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23.6.2004
Penicillin
Der Wettlauf mit den Bakterien
Von Andrea und Justin Westhoff

Reagenzglas (Bild: AP)
Reagenzglas (Bild: AP)
Die Entdeckung des Penicillins war natürlich einer der größten medizinischen Fortschritte, die wir je erlebt haben, denn damit wurde erstmals ein Medikament oder eine Medikamentengruppe entdeckt, die geeignet ist, Bakterien zu zerstören und damit Infektionskrankheiten zu bekämpfen, und auch heute ja noch, wenn wir realistisch sind, häufig sehr gut hilft.

… so Professor Reinhard Kurth, Direktor des Robert-Koch-Instituts in Berlin. Der erfahrene Infektiologe Professor Hartmut Lode aus Berlin erlebt heutzutage jedoch auch die extrem andere Seite:

Ich hätte mir nie vorgestellt, dass in meinem professionellen Leben ich jemals einen Patienten vor mir hätte - und ich bekomme solche Patienten wirklich aus allen Landesteilen zugewiesen - die Infektionserreger haben, gegen die ich kein Antibiotikum mehr in der Hand habe. Dieses ist seit fünf Jahren der Fall und hat mich immens frustriert.

Penicillin und seine Nachfolger, neue Antibiotika - ein Siegeszug oder ein Hindernislauf? Beides!

Es begann mit Alexander Flemings Rückkehr aus der Sommerfrische in sein feuchtes Labor im September 1928.

Schon oft nach einer solchen Pause waren seine mühevoll gezüchteten Bakterien-Kulturen mit Schimmel überzogen gewesen. Diesmal aber warf der schottische Arzt die Petrischalen nicht weg, sondern untersuchte sie genauer: Der Schimmel aus der Gattung der Pinselpilze - lateinisch "Penicillium" - hatte genau jene Krankheitserreger vernichtet, mit denen sich Fleming seit den frühen 20er Jahren beschäftigte.

Er suchte nämlich nach Möglichkeiten, zum Beispiel Wundinfektionen zu bekämpfen, die seinerzeit fast immer zu Amputationen oder zum Tode führten. Krankheitserreger mit natürlichen Stoffen besiegen - seine phantastische Entdeckung publizierte der Forscher schon wenige Monate später.

Doch die Fachwelt beachtete sie nicht. Und Fleming selbst konnte seine Arbeiten nicht weiterführen, ihm fehlte das Geld. Also verschwand sein Wissen erst einmal in Archiven.

In Deutschland hatten parallel dazu deutsche Wissenschaftler entdeckt, dass auch bestimmte Farbstoffe Bakterien abtöten können. Der Chemiker Gerhard Domagk entwickelte so die ersten antibiotisch wirkenden Stoffe, die "Sulfonamide".

Inzwischen hatte aber der 2. Weltkrieg begonnen - mit dem freien Austausch wissenschaftlicher Erkenntnisse war's erst einmal vorbei.

Andererseits benötigte gerade das Militär Medikamente gegen Infektionen, die oft mehr Todesopfer gefordert hatten als Schlachten. Mit genügend Geld ausgestattet griffen 1939 die jungen britischen Forscher Florey und Chain auch Flemings Erkenntnisse wieder auf.

In den frühen vierziger Jahren wurde ein Verfahren entwickelt, um Penicillin in größeren Mengen herstellen und so genauer untersuchen zu können. Ende 1944 stand es den alliierten Invasionstruppen als Medikament zur Verfügung. 1945 bekamen Florey, Chain und Fleming den Nobelpreis.

Für die Zivilbevölkerung in ganz Europa aber war Penicillin - auch nach Kriegsende - zunächst Mangelware: der Schwarzmarkt blühte.

Graham Greene, ehemals beim britischen Geheimdienst, schrieb darüber den Krimi: "Der dritte Mann". In der berühmten Verfilmung spielte Orson Welles den "Harry Lime", der im Wien der Nachkriegszeit miese Geschäfte macht - eben mit dem "Wundermittel" Penicillin, einer lebenswichtigen Rarität.

Bald aber war der Stoff keine Mangelware mehr. Und die Entwicklung ging weiter, etwa mit ergiebigeren Schimmelpilzsorten oder anderen antibakteriell wirksamen Pilzen.

Pneumokokken, Streptokokken, Staphylokokken, Tuberkel, Legionellen, Campylobacter, Borelien, Meningokokken …

Grippevirus unter dem Mikroskop (Bild: AP)
Grippevirus unter dem Mikroskop (Bild: AP)
Unterschiedlichste Bakterien sind die wichtigsten Erreger menschlicher Infektionskrankheiten von der Lungenentzündung über Syphilis, Cholera und Pest bis zur Gehirnhautentzündung. Es gibt über 6.000 Arten dieser mikroskopisch kleinen Lebewesen - überall, in der Luft, im Wasser und in der Erde, in Pflanzen, Tieren und Menschen.

Doch immerhin, dieser Zusammenhang zwischen Mikroben und Krankheiten war Ende des 19. Jahrhunderts erkannt worden von der neuen Wissenschaft, der "Bakteriologie", an deren Spitze unter anderem Robert Koch stand. Darauf bauten dann Forscher wie Fleming auf, mit seinem Penicillin war der "Sieg gegen die Infektionen" insgesamt nur noch eine Frage der Zeit, dachten sogar Ärzte bis Ende der 1970er Jahre.

Weit gefehlt! Im Kampf gegen Bakterien gab es nur Etappenerfolge. Die reichen Länder haben unter anderem die Hauptursachen für Epidemien übersehen: Armut und Hygieneprobleme. Weltweit sind Infektionskrankheiten immer noch Todesursache Nummer Eins.

Und: Es gab und gibt neue Seuchen - bekanntestes Beispiel: die Viruskrankheit AIDS. Seit 1976 wurden mehr als 30 bislang unbekannte Infektionskrankheiten registriert. Zudem kehren "alte", fast besiegt geglaubte bakterielle Infektionen zurück, auch in Industriestaaten. Diphtherie etwa taucht in Osteuropa verstärkt wieder auf. Oder: seit Anfang der 90er Jahre sind weltweit mehr Menschen an Tuberkulose erkrankt als in den 100 Jahren davor.

Glücklicherweise gibt es nicht mehr nur Penicillin, das schon in den fünfziger Jahren bei manchen Menschen versagte, sondern immer neue, immer modernere Antibiotika.

Aber kann damit der Wettlauf jemals gewonnen werden? Der Infektiologe Hartmut Lode:

Da müssen wir zunächst festhalten, dass Bakterien viele hundert Millionen Jahre länger auf der Erde sind als wir Menschen, dass sie uns an Cleverness wahrscheinlich überlegen sind. Und wenn wir dann bedenken, dass eigentlich jedes Lebewesen bemüht ist zu überleben, d.h. wenn wir eine Waffe ansetzen gegen die Bakterien, wird ein solches Lebewesen Waffen entwickeln, um zu überleben, die solche Erreger dann unempfindlich macht gegen die Wirkung der Antibiotika.

In diesem natürlichen "Wettlauf" hat der Mensch auch noch selbst seine Chancen deutlich verringert. Erstens wurden und werden Antibiotika oft falsch verschrieben und falsch eingenommen. Zweitens trägt unsere Reiselust resistente Keime durch die Welt. Das dritte Problem ist wahrscheinlich das schlimmste: Die missbräuchliche Art, wie wir Tiere halten. Züchter setzen dabei Antibiotika ein, das aber fast nie gegen Krankheiten, wie Reinhard Kurth beklagt:

Dort werden sie häufig als Wachstumsbeschleuniger, wie man das so schön euphemistisch nennt, eingesetzt, um z.B. beim Schwein vielleicht drei vier Prozent mehr Gewicht zu erreichen. In diesen Nutztieren entwickeln sich ebenfalls bakterielle Resistenzen, die Tiere scheiden natürlich diese Erreger aus, und irgendwann kommen diese Bakterien, die Resistenz geworden sind, dort an, wo wir sie absolut nicht haben wollen, nämlich auf den Intensivstationen der Krankenhäuser, und dort können dann diese Bakterien ihr Unwesen treiben und der behandelnde Arzt hat möglicherweise keine Antibiotika mehr in der Hand, um den Krankheitsverlauf aufzuhalten.

1994 sind zum Beispiel in Dänemark für die Behandlung von Menschen 24 Kilogramm des hochwirksamen Antibiotikums Vancomycin eingesetzt worden, aber 24.000 Kilogramm des ähnlichen Avoparcin als Tierfutter-Zusatz. In der EU werden zwar Verbote durchgesetzt, aber viele Erreger sind längst resistent.

In den USA sprechen bis zu 70 Prozent der Pneumokokken, Erreger von Lungenentzündung, nicht mehr auf Penicillin an. Auch in Deutschland sterben wieder jährlich Tausende an bakteriellen Infektionen. Denn inzwischen gibt es multiresistente Bakterienstämme, zu Deutsch: solche, gegen die gar kein Antibiotikum mehr hilft.

Andererseits: Manches ist ja gerade Folge des medizinischen Fortschritts. Glücklicherweise leben die Menschen - in unseren Breitengraden - immer länger. Und wer älter ist, womöglich diverse Krankheiten hat, der kann auch infektanfälliger sein.

Was aber das Problem eben nicht kleiner werden lässt, dass es immer neue Mittel geben muss. Hartmut Lode:

Blick in das Labor der Firma Transgenes die einen HIV-Impfstoff entwickelt (Bild: AP)
Blick in das Labor der Firma Transgenes die einen HIV-Impfstoff entwickelt (Bild: AP)
Wir stehen dort vor einem Riesenproblem: Vor 20 Jahren wurden in einem Zeitraum von drei Jahren etwa 25 neue Antibiotika zugelassen, in den letzten drei Jahren sind es nur noch neun und von diesen neun sind sieben praktisch im Bereich der HIV-Infektion zugelassen worden. Das heißt, wir haben praktisch keine Neuzulassung mehr im bakteriellen Infektionsbereich. Warum ist das so? Die Entwicklung eines neuen Antibiotikum kostet nach den neusten Zahlen über 925 Millionen Dollar. Jede Pharmafirma muss sehen, dass sie überlebt, und dass sie eben auch ihre Investitionen zurückbekommt, und dort müssen wir darüber nachdenken dort Anreize zu geben, damit in diesem Bereich wirklich wieder etwas Neues geschaffen wird.

Und schließlich - die widerwärtigste Methode, mit der Menschen selbst dazu beitragen, dass der Wettlauf mit Krankheitskeimen verloren gehen kann. Bakterien - und auch Viren - als Waffen!

Später als die Kadaver in den Laboratorien untersucht wurden, stellte sich heraus, dass sie den Krankheits- und Fäulnisbakterien zum Opfer gefallen waren, gegen die ihre Körper unvorbereitet waren. Überwunden, nachdem alle Verteidigungsmaßnahmen des Menschen versagt hatten, von den unscheinbarsten Geschöpfen, die Gott in seiner Weisheit in diese Welt gesetzt hatte.

Hier handelt es sich noch um eine literarische Erfindung, um das berühmte Hörspiel "Krieg der Welten" von Orson Welles. Es lief 1938 in den USA in Form einer Reportage und löste eine Massenpanik aus. Die vermeintlichen Angreifer waren Wesen vom Mars. Dass sie schließlich von ungewohnten Keimen dahin gerafft wurden, schien das Ende derartiger Bedrohungen zu bedeuten.

Inzwischen aber sind es Menschen, die Krankheitserreger züchten, um damit Menschen zu töten, Krieg zu führen. Das ist längst keine Fiktion mehr. Der Experte Reinhard Kurth:

Mitarbeiter in einem pharmazeutischen Labor (Bild: AP)
Mitarbeiter in einem pharmazeutischen Labor (Bild: AP)
Wir wissen ja aus der B-Waffenforschung der Supermächte zu Zeiten des Kalten Krieges, dass in der Tat in Laboratorien geforscht wurde, gearbeitet wurde an der gezielten Resistenzentwicklung, zum Beispiel Milzbrandbakterien gegen Antibiotika resistent zu machen. Ich halte das für eine hochgradig kriminelle Forschung und wer diese Aufträge zur Forschung gibt, gehört in dieselbe Kategorie, wir können nur davon ausgehen, dass Terroristen hoffentlich nicht das Know-How haben und nicht die finanzielle Ressourcen und nicht die Ruheräume, um hier eine derartige Forschung zu machen. Das Problem ist, dass für gute Wissenschaftler in der Mikrobiologie diese Art von Forschung keineswegs schwierig ist, sie ist ziemlich leicht, ziemlich einfach, sie ist auch nicht mal sehr teuer, zum Glück kann man solche Bakterien nicht so leicht ausbringen, wie wir das nennen, die massenhafte Verbreitung ist nicht ganz so einfach, und das ist natürlich ein Positivum, wenn wir unsere Seuchenalarmpläne dagegen entwickeln.

"Wir", das ist das von Professor Kurth geleitete Robert-Koch-Institut, eine Bundesbehörde.

Das Robert-Koch-Institut hat natürlich nach dem 11. September 2001 neue Aufgaben übernommen, um die biologische Sicherheit in unserem Land weitgehend, so weit man das kann, zu gewährleisten, ein Null-Risiko wird es nie geben. Nach dem 11. September gehen wir davon aus, dass für diese kriminellen Absichten eine höhere kriminelle Energie vorhanden ist, und auf die haben wir dann die Abwehrmaßnahmen fokussiert.

Die Lage ist ernst, aber nicht hoffnungslos im Wettlauf mit den Bakterien, glaubt der Infektionsmediziner Hartmut Lode:

Dennoch bin ich Optimist und glaube, wenn wir das Problem erkennen, wenn wir alle Anstrengungen unternehmen, bei einer entsprechenden auch politischen Reaktion auf diese Probleme, dann meine ich, dass wir diesen Wettlauf durchaus gewinnen können. Aber es ist in der Natur der Biologie dieser Interaktion zwischen Erregern und Mensch: ... beide Seiten, auch die Bakterien, sind so clever, dass sie immer wieder Mechanismen entwickeln werden, aber das menschliche Gehirn ist vielleicht letztendlich doch etwas besser entwickelt als die Mechanismen der Bakterien.



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