Virussen, vleermuizen en vogelpoep

Terwijl nieuwe virussen de mens tot gastheer maken, steken oude bekenden de kop weer op. De nieuwe pathogenen worden gekarakteriseerd, de oude in de gaten gehouden. Beide blijven echter een serieuze bedreiging voor de mens.

Bijna elk jaar worden er één of twee nieuwe pathogene micro-organisme ontdekt. In 1977 het Ebola-virus en Legionella pneumophilia, in 1983 HIV, in 1994 het Hendra-virus en in 1998 het Nipah-virus. De recentste ontdekking is van Nederlandse bodem. Wetenschappers van de afdeling Virologie van de Erasmus Universiteit publiceerden in Nature Medicine 7 juni van dit jaar de ontdekking van een virus dat bij kinderen kan leiden tot symptomen die variëren van lichte ademhalingsproblemen tot bronchiolitis en pneumonie, vaak gepaard gaand met spierpijn, overgeven en hoge koorts.

Viroloog prof. dr. Ab Osterhaus licht toe hoe het virus is ontdekt. 'De kans op het vinden van een nieuw virus dat een luchtweginfectie veroorzaakt, is niet groot. Bij ernstige respiratoire problemen vindt er in ziekenhuizen veelal uitgebreid virologisch onderzoek plaats. Bij ongeveer 80 procent van de luchtweginfecties wordt ook daadwerkelijk een bekend virus aangetroffen. Wij hebben in het ziekenhuisbestand echter bewust gezocht naar patiënten die behoren tot die andere 20 procent, maar bij wie de symptomen sterk duiden op een virusinfectie. Met zeer gevoelige isolatietechnieken vonden we in de bloedmonsters van deze patiënten een onbekend virus.'

Uit elektronenmicroscopische beelden bleek dat het gaat om een virus van de familie der paramyxovirussen, waartoe ook het beruchte respiratoir syncytieel virus (RSV) behoort. Met verschillende serologische en moleculair-biologische technieken is het nieuwe virus verder gekarakteriseerd. Op basis van vergelijkingen van het erfelijk materiaal van het virus blijkt dat het nauw verwant is aan een metapneumovirus dat bij kalkoenen voorkomt. Hiermee is ook de naam voor het nieuwe virus geboren: het humaan metapneumovirus of  hMPV.

Osterhaus benadrukt dat het hMPV voor mensen geen nieuw virus is. 'We hebben antistoffen tegen het virus aangetoond in bloedmonsters van meer dan veertig jaar oud. Toen we het artikel aan Nature Medicine aanboden, werd dan ook direct de vraag gesteld hoe het kan dat niemand anders het virus heeft ontdekt. Wij zijn immers maar een relatief kleine afdeling.' Zijn brede glimlach en pretoogjes maken duidelijk dat hij refereert aan veel grotere centra, zoals Centers for Disease Control and Prevention (CDC) in de Verenigde Staten. Dat de Rotterdamse afdeling het virus ontdekte ligt volgens hem aan de gevoeligheid van de technieken. 'Meestal wordt er een humane cellijn gebruikt om een virus in te bestuderen. Wij hebben daarnaast cellen afkomstig van apen gebruikt. De humane cellijn bleek niet infecteerbaar te zijn, de apencellen wel. Daar moet je ook wat geluk bij hebben.'

Momenteel zoekt Osterhaus' groep uit of  hMPV-infecties veel voorkomen. 'Als je een nieuw virus vindt, kan het natuurlijk zijn dat het maar onder bepaalde omstandigheden in een specifieke populatie voorkomt. Daarom analyseren we op dit moment van over de hele wereld keel- en bloedmonsters.'  In verband met het voorlopige karakter van de onderzoeksresultaten wil Osterhaus nog niet al te veel zeggen over de resultaten. Wat hij wel kwijt wil, is dat het een algemeen voorkomend virus is dat klinisch ongeveer even belangrijk is als RSV.

De Rotterdamse onderzoeksgroep zoekt ook uit of er subvarianten van het virus bestaan. Dit is van belang voor de ontwikkeling van diagnostische methoden en een vaccin. Die kunnen er relatief snel zijn. Het is namelijk aannemelijk dat de technieken waarmee verschillende bedrijven nu trachten een vaccin voor het respiratoir syncytieel virus te maken, ook zijn te gebruiken voor de ontwikkeling van een hMPV-vaccin. Verschillende biotechnologische bedrijven hebben al contact gezocht met Osterhaus. Hij is behalve afdelingshoofd van de afdeling Virologie namelijk ook algemeen directeur van Viroclinics BV,  een bedrijf van de EUR-holding, dat het hMPV-patent zal uitbaten.

Nieuwe uitbraken

Wie de lijst met recent ontdekte virussen, bacteriën en andere micro-organismen bekijkt (zie tabel), zal inzien dat de kans op het vinden van een echt nieuwe pathogeen niet zo heel groot is. Nieuwe uitbraken van een al bekende soort, of van varianten van een al bekende soort vormen een veel reëlere bedreiging. Na een lange afwezigheid stak in 1991 in Peru cholera de kop op; de ziekte koste 3.000 mensen het leven. Halverwege de jaren negentig werd in Rusland bij 50.000 mensen difterie geconstateerd. De groeiende wereldbevolking, de urbanisatie, de veranderende (seksuele) moraal, de toegenomen mobiliteit en resistentie bij antibiotica en antivirale middelen zijn factoren die besmettelijke pathogene micro-organismen in de kaart spelen. Een andere dreiging vormt het bioterrorisme, een fenomeen waarop in het kader uitgebreid wordt ingegaan.

Om epidemieën zoveel mogelijk te voorkomen letten verschillende instanties op meldingen van infecties. De wereldgezondheidsorganisatie WHO heeft in 1995 opgeroepen om surveillanceprogramma's voor infectieziekten te ontwikkelen. Een netwerk waarin alle informatie over meldingen van uitbraken is gebundeld, zou de toestand in de wereld met betrekking tot infectieziekten inzichtelijk moeten maken. De WHO heeft inmiddels wel een registratiesysteem waaraan een aantal surveillerende organisaties deelnemen, maar een alles beslaand wereldwijd netwerk is vooralsnog niet gerealiseerd.

Het Global Public Health Information Network (GPHIN) van Health Canada benadert het netwerk van netwerken zoals de WHO dat voor ogen heeft, wellicht nog het dichtst. GPHIN is gebaseerd op een zoekmachine die het internet volautomatisch afspeurt naar publicaties en meldingen over infectiehaarden. Experts analyseren de berichten en stellen een selectie beschikbaar aan professionals in de gezondheidszorg.

Een andere wereldwijd registratiesysteem is ProMed. Iedereen kan op de website van dit Program for Monitoring Emerging Diseases meldingen doen van alarmerende ziekteuitbraken of casussen. Verspreiding van de meldingen gaat via e-mail. Een groot voordeel van dit systeem is de razendsnelle verspreiding van de berichtgeving. Een nadeel is dat er geen verificatie van de meldingen plaatsvindt en het dus niet erg betrouwbaar is. Hiermee is het precies het tegenovergestelde van het registratiesysteem van de WHO waarbij alle alarmerende meldingen worden gecontroleerd, wat uiteraard tijd vergt.

Registratiesystemen
De Centers for Disease Control and Prevention (CDC) in Atlanta vormen verreweg de grootste organisatie die zich met infectiesurveillance bezighoudt. Deze twaalf centra overkoepelende organisatie heeft tal van registratieprojecten. Zo melden 121 steden wekelijks hoeveel mensen  in hun regio zijn overleden, en hoeveel van die doden het gevolg zijn van griep en pneumonie. Daarnaast houden verspreid over de Verenigde Staten 260 artsen bij hoeveel patiënten met griep wekelijks het spreekuur bezoeken. In een ander project melden elf universiteitsziekenhuizen alle alarmerende infectieziekten. Voor onder andere het West Nile Virus, tuberculosis, mazelen, en Neisseria gonorrhoeae zijn aparte registratiesystemen. Daarnaast zijn er afdelingen die zich richten op de transmissievorm, zoals bloedtransfusies, voedselvergiftigingen of besmetting via drinkwater. Voor casussen waarbij het pathogeen niet identificeerbaar is, heeft het CDC 'The unexplained deaths and critical illnesses surveillance system'.

Op het punt van infectieregistratie is Eurosurveillance de Europese tegenhanger van het CDC. Dit is een project van de Europese Unie. Alle meldingen van relevante uitbraken van infectieziekten verschijnen wekelijks in een bulletin op internet. De redactieraad van dit bulletin controleert bij de redactie van het landelijk bulletin alle meldingen met betrekking tot een bepaald land. Voor Nederland is dat het Infectieziekten bulletin van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM). Het RIVM volgt in opdracht van de Inspectie voor de Gezondheidszorg de relevante ontwikkelingen op het gebied van infectieziekten.

Deze zomer is de structuur voor de coördinatie bij de uitbraak van een infectie formeel vastgesteld. De melding van alarmerende infecties is al langer geregeld via de Wet infectieziekten. Om echter niet altijd achter de feiten te hoeven aanlopen, wordt de dreiging van een infectie-uitbraak zo mogelijk ook op andere manieren gedetecteerd. Het RIVM houdt bijvoorbeeld contact met vogelaars omdat zij de eersten zijn die vogelsterfte waarnemen, wat een voorbode kan zijn van het gevreesde West Nile Virus. Ook de afdeling Virologie van de Erasmus Universiteit wordt bij zo'n melding betrokken om te onderzoeken of de vogels daadwerkelijk zijn besmet met het West Nile Virus. Bij de afdeling van Osterhaus - zelf van oorsprong dierenarts - is een fulltime veterinair patholoog in dienst.

Poepmonsters
Ook bij een ander 'vroeg detecteersysteem' spelen vogelaars een rol. Vorig jaar verzamelden vogelringers voor Osterhaus ongeveer twintigduizend poepmonsters van vogels uit onder andere Scandinavië, West-Europa en West-Afrika: de route van de vogeltrek. Hij is hierin geïnteresseerd omdat een nieuw vogelinfluenzavirus op de mens kan overgaan.

Al verschillende malen heeft Osterhaus te kennen gegeven dat hij van mening is dat wat betreft zoönosen een nieuw pandemisch influenzavirus een ernstige en reële bedreiging vormt. 'De meest recent geïdentificeerde zoönosen veroorzaakt door het Hendra-, het Menagle- en het Nipah-virus, hebben onder mensen wel dodelijke slachtoffers gemaakt, maar ze verspreiden zich niet wereldwijd. Hun verspreiding is vooral afhankelijk van hun natuurlijke gastheer, vaak de fruitetende vleermuis.

'Influenza is juist zo gevaarlijk, omdat het zich razendsnel verspreidt. Dat hebben de verschillende pandemieën in het verleden al laten zien. Over de ernst van andere zoönosen kun je eenvoudigweg geen zinnige voorspellingen doen. Alleen dat ze blijven ontstaan. Als je in 1980 zou hebben geroepen dat er een retrovirus uit chimpansees naar de mens zou overspringen dat miljoenen slachtoffers maakt, zou niemand je hebben geloofd. Nu kan niemand meer om aids heen.'

Nieuw ontdekte ziekteverwekkers

Bioterrorisme
De recente geschiedenis laat zien dat biologische oorlogsvoering een serieuze dreiging vormt. Na de Golfoorlog bleek dat Irak druk bezig was met het ontwikkelen van biologische wapens. Ook de Japanse sekte Aum Shinrikyo, die aanslagen pleegde in de metro van Tokio, experimenteerde met biologische agentia. En volgens naar het westen uitgeweken wetenschappers was in de voormalige Sovjet-Unie een onderzoek naar  biowapens aan de gang.

Er zijn verschillende methoden om biologische agentia geschikt te maken voor terroristische doeleinden. De eenvoudigste manier is om een bacterie resistent te maken tegen antibiotica. Bacteriën als Staphylococcus aureus en Pseudomonas aeruginosa kunnen gemakkelijk antibioticaresistentie ontwikkelen. Sommige van de hiervoor verantwoordelijke genen liggen op de plasmiden: de aparte stukjes DNA die gemakkelijk tussen bacteriën onderling uitwisselen. De eerdergenoemde Russische wetenschappers claimen dat zij door uitwisseling van plasmiden een Yersinia pestis-soort resistent hebben gemaakt voor zestien verschillende antibiotica.

Een bijeffect van de nieuwe genetische technieken is dat het de productie van biowapens makkelijker heeft gemaakt. Met als doel  betere medicijnen te ontwikkelen, zijn verschillende bedrijven bezig met 'gerichte moleculaire evolutie'. Door met behulp van 'DNA-shuffling' expres variatie in de genen aan te brengen  ontstaan er afwijkende eiwitten die eventueel als medicijn zijn te gebruiken. Deze techniek kan echter ook worden gebruikt om biowapens te ontwikkelen, zoals is gedemonstreerd door Willem Stemmer van het bedrijf Maxygen in Redwood City, Californie. Met deze methode hebben onderzoekers bewust een E. coli geproduceerd die 32.000 keer minder vatbaar is voor het antibioticum cefotaxime dan normale E. coli's. Kort na publicatie van deze bevinding kreeg Stemmer  het verzoek van de American Society for Microbiology  om de ontwikkelde bacteriën te vernietigen. Stemmer heeft dit verzoek ingewilligd.

Ook kan er onbedoeld een biologisch wapen ontstaan. Bij het produceren van een contraceptief vaccin voor muizen maakte men gebruik van een niet-pathogeen muizenpokkenvirus waaraan genen coderend voor eiwitten op de muizeneicellen, werden toegevoegd. De bedoeling was dat de geïnfecteerde cellen antilichamen gingen produceren tegen de eigen eicellen. Om het vaccin te optimaliseren voegden de onderzoekers ook een gen toe dat de antilichaam-productie stimuleert: IL-4.  Dit gen bleek echter een deel van het immuunsysteem bij de muizen lam te leggen, met als gevolg dat de muizen stierven. Erg verontrustend is dat ook muizen die eerder waren gevaccineerd tegen het virus, binnen enkele dagen stierven. Als deze technieken worden toegepast op organismen die bruikbaar zijn voor biologische oorlogsvoering  (Bacillus anthracis , Yersinia pestis, Francisella tularensis) zijn  de gevolgen niet te overzien, aldus veel wetenschappers.

Toch is er volgens sommige experts nog geen reden voor paniek. De in het laboratorium geproduceerde bacteriën kunnen waarschijnlijk moeilijk buiten het lab overleven en de kans is groot dat zij kunstmatig geïntroduceerde eigenschappen snel zullen verliezen. Hoeveel schade een biologisch wapen kan berokkenen voordat deze pathogene genen verdwijnen, blijft echter een raadsel.

Volgens de Gezondheidsraad is het risico klein, maar niet nul. Om beter te zijn voorbereid moet er een draaiboek 'Bioterrorisme' komen. In het deze zomer uitgebrachte advies van de Gezondheidsraad 'Verdediging tegen bioterrorisme' staat  dat artsen er alert op moeten zijn dat het optreden van zeldzame infectie-ziekten te wijten kan zijn aan het moedwillig verspreiden van biologische agentia. Bij een aanslag met een biologisch wapen is een snelle verificatie van belang en moeten er direct experts, zoals de GGD, worden ingeschakeld.