Cholera: Krank durch kranke Bakterien

Erreger der Durchfallerkrankung sind zwei Typen des Bakteriums Vibrio cholerae. Der Name verrät die Zugehörigkeit zur Gattung der Vibrionen, fakultativ anaerober gramnegativer Bakterien. Ein bis drei Tage nach der Infektion beginnt die erste Phase der Krankheit mit einem Brechdurchfall und den typischen Reiswasser-ähnlichen Stühlen. Die Patienten verlieren stündlich bis zu einem Liter Wasser. Daran schließt sich die zweite Krankheitsphase an, die durch eine Exsikkose infolge des Flüssigkeitsverlustes und daraus resultierendem Nierenversagen, Schock und Muskelkrämpfe gekennzeichnet ist. Die Patienten zeigen das so genannte »Choleragesicht«, mit spitzen Zügen und eingefallenen Wangen. Patienten, die die dritte Krankheitsphase erreichen, sind verwirrt oder komatös und leiden an verschiedenen Entzündungen oder einer Sepsis. Unbehandelt sterben bis zu 70 Prozent der Erkrankten.

Der Infektionsweg verläuft wie häufig in den Tropen über die orale Aufnahme von verunreinigtem Trinkwasser. Die Krankheit ist also überall dort präsent, wo die hygienischen Bedingungen ungenügend sind, es an einer funktionierenden Kanalisation mangelt, Trinkwasser aus Flüssen geschöpft werden muss oder generell knapp ist, viele Menschen in schlechter gesundheitlicher Verfassung sind. Vibrio cholerae kann nicht nur im Süßwasser, sondern auch im Brack- und Salzwasser leben und vermehrt sich dort in Fischen, Insekten- und Vogeleiern, Schalentieren und Zooplankton. Normalerweise ist der Erreger nicht pathogen, er kann viele Jahre in der Natur überleben, ohne den Menschen zu behelligen. In gewissen Abständen jedoch flammen größere Epidemien auf. Ausschließlich der Mensch erkrankt an einer Infektion mit dem Bakterium. 

Über die ersten Cholerafälle existieren Berichte aus der Zeit um 600 vor Christus. Danach kam die Krankheit zuerst auf dem indischen Subkontinent vor und gelangte zwischen 1817 und 1824 mit russischen Truppen nach Russland, Kleinasien und Europa. Britische Truppen brachten die Erreger von Indien auf die arabische Halbinsel. Als Folge des Sklavenhandels gelangte die Krankheit von dort aus nach Nordafrika.

Die zweite Pandemie zwischen 1826 und 1841 war wieder das Ergebnis kriegerischer Auseinandersetzungen und betraf diesmal Nordeuropa, von wo aus die Erreger die britischen Inseln und Nordamerika eroberten. Der Auslöser für die dritte große Krankheitswelle war der Krimkrieg (1853–1856), in dem mehr Soldaten an der Cholera verstarben als an Kampfhandlungen. Die vierte Seuchenwelle steht in Verbindung mit dem preußisch-österreichischen Krieg 1866 und forderte vor allem in Wien viele Opfer. Die fünfte Cholera-Pandemie betraf in Deutschland im Jahr 1892 vor allem Hamburg mit seinen Handelsbeziehungen in alle Welt.

Nachdem im Jahr 1883 der deutsche Arzt und Mikrobiologe Robert Koch (1843–1910) das Bakterium Vibrio cholerae identifizieren und den Ansteckungsweg erklären konnte, beschlossen die Behörden in vielen europäischen Großstädten wie Zürich oder Hamburg, eine moderne Kanalisation vor allem in den Armenvierteln zu bauen, um künftigen Epidemien vorzubeugen. Mit dem im Jahr 1900 beschlossenen Reichsseuchengesetz zog auch die Regierung des Deutschen Reiches die Konsequenz aus der Krankheitswelle und führte eine Meldepflicht für bestimmte Infektionskrankheiten sowie verbindliche Inkubations- und Desinfektionsmaßnahmen im Seuchenfall ein. Als Folge des besseren Verständnisses der Erkrankung trat die Cholera nur noch einmal zwischen 1899 und 1923 in Europa als sechste Pandemie auf.

Gegenwärtig handelt es sich um die siebte Pandemiephase, die im Jahr 1961 begann. Sie betrifft vor allem südamerikanische und afrikanische Länder, in denen die Bevölkerung durch Naturkatastrophen wie in Haiti oder Bürgerkriege wie im Jemen geschwächt ist. Der letzte große Krankheitsausbruch war die Epidemie im Jemen, die im Jahr 1916 begann und bis heute andauert. Mit mehr als 1,7 Millionen Verdachtsfällen und mehr als 3400 Toten bis April 2019 spricht die Weltgesundheitsorganisation WHO von der größten Cholera-Epidemie der Geschichte.

Der Auslöser für die Krankheit sind die Exotoxine, die die Bakterien freisetzen. Diese eiweißartigen Giftstoffe stören im Dünndarm die Transportfunktionen der Natrium- und Chloridkanäle. Dadurch konzentrieren sich Natrium- und Chloridionen im Darmlumen, die Folge ist ein massiv erhöhter osmotischer Einstrom von Wasser, um die Homöostase aufrecht zu erhalten. Der Patient verliert große Mengen an Natrium, Chlorid und Wasser und erleidet dabei eine bedrohliche Entgleisung des Elektrolythaushaltes.

Forscher haben im Jahr 1996 festgestellt, dass das Gen zur Produktion der Bakterientoxine nicht auf der DNA von Vibrio cholerae liegt, sondern von Bakteriophagen in die Zelle eingeschleust und im Zytoplasma der Bakterien abgelegt wird. Zusammen mit der DNA-Replikation und der Zellteilung der Mutterzelle wird auch die Phagen-DNA an die Nachkommen weitergegeben. Damit die eingeschleuste DNA im Bakterium sesshaft werden kann, muss zuvor ein weiteres Virus eine genetische Information ins Mutter-Bakterium injizieren. Damit konnten die Wissenschaftler erklären, warum nicht alle Cholera-Bakterien infektiös sind. Erst im Falle einer Infektion des Bakteriums mit einem Team aus zwei Phagen verändern sich die nunmehr selbst erkrankten Krankheitskeime zu einer virulenten Spezies. So wird auch deutlich, weshalb die Krankheit in Zyklen auftritt.

Im Gegensatz zu anderen Tropenkrankheiten ist die Cholera einfach zu behandeln. Trotzdem sterben jährlich nach Angaben der WHO 120.000 Menschen an der Erkrankung. Voraussetzung für eine Therapie ist eine intakte Infrastruktur mit dem Zugang der Bevölkerung der betroffenen Gebiete zu sauberem Trinkwasser und medizinischer Versorgung, was in Krisen- und Katastrophengebieten regelmäßig nicht der Fall ist. Die von der WHO empfohlene orale Rehydratation ist die wichtigste Behandlungsmaßnahme, weil sie auch durch nichtmedizinische Helfer realisierbar ist. Die WHO-Trinklösung besteht aus 13,5 g Glucose, 2,9 g Natriumcitrat, 2,6 g Natriumchlorid und 1,5 g Kaliumchlorid pro Liter Wasser. Wegen der Entzündung des Darmes ist ein intravenöser Volumenersatz effektiver, vor Ort in Pandemiegebieten jedoch logistisch aufwändiger und oft gar nicht möglich. Eine Behandlung mit Antibiotika ist nach Erkenntnissen des Robert-Koch-Institutes nur als unterstützende Maßnahme notwendig, es empfiehlt Cotrimoxazol und Tetracycline. Fluorchinolone sind ebenfalls wirksam, wegen der jüngst bekannt gewordenen schwerwiegenden Nebenwirkungen ist ihr Einsatz jedoch beschränkt.

Als Zusatznutzen schützt der Impfstoff auch vor einer Infektion mit enterotoxischen Escherichia coli (ETEC), dem häufigsten Erreger der Reisediarrhoe, ist jedoch für diesen Zweck nicht zugelassen.