Laborthese oder Zoonose. Ein Update in fünf Teilen (3)

Teil 3: Ein Besuch bei Shi Zhengli
Für die MIT Technology Review (9. Februar 2022) besuchte die Mikrobiologin Jen Qiu das Wuhaner Institut für Virologie. Ein längeres Porträt.
Das Virologische Institut von Wuhan (Bild: globaltime.cn)

(Hier geht es zu den bisherigen Artikeln zur Laborthese in der Textvitrine sowie zu Teil 1 des Updates)

Ausgangslage

Zum WHO-Team, das den Ursprung des Virus erforschen sollte und im Februar 2021 auch Wuhan und dessen virologisches Institut besuchte, gehörte auch der hier schon mehrfach erwähnte Zoologe und Infektionsepidemiologe Peter Daszak. Gefragt, ob er Resultate bei dieser Recherche erwarte, sagte er: »Es kann Jahre, wenn nicht gar Jahrzehnte dauern, bis wir die Wurzeln einer neuen Infektionskrankheit finden werden. Manchmal wissen wir es einfach nicht.«

Für die Identifizierung des Ursprungs der Sars-CoV-1-Epidemie 2002/2003 führen die Wege nach Wuhan und zu Shi Zhengli. Ihrem Team war es zu verdanken, den Erreger gefunden zu haben. Ihre umfangreiche Forschung – in der Institutssammlung gibt es mehr als 20’000 Genproben – zu Viren, die sie vorwiegend von Fledermäusen gewinnt, hat sie zu einer wichtigen Figur auch für Sars-CoV-2 gemacht. In ihrem Institut wurde Anfang Januar 2020 das Genom des Sars-CoV-2 sequenziert und isoliert. Eine Spielart der Labortheorie besagt, dass sich ein Mitarbeiter während der Feldarbeit oder im Labor unwissentlich mit dem Virus angesteckt hat und es so aus dem Institut und in die Bevölkerung gelangt ist. Antikörpertests, die beim Personal durchgeführt wurden, ergaben aber keine positiven Befunde.

Ein langjähriger Kollege von Shi Zhengli, Linfa Wang von der National University in Singapur, sagt, dass am Ursprung fast jeder größeren Epidemie eine Übertragung vom Tier auf den Menschen steht. Also eine Zoonose. Bis jetzt ist es aber noch nicht gelungen, den Träger des Sars-Cov-2 zu identifizieren. Allerdings haben auch die Labortheoretiker für ihre Sicht bis jetzt keine stichhaltigen Beweise vorlegen können. Auch die Bemühungen zweier geheimdienstlichen Untersuchungsteams, die auf Initiative von US-Präsident Joe Biden eingesetzt wurden, waren nicht von Erfolg gekrönt.

In Wuhan

Jen Qiu machte sich im Dezember 2020 auf den Weg nach Wuhan. Sie verbrachte sechs Wochen in der Stadt, führte zahlreiche Interviews mit Menschen aus unterschiedlichsten Richtungen – vom Spezialisten für Bio-Sicherheit bis zu Wissenschaftlerinnen –, sprach mit Mitgliedern des WHO-Teams und vor allem mehrmals mit Shi Zhengli.

Shis Büro in Wuhan liegt auf der zweiten Etage eines Crème-farbenen Gebäudes. Die Einrichtung ist funktional. Shi verfügt nicht über endlose Ressourcen, auch personell ist ihre Abteilung nicht übermäßig ausgestattet. Ihre Ausbildung durchlief sie in Wuhan, ihren Doktorgrad erlangte sie in der Universität in Montpellier, wo sie dank eines chinesischen Stipendiums ihr Studium beenden konnte. In den frühen 2000er-Jahren suchte Wang eine Virologin, die ihn auf die Erforschung nach den Ursprüngen einer neuen Krankheit unterstützen konnte. Es handelte sich damals um Sars-CoV-1. So kam Shi in die Feldarbeit, zu den Fledermäusen und zu den Coronaviren. Zurück im Labor durchläuft jede Gewebeprobe einer Fledermaus einen PCR-ähnlichen Test. Wenn dabei eine sogenannte RNA-Polymerase nachgewiesen wird, kann daraus geschlossen werden, dass Coronaviren vorhanden sind.

In etwa zehn Prozent der über 20’000 Fledermaus-Proben am WIV sind Coronaviren zu finden, zehn Prozent davon (etwa 220) sind mit dem Sars-CoV-1 verwandt. Dies erlaubt einen recht guten Einblick in die Evolution des Virus. Die Forschung an diesen Viren findet nicht immer in Laboren mit Biosafetylevel-4 (BSL-4) statt, vor allem wenn mit sogenannten Pseudoviren (diese können sich nicht kopieren) gearbeitet wird. Sobald aber »lebende« Viren (genau genommen leben Viren nicht, da sie keinen Stoffwechsel aufweisen und sich nicht selbst fortpflanzen können, man spricht deshalb von Strukturen) ins Spiel kommen, und sobald es um die Gefährlichkeit oder um die Vermehrung eines Virus geht, muss die Sicherheitsstufe erhöht werden. So zumindest lautet die Regel. Es ist bis Januar 2021 nur dem Wuhaner Institut gelungen, Coronaviren zu isolieren und zu kultivieren. Hierfür brauchen die Viren Zellen, die sie infizieren können, sonst können sie sich nicht vermehren.

Shis Kollege Yang Xinglou zeigt Jen Qiu das BSL-4-Labor. Von außen. Dieses befindet sich einem gut bewachten Gebäude, »about four floor high, sturdy, with silver siding and few windows«. Ins Labor selbst konnte Qiu nicht gehen, die Zugangsmodalitäten werden restriktiv gehandhabt. Nach ein paar Sicherheitschecks durfte sie jedoch in ein BSL-3-Labor. Auch dort geht es schon recht gefährlich zu und her (z. B. bei der Arbeit mit Zellkulturen oder bei Mäuseexperimenten). Im Zellkulturraum 3 des BSL-3-Labors hatte Yang am 5. Januar 2020 das erste Sars-CoV-2 eines Patienten isoliert. Yang arbeitet seit 2008 im Institut.

2012 entdeckten sie in Proben, die sie von Fledermäusen in einer Höhle bei Kumning entnahmen, das nah zu Sars-CoV-1 verwandte sogenannte WIV1. Wir kommen später auf dieses Virus zurück. Das Team konnte nachweisen, dass diese Coronaviren Zellen anderer Spezies, wie etwa jene der Schweine oder des Menschen, dank eines ACE-Rezeptors (ein Enzym) infizieren können. Zudem fanden sie 2013 in einer stillgelegten Mine bei Tongguan im Bezirk Mojiang ein weiteres Coronavirus, das RaTG13, welches bis vor kurzem als der nächste Verwandte des Sars-CoV-2 galt. Sie wurden nach Tongguan gerufen, da sechs Arbeiter, die die Mine reinigen mussten, an einer dubiosen Lungenerkrankung litten, drei der Arbeiter starben. In den Kavernen der Mine hausten Fledermäuse. Aus Proben der Fledertiere konnten sie das RaTG13 isolieren. Auf diese Variante wird ebenfalls weiter unter noch eingegangen. Allerdings kamen mehrere Mediziner und Infektiologen zum Schluss, dass die Arbeiter von einem Pilz befallen worden waren und die Coronviren nicht Ursache ihres Todes gewesen sei.

Über diese Schlussfolgerung entbrannte im Mai 2020 eine heftige Diskussion. Verschiedene Exponenten, die die These eines Laborausbruchs verfolgen, behaupteten, die Arbeiter wären von einem Sars-ähnlichen Virus angesteckt worden, bei vier von ihnen seien Sars-CoV-1-Antikörper nachgewiesen worden. Shi habe versucht, diese Tatsache zu vertuschen. Sie wurde zur Rede gestellt. Shi sagt, es habe bei Tests zwar positive Resultate gegeben, die sich aber bei der Validierung als negativ herausgestellt haben, also falsch-positiv waren. Zudem überprüfte sie nach dem Ausbruch von Covid-19 Anfang 2020 die Proben von Tongguan ein weiteres Mal und fand keine Hinweise für die typischen Sars-CoV-2-Proteine.

Zwischen 2012 und 2015 kehrte Shi und ihr Team mehrere Male zur Mine zurück und sie sammelten insgesamt 1322 Proben. Dabei fanden sie fast 300 Coronaviren, neun gehören zur selben Familie wie Sars-CoV-1, sie werden Betacoronaviren genannt. Dazu zählt etwa auch MERS.

Das vergessene Virus

Eine Tatsache verwunderte Shi. Acht dieser neun Varianten waren stark verwandt, nur eine Probe aus Mojiang mit der Nummer 4991 unterschied sich markant. Shi war jedoch mit den anderen so sehr beschäftigt, dass sie der Probe 4991 keine weitere Beachtung schenkte. Erst nach der Installierung einer neuen Sequenzierungsmaschine im Jahre 2018 wurde 4991 nochmals untersucht. Shi stellte fest, dass 4991 zu 80 Prozent mit Sars-CoV-1 übereinstimmt (was ein höherer Prozentsatz ist als die anderen Mojiang-Viren). Aber: »It didn’t seem to be a remarkable virus«, sagt Shi zu Qiu. Das Virus verschwand erneut in der Datenbank.

Am 2. Januar 2020 wurden sieben Proben von Patienten des Wuhan Jinyintan Hospitals, dem Zentrum für Infektionskrankheiten in Wuhan, das zum Zentralspital von Wuhan gehört (wo Ai Fen die Notaufnahme leitet), sequenziert. Bei einer davon wurde ein Coronavirus identifiziert, es wurde WIV04 genannt. Shi glich die Probe mit ihrer Datenbank ab. Die höchste Übereinstimmung gab es mit – genau: 4991. Das einst als irrelevant eingestufte Virus rückte plötzlich ins Zentrum des Geschehens. Das Team benannte fortan 4991 als RaTG13. In einem Nature-Artikel im Februar 2020, in dem sie ihre Entdeckung schildert, versäumte es Shi jedoch zu erwähnen, dass RaTG13 aus der stillgelegten Mine stammt. Das wurde ihr von verschiedener Seite vorgeworfen. Zudem befeuerte der Umstand, dass im WIV vor Jahren schon ein Virus identifiziert worden ist, dass zu über 96 Prozent mit Sars-CoV-2 übereinstimmt, die These, das Virus sei aus dem Labor entwichen. Mehrere Virologinnen und Virologen zeichnen in der Fachzeitschrift Cell einen Artikel, in dem eine gründliche Analyse vorgestellt wird. Die beiden Viren sind zwar verwandt, sitzen aber hinsichtlich ihrer Evolution auf zwei verschiedenen Ästen, die entwicklungsbiologisch etwa 50 Jahre auseinanderliegen, sagt der Virologe David Robertson der Universität Glasgow. RaTG13 hätte sich kaum natürlich zu Sars-Cov-2 entwickeln können. Und nicht-natürlich? »Neither could anybody have used RaTG13 as the backbone to engineer Sars-CoV-2, as some proponents of the lab leak theory have argued: the two viruses are different in 1’100 or so nucleotides spread across their whole genomes – a gap too large for any realistic effort«, sagt Qiu. Die Virologin Angela Rasmussen der Universität Saskatchewan ergänzt: »Making Sars-CoV-2 from RaTG13 would have required a feat of unprecedented genetic engineering.« Das klingt noch drastischer, als nur ein neues Auto zu bauen, um eine neue Stereoanlage zu testen, um an Drostens Bild zu erinnern.

Unterdessen geht die Suche nach einem natürlichen Ursprung weltweit weiter. Und man konnte in verschiedenen Ländern (etwa in Laos, Vietnam, Indonesien) mehrere Verwandte von Sars-CoV-2 entdecken.

Chimären

Wie steht es aber mit den Chimären? Hätte das Virus trotz »unprecedented genetic engineering« künstlich hergestellt werden können?

Nach der Entdeckung von Sars-CoV-1 wollte Shi herausfinden, ob das Spike-Protein der einzige Faktor ist, der dem Virus erlaubt, an Zellen anzudocken. Hierfür verwendete sie das sogenannte Coronavirus SHC014, ein Virus aus Kumning, das seit 2013 in ihrer Sammlung ist. SHC014 stimmt zu 95 Prozent mit Sars-CoV-1 überein, nur das Spike-Protein unterscheidet sich stark. Also entschloss sich Shi, das Spike-Protein von SHC014 herauszunehmen und in ein Sars-CoV-1 einfügen. Zudem wollte sie das SHC014 synthetisch herstellen. Diese Experimente konnte sie nicht am WIV durchführen, ihr fehlten die geeigneten Geräte. Sie nahm Kontakt auf mit Ralph Baric von der Universität North Carolina, der über die nötigen Apparaturen verfügte. Die Ergebnisse der Experimente waren überraschend: sowohl das synthetische SHC014 als auch das manipulierte Sars-CoV-1 konnten Zellen infizieren. Jedoch waren die Viren weniger tödlich. Allerdings waren herkömmliche Medikamente gegen beide Varianten wirkungslos. In einem Beitrag von The Intercept wurde eine weitere, bisher unveröffentlichte Studie vorgestellt. Eine Chimäre aus WIV1 und SHC014 wächst in Mäusen zu Beginn schneller als WIV1. Mit der Zeit gleichen sich die Effekte aber an. Daraus wird gefolgert, dass das Spike-Protein nicht alleine verantwortlich ist für die Pathogenität des Virus.

Shi forschte am WIV mit dem oben schon erwähnten WIV1 weiter. Bis zum Ausbruch der Pandemie 2020 baute sie zirka 12 Chimären zusammen, einige davon konnten in der Petrischale menschliche Zellen infizieren. Obwohl keine der hergestellten Chimären mit Sars-CoV-2 nahe verwandt ist und als direkter Vorfahre in Frage kommt: WIV1-SHC014 ist ein Virus, bei dem ein functional gain resultiert ist. Solche Experimente können heikel und riskant sein. Shi beteuert jedoch, sie und ihr Team hätten das Virus nicht gefährlicher machen wollen, sie sei aber von den Resultaten überrascht worden, dass es tatsächlich gefährlicher wurde. Überrascht war auch Christian Drosten (Update Teil 2): Er hatte nicht gewusst, dass Shi Zhengli diese Experimente durchgeführt hatte. Hier muss noch eine wichtige Präzisierung eingeführt werden: gain-of-function-Experimente machen das Virus nicht per se gefährlicher, erst wenn die Pathogenität und die Übertragbarkeit erhöht wird, kann die Forschung als gefährlich bezeichnet werden.

Diese Art der Forschung bewegt sich fast zwangsläufig in einem Grenzbereich. Für künftige Pandemien mag sie wichtige Erkenntnisse generieren, sie müsste aber genau geregelt werden. Gerade in diesem Bereich gibt es offenbar noch zu wenig international bindende Standards. Selbst Shi sagt: »China doesn’t have a blanket biosafety regulation on all coronavirus research. Everything is assessed on a case-by-case basis.« Das WIV erlaubt gemäß des Molekular-Biologen Richard Ebright von der Rutgers Universität Forschungen in BSL-2- beziehungsweise BSL-3-Laboren, die eigentlich auf einer höheren Stufe stattfinden sollten. Das gilt vor allem auch für Experimente, in denen nicht absehbar ist, welche Übertragbarkeit oder welche Gefährlichkeit ein Erreger durch die Manipulation erfährt. Die Virologin Angela Rasmussen glaubt, dass die Pandemie die Wahrnehmung über diese Problematik geschärft hat.

Qiu geht im Weiteren auf den Besuch von US-amerikanischen Diplomaten im WIV 2018 ein (siehe hier). Die beiden lieferten einen kritischen Bericht ab. Sie bemängelten insbesondere das schlecht ausgebildete Personal und lasche Sicherheitsvorkehrungen. Auf diesen Bericht weisen die Labortheoretikern immer wieder hin. So verbreitete sich auch das Gerücht, dass Mitarbeiter des WIV in der Feldarbeit infiziert worden seien. Beweisen konnte man es nicht. Positive Testresultate gab es nicht. Filippa Lentzos vom King’s College moniert, dass es jetzt zu spät sei, weil unterdessen sämtliche verdächtigen Unterlagen vermutlich vernichtet worden seien. Solche Auseinandersetzungen verlaufen zuweilen eher mühsam, da Fakten fehlen beziehungsweise nicht zugänglich sind. Daraus belastbare Erkenntnisse zu filtern, ist unmöglich.
Wohl ist auch nicht immer geschickt kommuniziert worden. Das Umfeld für die Wissenschaft ist auch ein anderes geworden. Plötzlich stehen Forscher im Scheinwerferlicht, ohne dass sie diese Aufmerksamkeit gesucht zu haben. Nicht immer steht ihnen eine schlaue Kommunikationsberaterin zur Seite. Und an der chinesischen Informationspolitik gibt es sicherlich viel auszusetzen. Misstrauen, Ablenkung und Desinformation bestimmen den Ton. Erschwerend fließen noch politische Erwägungen in die Debatte, die mit der Ursprungsfrage an sich nichts zu tun haben. Dass dies keine idealen Voraussetzungen für Aufklärung sind, liegt auf der Hand. Hier ist aber nicht der Ort dafür, die politische Dimension genauer auszuleuchten. Über die verschiedenen Argumentationen von Labortheorie und Zoonose wurde in der Textvitrine ohnehin schon hinlänglich berichtet. Weiter unten werden zudem die neusten Erkenntnisse zur Huanan-Markt-Theorie vorgestellt, die eine Zoonose advozieren. Wir kürzen ab und kehren zu Shi zurück. Sie zeigt sich von den Auseinandersetzungen irritiert.

Shi wurde aufgefordert, sich nicht mehr öffentlich zu äußern. Sie selbst will sowieso am liebsten einfach weiterforschen. Und das tut sich auch. Jen Qiu wurde von Shi zu Höhlen mit Fledermäusen mitgenommen. Feldforschung. Shi blühte wieder auf, sie war in ihrem Element. Sie sagt, die Arbeit ihres Teams sei wie ein riesengroßes Puzzle. Sie sammeln kleinste Details, nicht wissend, ob sie jemals hilfreich sein können. Nicht wissend, ob ihnen vielleicht gerade der Schlüssel für die nächste Pandemie in die behandschuhten Hände gefallen ist.

Hier geht’s zu Teil 4 und der Furin-Spaltstelle.

Schreiben Sie einen Kommentar

Ihre E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht.

Virus

Der Pandemieplan Schweiz, in der aktuellen Fassung der Influenza-Pandemieplan Schweiz 2018, ist ein Planungsinstrument, das Strategien und Massnahmen zur Vorbereitung der Schweiz auf eine (Influenza-)Pandemie dokumentiert. Er wird von der Eidgenössischen Kommission für Pandemievorbereitung und -bewältigung (EKP) und dem Bundesamt für Gesundheit (BAG) herausgegeben.

Der erste Pandemieplan für die Schweiz wurde von einer Arbeitsgruppe unter Leitung von Robert Steffen ausgearbeitet. Die Vorarbeiten wurden 1995 begonnen; der erste schweizerische Influenza-Pandemieplan wurde im Jahr 2004 veröffentlicht. Ein zentrales Anliegen sei laut Steffen dabei gewesen, dem Bund die Führung zu überlassen.

Nach den Erfahrungen in der Bewältigung der Influenza-Pandemie 2009 wurde der Schweizer Pandemieplan vollständig revidiert.

Kristian G. Andersen et al, The proximal origin of SARS-CoV-2, 

(abgerufen am 2.5.2020)