Letzten Sommer schloss sich Dr. Kevin Olival einer Gruppe indonesischer Jäger an, die sich tief in die Mangrovenwälder der Süd-Sulawesi-Insel wagten. Die Jäger suchten Rastfledermäuse, hauptsächlich Fruchtfledermäuse und Flughunde - für sie ein lukrativer Preis, der im Rahmen des Buschfleischhandels in die nördlichen Dörfer verschifft werden kann. Für Olival waren die Fledermäuse ein Preis einer anderen Art.
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Olival ist ein Virusjäger. Seit mehr als 15 Jahren durchsucht der Ökologe und Evolutionsbiologe den Globus nach Proben von Tieren, die im Rahmen der globalen gemeinnützigen EcoHealth Alliance einige der gruseligsten unentdeckten Viren beherbergen. Sein Ziel: Das nächste unentdeckte Virus in Tieren zu finden, das die Fähigkeit birgt, zum Menschen zu springen und die nächste Todesopferpandemie auszulösen.
Er und sein Team sind zwei Wochen in Indonesien und tupfen Kot, Urin und Speichel ab und entnehmen Fledermäusen Blutproben. Einfrieren in flüssigem Stickstoff; und sie zum Testen an ein indonesisches Labor schicken. Die EcoHealth Alliance geht eine Partnerschaft mit der USAID PREDICT ein, einem globalen Projekt im Wert von 200 Millionen US-Dollar, das darauf abzielt, aufkommende Infektionskrankheiten zu erkennen, zu verhindern und zu bekämpfen, bevor sie zu einer ausgewachsenen Pandemie werden.
Die Idee ist ziemlich einfach. Wenn Wissenschaftler die Orte identifizieren können, an denen Viren am wahrscheinlichsten von Tieren auf Menschen übertragen werden, können sie die Menschen warnen, Verhaltensweisen ändern, die das Risiko erhöhen, und aufkommende Infektionen eindämmen. Die Schwierigkeit liegt in der Identifizierung. Deshalb versuchen Olival und andere, ein Frühwarnsystem aufzubauen - eines, das sich noch in den Kinderschuhen befindet.
"Wir versuchen, die Kristallkugel, die sehr trüb ist, zu verbessern", sagt Jonna Mazet, die globale Direktorin von PREDICT und Professorin für Epidemiologie an der University of California in Davis. Die Frage ist: Ist das Zielen auf tierische Vektoren der beste Weg, um dieses Ziel zu erreichen?
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Hängende Schläger im Tana Toraja-Bereich von Indonesiens Sulawesi-Insel. (Glen Allison / Alamy) Zoonotische Viren - solche, die vom Tier zum Menschen oder umgekehrt springen - haben einige der verheerendsten Pandemien der Welt verursacht. Von den rund 400 neu auftretenden Infektionskrankheiten, die seit 1940 festgestellt wurden, stammen mehr als 60 Prozent aus Tieren. Die Beulenpest hat ihren Ursprung in Stadtratten. HIV / AIDS begann als Virus bei Affen. Ebola fand ein Zuhause in Fledermäusen, bevor es auf den Menschen überging. In einem Gebiet Guineas hatten Wissenschaftler bereits 2008 einen Virus-Hotspot ausgewiesen. Die spanische Influenza-Pandemie von 1918 forderte eine unvorstellbare Zahl von 50 Millionen Todesopfern zurückverfolgt zu Vögeln.
Obwohl es schwer vorstellbar ist, könnte ein zukünftiger Zoonosenausbruch möglicherweise schlimmer sein. "Die Welt ist nicht bereit", sagt Dennis Carroll, Direktor der Abteilung für globale Gesundheitssicherheit und -entwicklung bei USAID, per E-Mail, "um die Auswirkungen einer aufkommenden Bedrohung zu mindern oder ihr Entstehen zu verhindern - und uns für ihre Folgen anfällig zu machen." Zu diesen Konsequenzen könnten Millionen von Menschenleben und Milliarden von Dollar an wirtschaftlicher Zerstörung gehören.
Heute glauben einige, dass die Rate der aufkommenden neuen Krankheiten steigt. Studien zeigen, dass moderne Faktoren wie Klimawandel, ökologischer Abbau und Bevölkerungsdruck es wahrscheinlicher machen, dass Viren von Tieren auf Menschen übertragen werden. "Wir müssen besser über zukünftige Bedrohungen durch Infektionskrankheiten informiert werden, bevor sie auftreten", schreibt Caroll, "damit unsere technischen Gegenmaßnahmen und unsere Gegenmaßnahmen besser auf die Besonderheiten der Bedrohung abgestimmt werden können, bevor sie auftreten."
In der Zwischenzeit fangen PREDICT und Partner wie EcoHealth an, die wahrscheinlichsten aufkommenden Bedrohungen zusammenzustellen.
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Olival, der einen Hieb freigibt, nachdem Proben für die Virusprüfung in Thailand gesammelt worden sind. (Copyright 2018 EcoHealth Alliance) Orte wie Sulawesi, wo ungefähr 500 Tonnen Fledermäuse getötet werden und im Norden landen, sind darauf vorbereitet, das Epizentrum der nächsten Pandemie zu werden. Diese Massenbewegung von Fleisch bedroht nicht nur den Schutz der Fledermäuse - der größere Fledermaushandel hat zu einem Rückgang der Fledermauspopulation in ganz Südostasien geführt -, sondern hat auch die Fähigkeit, die Infektion in kürzester Zeit auf andere Teile des Landes auszubreiten. Es ist ein gutes Beispiel dafür, wie die Globalisierung Bedingungen geschaffen hat, unter denen Menschen wie HIV / AIDS oder Zika auftreten können.
"Buschfleischjagd, Tiertransport, direkter Kontakt", sagt Olival. "Es ist eine Schnittstelle mit hohem Risiko - genau die Art von Ort, an der wir uns für das PREDICT-Projekt am meisten interessieren."
Fledermäuse tragen einen höheren Anteil an noch zu identifizierenden Viren, die für den Menschen gefährlich sind, als alle anderen Säugetiere. Diese Tatsache faszinierte Olival seit 2003, als er nach dem Ausbruch des Nipah-Virus in Malaysia einige Jahre zuvor begann, die Kreuzung von Viren und Tieren zu untersuchen. Seine Forschung über Fledermäuse hat ihn mit einigen der schrecklichsten Krankheiten der Zeit in Verbindung gebracht: Ebola, SARS, Marburg, Hendra und wahrscheinlich MERS sind Killerviren, die von diesen in der Luft lebenden Säugetieren übertragen werden.
Die in Sulawesi gesammelten Proben von Olival wurden in ein indonesisches Labor geschickt, wo sie zum Teil zur Schaffung lokaler Ressourcen verwendet wurden, um Antworten auf aufkommende Viren zu finden. Während die lokalen Labors zunehmend Proben analysieren, um eine bessere Überwachung vor Ort zu gewährleisten, wurde ein Großteil der Arbeit von PREDICT zur Aufdeckung neuer Viren und zur Erstellung einer globalen Datenbank im Labor von Simon Anthony an der Mailman School of Public Health der Columbia University abgeschlossen.
Anthonys Team untersucht und sequenziert jährlich mehr als 5.000 Blut- und Gewebeproben. Viele stammen von Tieren, die sich an den wichtigsten Orten der Welt befinden, an denen Menschen und Tiere, die Viren tragen, häufig in gefährlich engem Kontakt miteinander stehen. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wurden ihm die Entdeckung von 150 Viren zugeschrieben. Laut Stephen S. Morse, ehemaliger Co-Direktor von PREDICT und Professor für Epidemiologie an der Columbia University, hat Anthony mehr neue Viren entdeckt als jeder andere.
"Das Endziel ist es, zu versuchen, besser vorbereitet zu sein und zu verhindern, dass Viren (in den Menschen) überlaufen", sagt Anthony. "Das ist eine sehr komplexe und vielschichtige Perspektive. Wir möchten eine Vorstellung davon haben, welche potenziell gefährlich sind und welche nicht ... Wir stehen buchstäblich am Anfang."
Als er 2008 seine Arbeit aufnahm, kündigte Anthonys Team zu Beginn jedes Meetings eine neue Anzahl von Viren an. Als ihre Entdeckungen häufiger wurden, mussten sie das Ritual aus praktischen Gründen aufgeben. Das PREDICT-Team hat weltweit mehr als 1.000 neue Viren in 20 Ländern gefunden.
Anthony verbringt die meiste Zeit damit, auf einen Computerbildschirm zu starren und den genetischen Code eines Virus zu sequenzieren. Er schließt das dann an eine Open-Source-Datenbank an. Wenn der von ihm entdeckte Code nicht erkannt wird, weiß er, dass er einen neuen Virus entdeckt hat. "Ihre Belohnung ist es, diese Ergebnisse an diesen Tagen zu betrachten und zu wissen, dass Sie die erste Person auf der Welt sind, die etwas entdeckt", fügt er hinzu. "Das ist das Tolle an dieser Art von Arbeit."
Ob sich ein neu entdecktes Virus in menschlichen Zellen anstecken und gedeihen kann, lässt sich derzeit jedoch nicht aus der Sequenz ablesen. Das erfordert eine Reihe physikalischer Experimente im Labor.
In der ersten fünfjährigen PREDICT-Studie wurde untersucht, wie am besten Daten über Viren erfasst werden können. Die zweite Fünfjahresphase, die für zwei weitere Jahre finanziert wird, hat begonnen, Hochrisikogebiete wie Sulawesi zu identifizieren und festzustellen, ob Menschen an diesen Orten mit Viren infiziert sind. Seit 2014 haben PREDICT-Teams mehr als 26.000 Tiere und 1.700 Menschen in 26 Ländern, hauptsächlich in Afrika und Asien, beprobt.
Das Global Health Program von Smithsonian ist der leitende Prüfer für Tier- und Menschentests in Kenia und Myanmar, die vor drei Jahren zu PREDICT hinzugefügt wurden. Bisher lag der Schwerpunkt nicht nur auf der Probenahme, sondern auch auf der Schulung lokaler Laborpartner und der Entwicklung einer Kommunikationsstrategie für die schnelle Verbreitung von Informationen über Risiken, so Suzan Murray, Tierarzt bei Smithsonian und Programmdirektor.
"Unser Ziel", sagt sie, "ist es, uns von der Arbeit freizubekommen."
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Warme Farben heben Bereiche hervor, die für die Entdeckung neuartiger zoonotischer Viren voraussichtlich von größtem Wert sind. a: Alle wilden Säugetiere b: Fleischfresser c: Huftiere mit geraden Zehen. d: Fledermäuse e: Primaten f: Nagetiere ((Olival et al / Nature)) PREDICT ist nicht das erste Viruserkennungsprojekt. 1915 finanzierte die Rockefeller Foundation eine Virenjagd in Entwicklungsländern, die Gelbfieber erforschen und ausmerzen wollte. Bei ihren Umfragen fanden sie eine Reihe neuer Viren - darunter das Zika-Virus in Uganda im Jahr 1947, sechs Jahrzehnte bevor es auf den Menschen überging. Aber PREDICT ist das größte Virus, das derzeit auf der Jagd ist.
Es ist auch ein Proof of Concept für etwas noch Ehrgeizigeres: das Global Virome Project. Das vorgeschlagene Projekt, das noch finanziert werden muss, zielt darauf ab, pandemischen Bedrohungen vorzubeugen, indem fast eine halbe Million Viren identifiziert und sequenziert werden, die auf den Menschen übertragen werden können.
Die Idee entstand aus einem Treffen, an dem Mazet im vergangenen August im Bellagio Conference Center der Rockefeller Foundation teilnahm. Auf dem Treffen sagte Mazet, sie sei schockiert darüber, wie sehr sich die Verantwortlichen der Weltgesundheitsorganisation für ein so ehrgeiziges und kostspieliges Projekt engagiert hätten. "Einige große Vordenker sagten, wir könnten nichts Wichtigeres tun (um das menschliche Leben zu schützen)", fügt sie hinzu. "Dies und der Klimawandel. Dies sind die größten Bedrohungen für unsere Gesellschaft, und wir müssen damit umgehen."
Ob eine Finanzierung für das 10-jährige Projekt zustande kommt, ist unklar. Die Kosten wurden auf 3, 4 Milliarden US-Dollar geschätzt, aber Befürworter wie Mazet sagen, es würde sich vielfach auszahlen, wenn es auch nur eine Pandemie stoppen würde.
In der Zwischenzeit fängt PREDICT an, ein zusammengesetztes Bild davon zu erstellen, wo nach neuen Viren gesucht werden soll. "Wir haben dieses Mosaik verschiedener Studien aus der ganzen Welt", sagt Mazet. "Unser Team und andere haben großartige Arbeit geleistet, um aus diesem Mosaik ein wunderschönes Bild zu machen, aber es ist immer noch nur ein Mosaik dieser zufälligen Aktivität."
Ein Beispiel ist eine Studie, die Olival und seine Kollegen von EcoHealth im vergangenen Jahr veröffentlicht haben. Sie enthielt detaillierte Karten, in denen Bereiche für noch unentdeckte Viren hervorgehoben wurden, die beim Menschen auftreten könnten. Bei den Karten handelt es sich um Extrapolationen, die durch Computermodellierung erstellt wurden, sodass sie kein hohes Maß an Granularität aufweisen, sie priorisieren jedoch Regionen der Welt und Ökosystemtypen, die einem hohen Risiko ausgesetzt sind, Orte, die beobachtet werden müssen.
"Das Allerheiligste bei der Pandemieprävention ist es, zu verstehen, wo und aus welcher Art das nächste Zoonose-Virus hervorgehen wird", sagt Olival. „Unsere Studie liefert die erste prädiktive Karte, auf der diese unentdeckten Zoonosen weltweit zu finden sind. Diese Informationen sind für die Priorisierung der Überwachung von entscheidender Bedeutung, um die nächste Pandemie zu identifizieren und zu stoppen. “
Die Karten zeigen Hotspots für Fledermäuse in Süd- und Mittelamerika und Teilen Asiens sowie für Primaten im tropischen Mittelamerika, Afrika und Südostasien. Das größte Potenzial für zukünftige Virusausbrüche kommt von Fledermäusen in Nordsüdamerika, Fleischfressern in Ostafrika, Primaten im tropischen Mittelamerika, Afrika und Südostasien sowie von Hufsäugetieren (Rinder, Schafe, Kamele, Hirsche) in Ost- und Zentralafrika.
Letztendlich besteht das Ziel darin, einer Pandemie entgegenzuwirken, anstatt sie zu verfolgen, indem man frühzeitig weiß, welche Viren es gibt, und mit lokalen Gemeinschaften zusammenarbeitet, um die Risiken zu verstehen. "Mit diesem Wissen in der Community können die Menschen verschiedene Entscheidungen treffen", sagt Mazet. "Genau das wollen wir mit Viren. Wir haben es für das Autofahren. Wir haben es für die meisten bakteriellen Probleme. Aber wir wissen fast nichts über Viren. Sie sind ehrlich gesagt die Ursachen von Epidemien und Pandemien."
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Als Beispiel dafür, wie eine Verhaltensänderung das Risiko drastisch senken kann, verweisen Olival und Mazet auf Bangladesch. Bis vor kurzem litt das Land unter regelmäßigen Ausbrüchen des tödlichen Nipah-Virus, bei dem seit 2001 jährlich bis zu 50 Menschen getötet wurden. 2016 wurden keine Ausbrüche der Krankheit gemeldet.
Regierungsbeamte haben eine Aufklärungskampagne für diesen Aufschub durchgeführt. Olival schätzt den Ekelfaktor.
Als er aufs Land reiste, stellte er fest, dass die Einheimischen rohen Dattelpalmensaft trinken, der von Bäumen stammt, in denen sich Fledermäuse aufhalten. Vom Saft angezogene Fledermäuse hatten ihn oft mit Urin oder Speichel kontaminiert. Durch die Anbringung von Infrarot-Bewegungserkennungskameras in den Bäumen zeigten die Forscher, dass Fledermäuse den Saft lecken und von den Bäumen urinieren. Dann appellierten sie an die Bewohner, Töpfe mit einem Bambusrock zu bedecken und Saft zu kochen.
Eine Analyse dieser Fledermäuse ergab außerdem, dass sie mehr als 50 neu entdeckte Viren trugen, sagt Olival. "Diese Low-Tech-Lösung kann nicht nur die Entstehung von Nipah verhindern, sondern auch verhindern, dass 50 andere Viren in Menschen eindringen", sagt er. "Die Herstellung von Impfstoffen würde enorm viel Geld kosten, verglichen mit ein paar Dollar für einen Bambusrock."
Als Anthony die Entstehung von Nipah betrachtet, sieht er eine weitere Frage, die es zu untersuchen gilt. Forscher haben andere Viren im Zusammenhang mit Nipah gefunden, bemerkt er, aber keiner von ihnen hat Menschen infiziert. "Warum ist Nipah übergelaufen und nicht diese anderen Viren? Was ist das Besondere an Nipah, dass diese anderen Viren es nicht zulassen, dass Nipah als menschlicher Erreger auftritt?", Fragt er sind die Fragen, auf die wir hoffen können, um sie in den Griff zu bekommen. "
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Nicht jeder ist der Meinung, dass die Entdeckung von Viren und ihren Hotspots der beste Weg ist, um Pandemien vorzubeugen. Dr. Robert B. Tesh, Virologe an der medizinischen Abteilung der Universität von Texas, sagt, wir verstehen nicht genug über zoonotische Viren, um Vorhersagemodelle zu erstellen. "Viele der Dinge, die sie produzieren, sind Hype", sagt er und bezieht sich auf PREDICTs Arbeit. "Es ist mehr PR als Wissenschaft."
Tesh glaubt nicht, dass Sie den nächsten Ausbruch aus zwei Hauptgründen vorhersagen können. Erstens sind Viren wie Zika und West Nile nicht wirklich neu. Sie wurden in neue Gebiete transportiert und verschüttet. "Ich glaube nicht, dass jemand das hätte vorhersagen können", sagt er.
Zweitens handelt es sich bei vielen dieser Viren um Umsortierungsviren, die schnell mutieren. Keine Menge Entdeckung kann sich darauf vorbereiten. "Einige sterben aus und gehen nirgendwo hin", bemerkt Tesh. "Andere passen sich neuen Hosts an und fahren fort."
Er verweist auf eine aktuelle Studie über das West-Nil-Virus, das von Mücken übertragen wird. Die Studie umriss zahlreiche Faktoren, die darauf abzielen, ob und wo ein Ausbruch stattfinden wird, einschließlich Bodennutzung, Klima, Mückengenotyp und Mikrobiome dieser Mücken. "Angesichts dieser Variablen und der Tatsache, dass wir sie nicht wirklich verstehen, täuschen sich Menschen und die Finanzierungsagentur, die behaupten, sie könnten vorhersagen, was passieren wird", sagt er.
Tesh glaubt, dass in vielen Fällen - wie bei SARS und MERS, die lange bevor sie bemerkt werden - die menschliche Überwachung der richtige Weg ist. Beispielsweise haben die US-amerikanischen Centers for Disease Control (CDC) in sechs Krankenhäusern in Uganda seit langem ein Überwachungsprojekt durchgeführt. Wenn ein Kind mit ungeklärtem Fieber auftritt, ziehen die Ärzte Blut ab. Sie testen die Probe sowohl auf bakterielle Ursachen als auch auf Viren und schaffen so vor Ort ein Frühwarnsystem.
Dr. Ron Rosenberg, stellvertretender Direktor für Wissenschaft bei der Abteilung für durch Vektoren übertragene Krankheiten der CDC, lehnte es ab, sich speziell zu Projekten wie PREDICT zu äußern. Aber wie Tesh meinte er, der Fokus sollte auf der Identifizierung von Viren beim Menschen liegen.
"Im Allgemeinen denke ich, dass die besten Wächter für die Entdeckung neuer Viren Menschen und nicht Tiere sind", sagt Rosenberg, der die CDC-Zeitschrift Emerging Infectious Diseases herausgibt. "Der Grund, warum ich das sage, ist, dass wir nicht wirklich vorhersagen können, ob ein Virus, das wir in einem Tier finden, den Menschen infizieren wird. Es gibt keine Wunderwaffe. Es gibt keinen geheimen Schlüssel. Es gibt keine Sichtbarkeit." das Genom und sagen, es hat dieses Gen und es ist ein Nukleotid von der Infektion des Menschen entfernt. "
Das hindert PREDICT und andere Gruppen nicht daran, es zu versuchen. Für sie besteht der Schlüssel zum Eindämmen speziespringender Viren darin, eine Basis für das zu erhalten, was da draußen ist. Mazet vergleicht die Situation mit frühen Wettervorhersagen, die jahrzehntelange saubere Daten für ihre Modelle hatten. Die Gesundheitsbehörden, die versuchen, die nächste Pandemie zu verhindern, seien vergleichsweise blind.
"Die größte Herausforderung für PREDICT ist derzeit zu 100 Prozent der Mangel an Informationen", sagt sie. "Wir brauchen dieses Jahrhundert an Daten (wie Wettervorhersagen) und wir haben nicht die Zeit. Wir könnten Kulturen und Gesellschaften verlieren, wenn wir 100 Jahre darauf warten, sie zu sammeln."
