Wissenschaftler enthüllen, warum wiederholte Fälle von Dengue-Fieber schwerer sind als die Erstinfektion

Weltweit ist ein deutlicher Anstieg der Dengue-Fälle zu verzeichnen, und es kommt zu zahlreichen Ausbrüchen. Dies wirft die Frage auf, wer einem höheren Risiko für schwere Formen dieser durch Mücken übertragenen Krankheit ausgesetzt ist.

Im sogenannten „Dengue-Gürtel“, der Mittel- und Südamerika, Afrika südlich der Sahara, Südostasien und weite Teile des Südpazifiks mit seinen dicht besiedelten Inseln umfasst, hat die Infektionsrate um ein Vielfaches zugenommen. Dengue ist laut Weltgesundheitsorganisation die weltweit am weitesten verbreitete und am schnellsten wachsende durch Vektoren übertragene Krankheit.

Allein in Amerika wurden in den ersten drei Monaten des Jahres 2024 mehr als 5,2 Millionen Fälle und über 1.000 Todesfälle gemeldet, berichtete die Panamerikanische Gesundheitsorganisation im April und stellte einen deutlichen Anstieg im Vergleich zum gleichen Zeitraum im Jahr 2023 fest.

Eine ähnliche Situation ist in anderen Dengue -Gebieten zu beobachten. Dort haben Versäumnisse bei der Vektorkontrolle in Verbindung mit dem globalen Klimawandel zu einer explosionsartigen Ausbreitung blutrünstiger Mücken geführt, deren Schwärme in Gebiete vordringen, die bislang als denguefrei galten. Nur weibliche Mücken ernähren sich von Blut, da sie dessen Nährstoffe ständig zur Fütterung ihrer Eier benötigen.

Mehr als zwei Jahrzehnte Dengue-Überwachung in Thailand liefern heute Antworten auf viele Fragen – und das zu einer Zeit, in der die Welt Führung am dringendsten braucht.

Die Ergebnisse der Studie zeigen, wie verschiedene Untergruppen – Virologen nennen sie Subtypen – des Dengue-Virus das zukünftige Risiko einer schweren Infektion beeinflussen. Es ist seit Jahren bekannt, dass Personen, die sich nach einer typischerweise milden Erstinfektion in Folgeausbrüchen infizieren, bei Folgeinfektionen ein erhebliches Risiko für einen schweren Krankheitsverlauf haben. Die neue Studie analysierte schließlich über 15.000 Fälle, um die Ursache herauszufinden.

In einer in Science Translational Medicine veröffentlichten Studie erläuterte ein internationales Wissenschaftlerteam, wie vier Denguevirus-Subtypen – DENV-1, 2, 3 und 4 – das Risiko wiederholter schwerer Infektionen beeinflussen. Diese Erkenntnisse liefern eine neue Grundlage für die Krankheitsüberwachung und legen den Grundstein für Impfstrategien, sobald neue Dengue-Impfstoffe verfügbar sind.

Das Team betonte außerdem, dass Dengue-Fieber, eine heimtückische Tropenkrankheit, im Kontext anderer weltweit verbreiteter Viruserkrankungen verstanden werden kann.

„Die Fähigkeit von Viren wie SARS-CoV-2 und Influenza, ihre genetische Struktur als Reaktion auf den Selektionsdruck der Bevölkerungsimmunität kontinuierlich zu verändern, erschwert die Bekämpfungsbemühungen“, sagte Dr. Lin Wang, Hauptautor der Dengue-Studie.

„Beim Dengue-Virus, einem Arbovirus, das jährlich über 100 Millionen Menschen infiziert, ist die Situation noch komplexer“, fuhr Wang fort. „Menschen mit hohen Antikörpertitern gegen das Dengue-Virus sind vor einer Infektion und schweren Krankheitsverläufen geschützt.“

„Allerdings wiesen Menschen mit subneutralisierenden Antikörpertitern aufgrund mehrerer hypothetischer Mechanismen, darunter einer antikörperabhängigen Verstärkung, das höchste Risiko einer schweren Erkrankung auf“, sagte Wang, ein Forscher in der Abteilung für Genetik der Universität Cambridge in England.

Eine Dengue-Infektion kann heimtückisch sein. Manche Patienten, die die Infektion bereits durchgemacht haben und sich bei einem späteren Ausbruch erneut infizieren, können beim zweiten Ausbruch schwerere Symptome entwickeln. In den meisten Studien zu Dengue-Reinfektionen wurde jedoch jeder Serotyp als nicht voneinander unterscheidbar behandelt, sagen Wang und Kollegen. Sie weisen darauf hin, dass die genetischen Unterschiede der einzelnen Serotypen untersucht werden müssen, um die potenziellen Risiken besser zu verstehen.

Um ein klareres Bild zu erhalten, untersuchten die Forscher jeden Serotyp bei mehr als 15.000 Patienten, um zu verstehen, warum Erstinfektionen mit Dengue-Fieber typischerweise milder verlaufen als nachfolgende. Wang arbeitete dabei mit zwei Zentren in Bangkok, Thailand, mehreren Forschungsinstituten in den USA und einem in Frankreich zusammen.

Um herauszufinden, wie sich jeder Serotyp des Virus auf das Risiko eines schweren Krankheitsverlaufs auswirkt, analysierten Wang und seine Kollegen die genetischen Daten des Virus. Das Team untersuchte zudem die Krankenhausaufenthalte von Dengue-Patienten, um herauszufinden, welcher Subtyp des Virus ihre Infektion verursacht hatte. Die Forscher sammelten Daten aus 21 Jahren Dengue-Überwachung von 1994 bis 2014 in einem Kinderkrankenhaus in Bangkok und deckten 15.281 Fälle ab. So konnten sie Wiederholungsfälle und jeden Virusserotyp über alle Infektionen hinweg identifizieren.

Anhand von Krankenhausakten pädiatrischer Patienten fanden die Forscher einen Zusammenhang zwischen Krankenhausaufenthalten und der Reihenfolge, in der sich die Patienten mit verschiedenen Dengue-Virus-Serotypen infizierten. Sie konnten außerdem feststellen, welche Kombinationen viraler Subtypen auf leichte oder schwere Dengue-Verläufe hindeuteten. So hatten beispielsweise Menschen, die mit einander sehr ähnlichen Serotypen wie DENV-3 und DENV-4 oder sehr unterschiedlichen Serotypen wie DENV-1 und DENV-4 infiziert waren, ein geringeres Risiko für einen schweren Krankheitsverlauf bei einer erneuten Infektion.

Patienten, die mit nur mäßig unterschiedlichen Serotypen infiziert waren, hatten jedoch ein höheres Risiko für schwere Symptome bei Folgeinfektionen. Die höchste Risikogruppe in dieser Kategorie umfasste Patienten, die zunächst mit DENV-2 und anschließend mit DENV-1 infiziert waren.

Die neue Studie schafft Klarheit über die Risiken der Krankheit, die der breiten Öffentlichkeit möglicherweise widersprüchlich erscheinen. So entwickeln die meisten Menschen, die sich neu mit Dengue infizieren, nur sehr leichte oder gar keine Symptome. Bei denjenigen, die jedoch erkranken, sind die Hauptsymptome Fieber, Kopfschmerzen, Gliederschmerzen, Übelkeit und Hautausschlag, die sich bei einer schweren Infektion verschlimmern.

Seit mehr als einem Jahrhundert ist ein schwerer Dengue-Anfall aufgrund der Intensität der Schmerzen und der damit einhergehenden Muskelkrämpfe als „Knochenbrecherfieber“ bekannt.

Das Virus wird in den Tropen und Subtropen von den Mückenarten Aedes aegypti und Aedes albopictus übertragen, die im Dengue-Gürtel endemisch sind. Dieser Gürtel, der sich zwischen dem 35. nördlichen und 35. südlichen Breitengrad erstreckt, war traditionell die Heimat von Dengue-übertragenden Mücken. Doch Wissenschaftler gehen davon aus, dass sich ihr Verbreitungsgebiet mit dem fortschreitenden Klimawandel nach Norden ausdehnt.

Wang meint unterdessen, die gemeinsame Studie habe den Grundstein für ein besseres Verständnis der Funktion des Immunsystems bei nachfolgenden schweren Dengue-Infektionen gelegt.

„Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Immunprägung dazu beiträgt, das Dengue-Risiko zu bestimmen und eine Möglichkeit bietet, das sich verändernde Risikoprofil von Bevölkerungen zu überwachen und die Risikoprofile von Impfstoffkandidaten zu quantifizieren“, schloss Wang. „Dies wird mit der Einführung von Dengue-Impfstoffen zunehmend an Bedeutung gewinnen.“

Die Ergebnisse der Arbeit werden in einem Artikel in der Zeitschrift Science Translational Medicine ausführlich beschrieben.