Das Dengue-Virus
Das Dengue-Virus ist ein von Stechmücken übertragenes Virus, das Dengue-Fieber auslösen kann. Es gehört zur Familie der Flaviviren, zu der auch das Gelbfieber-Virus, das Zika-Virus und das FSME-Virus gehören. Flaviviren sind RNA-Viren. Sie werden so genannt, da sie ihre Erbinformation in Form von RNA transportieren.
Wie wird das Dengue-Virus übertragen?
Viren können auf unterschiedlichen Wegen auf den Menschen übertragen werden. Einige Viren werden durch sogenannte Vektoren verbreitet. In der Medizin ist ein Vektor ein Organismus, der einen Erreger von einem Wirt zu einem anderen transportiert und so Krankheiten überträgt. Im Falle des Dengue-Virus sind es bestimmte Stechmücken, die die Erkrankung übertragen: die Aedesmücken. Die weiblichen Stechmücken müssen sich von Blut ernähren, um Eier produzieren zu können. Saugen sie Blut von einem infizierten Menschen, vermehrt sich der Krankheitserreger in der Mücke. Sticht die infizierte Mücke dann einen Menschen, wird das Virus auf diesen übertragen.
Wird ein Virus von einem infizierten Wirt auf einen gesunden Wirt übertragen, spricht man von Transmission.
Gut zu wissen
Dengue-Fieber wird also in der Regel nicht direkt von Mensch zu Mensch übertragen. Eine direkte Übertragung ist nur durch infiziertes Blut möglich, zum Beispiel bei einer Bluttransfusion oder Organtransplantation. Auch eine vertikale Virusinfektion ist möglich. Dabei gibt eine schwangere Frau die Krankheit an ihr Kind weiter. Beide Fälle sind jedoch äußerst selten.
Der Vermehrungszyklus des Dengue-Virus
1. Inkubationsphase Stechmücke
2. Infektion Mensch
3. Inkubationsphase Mensch
4. Infektion Stechmücke
In der Regel entwickelt eine Person 4 Tage nach dem Stich einer infizierten Aedesmücke eine sogenannte Virämie. Das bedeutet, dass in ihrem Blut viele Dengue-Viren vorhanden sind. Die Virämie dauert in der Regel 5 Tage, kann aber auch bis zu 12 Tage andauern. Am ersten Tag der Virämie zeigen infizierte Menschen im Allgemeinen keine Symptome. Erst 5 Tage nach dem Mückenstich können Beschwerden auftreten.
Wie vermehrt sich das Dengue-Virus im Menschen?
Wie alle Viren hat sich auch das Dengue-Virus darauf spezialisiert, Zellen seines Wirtes zu infizieren und die Zellmaschinerie für seine Zwecke zu nutzen. Das bedeutet, dass Viren nicht alles, was sie zum Vermehren brauchen, selbst herstellen, sondern sie lassen das die Wirtszellen machen.
Der Lebenszyklus (life cycle) des Dengue-Virus beginnt damit, dass spezielle Proteine auf der Oberfläche des Virus bestimmte Proteine auf der Oberfläche der Wirtszelle erkennen. Sie docken an diese an und ermöglichen damit das Eindringen der Viren in die Zielzellen. Ihre Erbinformation transportieren Dengue-Viren in Form von RNA, sie zählen also zu den RNA-Viren. Mithilfe der RNA programmieren sie die Wirtszelle so um, dass diese viele neue Viren produziert, bis die Zelle schließlich aufplatzt und die neuen Viren freisetzt. Diese befallen dann weitere Zellen. So vermehren sich die Viren zu Beginn der Erkrankung rasant und die Virenzahl im Blut ist sehr hoch. Eine Mücke, die in dieser Zeit Blut saugt, nimmt also viele Viren auf. Damit ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass sie bei zukünftigen Stichen weitere Menschen infiziert. Das Dengue-Virus besteht aus 2 Typen von Proteinen, den sogenannten Struktur-Proteinen und den Nicht-Struktur-Proteinen. Die Strukturproteine schützen die RNA-Erbinformation und bilden eine Kapsel. Die Nicht-Struktur-Proteine sind wichtig für die Vermehrung des Virus.
Das NS1-Protein
Eine besondere Rolle spielt das Nicht-Struktur-Protein1 (NS1), das schon sehr früh im Lebenszyklus des Virus von den infizierten Zellen hergestellt und in das Blut abgegeben wird. Es wird für die erhöhte Durchlässigkeit der Blutgefäße verantwortlich gemacht, vor allem bei einem schweren Verlauf des Dengue-Fiebers. Das NS1-Protein wird spezifisch mithilfe von Schnelltests nachgewiesen, so gelingt ein eindeutiger Nachweis einer Dengue-Infektion.
Weitere Informationen zum Thema findest Du unter Dengue-Fieber: Diagnose und Differentialdiagnose.
Wie reagiert das körpereigene Immunsystem auf eine Dengue-Fieber-Infektion?
Nach dem Stich einer infizierten Aedesmücke folgt die sogenannte Inkubationszeit, in der sich das Dengue-Virus im menschlichen Körper vermehrt. In dieser Zeit treten noch keine Symptome auf, doch das Immunsystem wird bereits aktiviert. Die Viren werden erkannt, außerdem signalisieren die infizierten Zellen das Eindringen von Krankheitserregern. Spezialisierte Abwehrzellen (Makrophagen) sind als erste vor Ort und aktivieren über Signalmoleküle weitere Immunzellen.
Das Ziel dieser Immunreaktion ist es, den Angriff der Krankheitserreger zu stoppen und die Viren unschädlich zu machen, aber auch langfristig auf zukünftige Infektionen vorbereitet zu sein. Das Immunsystem reagiert auf 2 Arten auf eine Infektion, nämlich mit der angeborenen Immunantwort und der erworbenen Immunantwort. Die angeborene Antwort ist sehr schnell und kann viele Krankheitserreger innerhalb von Stunden bekämpfen. Die erworbene Immunantwort entspricht einem hochspezialisierten Werkzeug, das den Krankheitserreger ganz spezifisch bekämpft. Eine zentrale Rolle spielen dabei Antikörper. Sie erkennen spezifisch Virusproteine wie zum Beispiel das NS1-Protein. Die Antikörper markieren die Fremdstoffe für die Zerstörung durch Immunzellen oder machen sie selbst unschädlich. Wenn eine Infektion überstanden ist, sinkt die Anzahl der Antikörper im Blut, Dengue-Antikörper sind jedoch ein Leben lang nachweisbar und bieten einen Schutz vor einer neuerlichen Infektion.
Menschen, die in Endemiegebieten leben, stecken sich zumeist schon im Kindesalter an und sind als Erwachsene dann immun. Reisende aller Altersstufen, die aus Regionen kommen, in denen Dengue-Fieber nicht vorkommt, sind wahrscheinlich nicht immun und daher besonders gefährdet.1
Infektionsverstärkende Antikörper können den Schweregrad des Dengue-Fiebers beeinflussen
Es gibt vier Varianten, sogenannte Serotypen, des Dengue-Virus, die zwar miteinander verwandt sind, deren Proteine sich jedoch ein wenig voneinander unterscheiden. Dadurch können einige Antikörper, die einen Serotyp neutralisieren, bei einem anderen Serotypen zwar ebenfalls binden, diesen aber nicht neutralisieren. Dort bewirken sie paradoxerweise das Gegenteil, sie erleichtern nämlich den Eintritt in die Wirtszellen. Diese Antikörper werden infektionsverstärkende Antikörper genannt, da sie die Symptome einer Dengue-Infektion verstärken und die Wahrscheinlichkeit für einen schweren Verlauf erhöhen.
Dieses Phänomen tritt auf, wenn ein Mensch bereits Antikörper für einen Serotyp besitzt (Erstinfektion) und sich dann mit einem anderen Serotypen infiziert (Zweitinfektion). Dabei steigt das Risiko für schwere Verläufe.
Wie wird das Dengue-Virus nachgewiesen?
Schon in der Inkubationszeit kann die Virus-RNA mithilfe eines PCR-Tests nachgewiesen werden. Wenig später können Teile des Krankheitserregers, das sogenannte NS1-Protein, mit einem Schnelltest nachgewiesen werden.
Wie bei vielen anderen Viren auch gibt es für Dengue-Fieber keine Medikamente, die die Krankheit direkt bekämpfen können. Dein Immunsystem kann Dengue-Viren aber meist recht gut abwehren. Es bildet verschiedene Antikörper, die spezifisch gegen diesen Krankheitserreger gerichtet sind. Diese können dann bis ans Lebensende nachgewiesen werden.
Dengue-Virus – Serotypen und Genotypen2
Es gibt nicht nur eine Art von Dengue-Virus. Bisher sind vier verschiedene Virusvarianten, sogenannte Serotypen, bekannt. Zu diesen gibt es jeweils bis zu sechs Genotypen.
Was sind Serotypen?
Als Serotyp oder Serovar bezeichnet man Untergruppen von Mikroorganismen wie Bakterien oder Viren. Diese tragen auf ihrer Außenseite spezifische Strukturen, sogenannte Oberflächenantigene. Die Serotypen eines Erregers gehören zwar zur selben Erregerart, sie haben auf ihrer Oberfläche jedoch unterschiedliche Antigene. Unser Immunsystem behandelt jeden Serovar deshalb so, als würde es sich um unterschiedliche Erreger handeln. Das heißt, eine Infektion mit einem Serotyp bewirkt eine vermutlich lebenslange Immunität für diesen, aber nicht für die anderen.
Die Gefahr von Komplikationen bei Dengue-Fieber ist bei einer Zweitinfektion am höchsten, wenn der*die Patient*in zuvor eine Erstinfektion mit einem anderen Serotyp durchgemacht hat. Als Ursache dafür werden sogenannte infektionsverstärkende Antikörper vermutet, die bei der Erstinfektion gebildet werden. Sie erleichtern dem zweiten Serotypen das Eindringen in die Zellen, sodass das Risiko eines schweren Verlaufs steigt.3,4,5
Serotypen können durch serologische Tests unterschieden werden. Das sind Tests, die mit dem Blutserum von infizierten Patienten durchgeführt werden.
Ausbreitung der vier Dengue-Virus-Serotypen von 1943 bis 2013
Quelle: Modifiziert nach Messina JP, et al. Trends Microbiol. 2014;22(3):138-146.
Schon seit den 1940er-Jahren verbreiteten sich alle vier Virustypen in den Tropen und Subtropen. In vielen Endemiegebieten, also Ländern, in denen das ganze Jahr über eine Ansteckungsgefahr besteht, kommen mittlerweile alle vier Serotypen vor.
Du kannst Dich bis zu viermal im Leben mit dem Dengue-Virus infizieren.
Was sind Genotypen?
Genotypen sind kleinere Varianten in der Erbinformation des jeweiligen Serotypen. Die Genotypen können eine Auswirkung darauf haben, wie ansteckend das Virus oder wie schwer der Krankheitsverlauf ist. Manche Genotypen sind eher lokal zu finden, andere sind über die ganze Welt verbreitet.
Dengue-Serotypen und -Genotypen beeinflussen das Risiko für einen schweren Verlauf (medizinisches Hintergrundwissen)
Zu jedem der vier Serotypen wurden inzwischen bis zu sechs unterschiedliche Genotypen identifiziert.6–10
Das Risiko für einen schweren Verlauf ist je nach Virus-Genotyp unterschiedlich. So wird zum Beispiel DENV-3/III mit einer erhöhten Anzahl schwerer Infektionen in Südamerika und Asien in Verbindung gebracht.3 Eine Metaanalyse mit 15.741 Dengue-Fällen aus dem Jahr 2016 zeigt zudem, dass in Südostasien besonders häufig DENV-3 und in anderen Regionen DENV-2 schwere Krankheitsverläufe verursachen.7
Bisher bekannte Dengue-Serotypen und -Genotypen6–10
Dengue-Fieber-Zweitinfektion: erhöhtes Risiko für einen schweren Verlauf
Bei allen Serotypen ist das Risiko, ein schweres Dengue-Fieber zu entwickeln, bei einer Sekundärinfektion höher als bei der ersten Infektion (Primärinfektion).
- Antikörper aus einer DENV-Primärinfektion binden an DENV eines anderen Serotyps, können diesen aber nicht neutralisieren.3,5
- Der Antikörper-DENV-Komplex bindet an das Fragment des kristallisierbaren Gamma-Rezeptors (FcγR) auf zirkulierenden Monozyten.3,5
- Virusreplikation und Virämie und damit der Schweregrad der Erkrankung werden erhöht.3,5
Dieses Phänomen ist zudem abhängig von der jeweiligen Reihenfolge der Infektionen. Das höchste Risiko für einen symptomatischen Verlauf der Sekundärinfektion entsteht in folgenden Konstellationen:8
- DENV-1 gefolgt von DENV-2
- DENV-1 gefolgt von DENV-4
- DENV-2 gefolgt von DENV-3
- DENV-4 gefolgt von DENV-3
Ein längerer Abstand zwischen Primär- und Sekundärinfektion ist ein weiterer Risikofaktor für eine schwere Erkrankung.9,10
Massad, et al. Epidemiol Infect. 2013;141:412–417
Paul-Ehrlich-Institut. Dengue Fieber Virus DENV. 2011. Stellungnahmen des Arbeitskreises Blut des Bundesministeriums für Gesundheit. (https://www.pei.de/SharedDocs/Downloads/wiss-publikationen-volltext/bundesgesundheitsblatt/2011/2011-dengue-fieber-virus-denv-stellungnahme.pdf?__blob=publicationFile&v=2. Zugriff: 11.02.2022)
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Bhoomiboonchoo, et al. BMC Public Health. 2015;15:250.