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Gesundheit+Medizin

Was das Coronavirus in der Lunge anrichtet

Sars-CoV-2
Coronaviren des Typs Sars-CoV-2 beim Austrittt aus menschlichen Zellen. (Bild: NIAID-RML)

Die durch das Coronavirus Sars-CoV-2 ausgelöste Covid-Erkrankung führt in schweren Fällen zu Lungenentzündung und Atemnot – so viel ist bekannt. Doch nun haben Forscher erstmals aufgedeckt, welche Reaktionen das Virus im Frühstadium der Infektion in der Lunge hervorruft. Möglich wurde dies erst durch einen Zufall: Zwei chinesischen Patienten wurden vor Auftreten der ersten Covid-Symptome wegen eines Tumors Teile der Lunge entfernt. Als die Pathologen nun diese Lungenproben untersuchten, konnten sie darin bereits erste Entzündungssymptome erkennen.

Das Coronavirus Sars-CoV-2 breitet sich weiterhin aus, mehr als 85.000 Menschen weltweit wurden bislang diagnostiziert. Auch in Deutschland sind in den letzten Tagen mehrere neue Fälle aufgetreten. Noch wird versucht, eine weitere Ausbreitung einzudämmen – unter anderem durch Quarantäne von Verdachtsfällen und das Aufspüren möglicher Kontaktpersonen. Doch Epidemiologen rechnen damit, dass sich das Virus auch bei uns weiter ausbreiten wird. Nach bisherigen Erkenntnissen verläuft eine Infektion mit Sars-CoV-2 in rund 80 Prozent der Fälle zwar mild und erzeugt nur leichte grippeähnliche Symptome. Rund 14 Prozent der Covid-Patienten müssen jedoch wegen Atemnot und Lungenentzündung behandelt werden, weitere sechs Prozent benötigen intensivmedizinische Hilfe wie beispielsweise Beatmung. Vor allem bei Patienten mit Vorerkrankungen kann Covid-19 tödlich enden.

Wie manifestiert sich die Infektion in der Lunge?

Ein erschwerender Faktor für die Eindämmung der Epidemie ist die relativ leichte Übertragbarkeit des Coronavirus durch Tröpfcheninfektion und die Tatsache, dass Infizierte schon während der Inkubationszeit – bevor sie selbst Symptome entwickeln – ansteckend sind. Warum dies bei Sars-CoV-2 der Fall ist und was im Körper der Infizierten vor Auftreten der ersten Symptome passiert, war jedoch bislang unklar. „Zwar hat es mehrere Studien gegeben, die klinische Merkmale und radiologische Befunde beschreiben, aber es hat bisher keine pathologischen Studien auf Basis von Autopsien oder Biopsien gegeben“, erklären Sufang Tian vom Zhongnan Hospital in Wuhan und seine Kollegen. Die Gründe dafür seien vor allem das schnelle Voranschreiten der Epidemie und die schiere Überlastung der Krankenhäuser in den Ausbruchsgebieten. Und selbst wenn solche Untersuchungen durchgeführt werden, können sie meist nur das späte Krankheitsstadium erfassen – die Phase, in der die Patienten schwere Symptome zeigen oder sogar an Covid gestorben sind.

Doch durch einen glücklichen Zufall sind Tian und sein Team an Lungenproben gelangt, die erstmals das Frühstadium der Covid-Krankheit enthüllen. Die Lungenteile stammen von zwei Patienten, denen wegen eines Tumors Teile ihrer Lungen entfernt worden waren. Zum Zeitpunkt dieser Operationen schienen beide Patienten noch gesund und infektionsfrei, wie die Forscher berichten. Sie zeigten weder Fieber noch Atemwegssymptome. Erst mehrere Tage nach der Lungenoperation entwickelten beide Patienten erste Anzeichen einer Infektion und wurden auf das Coronavirus getestet – mit positivem Ergebnis. Daraufhin unterzogen die Wissenschaftler die zuvor entnommenen Lungenteile einer gründlichen Untersuchung. „Unseres Wissens nach sind dies die ersten Pathologiedaten für die Sars-CoV-2 Lungenentzündung“, berichten sie. „Dank dieses seltenen Zufalls verfügen wir nun über die einzige Beschreibung der frühen Phase der Covid-19.“

Klare Veränderungen schon vor Ende der Inkubationszeit

Die Untersuchungen enthüllten, dass das Coronavirus schon zum Zeitpunkt der Lungen-OP sichtbare Veränderungen am Lungengewebe hervorgerufen hatte. Tian und sein Team fanden in beiden Proben zahlreiche Ödeme und Ansammlungen von proteinreichem Schleim im Lungengewebe – typische Anzeichen einer lokalen Infektion. Zudem waren klare Anzeichen einer Entzündung zu erkennen, unter anderem in Form von Klumpen aus verschmolzenen Lungenzellen und von den Zellen abgegebenen Fibrinfasern, wie die Wissenschaftler berichten. Auch die zarten Schleimhäute der Lungenbläschen waren von diesen Veränderungen betroffen. „Bemerkenswert ist, dass diese pathologischen Veränderungen der Entwicklung klinischer Symptome vorangingen“, sagen die Forscher. „Das spricht dafür, dass es relativ lange dauert, bis die frühen Lungenläsionen von Covid-19 schwer genug werden, um Symptome zu verursachen.“

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In den allermeisten Fällen führen diese Veränderungen in der Lunge jedoch nur zu milden Krankheitssymptomen und das Gewebe heilt folgenlos wieder ab – ähnlich wie auch bei anderen Atemwegsinfekten. Dennoch sind diese Erkenntnisse nach Ansicht von Tian und seinen Kollegen wichtig, um den Ablauf von Covid-19 zu verstehen. Zudem liefern ihre Daten Hinweise darauf, dass Nachweismethoden wie Rachenabstriche möglicherweise in manchen Fällen nicht ausreichend für eine Diagnose sind. „Während einer Epidemie könnte es daher ratsam sein, mit radiologischen Methoden nach einer Lungeninfiltration zu suchen und serologische Tests einzusetzen“, betonen die Forscher.

Suche nach Gegenmitteln läuft

Parallel zur Erforschung der Covid-Erkrankung suchen Wissenschaftler weltweit aber auch mit Hochdruck nach Gegenmitteln gegen das Coronavirus. Als einer der bislang aussichtsreichsten Kandidaten wird dabei das antivirale Mittel Remdesivir des US-Pharmakonzerns Gilead gehandelt. Dieser Wirkstoff wurde ursprünglich gegen das Ebola-Virus entwickelt, erwies sich bei klinischen Studien im Jahr 2014 jedoch als wenig effektiv. Dafür aber zeigte Remdesivir in Tierversuchen gute Wirkung gegen andere RNA-Viren, darunter auch die Coronaviren Sars und Mers-CoV. Remdesivir ist ein sogenanntes Nukleotidanalog. Der Wirkstoff ähnelt in Teilen seiner Struktur den RNA-Bausteinen, die RNA-Viren zur Replikation ihres Erbguts benötigen. Wird dieser Wirkstoff von den Virenenzymen in die wachsende RNA eingebaut, stoppt er die weitere Replikation – das Virus kann sich dadurch nicht mehr vermehren. Zurzeit laufen in China bereits erste klinische Studien mit Remdesivir an Covid-Patienten. Weitere Studien beginnen gerade in Asien, aber auch in den USA.

Quelle: Sufang Tian (Zhongnan Hospital, Wuhan) et al., Journal of Thoracic Oncology, doi: 10.1016/j.jtho.2020.02.010

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