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Hintergrund zur Einstellung der Bornavirus-Forschung im Robert Koch-Institut

Die Erforschung und Bewertung von bekannten wie auch neu auftretenden Viren gehört zur zentralen Aufgabe des Robert Koch-Institutes (RKI) im Rahmen der wissenschaftlichen Beurteilung von Gesundheitsrisiken für die Bevölkerung. Die Tätigkeiten des RKI orientieren sich an den aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen und tragen auf speziellen Gebieten durch eigene Forschung vielfach zur Weiterentwicklung des Standes der Wissenschaft bei. Dabei wird erwartet, dass bei der kritischen Überprüfung möglicher Risiken hohe Standards hinsichtlich der Qualität und Validität der zugrunde liegenden Daten angelegt werden. Die Ankündigung eines Risikos ohne entsprechende ernstzunehmende Anhaltspunkte, das in Wirklichkeit unter Umständen nicht besteht, kann selbst mit anderen Risiken behaftet sein (etwa Fehlsteuerung von Interventionsmaßnahmen und Ressourcen, zum Beispiel nicht begründete Therapie- oder andere Maßnahmen). Das ist ebenso wenig akzeptabel wie das verspätete Erkennen eines realen Risikos.

Zusammenfassung

Am RKI wurde Anfang der Neunziger Jahre ein Projekt zur Erforschung von Bornavirusinfektionen gegründet, als gewisse Anhaltspunkte dafür bestanden, dass dieses bekanntlich Pferde befallende Virus auch humanpathogen, also den Menschen krankmachend, sein könnte. Es galt, diese Hypothese durch Entwicklung und Verwendung validierter diagnostischer Verfahren gründlich zu prüfen. Die Arbeiten am Robert Koch-Institut in der Arbeitsgruppe Bornavirus haben trotz jahrelanger Bemühungen keinen schlüssigen Hinweis auf eine Gefährdung des Menschen durch das Virus der Bornaschen Krankheit (Bornavirus) geliefert. Eine Validierung der Verdachtsbefunde konnte im RKI und auch an anderen Orten nicht gezeigt werden. Im Gegenteil: inzwischen liegen wissenschaftliche Arbeiten vor, die erhebliche Zweifel daran äußern, ob die ursprünglich als Indizien gewerteten Befunde überhaupt ausreichen, einen solchen Verdacht zu begründen. Die Fälle, in denen man glaubte, das Virus durch Isolierung bzw. durch Sequenzen des Bornavirusgenoms aus menschlichem Blut und anderen menschlichen Proben nachgewiesen zu haben, scheinen auf Laborkontaminationen zurückzuführen zu sein, so dass die Messungen nicht im Patientenblut enthaltenes, sondern in den jeweiligen Laboren verwendete Viren nachweisen und so zu (so genannten) falsch positiven Befunden führen.

Das Bornavirus

Das Bornavirus (Borna Disease Virus, BDV) weist bei natürlich und experimentell infizierten Tieren einen starken Neurotropismus auf, das heißt, es wirkt auf das Nervensystem ein, und verursacht eine andauernde Infektion, die nicht zytolytisch ist, also die Zellen selbst nicht zerstört. Es ist stark zellgebunden. Die Entschlüsselung der Genomstruktur gelang erst zu Beginn der 90er Jahre des letzten Jahrhunderts. Bornavirus-Infektionen bei Pferden sind schon seit mehr als 100 Jahren bekannt. Es kommt dabei im zentralen Nervensystem zu einer andauernden Virusinfektion, in deren Folge es zu einer nicht-eitrigen Meningoenzephalitis (Gehirnentzündung) kommen kann. Erkrankte Tiere entwickeln motorische Störungen, zeichnen sich durch Verhaltensauffälligkeiten aus und sterben häufig infolge der Infektion. Die Bornasche Krankheit unterliegt der Meldepflicht für Tierkrankheiten. Daher ist bekannt, dass sie in manchen Gebieten in Deutschland zwar in abgegrenzten geografischen Bereichen vorkommt, aber nur selten auftritt. Auch andere warmblütige Tiere wie Schafe oder Rinder können vom Bornavirus infiziert werden, ohne dass es jedoch notwendigerweise zu einer Erkrankung kommen muss.

Seit Mitte der 1980er Jahre wurde innerhalb der virologischen Fachkreise kontrovers diskutiert, ob auch Menschen mit dem tierpathogenen Bornavirus infiziert sind und eine solche Infektion möglicherweise einhergeht mit einem gehäuften Auftreten von neuropsychiatrischen Krankheitsbildern (Depression, Schizophrenie). Die Hinweise auf eine mögliche Bornavirus-Infektion bei diesen Patienten basierten zunächst auf einem gelegentlichen Nachweis von Antikörpern gegen Bestandteile des Borna-Virus in entsprechenden Patientengruppen. (Ein Nachweis derartiger Antikörper ist jedoch kein zwingender Beweis für den Kontakt mit dem entsprechenden Krankheitserreger, da auch andersartige, jedoch kreuzreagierende Proteine (Antigene) von anderen Erregern die Bildung entsprechender Antikörper auslösen können.)

Ein Virus als Ursache oder Mitursache von weit verbreiteten Krankheitsbildern aus dem psychiatrischen Formenkreis hätte erhebliche medizinische Bedeutung und wäre auch gesundheitspolitisch von starkem Interesse, schon wegen der nötigen Suche nach Ursachen, wegen der Übertragung und Feststellung der Verbreitung einer solchen Infektion, der Suche nach geeigneten Maßnahmen zur Verhinderung einer Übertragung und Möglichkeiten zur Entwicklung therapeutischer Ansätze. Somit entstand hier Forschungsbedarf, um diese Fragestellung zu klären.

Bornaforschung in Deutschland

In Deutschland wurden in den Jahren 1996-99 mehrere Ringversuche vom Paul-Ehrlich-Institut unter Mitwirkung der meisten in der deutschen Bornaforschung tätigen Gruppen durchgeführt, um die verwendeten diagnostischen Methoden zu vergleichen und gegebenenfalls zu validieren. Ziel war dabei, Verfahrensschritte zu entwickeln, die für die Erstellung eines zuverlässigen Befundes in der Bornavirusdiagnostik eingesetzt werden können. Hierbei ergaben sich sowohl bei serologischen Verfahren (Western Blot, Indirekte Immunfluoreszenz, Enzym-Immuno Assays) als auch bei den so genannten Nukleinsäureamplifikations-Tests große Widersprüche zwischen den Ergebnissen, die die einzelnen Arbeitsgruppen erzielten. Proben von Psychiatriepatienten und Pferden wurden völlig uneinheitlich in Bezug auf die Bornavirusdiagnostik bewertet. Proben aus Patientengruppen, die zu einem hohen Prozentsatz in vorhergehenden Untersuchungen als Bornavirus positiv bewertet worden waren wurden in diesen Ringversuchen in der überwiegenden Mehrzahl als Bornavirus negativ bewertet. (Die mitgeführten Kontrollen wiesen dabei eine vergleichbare Sensitivität der Teste in den verschiedenen Gruppen nach.) Zudem traten bei den negativen Kontrollen positive Werte auf, während Patientenproben negativ bewertet wurden. Ähnlich verhielt es sich bei Proben von Pferden, die serologisch voruntersucht worden waren. Auch hier wurden in der Regel negative Ergebnisse berichtet, obwohl nach den serologischen Vorbefunden positive Ergebnisse erwartet wurden. Diese große Streubreite der Ergebnisse sowohl bei Verdachtsproben als auch bei Kontrollen weist auf das Problem der Kreuzkontamination in einzelnen Laboratorien hin. Letztlich erwies sich, dass keine der eingesetzten Methoden hinreichend zuverlässige Ergebnisse geliefert hat, um den Nachweis einer Bornavirus-Infektion bei lebenden Menschen (intra vitam-Diagnose) für klinische Zwecke zu führen. Es ließ sich nicht einmal klären, ob Patientenmaterial überhaupt mit Bornaviren belastet war.

Bornaforschung im Robert Koch-Institut

Am Robert Koch-Institut wurde die Bornavirus-Thematik seit Anfang der 90er Jahre von der Gruppe von Dr. Liv Bode bearbeitet. Die Forschung wurde in einer Projektgruppe durchgeführt. (RKI-Projektgruppen sind flexible Forschungseinheiten, die regelmäßig wissenschaftlich evaluiert werden und grundsätzlich befristet und nicht auf Dauer angelegt sind.) Dieses Projekt hatte das Endziel, einen möglichen ursächlichen Zusammenhang zwischen neuropsychiatrischen Erkrankungen und Bornavirus-Infektionen zu untersuchen. Diese Studien erforderten – als nötiges Zwischenziel - die Entwicklung von validierten Methoden zur Bornavirus-Diagnostik. Ein validiertes Testsystem muss durch unabhängige Methoden und auch von Dritten überprüfbar sein, damit erhobene epidemiologische Daten sinnvoll zu bewerten sind. Die in der Arbeitsgruppe benutzten Tests (Immunoblotting, Indirekte Immunfluoreszenz, NAT) wurden innerhalb der oben beschriebenen Ringversuche eingesetzt. Seit dem Jahr 2001 verließ sich die Gruppe bei der Testung von Probenmaterial vorwiegend auf eine selbst entwickelte Sandwich-ELISA-Methode. Sie basiert auf der Verwendung zweier monoklonaler Antikörper (mAb), die nach Immunisierung mit viralen Proteinen erzeugt worden waren. Nach Meinung der Arbeitsgruppe Bode erkennt dieses Verfahren im menschlichen Blut vorliegende Bornavirus-Proteine (Antigen) sowie frei zirkulierende Bornavirus-spezifische „Immunkomplexe“ (Bode et al., Mol Psychiatry 2001; 6(4): 481-91).

Leider unterblieb eine Validierung dieses Testverfahrens. Hierfür wäre zwingend ein Nachweis sowohl von freiem Bornavirus-Antigen als auch von Immunkomplexen in (reaktiven) Spenderproben durch unabhängige methodische Ansätze erforderlich gewesen. Zusammen mit ihrem engen Kooperationspartner Prof. Hanns Ludwig vom Fachbereich Veterinärmedizin der Freien Universität Berlin vertrat Dr. Bode seit Jahren öffentlich die Position, dass Infektionen des Menschen häufig vorkommen und eine enge Verknüpfung mit psychiatrischen Störungen besteht. In einer Arbeit dieser Arbeitsgruppe aus dem Jahr 2001 zeigten ca. 30 % der Blutspender eine Reaktivität in dem beschriebenen ELISA-Test, unter Psychiatrie-Patienten lag diese Quote bei bis zu 100 % (Bode et al., 2001). Ohne eine entsprechende Validierung des verwendeten Verfahrens haben diese Zahlen jedoch keine belastbare Aussagekraft. Die Aussage, wie häufig ein Test positive Befunde anzeigt, ist für sich genommen inhaltlich nicht interpretierbar, solange man nicht weiß, worauf er reagiert, das heißt was er eigentlich anzeigt. Daher wurden die von Bode et al. beschriebenen Untersuchungsergebnisse als zweifelhaft und die Bewertungen in virologischen Fachkreisen öffentlich als überzogen und ungerechtfertigt kritisiert. Die Vorbehalte manifestierten sich unter anderem in einer mit Unterstützung der angesehenen Gesellschaft für Virologie von mehreren Gruppen im In- und Ausland im Jahr 2002 an das RKI herangetragenen Bitte um eine unabhängige Überprüfung der von der Arbeitsgruppe Bode erhobenen Befunde.

Zwei vom RKI initiierte und von anerkannten Virusexperten im RKI bzw. extern durchgeführten Untersuchungen zur Reaktivität der in dem diagnostischen ELISA-Test verwendeten monoklonalen Antikörper ergaben keine Hinweise auf die Präsenz von viralen Antigenen in reaktiven Plasma-Proben (Wolff et al., 2006a. Failure to detect Borna disease virus antigen and RNA in human blood. J Clin Virol. 36, 309, 2006; Wolff et al, 2006b.: Absence of Borna virus in human blood. J Clin Virol. 2006).

Im In- und Ausland sind von verschiedenen Gruppen seit den 1980er Jahren eine Reihe von Studien zur Überprüfung der Hypothese, es könne vielleicht Bornavirus-Infektionen des Menschen geben, initiiert worden. Darin wurde versucht, nicht nur Bornavirus-reaktive Antikörper, sondern auch virale Genombestandteile bzw. den Erreger selbst aus Probenmaterial zu isolieren. Die entsprechenden Studien lieferten unterschiedliche Ergebnisse. Sie reichten von komplett fehlenden Anzeichen für menschliche Bornavirus-Infektionen bis zu Berichten über signifikant höhere Häufigkeit von Bornavirus-spezifischen Nukleinsäuren bzw. Antikörpern bei Psychiatrie-Patienten. Ein Artikel von Lipkin et al. gibt eine Übersicht über die zahlreichen Bornavirus-Studien und deren heterogene Ergebnisse (Lipkin et al. (2001): Trends Microbiol 2001; 9,295-8). Eine kürzliche Meta-Analyse der Gensequenzen von Bornaviren mit angeblichen humanem Ursprung zeigte allerdings, dass es sich hierbei mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit um Kontaminationen durch tierpathogene Laborstämme handelt (Dürrwald et al.: Rev. Med. Virol. 2007, in press)

Zusammenfassung der Ergebnisse

- Viele Studien, die hohe Bornavirus-Prävalenzen konstatierten, benutzten zum Nachweis einer Bornavirusinfektion so genannte „nested RT-PCR-Methoden“ zum Nachweis von Bornavirus-Erbmaterial (Ribonukleinsäure) in Patientenproben (mit insgesamt bis zu 80 Amplifikationszyklen). Diese hoch empfindlichen Nachweisverfahren sind sehr anfällig für falsch-positive Resultate infolge von verunreinigender (kontaminierender) Bornavirus-Nukleinsäure aus der Laborumgebung. Viele Arbeitsgruppen gehen heute davon aus, dass der scheinbare Nachweis von Bornavirus-RNA in humanem Material auf ungewollte Verunreinigung mit Nukleinsäure von Bornaviren zurückgeht.

- Mehrere beschriebene Bornavirus-Isolate, die als humanen Ursprungs eingestuft wurden, sind in ihrer Genom-Sequenz nahezu ununterscheidbar von den Virusstämmen, die im jeweiligen Laboratorium bearbeitet wurden. Die Prozeduren zur Virus-Isolation aus humanen Proben (Biopsiematerial, Blutzellen) sind diffizil und beinhalteten beispielsweise bis zu 20 und mehr Blindpassagen in Kulturzellen oder die experimentelle Infektion (Inokulierung) von Labortieren. Nach Einschätzung der meisten Virologen gehen solche Isolate auf Kontaminationen aus dem Laborbereich zurück.

Die Diskussion zu dieser Problematik kann in folgenden Veröffentlichungen nachgelesen werden.

Schwemmle et al. Sequence similarities between human bornavirus isolates and laboratory strains question human origin Lancet. 1999;354(9194):1973-4.

Bode et al. Human bornaviruses and laboratory strains. Lancet. 2000; 355(9213): 1462.

Staeheli et al. Epidemiology of Borna disease virus. J Gen Virol 2000, 81, 2123-2135.

Planz et al. Genetic relationship of Borna disease virus isolates. Virus Genes. 2003 26(1): 25-30.

Durrwald et al. Epidemiological pattern of classical Borna disease and regional genetic clustering of Borna disease viruses point towards the existence of to-date unknown endemic reservoir host populations. Microbes Infect. 2006; 8(3): 917-29.

Flower R, Kamhieh S.Letter to the Editor refuting "Epidemiological pattern of classical Borna disease and regional genetic clustering of Borna disease viruses point towards the existence of to-date unknown endemic reservoir host populations". Microbes Infect. 2006 Apr; 8(5): 1419-20; author reply 1421-2.

Durrwald et al. Borna disease virus (BDV) sequences derived from plasma samples of Australian cats contain multiple sequencing errors and are otherwise almost identical to strain V, a commonly used BDV laboratory strain. Microbes Infect. 2006 Apr; 8(5): 1421-2.

Hofer et al. Absence of Borna disease virus in the CNS of epilepsy patients Clin Virol. 2006; 36(1): 84-5.

Durrwald et al. Meta-analysis of putative human bornavirus sequences fails to provide evidence implicating Borna disease virus in mental illness. Rev. Med. Virol. 2007 May-June; 17(3): 181-203.

Fazit

  • Es gibt derzeit keine den gängigen methodischen Mindestanforderungen für klinische Testungen entsprechenden Verfahren zum Nachweis von Bornavirus-Infektionen beim Menschen.
  • Der von Bode et al. (2001) beschriebene Test muss nach den vorliegenden Erkenntnissen als ungeeignet für eine aussagefähige Diagnostik angesehen werden.
  • Die Schwierigkeiten, eine valide Nachweismethode zu entwickeln, deuten nicht notwendigerweise nur auf besondere Herausforderungen hin, die ein solcher Erreger an eine für ihn geeignete Nachweismethode stellt. Die Schwierigkeiten der hier diskutierten Art können auch dann entstehen, wenn die Ausgangshypothese faktisch unzutreffend war und es real kein humanes Bornavirus gibt. Es spricht derzeit manches – und mehr als zu Beginn des Projektes - für die letztere Variante.
  • Daher fehlt eine wissenschaftlich fundierte Grundlage für weitere Forschungsarbeiten am RKI auf diesem Gebiet. Dies wird auch vom internen Forschungsrat und vom externen Wissenschaftlichen Beirat des Robert Koch-Instituts so gesehen. Der unter anderem mit renommierten Virologen besetzte Wissenschaftliche Beirat wies ausdrücklich darauf hin, dass auch international kein belastbarer unterstützender Befund vorliegt. Eine Reihe anderer renommierter Arbeitsgruppen in Deutschland hatte die Arbeiten zum Bornavirus bereits Ende der neunziger Jahre eingestellt. Eine Gruppe widerrief im Jahr 2006 Befunde, die ihrer früheren eigenen Einschätzung nach als ein Hinweis auf ein Vorhandensein von Bornavirus im menschlichen Gehirn gewertet worden waren. Nachforschungen hatten ergeben, dass die ursprünglichen Befunde auf Laborverunreinigungen mit Labor-Virusstämmen zurückzuführen waren.
  • Trotz aller intensiven und jahrelangen Bemühungen gibt es keine belastbaren Hinweise, dass das Borna-Virus überhaupt einen Krankheitserreger für den Menschen darstellt. Zudem fehlen auch weiterhin belastbare Belege für eine Assoziation von Borna-Virus und psychiatrischer Erkrankung des Menschen.

Zur externen Überprüfung dieser wissenschaftlichen Bewertung (nicht zuletzt im Hinblick auf die Bedeutung, die das Vorhandensein eines humanpathogenen Virus hätte), wurde eine Stellungnahme externer Sachverständiger eingeholt. Im Ergebnis wurde dabei deutlich, dass die in der Arbeitsgruppe Bode erhobenen Befunde keine plausiblen oder gar verlässlichen Belege für die Annahme liefern, dass ein Großteil der Bevölkerung mit Bornavirus infiziert sei. In virologischen Fachkreisen wird angenommen, dass Menschen, wenn überhaupt, dann nur extrem selten durch Bornavirus infiziert sein können und dass ein begründeter Verdacht für einen Zusammenhang zwischen Bornavirus-Infektionen und psychiatrischen Erkrankungen nicht besteht.
Siehe auch Stellungnahme der Gesellschaft für Virologie (GfV) zur Frage: Ist das Borna Disease Virus (BDV) ein humanpathogenes Agens?

In jedem Fall muss angesichts knapper Forschungsressourcen ein Institut wie das RKI seine begrenzten Mittel so einsetzen, dass sie auf dem Feld der Erforschung gesundheitlicher Gefahren für den Menschen möglichst nützlich sind. Sie erlauben keine unbefristete Abklärung unklarer, im Laufe der Untersuchung eher hypothetischer werdenden Risiken, solange Aufgaben anstehen, um die Auswirkungen nachweislich bestehender Risiken einzudämmen. Aus diesem Grund wurde das befristete Projekt Bornavirus Ende 2005 eingestellt. Diese Entscheidung wurde vom Bundesministerium für Gesundheit ausdrücklich gebilligt.

Stand: 30.05.2007

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