Immun gegen die Impfung

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Die Hühner im beschaulichen Düppel müssen keine Eier legen oder besonders viel Fleisch ansetzen. Sie geben nur ihr Blut. Es wandert, fest verschlossen in kleinen Plastikhütchen, vom Stall auf Jakob Trimperts Labortisch. Der Tierarzt arbeitet im Institut für Virologie an der Freien Universität Berlin. Er sucht in den roten Tropfen nach Erbgutabschnitten, die das Geheimnis eines unsichtbaren Feindes bergen.

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Es geht um das Marekvirus, den Killer der Hühnerhöfe. Und darum, wie diese Viren immer wieder Impfstoffe austricksen. "Dieses Virus hat schon ein paar Impfstoffgenerationen überwunden", sagt Trimpert. "Wir möchten verstehen, warum es das so mühelos schafft und wie man verhindern könnte, dass es dabei immer gefährlicher wird."

Die Mareksche Krankheit ist gerade für junge Hühner fatal. Sie stecken sich an, wenn sie die pulverisierten Hinterlassenschaften ihrer Artgenossen einatmen. Dicht besetzte Ställe sind nach etwa vier Wochen fast leergefegt. Nur jedes fünfte Hähnchen überlebt die Krankheit. Denn das Virus kapert ausgerechnet die Zellen, die eigentlich für seine Beseitigung zuständig sind: Sobald sich eine Immunzelle, egal welchen Typs, mit ihm befasst, wird sie infiziert.

Die Viren schleusen ihre Gene in die DNA der Zelle ein und sorgen dort so lange für Vervielfältigung des eigenen Genmaterials, bis das Immunsystem des Vogels zusammenbricht. Als in den 1960er-Jahren der erste Impfstoff eingeführt wurde, waren die Hühnerbarone glücklich. Aber nur 20 Jahre später war Marek zurück. Mit einem neuen Stamm, der auch geimpfte Hühner tötete.

Nach zehn Jahren waren die Viren wieder da

Ein weiterer Impfstoff kam, angeblich viel besser als der alte. Doch diesmal dauerte es nur zehn Jahre, bis neue Viren da waren. Heute versucht man es mit Impfstoff Nummer drei. Wie lange noch? Bereits 2013 schaffte es ein Marekvirus im chinesischen Shandong, 40 Prozent aller geimpften Hühner einer Massentierhaltung zu töten. Die Impfstoffe werden nicht besser. Die Viren schon.

Die heutigen Versionen der Krankheitserreger töten ungeimpfte Tiere schneller und in viel größerer Zahl als jene der 1907 erstmals von dem Veterinärmediziner Josef Marek beschriebenen Krankheit. Ist das ein Einzelfall? Kaum etwas macht Impfexperten derzeit so nervös wie diese Frage. Sollten auch andere Impfungen Viren oder Bakterien aggressiver machen, sollten gar Erreger betroffen sein, die Menschen infizieren, werden sich Impfgegner sofort auf diesen Zusammenhang stürzen. Die Impfraten – schon jetzt bei einigen Infektionskrankheiten wie Masern auf gefährlich niedrigem Niveau – könnten generell weiter sinken.

Nimmt also die Geschichte der Marekschen Erkrankung die Zukunft anderer Impfungen vorweg? Trimpert antwortet vorsichtig. "Auf jeden Fall ist das Marekvirus ein Beispiel für eine ungewöhnlich rasante Evolution, und die Impfung ist höchstwahrscheinlich der Motor seiner Entwicklung." Das belegte er gerade im Fachmagazin "Evolutionary Applications", indem er das Genpaket auseinandernahm, das die Viren umhertragen. Die DNA enthält alles, was Marek für seine Attacke auf Hühnerzellen braucht. Trimpert entwickelte eine Evolutionskarte des Virenerbguts, die 100 Millionen Virengenerationen – von 1940 bis heute – umfasst.

Ungewöhnliche rasante Evolution

Dabei verglich er vier besonders gefährliche der aktuell kursierenden Stämme mit 18 Stämmen aus der Vergangenheit. An zwölf Abschnitten fand der Virologe eine auffällig hohe Verwandlungsaktivität. Bei den meisten handelt es sich um sogenannte Transkriptionsfaktoren. Sie enthalten die Baupläne für Proteine, die Weichen im Stoffwechsel der befallenen Hühnerzellen neu stellen. Weg von dem, was die Zellen so tun sollten, hin zu dem, was das Virus für seine Vermehrung benötigt.

Immer wenn ein neuer Impfstoff eingeführt wurde, tauchten kurz danach vermehrt neue Varianten dieser Steuereinheiten auf, noch effektiver darauf ausgerichtet, die Wirtszelle auf Linie zu bringen. Trägt ein Erreger solche Gene, spielt es keine Rolle mehr, ob Antikörper nach dem Eindringling fahnden. Bevor sie das Virus eliminieren können, überschwemmen schon neue Viren aus den umprogrammierten Zellen das Blut.

Dass die Erreger gerade die Antikörper so zielgerichtet austricksen können, ist bedenklich: Die großen Abwehrmoleküle standen bisher immer im Mittelpunkt der Impfstoffentwicklung. Sie werden als Teil der Immunreaktion des Körpers passgenau zu einzelnen Oberflächenmolekülen von Krankheitserregern zusammengebaut. Sobald die Antikörper dort binden, ist der Eindringling markiert, Immunzellen erkennen ihn und greifen an. Für neue Impfstoffe ist deswegen der sogenannte Immobilisierungstest die Nagelprobe: Die Forscher überprüfen, ob die nach der Impfung gebildeten Antikörper fest genug an das Pathogen binden, um es eindeutig zu markieren. Nicht untersucht wird, ob ein Erreger Fähigkeiten hat, mit denen er das Markiersystem nach einiger Zeit umgehen könnte.

Erreger tricksen Antikörper aus

"Irgendwie gingen immer alle davon aus, dass Evolution bei Impfungen keine Rolle spielt", sagt Andrew Read, Leiter des Zentrums für die Dynamik von Infektionskrankheiten an der Pennsylvania State University. "Tja, tut sie aber. Und heute sind wir alle live dabei beim größten Experiment, das die Evolutionsforschung je veranstaltet hat."

Zoologe Read interessiert sich für das feine Gleichgewicht, das sich in Jahrmillionen zwischen dem Erreger und seinem angestammten Wirt eingependelt hat. "Natürliche Selektion führt dazu, dass Pathogene niemals extrem tödlich werden", sagt Read. "Denn am besten können sie sich dann ausbreiten, wenn die meisten ihrer Wirte die Infektion überleben."

Trügerische Erfolge der Immunisierung

Read glaubt nun, dass die Impfstoffe diese Spielregeln ändern. "Geimpft wird ja, um den tödlichen Ausgang der Erkrankung zu verhindern", sagt er. "Das bedeutet, dass der Wettbewerbsnachteil, den zu aggressive Erreger normalerweise haben, wegfällt." Besonders schädlich zu sein, wird jetzt zum Vorteil: Wer schnell den Sprung in die Wirtszelle schafft und dort besonders verheerend wirkt, vermehrt sich unter den Bedingungen einer Impfung am besten. Ihr eigentliches Potenzial zeigen diese Viren erst, wenn sie auf Ungeimpfte treffen: Ihre hochgerüsteten Kontrollgene können sie zu gnadenlosen Killern machen.

Für Read ist Marek kein Einzelfall, sondern ein Hinweis auf die Zukunft. Er fürchtet, dass sich die Menschheit gerade nur ein paar Jahrzehnte Ruhe vor ihren alten Feinden verschafft. In trügerischer Sicherheit wiegen uns die Erfolge, mit denen die Geschichte der Immunisierung aus der Spritze begann. Trügerisch, denn am Anfang standen Sonderfälle der Evolution: Die frühen Impfstoffe zielten auf Krankheiten, die man nur einmal im Leben haben kann, wie Masern oder Pocken. Diese Erreger haben sich offenbar auf nicht immunisierte Individuen spezialisiert und so Tricks zum Umgehen der Immunabwehr verlernt. Wer sie überlebt, erlangt lebenslängliche Immunität – und wer gegen sie geimpft wird auch. Gerade der bei Impfgegnern so unbeliebte Schutz gegen Masern ist nach allem, was man heute weiß, beruhigend evolutionsfest.