Milzbrand

Zellen des Bacillus anthracis

Anthrax-Bakterien

Milzbrand oder Anthrax ist eine Infektionskrankheit, die durch Bacillus anthracis verursacht wird und meist Paarhufer befällt. Auch Menschen können befallen werden, wenn sie hohen Dosen der Milzbrandsporen ausgesetzt sind. Eine Übertragung von Mensch zu Mensch gilt als sehr unwahrscheinlich; es wurde bislang kein solcher Fall dokumentiert.

Der deutsche Name leitet sich von der braunschwarzen Verfärbung einer schwer befallenen Milz ab.^[1] Der Erreger des Milzbrands ist ein aerobes und sporenbildendes Stäbchenbakterium und wurde 1849 durch Aloys Pollender entdeckt. Die Sporen können unter Umständen Jahrzehnte oder sogar Jahrhunderte überleben.

Erreger

Der Milzbranderreger, Bacillus anthracis, gehört zur Gattung Bacillus (sporenbildende, aerobe Stäbchenbakterien) innerhalb der Familie Bacillaceae. Er ist ein etwa fünf bis sechs µm (1 µm = 0,001 mm) langes, gram-positives, unbewegliches, sporenbildendes Stäbchen, das in Körperflüssigkeiten kurze, in der Kultur längere kettenförmige Verbände bildet. Im Tierkörper ist die Bakterienzelle von einer deutlichen Kapsel umhüllt, während in der Kultur in der Regel keine Kapselbildung erkennbar ist. Außerhalb des Tierkörpers, in Anwesenheit von Sauerstoff und bei Temperaturen von 12 bis 43 °C, bilden sich Sporen (Dauerformen), deren Größe etwa 0,5 bis 1,2 µm beträgt.

Das Bakterium selbst ist nicht sehr widerstandsfähig. Im faulenden, nicht geöffneten Kadaver gehen die Keime bei warmer Witterung bereits nach zwei bis drei Tagen zugrunde. Bei niedrigen Temperaturen können sie über zwei Wochen infektiös bleiben. Im Magensaft werden sie nach etwa 20 Minuten abgetötet. Die Sporen des Milzbranderregers sind hingegen außergewöhnlich unempfindlich. Durch Eintrocknen werden sie nicht vernichtet. Durch Sonneneinstrahlung werden sie innerhalb von vier Tagen abgetötet. Im Erdreich und vor Sonne geschützt bleiben sie über viele Jahrzehnte hinweg lebensfähig. Zehnprozentiges Formaldehyd ist nach etwa zwei Stunden, 20-prozentiges Formaldehyd in etwa zehn Minuten wirksam. Im strömenden Dampf von 100 °C gehen sie nach fünf Minuten, in trockener Hitze von 120 °C bis 140 °C nach drei Minuten zugrunde.

Verbreitung

Als Krankheit und bösartige Seuche ist der Milzbrand schon seit dem Altertum bekannt. Sowohl in der Bibel als auch bei Griechen (Homer) und Römern (Ovid) wird davon berichtet. Die alten arabischen Ärzte bezeichneten den Milzbrand beim Menschen als „persisches Feuer”.

Auch als Wildkrankheit ist der Milzbrand seit langem bekannt. Schon aus dem neunten Jahrhundert wird über regelrechte Seuchenzüge berichtet. Nachdem infolge der fortschreitenden Erkenntnisse der Mikrobiologie die Seuche in den Haustierbeständen zurückgedrängt werden konnte, wurde sie auch beim Wild in den letzten Jahrzehnten nur noch vereinzelt festgestellt.

Heute kommt Milzbrand in allen Ländern und in allen Erdteilen, allerdings in stark variierender Häufigkeit, vor. Am häufigsten tritt Milzbrand in wärmeren Regionen, vor allem in Südeuropa, im Nahen Osten, in Asien, Nordafrika und Südamerika auf. Er findet sich bevorzugt auf feuchten, sumpfigen Böden und in Überschwemmungsgebieten von Fluss- und Bachläufen, in denen die Sporen durch das Wasser verschleppt und ausgebreitet werden können. Selbst aus tief vergrabenen Kadavern können durch die Aktivität der Regenwürmer^[2] oder durch steigendes Grundwasser noch nach Jahrzehnten immer wieder Sporen an die Oberfläche gelangen. Wenn im Zuge von Baumaßnahmen die Areale ehemaliger Abdeckereien und Wasenmeistereien angeschnitten werden, die vor Jahrzehnten noch weit außerhalb der Siedlungsperipherie lagen, können Sporen wieder nach oben befördert werden.

Die Mehrzahl der Milzbrandfälle wurde in Gebieten mit Grünland- und Weidewirtschaft festgestellt. Jahreszeitlich zeichnet sich ein Höhepunkt im Frühjahr ab, während der statistische Tiefpunkt im Sommer (Juni) liegt. Auch in Jahren mit extrem hohen Niederschlagsmengen muss mit vermehrten Krankheitsfällen gerechnet werden.

Im Hinblick auf das Vorkommen bei verschiedenen Haus- und Wildarten sowie beim Menschen spielt deren unterschiedlich stark ausgeprägte Empfänglichkeit eine Rolle. Hoch empfänglich sind Schaf, Ziege, Rind, Büffel, Pferd, Kamel, Rentier, Elefant und Nerz; mittelmäßig empfänglich Hund, Katze, Ratte und Mensch. Wenig empfänglich ist das Schwein und fast resistent sind Vögel (mit Ausnahme des Straußes).

In Deutschland tritt Milzbrand nur noch sehr selten auf. In der Vergangenheit war sein Auftreten meistens an die Einfuhr infizierter Tiere oder an den Import von Tierhäuten (vor allem aus veterinärärztlich unkontrollierten Schlachtungen) für die Lederherstellung, von Fellen und von Haaren und Borsten gebunden. So überlebten Milzbrandsporen die Lederkonservierung und den Gerbprozess und gelangten über die Gerbereiabwässer in die Gewässer und bei Überschwemmungen in die betroffenen Flussniederungen und Weiden. Es sind zahlreiche historische Milzbrandepidemien bei Haustieren im Abstrom von Gerbereien bekannt. Diese Tierepidemien gingen zu Beginn des 20. Jahrhunderts nach zum Teil heftigen Protesten betroffener Bauern zurück, nachdem vielerorts die Direkteinleitung von Gerbereiabwässern untersagt wurde und die Abwässer stattdessen grob geklärt und verrieselt wurden.

Milzbrand beim Menschen trat vor allem als Berufskrankheit bei Gerbereiarbeitern, bei Personal aus der Verarbeitung von Fellen, Borsten und Haaren, aber auch bei Hafenarbeitern und Transportarbeitern, die Umgang mit diesen Materialien hatten, auf, daneben auch bei Abdeckereien. Höhepunkte des Auftretens waren Krisenzeiten der Lederindustrie, als vermehrt billige Importe aus Regionen ohne oder mit geringer veterinärärztlicher Kontrolle der Schlachtungen erfolgten. Mit dem Rückgang der Produktion in diesen Gewerbezweigen und mit der zunehmenden veterinärärztlichen Kontrolle in den Herkunftsländern der Tierprodukte nahmen die Erkrankungsfälle so weit ab, dass Milzbrandfälle heute äußerst selten geworden sind.

Bei der Altlastenuntersuchung von Altstandorten der Lederindustrie gelten diese als potentiell milzbrandkontaminiert. Bei einem entsprechenden Forschungsvorhaben^[3] konnten in Deutschland in Einzelfällen auch noch über 40 Jahre nach Betriebsschließung virulente Milzbrandsporen nachgewiesen werden. Andererseits sind nach den Erhebungen dieses Forschungsvorhabens keine Fälle einer Erkrankung an Milzbrand bei Mensch oder Tier wegen eines Kontaktes mit entsprechenden Altlastmaterialien bekannt. Auch kann das Milzbrandrisiko als weitgehend ausgeräumt gelten, wenn historische Erhebungen und Zeitzeugenaussagen bestätigen, dass bei der ehemaligen Produktion keine Milzbranderkrankungen aufgetreten sind, und vor allem auch, wenn nur inländische Häute aus veterinärärztlich kontrollierten Schlachtungen verwendet wurden.

Milzbrand ist beim Tier eine anzeigepflichtige Tierseuche und beim Menschen eine meldepflichtige Krankheit nach §6 Abs. 1 des Infektionsschutzgesetzes (Meldepflicht bei Verdacht, Erkrankung und Tod). Bei beruflicher Exposition muss auch die Berufsgenossenschaft informiert werden. Bei Arbeiten im Altlastenbereich mit Milzbrandverdacht ist das berufsgenossenschaftliche Merkblatt BGI 583 „Biologische Arbeitsstoffe bei der Bodensanierung” zu beachten.

Manifestationsformen und Symptome

Hautmilzbrand

Milzbrandinfektion am Unterarm

Hautmilzbrand ist die harmloseste Form des Milzbrandes. Er wird nur durch direkten Hautkontakt übertragen, unbehandelt enden 5 bis 20 % der Fälle tödlich. Wenn es zu einer Infektion kommt, bildet sich an der Stelle der Übertragung ein bläschengesäumtes Ulkus mit einer schwarzen Nekrose in der Mitte. Daraus entwickelt sich ein eitergefülltes Bläschen. Bei einer weiteren Ausdehnung der Krankheit treten neue Bläschen auf. Wenn diese Bläschen sich verbinden, entsteht ein Milzbrandkarbunkel, welches, wenn es Anschluss an ein Blutgefäß bekommt, zu einer Blutvergiftung führen kann. Hautmilzbrand wird mit systemischem Penicillin G behandelt. Haut- und Lungenmilzbrand waren früher häufige Berufskrankheiten von Fleischern und insbesondere Gerbern.

Lungenmilzbrand

Lungenmilzbrand im Röntgenbild

Für eine Infektion müssen ca. 3000-9000 Milzbrandsporen mit der Atemluft inhaliert werden, die an Tierhäuten oder Tierhaaren haften und noch nach Jahren ansteckend sind. Die Inkubationszeit beträgt einige Tage bis zu mehrere Wochen. Die Krankheit beginnt unspezifisch und grippeähnlich mit Husten, es folgen hohes Fieber, Schüttelfrost und Atemnot. Das ausgehustete Sekret ist hochinfektiös. Auch mit sofortiger antibiotischer Therapie ist die Letalität (Sterbensrate) an Lungenmilzbrand sehr hoch, da mit dem Auftreten der Symptome eine massive Freisetzung der Milzbrandtoxine bereits stattgefunden hat. Der Tod tritt meistens innerhalb von drei bis sechs Tagen unter dem Bild eines septischen Schocks ein.

Darmmilzbrand

Durch den Verzehr von infizierten Milchprodukten oder infiziertem Fleisch wird Darmmilzbrand übertragen. Die Inkubationszeit beträgt wenige Stunden bis drei Tage. Es treten blutiges Erbrechen und blutiger Durchfall auf, welche Zeichen einer blutigen Darmentzündung sind. Die Keime verbreiten sich über den ganzen Körper, es kann zu einer Blutvergiftung und einem Herz- und Nierenversagen kommen. Über 50 % der Erkrankten sterben. Dies ist die seltenste Form von Milzbrand. Darmmilzbrand wird mit Breitbandantibiotika wie Ciprofloxacin behandelt. Auch kann ein oropharyngealer Milzbrand nach oraler Aufnahme von Milzbrandsporen entstehen (Ödeme und Nekrosen im Halsbereich).

Diagnostik

Anthraxkultur

Beim Patientengespräch muss der Krankheitsverlauf der letzten Tage besonders sorgfältig erkundet werden (Anamnese). Wichtig für den Arzt sind Hinweise auf eine mögliche berufliche Exposition und auf Tierkontakte. Für die Diagnose des Hautmilzbrandes ist eine Untersuchung der oben genannten typischen Hautveränderungen am gesamten Körper des Patienten erforderlich.

Zur Absicherung werden die Anthrax-Bazillen aus den Hautschäden oder bei Verdacht auf Lungenmilzbrand aus dem Auswurf gewonnen und mikrobiologisch untersucht. Gegebenenfalls wird auch eine Blutprobe untersucht. Für den Erregernachweis kommen drei Methoden in Frage. Zum einen wird der Erreger direkt mikroskopisch nachgewiesen. Zum anderen kann der Nachweis anhand einer Bakterienkultur erfolgen. Zum dritten ist ein moderner, gentechnischer Nachweis mit der PCR möglich. Dazu wurde in jüngster Zeit auch ein Schnelltest entwickelt.

Vorbeugung

Besteht der Verdacht, dass eine inhalative Milzbrandexposition stattgefunden hat, wird eine 60-tägige medikamentöse Prophylaxe (bzw. 100-tägige Prophylaxe nach den Empfehlungen der US-Gesundheitsbehörde CDC) mit einem Antibiotikum Ciprofloxacin, Doxycyclin oder Amoxicillin empfohlen.

Einsatz als biologische Waffe

Die Meinungen, inwieweit Milzbrandbakterien für die biologische Kriegführung geeignet sind, gehen auseinander. Basierend auf Versuchen mit Primaten schätzen Wissenschaftler die letale Dosis LD₅₀ auf 2.500 bis 55.000 inhalierte Sporen.^[4]

Die Sporen sind gegen äußere Einflüsse unempfindlich und deshalb zum Beispiel deutlich geeigneter als das Pestbakterium Yersinia pestis.

Geschichte

Im Mittelalter wurden bei kriegerischen Auseinandersetzungen verseuchte Tierkadaver über Burgmauern geworfen, um die gegnerische Bevölkerung zu infizieren.

Milzbranderreger wurden erst 1849 in Schafsblut entdeckt. Robert Koch untersuchte die Erreger 1877, beschrieb sie, konnte sie in Kultur vermehren und ihre Rolle bei der Entstehung der Krankheit nachweisen.

Im Ersten Weltkrieg wurde von deutschen Wissenschaftlern mit Milzbrand experimentiert. Die Versuche wurden wegen geringen Erfolges wieder eingestellt.

bis 1945

Die Kaiserlichen Streitkräfte Japans setzten Anthrax 1932 in der Mandschurei ein. Bei einem sogenannten Forschungsprojekt der Einheit 731 wurden zirka 3000 Kriegsgefangene als Versuchsobjekte missbraucht. Auch andere Kampfstoffe wurden getestet.

Neben Japan entwickelte auch Frankreich einen Milzbranderreger. Dieser wurde beim Einmarsch der deutschen Truppen entdeckt und deutsche Wissenschaftler experimentierten mit dem Erreger, obwohl Hitler es ausdrücklich verboten hatte.

1942 hat Großbritannien auf der Insel Gruinard Island Milzbranderreger getestet, worauf die Insel fast fünfzig Jahre lang Sperrgebiet war. Zwar wurde die Insel 1986 und 1987 mit insgesamt 280 Tonnen Formaldehyd entseucht, es besteht aber noch Kritik an der Gründlichkeit und Wirksamkeit dieser Maßnahme.

Die USA haben während des Zweiten Weltkrieges an Milzbrandbomben gearbeitet. So bat Winston Churchill US-Präsident Roosevelt um eine beschleunigte Lieferung von 500 000 "N-Bomben", die zuvor an auf dem Testgelände Dugway Proving Ground entwickelt und getestet wurden.^[5][6]

1970er-Jahre

Auch die Sowjetunion experimentierte mit Milzbrand. Im April 1979 infizierten sich beim Milzbrand-Unfall in Swerdlowsk in einer B-Waffen-Forschungsstätte zahlreiche Anwohner mit Milzbrand. Die Infizierten befanden sich zu dem Zeitpunkt in der Windrichtung, als vermutlich nur zirka ein Gramm des Milzbrand-Erregers freigesetzt wurde. Erst als 1992 unter Boris Jelzin der Betriebsunfall publik wurde, erfuhren die Familien der Verstorbenen, wodurch ihre Familienmitglieder zu Tode gekommen waren. Die Zeitschrift Science publizierte 1994 die Ergebnisse der amerikanisch-russischen Untersuchungskommission^[7] – es ist die bislang gründlichste Dokumentation einer B-Waffen-Wirkung.

Die gesamte im Aralsee liegende Insel der Wiedergeburt ist mit Anthrax verseucht. Sie war ein geheimes Versuchsgebiet der sowjetischen Armee; angeblich sollen dort noch 1988 Milzbranderreger ausgesetzt worden sein. Durch die Wasserentnahme aus den Zuflüssen des Aralsees ist der Wasserspiegel aber mittlerweile so weit gesunken, dass sich im Jahr 2000 die ehemalige Insel mit dem Festland verband.

1972 unterschrieben 143 Staaten die Biowaffenkonvention, welche die Entwicklung, Herstellung und Lagerung biologischer Waffen untersagt.

1990er-Jahre

In den 1990er Jahren wurde der Unfall von Swerdlowsk öffentlich bekannt und auch, dass der Irak große Mengen Milzbrand-Erreger zum Einfüllen in Sprengköpfe und Bomben lagerte. Daraufhin begann man mit Verhandlungen über ein Zusatzprotokoll, die nach sechs Jahren endeten. Dieses Protokoll lässt immer noch viele Lücken offen, und da Inspektionen in Fabriken lange im Voraus angekündigt werden müssen, können Spuren beseitigt werden. Die USA stiegen aus dem Zusatzprotokoll aus mit der Begründung, es gehe nicht weit genug. Die USA selbst betreiben Forschung auf dem Gebiet der Abwehr von biologischen Gefahren. Hierzu gehört z. B. die Entwicklung von Impfstoffen oder diagnostischer Tests.

Die vermutete Herstellung und Lagerung unter anderem von Biowaffen als Massenvernichtungswaffen im Irak-Konflikt diente den USA nach einem Tauziehen über Waffeninspektionen im Jahre 2003 als wesentliche Legitimation, den Irak-Krieg zu beginnen. Es stellte sich später heraus, dass diese Vermutungen oder vermeintlichen Beweise jeder Grundlage entbehrten.

2000er-Jahre

Im Juli 2001 waren in Kanada im Bundesstaat Alberta Hunderte von Bisons bedroht. 19 Tiere starben an den Folgen des Erregers.

Am 12. Juli 2001 traten in Südkorea im Landkreis Changyong in der Provinz Gyeongsangnam-do fünf Milzbrandfälle unter Menschen auf, eine Person starb. Alle hatten Fleisch von einem Rind verzehrt, das in einem Sumpfgebiet tot aufgefunden worden war.

Im September 2001 wurden bei Anthrax-Anschlägen in den Vereinigten Staaten Briefe mit Milzbranderregern an Regierungsstellen und hohe Politiker verschickt. Fünf Menschen starben. Ein vermuteter Zusammenhang mit den Terroristen vom 11. September konnte nicht bewiesen werden. Stattdessen wird inländisches Laborpersonal verantwortlich gemacht, da die verschickten Milzbranderreger den eigens herangezüchteten Stämmen aus dem Labor für Biokampfstoffe in Fort Detrick entsprachen. Dr. Bruce Ivins, ein verdächtiger US-Wissenschaftler, der Selbstmord begangen haben soll, wird von den US-Behörden als Einziger für verantwortlich für die US-Anschläge gehalten, wie US-Staatsanwalt Jeffrey Taylor am 6. August 2008 verlautbarte. Weitergehende öffentliche Untersuchungsergebnisse sind seither nicht bekannt.^[8] Im Zusammenhang mit den Milzbrand-Briefen in den USA wurden am 18. Oktober 2001 auch in Kenia Sporen des Milzbrand-Erregers in einem Brief an einen Privatmann nachgewiesen.

2008 gab es eine Häufung von Milzbrandfällen bei Rindern im ostfranzösischen Département Doubs, nachdem die Krankheit dort über 40 Jahre praktisch nie vorkam. Bis August 2008 wurde die Erkrankung in 21 Rinderbetrieben festgestellt, 40 Tiere mussten getötet werden.^[9]

2009 wurden in New York mehrere Botschaften unter dem Verdacht des Milzbrandes evakuiert. Diese bekamen einen Brief aus Texas mit weißem Pulver. Die Botschaftsmitarbeiter wurden vorsorglich dekontaminiert. Das Pulver stellte sich als Mehl heraus.

2010 kam es durch milzbrandverseuchtes Heroin zu sieben Todesfällen in Schottland und einem Todesfall in Deutschland.^[10]

2010 wurde Anfang April im Raum Aachen eine Hautmilzbrand-Infektion bekannt.^[11]

2010 wurden im August und September in Bangladesch rund 300 Personen mit Milzbrand infiziert. Außerdem erkrankten über 200 Kühe und Ziegen, 50 Tiere starben.^[12]

2012 kam es erneut im Raum Regensburg zu Fällen von anthraxverseuchtem Heroin. ^[13]

Im Juli 2012 kam es zu einem Milzbrand-Ausbruch in einer Rinderherde im Kreis Stendal (Sachsen-Anhalt). Die Diagnose wurde durch das Friedrich-Loeffler-Institut in Jena bestätigt. Nach Angaben des Agrarministeriums seien bis zum 13. Juli neun Rinder verendet, die Herkunft des Erregers war zu diesem Zeitpunkt noch unklar.^[14][15]

Zivile Forschung

Aufgrund der militärischen Forschung als Biowaffe und deren Abwehr ist die Wirkungsweise des Anthrax-Erregers und der Verlauf der Krankheit gut erforscht. Unter anderem wird daran geforscht, die Wirkung als Zellgift selektiv gegen Krebszellen einzusetzen.^[16]

Literatur

• R. C. Spencer: Bacillus anthracis.. In: Journal of clinical pathology (J Clin Pathol). London 56.2003,3(Mar),182–187. Review. PMID 12610093. ISSN 1472-4146
• W. Biederbick, R. Fock, K. Güttler, C. Veit: Infektionen durch Bacillus anthracis. In: Dtsch. med. Wochenschr. Stuttgart 15.2002,127, 809–814. ISSN 0012-0472

Weblinks

Commons: Bacillus anthracis – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Wiktionary: Milzbrand – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

Wiktionary: Anthrax – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

• Anthrax – Informationen des Robert Koch-Instituts
• Informationen der Centers for Disease Control and Prevention (USA), englisch.
• Verordnung zum Schutz gegen den Milzbrand und den Rauschbrand

Einzelnachweise

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