Grippe (Influenza) und Lungenentzündung als Doppel-Infektion machen die Erreger aggressiver. Dabei zeigt sich ein gefährliches Wechselspiel.
Unter dem Strich gilt das Bakterium Streptococcus pneumoniae – häufiger Auslöser von Lungenentzündungen – heute für Grippe-Patienten deutlich gefährlicher als für gesunde Menschen. Nach einer Doppel-Infektion mit Grippe, Influenza, und Lungenentzündung, Pneumonie, beziehungsweise Grippeviren und Streptococcus pneumoniae ist der Krankheitsverlauf stets besonders schwer, oft sogar tödlich. Dabei variieren die Abwehrreaktionen des Körpers auf das Bakterium sehr stark. Je nach Bakterien-Stamm werden unterschiedliche Immunzellen und Botenstoffe aktiv. Neueste Erkenntnisse könnten die Möglichkeit eröffnen, Mehrfach-Infektionen künftig zielgerichteter zu behandeln. Schließlich sind aktuell vor allem die Mehrfach-Infektionen hinsichtlich Grippe, Influenza, und Covid-19-Lungenentzündung, der Pneumonie durch das Coronavirus SARS-Cov-2, gerade jetzt in der Corona-Pandemie im Blickpunkt der Forschung.
Grippe, Influenza, und Lungenentzündung, Pneumonie, bei der Pandemie 1918/1920 – als spanische Grippe bekannt
Pandemien können jedenfalls auch durch den Grippe-Erreger, dem Influenza A-Virus, entstehen. Das Virus löst in unregelmäßigen Abständen immer wieder weltweite Erkrankungswellen aus. Die Folgen können verheerend sein. Bei der Grippe-Pandemie der Jahre 1918/19 etwa kamen Schätzungen zufolge zwischen 50 und 100 Millionen Menschen ums Leben. In vielen dieser Fälle war die Todesursache nicht das Grippevirus allein. Hierzu hat man bei der nachträglichen Untersuchung von klinischem Material festgestellt, dass sich ein großer Anteil der Patienten zusätzlich mit Bakterien infiziert hatten. Oft war es diese zweite, bakterielle Infektion, die zum Tod geführt hat. Während Viren aus vergleichsweise wenigen Molekül-Bausteinen bestehen und sich nur innerhalb von Wirtszellen vermehren können, sind Bakterien einzellige, selbstständig wachsende Lebewesen.
Streptococcus pneumoniae
Zu den gefährlichen Bakterien, die eine durch Grippeviren geschwächte Lunge befallen können, zählt Streptococcus pneumoniae. Bakterien dieser Art werden auch Pneumokokken genannt. Sie lösen mitunter lebensbedrohliche Lungenentzündungen – Pneumonien – aus. Dabei gibt fast 100 verschiedene Serotypen von Streptococcus pneumoniae. Das Spektrum reicht von harmlosen Stämmen, die den Nasen-Rachen-Raum besiedeln und kaum Symptome hervorrufen, bis hin zu hoch invasiven Erregern, die in das Lungengewebe eindringen und dort schwere Erkrankungen auslösen können.
Gemeinsam mit Forschungspartnern am Karolinska-Institut in Stockholm und der FU Berlin stellten unlängst Wissenschaftler des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) in Braunschweig und der Otto-von-Guericke Universität (OVGU) Magdeburg die Frage: Wie verhalten sich Pneumokokken-Stämme mit unterschiedlichen Ausbreitungseigenschaften, wenn sie auf einen bereits von Influenza-Viren infizierten Organismus treffen? Solche sogenannten Ko-Infektionen oder Superinfektionen mit Influenza A und Streptococcus pneumoniae erforschten sie an Mäusen.
Es zeigte sich: Alle untersuchten Stämme des Bakteriums verhielten sich deutlich aggressiver, wenn sich im Wirt bereits kurz zuvor Grippeviren eingenistet hatten – auch ansonsten harmlosere Serotypen wurden dann zu tödlichen Killern.
Offenbar ist nach einer Grippeinfektion auch die körpereigene Abwehr gegen Bakterien geschwächt. Dieser Effekt ist weitgehend unabhängig vom Pneumokokken-Stamm. Wenn allerdings die Grippeinfektion schon länger her war, dann waren es vor allem die hoch invasiven Pneumokokken-Stämme, die noch Probleme machten.
Behandlung bei Grippe und Lungenentzündung
Große Unterschiede stellte man bei der Art der Entzündungsreaktionen fest, die das Immunsystem der Mäuse zur Abwehr der Erreger einleitete. Die Forscher entdeckten, dass – je nach Pneumokokken-Stamm – unterschiedliche Konzentrationen verschiedener Botenstoffe, eine unterschiedliche Verteilung der wichtigsten Typen von Immunzellen in der Lunge und auch unterschiedliche Wege der Ausbreitung der Bakterien im Körper feststellbar waren.
So stieg etwa bei Ko-Infektionen mit bestimmten Streptococcus pneumoniae-Stämmen die Zahl der Neutrophilen in der Lunge – eines spezialisierten Immunzell-Typs, der unter anderem Bakterien bekämpft, aber auch das körpereigene Gewebe angreifen kann. Bei einem Stamm namens 19F nahm die Zahl der Neutrophilen nach einer Ko-Infektion dagegen ab. Dies könnte für die Behandlung von Pneumokokken-Superinfektionen bei künftigen Grippewellen von Bedeutung sein.
Es ist jedenfalls häufig nicht ausreichend, Medikamente gegen die Influenza-Viren und die Bakterien zu kombinieren. Man benötigt zusätzlich Therapien, die das Immunsystem stärken. Das verhindert, dass die Entzündungsreaktionen zu heftig ausfallen und dadurch den eigenen Körper schädigen.
Gerade bei den untersuchten Ko-Infektionen stellen überschießenden Immunreaktionen eine erhebliche Gefährdung dar. Entzündungshemmende Medikamente – so die Hoffnung der Wissenschaftlerinnen – könnte man in Zukunft zielgerichteter auswählen, wenn man sie auf den jeweils vorliegenden Bakterientyp abstimmen könnte.
Zudem könnte die Aufrechterhaltung der Homöostase des Mikrobioms der oberen Atemwege ein potenzielles therapeutisches Ziel bei Mehrfach-Infektionen sein. Das lässt eine aktuelle Studie in Nature vermuten.
Literatur:
Kaul D, Rathnasinghe R, Ferres M, et al. Microbiome disturbance and resilience dynamics of the upper respiratory tract during influenza A virus infection [published correction appears in Nat Commun. 2020 Jun 16;11(1):3132]. Nat Commun. 2020;11(1):2537. Published 2020 May 21. doi:10.1038/s41467-020-16429-9
LeMessurier KS, Tiwary M, Morin NP, Samarasinghe AE. Respiratory Barrier as a Safeguard and Regulator of Defense Against Influenza A Virus and Streptococcus pneumoniae. Front Immunol. 2020;11:3. Published 2020 Feb 4. doi:10.3389/fimmu.2020.00003
Niharika Sharma-Chawla, Vicky Sender, Olivia Kershaw, Achim D. Gruber, Julia Volckmar, Birgitta Henriques-Normark, Sabine Stegemann-Koniszewski, Dunja Bruder. Influenza-A-Virus Infection Predisposes Hosts to Secondary Infection with Different Streptococcus pneumoniae Serotypes with Similar Outcome but Serotype-Specific Manifestation. Infect Immun. 2016;84(12):3445-3457. Published 2016 Nov 18. doi:10.1128/IAI.00422-16
Quelle: Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung – www.helmholtz-hzi.de
