Alexander Indra
AGES-Institut für medizinische Mikrobiologie und Hygiene Wien
September 2013
Bioterrorismus welche Erreger kommen in Frage?
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Was sind Biowaffen?
• Biologische Waffen sind Kampfstoffe, bei denen
Krankheitserreger oder biologische Giftstoffe wie ..
• Bakterien
• Pilze
• Viren
• Toxine
• Insekten
…gezielt als Waffe eingesetzt werden
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Was sind Biowaffen?
• Biologische Kampfstoffe richten sich gegen Lebewesen und neuerdings auch gegen unbelebte Stoffe
• Humanpathogene Erreger
• Tier- und pflanzenpathogene Erreger
• Biologische Toxine
• Material zerstörende Organismen
• z.B. Treibstoff, …
• Biologische Kampfstoffe müssen aufbereitet und verbreitet werden
• z.B. Sporen rieselfähig machen
• Toxin Aufreinigung
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Eine kurze Geschichte ….
… der biologischen Kriegsführung
• die Hethiter verwendten verseuchtes Vieh im Feindesland,
um deren Ernährungsproduktion zu stören
• Perser, Griechen und Römer verseuchten die Brunnen
ihrer Feinde mit verwesenden Leichen
• Antike Bogenschützen vergifteten oder kontaminierten
ihre Pfeile mit Exkrementen, Leichenteilen und Blut von
Kranken
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Eine kurze Geschichte ….
• Hannibal von Karthago lies bei einer Seeschlacht, mit
giftigen Schlangen gefüllte Tonkrüge auf die Schiffe
seiner Feinde, werfen
• Im Jahr 1346 wurde die Bevölkerung der Stadt Kaffa
(Feodossija) von den Tataren nach dreijähriger
Belagerung mit deren Pesttoten beschossen
• Beginn der ersten Pestwelle durch Flüchtlinge?
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Biowaffen: Kategorie A Erreger/Stoffe
• Anthrax (Bacillus anthracis)
• Botulismus (Clostridium botulinum toxin)
• Pest (Yersinia pestis)
• Pocken (Variola major)
• Tularemie (Francisella tularensis)
• hemorrhagische Fieber-Viren (Filovirus, z.B. Ebola, Marburg und Arenavirus, z.B. Lassa, Machupo)
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Biowaffen: Kategorie A Erreger/Stoffe
• Anthrax (Bacillus anthracis)
• Botulismus (Clostridium botulinum toxin)
• Pest (Yersinia pestis)
• Pocken (Variola major)
• Tularemie (Francisella tularensis)
Für diese Stoffe und Erreger ist eine Impfung entwickelt
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Biowaffen: Kategorie A Erreger/Stoffe
• Was bedeutet Kategorie A?
• Die Stoffe können leicht verbreitet werden
• Eine Mensch-Mensch Übertragung ist möglich
• Hohe Morbitität/Mortalität der Erkrankungen
• Panik in der Bevökerung durch Erkrankungsfälle ausgelöst
• Hoher Behandlungsaufwand und die Kosten der Betreung
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Biowaffen: Kategorie B Erreger/Stoffe
• Brucellose (Brucella species)
• Lebensmittel übertragbare Erreger
• Salmonella Spezies, Escherichia coli O157:H7, Shigella
• Durch Wasser übertragbare Erreger
• Vibrio cholerae, Cryptosporidium parvum
• Rotz (Burkholderia mallei)
• Melioidose (Burkholderia pseudomallei)
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Biowaffen: Kategorie B Erreger/Stoffe
• Fleckfieber (Rickettsia prowazekii)
• Virale Encephalitis z.B. Alphaviren
• Psittakose (Chlamydia psittaci)
• Q-Fieber(Coxiella burnetii)
• Staphylococcal enterotoxin B
• Epsilon-Toxin von Clostridium perfringens
• Rizin des Wunderbaums (Ricinus communis )
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Biowaffen: Kategorie B Erreger/Stoffe
• Was bedeutet Kategorie B?
• Noch leicht auszubringen Erreger/Stoffe
• Hohe Morbidität aber geringe Mortalität
• Hohe Behandlungs- und Therapieaufwand
• Die Diagnostik kann zumeist nur von Speziallaboratorien
gewährleistet werden
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Biowaffen: Kategorie C Erreger/Stoffe
• Emerging infectious diseases
• z.B. Nipah Virus and Hantavirus
• Was bedeutet Kategorie C?
• Die Erreger/Stoffe sind noch leicht auszubringen und herzustellen
• Hohe Morbidität / Mortalität
• Hohe Behandlungs- und Therapieaufwand
• Die Diagnostik kann zumeist nur von Speziallaboratorien
gewährleistet werden
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ANTHRAX
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Bacillus Anthracis
Gram Positiv
• fakultativ anaerob
• Sporenbildung
• Kapselbildung
Vorkommen
• Die umweltresistenten Sporen kommen ubiquitär vor
• Reservoir ist der Erdboden
- Der Boden kann nach Seuche Jahre kontaminiert sein
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Bacillus Anthracis
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Bacillus Anthracis
Übertragung
• Zoonose
- Menschen infizieren sich über Kontakt
mit Tieren oder Tierprodukten
Fleisch, Wolle, Rasierpinsel
• Biowaffe
- technisch veränderte Sporen
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Bacillus Anthracis
Erkrankungen
• Die Sporenaufnahme erfolgt meist über Hautläsionen
• selten durch
- Ingestion
- Inhalation.
• Die Sporen gehen an der Infektionsquelle in das Vegetativstadium
über und Milzbrandtoxin wird sezerniert
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Bacillus Anthracis
Hautmilzbrand
• häufigste Form
• Pustula maligna an der Infektionsstelle
- schmerzlose Pappel mit ödematösen Rundsaum (Antraxtoxin)
- das Zentrum der Pappel zerfällt dann langsam
• Häufigster Infektionsort
- Hände
- Unterarme
- Gesicht
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Bacillus Anthracis
Hautmilzbrand Bild 1: Pustula maligna Bild 2: zerfallene Pappel
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Bacillus Anthracis
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Bacillus Anthracis
Lungenmilzbrand
• durch Inhalation der Sporen
• Ausbildung einer Pneumonie mit Gewebsschäden
• Tödlich
Darmmilzbrand
• schwere meist tödliche Infektion nach oraler Aufnahme der Sporen
• Es kommt zu einer Enteritis mit blutigen Stühlen und Aszitebildung
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Bacillus Anthracis
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Bacillus Anthracis
Prävention
• Schutzimpfung für Tiere und auch für Menschen.
Nachweis
• Labordiagnose mittels Kulturnachweis und PCR
Therapie
• Darmmilzbrand und Lungenmilzbrand hat noch kaum jemand
überlebt.
• Bei Hautmilzbrand hilft Penicillin niemals chirurgisch sanieren.
Meldepflicht jeder Erkrankung!
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Bacillus Anthracis
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Bacillus Anthracis
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Bacillus Anthracis
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Bacillus Anthracis
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Bacillus Anthracis
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Bacillus Anthracis
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Bacillus Anthracis
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Yersinia pestis
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•Die Pest hat vor Jahrhunderten Landstriche entvölkert
•Die letzte große Epidemie war im Indien des 18. Jahrhunderts und
• fast 6 Millionen Tote
Übertragung
•durch Rattenflöhe übertragen (Zoonose)
•Mensch zufälliger Zwischenwirt
•Mensch-Mensch-Übertragung bei Lungenpest
Yersinia pestis
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Erkrankung
•Bubonenpest
• Plötzliches Unwohlsein
• Kopfschmerz, Fieber
• Bubone (schmerzhafte dunkle Beulen)
• Anschwellen der Lymphknoten
•Lungenpest
• meistes tödlich
Yersinia pestis
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Flöhe sind die Vektoren der Pest
Yersinia pestis
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Therapie
•Antibiotikagabe ist so schnell wie möglich einzuleiten
Prävention
•Rattenbekämpfung
- durch Religionen – Ratten sind in einigen Gebieten heilige Tiere – wird die Bekämpfung behindert
•Impfung, schützt vor Bubonenpest
- aber nicht vor Lungenpest.
Meldepflicht
•Verdacht, Erkrankung und Tod
•Pest ist WHO-quarantänepflichtige Krankheit
Yersinia pestis
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Yersinia pestis
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Yersinia pestis
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Yersinia pestis
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auch in manchen Industrieland ist die Pest noch endemisch z.B. USA
Yersinia pestis
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Yersinia pestis
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Hasenpest
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Francisella tularensis
• Francisella tularensis besteht aus vier Subtypen
• F. tularensis subsp. holarctica
• milde Erkrankungsform beim Menschen
• In Europa und Asien
• F. tularensis subsp. tularensis
• verursacht schwere Verlaufsformen
• In Amerika
• F. tularensis subsp. mediasiatica und novicida
• kaum pathogen beim Menschen
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Francisella tularensis
• Die Übertragung den Kontakt/Verzehr von
• Wildtiere
• Hasen
• Nagetieren
• Stich oder Biß von..
• Zecken
• Stechmücken!!!
• Mensch-Mensch Übertragung ist NICHT beschrieben
• Aerogene Übertragung jedoch schon möglich
• Kategorie A Biowaffe
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Francisella tularensis
• Erkrankung
• schwersten Verlaufsformen werden durch die Subspezies tularensis
hervorgerufen
• Allgemein-Symptome
• Fieber und Schüttelfrost
• Kopfschmerzen
• Durchfall
• Gelenks- und Muskelschmerzen
• Lymphknotenschwellungen
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Francisella tularensis
• Pulmonie
• Trockener bis blutiger Husten
• Brustschmerzen
• Allgemeine Schwäche
• Atemnot
• Atemstillstand möglich
• Haut- und Schleimhautulzer
• Augenentzündungen
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Salmonella typhi/paratyphi
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Typhus/Paratyphus
Keime
• Salmonella typhi
• Salmonella paratyphi
Vorkommen
• Mensch ist einziger Wirt
• Dauerausscheidergrößte Problem dar
- Können Trinkwasser und Lebensmittel
kontaminieren
Kategorie B Erreger
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Vibrio cholera
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Vibrio Cholera
Gram negatives, beistrich förmiges Bakterium
Choleratoxin (Exotoxin)
•Stört die Salz/Zucker Transport im Darm
Vorkommen
•Im Süßwasser und Brackwasser
- Kontamination des Wassers durch Stuhl Erkrankter
- Problem von Entwicklungsländern, Kriegs- und Katastrophengebieten
Übertragung
•Meist über kontaminiertes Trinkwasser
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Vibrio Cholera Verlauf
• nach 2 bis 5 Tage Übelkeit, Erbrechen
•typische „reiswasserartigen“ Durchfällen
- Mehrere Liter Stuhl pro Tag
•Elektrolyt- und Wasserverlust
- Heiserkeit (Zeichen für Wasserverlust)
- Krämpfen, Kollaps, Hypotonie u.v.m
• Das Blut eingedickt kaum Serum zu gewinnen
• Tod binnen Stunden
• Bis zu 60% Letalität ohne Behandlung
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Vibrio Cholera Warum Kategorie B Erreger
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Variola major – Pocken
• Die Pocken sind eine für den Menschen gefährliche
Infektionskrankheit
• Variola major ist NUR humanpathogen
• Je nach Stamm liegt die Letalität bei bis zu 90%
• Seit 1977 sind keine Pockenfälle
mehr aufgetreten
• seit 1980 ist die Welt pockenfrei
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Variola major – Pocken
• Typisch biphasischer Verlauf nach 12 bis 14 Tagen
• Phase I
• Dauer 1-5 Tage dann sinkt Fieber ab
• Fieber und Schüttelfrost
• Rachenkatarrh
• Rückenschmerzen
• Patient ist hochinfektiös
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Variola major – Pocken
• Phase II
• ca. 24h nach ersten Fieberabfall
• Symptome
• Fieber steigt erneut
• Typische Reihenfolge der Hautveränderungen
• Im Unterschied zu Feuchtblattern alle Effloreszenzen im GLEICHEN Stadium
• Makula (Fleck) → Papel → Vesikel (Bläschen) → Pustel (Eiterbläschen) → Kruste
• Vor allem Kopf, Hände und Füße
• Brust, Bauch und Oberschenkel nur schwach betroffen
• unangenehmen Geruch der Pustelflüssigkeit
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Variola major – Pocken
• schwere Fällen
• Erblindung, Gehörlosigkeit, Lähmungen, Hirnschäden sowie
Lungenentzündungen
• Letalität der unbehandelten Pocken bei 30%
• Leichter Krankheitsverlauf
• Pusteln trocknen binnen 2 Wochen aus
• hinterlassen erkennbare Narben
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Variola major – Pocken
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Vielen Dank für Ihre Teilnahme