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Zoonosen: Wenn Tiere Menschen krank machen

Veterinärmediziner der Freien Universität erforschen in bundesweiten Projekten Zoonose-Erreger wie EHEC, SARS oder Vogelgrippe

28.11.2011

Veterinärmediziner der Freien Universität untersuchen bakterielle Erreger, die Mensch und Tier krank machen können.

Veterinärmediziner der Freien Universität untersuchen bakterielle Erreger, die Mensch und Tier krank machen können.
Bildquelle: photocase/suze www.photocase.de/foto/159450-stock-photo-leben-beginn-frisch-neu-feder-spuren

Der Mensch profitiert von Tieren: Sie liefern ihm Fleisch oder Wolle, sie dienen als Transport- und Fortbewegungsmittel. Mensch und Tier können sich jedoch auch gegenseitig mit Krankheiten anstecken. Wissenschaftler sprechen hier von Zoonosen. Jüngstes Beispiel ist die EHEC-Epidemie, aber auch Vogelgrippe oder Schweinegrippe zählen dazu. Mitunter bergen ganz alltägliche Situationen Risiken für den Menschen, sich mit zoonotischen Krankheitserregern anzustecken.

Risiko Wiese: Sie ist etwa so groß wie eine Tellerlinse, hat acht Beine und auf ihrem rot-bräunlichen Hinterleib einen platten, schwarzen Schild: Ein ausgewachsenes Exemplar einer Zecke der Gattung Ixodes ricinus – der gemeine Holzbock. An einem Sommertag harrt die Zecke am Ende eines Grashalms auf einer feuchten Wiese aus und streckt ihr erstes Beinpaar in die Luft. Mit ihren Sinnesborsten nimmt sie Witterung nach potenziellen warmblütigen Wirtstieren auf, um eine Blutmahlzeit zu saugen. Infrage kommen Kleinsäuger, Wild, Nagetiere und der Mensch; Zecken erkennen sie an Geruchsstoffen wie Ammoniak, Kohlendioxid oder Milchsäure. Während die Zecke Blut saugt, kann sie Krankheitserreger auf den Wirt übertragen. Sticht sie einen Menschen, kann er sich mit schraubenförmigen Spirochäten- Bakterien infizieren, die Lyme-Borreliose hervorrufen können – einer Erkrankung mehrerer Organe mit Symptomen an Haut, Nervensystem, Gelenken und Herz.

Risiko Küche: In einem Hühnerei können sich hunderttausende stäbchenförmige Bakterien der Gattung Salmonella enteriditis tummeln. Auch ein daraus schlüpfendes Küken ist Träger der Bakterien. Die Salmonellen machen die Geflügeltiere nicht krank, bei ihnen verläuft Salmonellose ohne Symptome. Anders beim Menschen: Wird das von Salmonellen kontaminierte rohe Ei etwa in einer Nachspeise verzehrt, kann sich der Mensch infizieren und wird krank. Salmonellose ist eine der häufigsten Durchfall-Erkrankungen.

Risiko Haustiere: Sie sind parasitierende Einzeller und können sich nur innerhalb anderer lebender Zellen vermehren – bevorzugt in Darm-Epithelzellen von Katzen. Die Rede ist von Toxoplasmen. Andere Säugetiere einschließlich des Menschen dienen den Erregern als Zwischenwirte. Katzen erkranken in der Regel nicht an Toxoplasmose, scheiden aber mit ihrem Kot die Einzeller in ganz bestimmten Entwicklungsstadien aus, die mit der Zeit infektiös werden. Der Mensch kann sich durch alten Katzenkot infizieren und wird so zum sogenannten Zwischenwirt. Oder aber, er nimmt die Erreger von anderen Zwischenwirten auf, etwa durch den Verzehr von rohem Schweine- oder Schaffleisch. Auch er wird nicht unbedingt krank, äußerste Vorsicht ist jedoch dann geboten, wenn sich Schwangere erstmals infizieren, denn Toxoplasmen können den Fötus schädigen.

So unterschiedlich die geschilderten Risiko-Szenarien sind, eines haben sie gemein: Bei den genannten Infektionskrankheiten – Borreliose, Salmonellose und Toxoplasmose – handelt es sich um Zoonosen.

Experten haben sie im Laufe der vergangenen 150 Jahre unterschiedlich definiert: Der Mediziner Rudolf Virchow verstand in seinem 1855 erschienenen Pathologie-Handbuch unter Zoonosen ausschließlich Tierkrankheiten. In einem 1863 herausgegeben Wörterbuch der Veterinärmedizin erweiterte der Pathologe Wilhelm Probstmayer den Begriff, indem er Zoonosen auch als Krankheiten des Menschen definierte, die durch Tiere übertragen werden können. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) vervollständigte die Definition 1958 und versteht darunter nun Krankheiten und Infektionen, die auf natürlichem Wege zwischen Wirbeltieren und Menschen übertragen werden, also in beide Richtungen.

Mehr als 250 Krankheiten kommen bei Mensch und Tier vor

Mittlerweile kennen Wissenschaftler mehr als 250 Krankheiten, die bei Mensch und Tier vorkommen, und wissen deutlich mehr über die Vielfalt der auslösenden Erreger: Viren, Bakterien, Pilze, Parasiten oder Prionen – bestimmte Proteinstrukturen – sind als solche bekannt. Sie werden entweder durch direkten Kontakt zwischen Mensch und Tier oder durch Überträger, so genannte Vektoren, wie Zecken und Mücken weitergegeben. Der Mensch kann zoonotische Erreger aber auch durch Lebensmittel tierischer Herkunft wie Milch, Eier oder Fleisch oder durch kontaminierte Pflanzen aufnehmen. Heute weiß man: Die Übertragungswege zwischen Mensch und Tier sind sehr vielfältig.

Übertragungswege von Zoonosen aufzuklären und bekannte sowie neue zoonotische Infektionserreger zu charakterisieren, gehört zum Arbeitsalltag von Professor Lothar H. Wieler und seinen Mitarbeitern am Institut für Mikrobiologie und Tierseuchen der Freien Universität Berlin. Er unterscheidet drei Kategorien von Zoonosen aufgrund der Biologie ihrer Erreger: solche, die über den Kontakt mit Wildtieren, solche, die über den Verzehr von Lebensmitteln tierischen Ursprungs, und solche, die über den Kontakt mit Haus- und Heimtieren übertragen werden.

Forschung nach Ursachen und Übertragungswegen

Kommt es zu einem Ausbruch von Zoonosen – also einer Häufung von Erkrankungen in einem bestimmten Gebiet während eines bestimmten Zeitraumes – steht an erster Stelle, Ursachen und Übertragungswege zu finden. Etwa wie beim Ausbruch von EHEC-Erkrankungen im Mai 2011. Bei solchen akuten Ausbrüchen reicht es in der Regel nicht, nur die veterinärmedizinischen Zusammenhänge zu betrachten. Erst durch die Zusammenarbeit verschiedener Disziplinen wie Veterinärmedizin, Humanmedizin, Mikrobiologie, Lebensmittelmikrobiologie, Genetik und Logistik konnten die Ursache des EHEC-Ausbruchs und die Biologie des Erregers aufgeklärt werden. „Diese Interdisziplinarität sollte selbstverständlich sein“, sagt Professor Wieler, „sie muss aber noch verbessert werden. Wir brauchen Expertise, gute Datenvernetzung, Kommunikation untereinander und vor allem das Verständnis der Disziplinen füreinander. Das ist essentiell für die Erforschung von Zoonosen.“

In Verbundprojekten ist die Zusammenarbeit unterschiedlicher Fachrichtungen gefordert. Da zahlreiche Infektionskrankheiten der vergangenen Jahre Zoonosen sind – etwa das Schwere Akute Respiratorische Syndrom (SARS), Vogelgrippe, Schweinegrippe oder die EHEC-Epidemie, fördert das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Forschungsvorhaben zu solchen Erkrankungen. Ein Schwerpunkt ist solchen gewidmet, die durch den Verzehr von tierischen Lebensmitteln auf den Menschen übertragen werden. Professor Wieler koordiniert ein solches interdisziplinäres Verbundprojekt: „FBI-Zoo“ (Food-borne Zoonotic Infections of Humans - lebensmittelbedingte zoonotische Infektionen beim Menschen). Dieser Verbund ist ein Zusammenschluss von 17 Forschungsgruppen aus neun verschiedenen universitären Einrichtungen und Bundesforschungsinstitutionen der Human- und Veterinärmedizin.

Ein Bundesweites Forschungsprojekt: FBI-Zoo

Seit Oktober 2007 untersuchen Wissenschaftler bundesweit in 17 Teilprojekten aus humanmedizinischer Sicht die für Europa bedeutsamen bakteriellen Zoonose- Erreger. „Die relevantesten für den Menschen sind bestimmte E. coli-, Salmonellen- und Campylobacter-Spezies“, sagt Wieler. Sie verursachen Durchfall-Erkrankungen und fallen unter das Infektionsschutzgesetz, müssen den Behörden also gemeldet werden. Das Robert Koch-Institut erstellt jährlich für jede meldepflichtige Infektionskrankheit Statistiken. Wurden Anfang der 1990er Jahre noch rund 190.000 Salmonellen-Infektionen in Deutschland gemeldet, waren es 2010 nur noch knapp über 25.000. „Die sinkenden Zahlen gehen auf ein sehr ehrgeiziges und aufwendiges Projekt zurück“, sagt der Mikrobiologe. „Seit 1994 besteht in Aufzuchtsbetrieben eine Pflichtimpfung von Elterngeflügeltieren gegen Salmonellen.“

So sah es die Hühner-Salmonellen-Verordnung vor. Mit diesem Schritt sollten die Geflügeltiere schon in Aufzuchtsbetrieben vor Salmonellen-Infektionen geschützt werden. Denn Salmonellen werden unter anderem übertragen, wenn Küken mit kontaminiertem Kot der Elterntiere in Kontakt kommen. Zusätzlich legt eine infizierte Henne Salmonellen-haltige Eier. Die eingeführte Pflichtimpfung sollte diese Infektionskette unterbrechen. Weitestgehend salmonellenfreie Legehennenbestände bestätigten den Erfolg dieser Maßnahme, jedoch waren noch nicht alle Bestände gänzlich „sauber“. Deshalb sieht die Hühner-Salmonellen-Verordnung seit 2010 auch eine Pflichtimpfung für alle Legehennen vor.

Hühner werden geimpft, Schweine nicht

Die Impfungen der Geflügelbestände haben dazu geführt, dass Durchfallerkrankungen durch Salmonellen beim Menschen stark rückläufig sind. Die seit der Pflichtimpfung gemeldeten Fälle gingen größtenteils seitdem nicht mehr auf kontaminiertes Geflügel und Eier zurück, sondern auf verunreinigtes Schweinefleisch, einer weiteren Ansteckungsquelle für den Menschen. „Eine verpflichtende Impfung wäre auch für Schweine sehr wichtig, denn Schweinefleisch ist das einzige Fleisch, das wir roh verzehren, etwa als Mett- oder Teewurst“, sagt Professor Uwe Rösler, Direktor des Instituts für Tier- und Umwelthygiene der Freien Universität Berlin. Eine solche Impfung für Schweine sei bereits auf dem Markt, allerdings gestalte sich die Statuskontrolle der Schweine schwierig. Diese erfolge nämlich über Antikörper im Blut der Tiere: „Wir können ein mit Salmonellen infiziertes Schwein nicht von einem geimpften Schwein unterschieden“, sagt der Veterinärmediziner. Die serologischen Untersuchungen sind nicht aussagekräftig genug. Um sie aussagekräftiger zu machen, müssten die Antikörper eines Tieres genau bestimmt und untersucht werden, was finanziell sehr aufwändig ist. In Großbritannien verfahren Veterinärmediziner so, in Deutschland nicht. Dennoch zeigt sich Rösler optimistisch: „Ich bin sicher, dass es auch bei uns bald eine Pflichtimpfung gegen Salmonellen für Sauen und Ferkel geben wird."

Weit verbreitete Erreger: Campylobacter

Neben Salmonellen spielen weitere Bakterien eine entscheidende Rolle als Zoonose-Erreger: Bakterien der Gattung Campylobacter. Sie werden durch kontaminierte Lebensmittel tierischer Herkunft auf den Menschen übertragen. Die dadurch hervorgerufene Campylobacteriose, eine akute, entzündliche Durchfallerkrankung, ist die häufigste lebensmittelbedingte Infektion in Europa. Etwa 40 Prozent der europäischen Geflügelprodukte sind mit Campylobacter kontaminiert. Die Bakterien kommen fast überall in der Umwelt vor, vermehrt im Verdauungstrakt warmblütiger Tiere. Als wärmeliebende Bakterien können sie sich außerhalb ihrer Wirtstiere praktisch nicht vermehren, sie überleben aber auf oder in Lebensmitteln.

Vor allem unzureichend erhitztes Geflügelfleisch und nicht pasteurisierte Milch sind potenzielle Infektionsquellen für den Menschen. 2010 verzeichnete das Robert Koch-Institut 65.714 Campylobacter-Erkrankungen. Zum Vergleich: die Salmonellen-Erkrankungen lagen im selben Jahr bei 25.307.

Wildvögel und Nagetiere können Campylobacter in Geflügelfarmen einschleppen. Hühner scheiden die Bakterien wiederum aus und stecken sich untereinander an. „Es ist wichtig, die Hygienevorkehrungen auf den Geflügelfarmen auszuweiten“, sagt Professor Thomas Alter, Direktor des Instituts für Lebensmittelhygiene am Fachbereich Veterinärmedizin der Freien Universität, der im Forschungsverbund FBI-Zoo ein Teilprojekt zu Campylobacter leitet. „Eine komplette Beseitigung von Campylobacter aus der Lebensmittelkette in Mitteleuropa ist derzeit jedoch praktisch nicht umsetzbar, weil die Bakterien so häufig vorkommen, nicht wirtsspezifisch sind und es zu wenig praktische Erfahrung mit den Erregern gibt.“ Erschwerend komme hinzu, dass die minimale Infektionsdosis von Campylobacter für Geflügel mit wenigen hundert Bakterien gering ist. Die Tiere stecken sich also sehr leicht gegenseitig an. Außerdem gibt es keine wirksame Impfung. „Die bakteriellen Oberflächenstrukturen, die von Antikörpern erkannt werden, sind bei Campylobacter so unterschiedlich, dass bisher für den praktischen Einsatz kein stabiles Element identifiziert wurde, das der Ansatzpunkt für eine wirksame Impfung sein könnte“, sagt Alter.

Der Versuch, die Bakterien im Tier zu begrenzen, ist also schwierig umzusetzen. Am Institut für Lebensmittelhygiene verfolgt man daher einen weiteren Ansatz: Campylobacter nach der Schlachtung zu reduzieren. Geflügelfleisch könnte während der Ver- und Bearbeitung mit sogenannten lytischen Bakteriophagen behandelt werden. Bakteriophagen sind Viren, die bestimmte Bakterien erkennen. In diesem Fall erkennen sie Campylobacter und zerstören sie. „Unter experimentellen Bedingungen waren diese Ansätze viel versprechend, sie müssen aber noch praxisnah am Tier getestet werden“, sagt Professor Alter. Auch der Zeitpunkt der Behandlung scheint dabei wichtig zu sein: „Ob die lytischen Bakteriophagen im Mastbetrieb kurz vor der Schlachtung zum Einsatz kommen oder ob das Fleisch eher nach der Schlachtung damit eingesprüht werden sollte, müssen wir weiter untersuchen.“

Auch wenn bestimmte Zoonosen – wie Salmonellose beim Menschen – rückläufig sind, steht zu befürchten, dass Zoonosen sich weiter ausbreiten und immer wieder neue Erreger auftauchen. Mit Impfungen und besserer Hygiene versucht man, die Erreger direkt in den Tieren zu bekämpfen. „Wenn Tiere gut und hygienisch einwandfrei gehalten werden, haben sie weniger Stress“, erklärt Professor Rösler vom Institut für Tier- und Umwelthygiene. „Das Immunsystem ist weniger geschwächt, und die Darmflora ist nicht so anfällig für Erreger.“

Die Tierbestände sind jedoch erst der Beginn der Lebensmittelkette: Sie reicht von Aufzuchts- und Mastbetrieben über Schlachthöfe bis hin zu Supermärkten und letztlich zum Verbraucher. Jede Stufe dieser Produktions- und Verbraucherkette birgt das Risiko, Erreger zu verschleppen. Denn nicht nur über die Tiere, sondern ebenso über das Futter, die Fußböden und das Personal können sich Erreger verbreiten. Einwandfreie Hygiene ist deshalb auf allen Ebenen absolut notwendig – vom aufwachsenden Jungtier bis hin zur verkaufsfertigen Fleischpackung im Supermarkt.

Die Verantwortung liegt beim Verbraucher

Letztendlich kommt aber auch dem Verbraucher eine ganz bedeutende Rolle in der Lebensmittelkette zu. Als Konsument am Ende der Lebensmittelkette kann er das Risiko, an einer lebensmittelbedingten Infektion zu erkranken, reduzieren – etwa durch sorgfältige Küchenhygiene. „Viele Menschen sind sich darüber nicht im Klaren, dass sie sich noch in der häuslichen Küche mit Salmonellen oder Campylobacter anstecken können“, sagt Professor Jürgen Zentek, Direktor des Instituts für Tierernährung der Freien Universität. Wenn Erreger von belasteten auf saubere Lebensmittel übergehen – entweder durch direkten Kontakt der unverpackten Produkte oder durch unzureichende Hygiene von Geräten und Arbeitsflächen, spricht man von Kreuzkontaminationen. Das klassische Beispiel: Zuerst schneidet man dem Hähnchen das Fett ab, dann zerkleinert man auf demselben Brettchen mit demselben Messer die Salatgurke. „Deshalb ist es besonders wichtig, Arbeitsschritte zu trennen“, sagt der Veterinärmediziner. Das Thema Küchenhygiene ist für den Verbraucher nicht sehr eingänglich, und statisch aussagekräftige Daten, welchen Einfluss mangelnde Küchenhygiene auf die Zahl der Durchfallerkrankungen hat, gibt es kaum, sagt Zentek: „Denn Schlachthöfe kann man kontrollieren, heimische Küchen dagegen nur schwer.“

Manche Gewohnheiten im Alltag erhöhen das Risiko, sich von Tieren mit Krankheiten anzustecken – in der heimischen Küche, in der Natur oder beim Umgang mit Tieren. Um Zoonosen Herr zu werden ist daher ein enges Zusammenspiel von Wissenschaft und Verbrauchern sinnvoll: Die Wissenschaft, die alte und neue Erreger untersucht, typisiert und zoonotische Erkrankungen bekämpft, und die Verbraucher, die für häusliche Hygiene und Alltagsgewohnheiten ein Bewusstsein entwickeln.