht auf CoVs beschränkt. Von den 60 Virusspezies, die mit Fledermäusen assoziiert sein sollen, sind 59 RNA-Viren, die möglicherweise für das Auftreten und Wiederauftreten von Infektionskrankheiten beim Menschen verantwortlich sein könnten (Brook und Dobson, 2015).

Steht nun jedoch das Risiko für das Auftreten von Krankheiten in direktem Zusammenhang in der Verbreitung von Fledermausarten? Mehrere Beispiele sind in anderen Virusfamilien zu finden. Das Hendra-Virus wurde 1994 nach dem Tod von 30 Pferden und 1 Mann in Hendra, Australien, nachgewiesen. Die wahrscheinlichste Art der Kontamination durch den Menschen waren Aerosole von kranken Pferden, die zunächst durch Urin oder amniotische Flüssigkeit von Pteropus-Fledermäusen kontaminiert wurden (Weatherman et al., 2017). Das Nipah-Virus ist ein weiteres Beispiel für die kombinierte Wirkung von Abholzung und Anziehung auf anthropisierte Umgebungen. Von der Abholzung betroffene Pteropus-Fledermäuse siedelten sich in Ställen an, wo sie das Virus auf Schweine übertrugen, die wiederum Menschen infizierten (Chadha et al., 2006).

„Es bleib offensichtlich, dass das Risiko, dass neue Viren entstehen, sehr hoch ist.“

Anthony und Kollegen haben geschätzt, dass 2018 mindestens 3’204 CoVs in Fledermäusen im Umlauf sind (Anthony et al., 2017). Unabhängig von der Genauigkeit dieser Vorhersage bleibt es offensichtlich, dass das Risiko, dass neue Viren aus Fledermäusen entstehen, wahrscheinlich sehr hoch ist. Da nun vor allem der asiatische Kontinent – neben Südamerika – zu den Regionen der Welt gehört, in denen das Bevölkerungswachstum am stärksten, hingegen die Entwaldungsrate extrem ist, erfüllt sie alle Voraussetzungen – siehe auch sanitäre Bedingen – um zum Ort des Auftretens oder Wiederauftretens von Infektionskrankheiten zu werden.

Das „One Health“-Konzept erkennt an, dass die menschliche Gesundheit mit der Tiergesundheit und der Umwelt verbunden ist. Allerdings ist die Weltbevölkerung mit so einigen Problemen konfrontiert, was die Zunahme der städtischen Population, die Abnahme der landwirtschaftlichen Nutzflächen und die vielerorts schlecht gesteuerte Urbanisierung anbetrifft.

Infobox:

Neuartige Fledermaus-CoV-Krankheit

Coronaviren (CoV) wurden schon längere Zeit mit diversen Tierkrankheiten in Verbindung gebracht, so zum Beispiel zeigen Vögel infektiöse Corona-Ansteckungen, doch gibt es auch bei Rindern die Atemwegsinfektion (BRD-BCoV), Kälberdurchfall, bei Schweinen und Hunden SDCV, PEDV, SECD, bei Feline, bei Tieren aus der Familie der Katzen Darmerkrankungen oder die infektionöse Peritonitis (Saif, 2014).

Bei den Menschen gab es schon immer Influenza-Wellen und gewöhnlichen Erkältungen. Allerdings trat 2002 in China SARS auf und verbreitete sich exponentiell in 29 weiteren Ländern mit einer Sterblichkeitsrate von 10 Prozent. In jüngerer Zeit wies der MERS-CoV-Ausbruch in Saudi-Arabien im Jahr 2012 eine Sterblichkeitsrate von 38 Prozent auf. Das Auftreten dieser beiden Ereignisse mit hoch pathogenen CoVs wirft ein Licht auf die Bedrohung, die von Coronaviren für den Menschen ausgeht.

Fledermäuse beherbergen viele Viren (Calisher et al., 2006), insbesondere Coronaviren, die 31 Prozent ihres Viroms ausmachen (Chen et al., 2014). Darüber hinaus zeigen Fledermäuse eine bemerkenswerte Resistenz gegen Viren (Omatsu et al., 2007; Storm et al., 2018). Das Risiko des Auftretens einer neuartigen Fledermaus-CoV-Krankheit ist daher absehbar. (mm)

Hinweis:

Forschende wiesen bereits vor Jahren auf die «Superspreader» hin  

Es wird sicherlich entscheidend sein, den „Superspreadern“ besondere Aufmerksamkeit zu widmen, die sehr effizient CoVs durch die Exposition mit Atemtröpfchen übertragen, heisst es zum Beispiel in der Studie «Bats, Coronaviruses, and Deforestation: Toward the Emergence of Novel Infectious Diseases?», die im April 2018 im US National Library of Medicine / National Institutes of Health publiziert wurde. So lautet ein Abschnitt hieraus:

«Die Entstehung einer Krankheit ist ein zufälliger Prozess, und es ist daher unmöglich, die Szenarien und die Dynamik neu auftretender Infektionskrankheiten vorherzusagen. Die attraktive Wirkung anthropisierter Umgebungen auf Fledermäuse ist ein wichtiger Risikofaktor für das Auftreten neuartiger, von Fledermäusen übertragener Krankheiten sowohl bei Menschen als auch bei Tieren. Angesichts des Anteils der beschriebenen CoVs bei Fledermäusen, d. h. 31 Prozent, sollte das Risiko neu auftretender CoV-assoziierter Krankheiten in der Zukunft ernsthaft in Betracht gezogen werden.»

Wenn es vorrangig darum geht, therapeutische Optionen und Impfstoffe zu entdecken (Graham et al., 2013; Zumla et al., 2016), ist es noch wichtiger, an der Aufklärung und Sensibilisierung der Menschen für die mit der anthropisierten Umwelt verbundenen Risiken zu arbeiten.

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The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.

Copyright der oben veröffentlichten Texte:

Michael Merz, UmweltPERSPEKTIVEN