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4.1 - Grippe - Immunologie und Historie

Antigenic drift und Epidemien

Die durch eine Infektion mit Influenza-Viren oder durch eine Impfung erworbene Immunität ist äußerst wirksam. Eine erneute Erkrankung durch eine Infektion mit demselben Virus ist dadurch praktisch ausgeschlossen. Doch die Influenza-Viren ändern ständig die Struktur ihrer Oberflächenantigene Hämagglutinin (HA) und Neuraminidase (NA). Diese Strukturvariationen beruhen bei Influenza-Viren auf zwei verschiedenen Ursachen bzw. Mechanismen, dem antigenic drift und dem antigenic shift.

Antigenic drift

Abb.1

Antigenic drift: a) Ein infolge einer Impfung oder Infektion gegen ein Oberflächenantigen des Virus gebildeter Antikörper "passt" spezifisch zu diesem Antigen (große bindende Wechselwirkungen durch hohe Komplementarität). b) Ein antigenic drift führt zu kleinen strukturellen Änderungen des Oberflächenantigens. c) Durch den antigenic drift "passt" der ursprüngliche Antikörper nicht mehr so gut zum strukturell veränderten Oberflächenantigen (kleinere bindende Wechselwirkungen durch geringere Komplementarität).

Der antigenic drift kommt durch Punktmutationen im Virusgenom zustande. Dieser Austausch einzelner Basen (Bausteine) der Virus-RNA (vRNA) führt schließlich bei der Produktion neuer Virusproteine (Translation) in der Wirtszelle zu Proteinen, in denen einzelne Aminosäuren durch andere ersetzt sind. Findet die Mutation in einem RNA-Segment statt, das eines der Oberflächenantigene HA oder NA codiert, so wird durch diesen antigenic drift die ursprüngliche potentielle HA- oder NA-Antikörper-Wechselwirkung geschwächt und damit auch die erworbene Immunität (Impfschutz). Allerdings ist diese Abschwächung der Immunität nur gering bis mäßig, weil die strukturellen Änderungen von HA oder NA nicht besonders groß sind.

Die Mutationsrate ist bei Influenza-Viren erstaunlich hoch: Etwa dreihundertfach größer als für Mikroorganismen mit DNA-Genom beschrieben und vermutlich mehrere tausendfach größer als beim Menschen.

Durch antigenic drifts finden in den Proteinen HA und NA des Influenza-Virus (Typen A und B) pro Jahr circa zwei bis drei Aminosäure-Austausche statt. Je nach Anzahl und genauer Lokalisation im Protein führen diese zu einer mehr oder weniger starken Abschwächung der Immunität. Die Folge können lokal sehr begrenzte Ausbrüche der Grippe mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Erkrankten bis hin zu größeren Epidemien sein.

Von einer Epidemie spricht man bei dem gehäuften Auftreten einer Infektionskrankheit, die aber zeitlich und auf eine (evtl. auch recht große) Region begrenzt bleibt. Breitet sich eine Epidemie jedoch massenhaft und über mehrere Länder oder sogar Kontinente aus, so spricht man von einer Pandemie.

Übungsquiz: Influenza - Antigenic drift

Literatur

(1997): Die humanen Influenzaviren. In: Molekulare Virologie. S. Modrow D. Falke (Hrsg.). Spektrum Akademischer Verlag , 253-259
Schmidt, M. (1999): Grippeimpfung - Jetzt ist die richtige Zeit!. In: PTA heute. 13 , 901-907
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