Die Entstehung des epidemischen Rückfalltyps wurde durch die Verbreitung von Wollkleidung erleichtert

Eine Gruppe britischer Forscher isolierte die Genome der Erreger des Rückfallfiebers – Bakterien der Gattung Borrelia – aus 2.100 bis 600 Jahre alten Gräbern und berechnete anhand dieser Genome mithilfe von Computermethoden den Zeitpunkt, zu dem der Erreger einen neuen Vektor erhielt. Es stellte sich heraus, dass die Bakterien vor 4.000 bis 6.000 Jahren begannen, durch Läuse (und nicht nur Zecken) übertragen zu werden, was zu ihrer weltweiten Verbreitung beitrug. Dieser Übergang erfolgte aufgrund des technologischen und sozialen Fortschritts: Etwa zur gleichen Zeit, an der Wende von der Jungsteinzeit zur Bronzezeit, begannen die Menschen, dichter zu leben und Wollkleidung zu tragen – weshalb sie massenhaft Läuse hatten.

Borrelien sind eine Bakteriengattung aus der Familie der Spirochäten , die sich durch ihre charakteristische Spiralmorphologie auszeichnet. Sie ähneln in ihrem Aussehen einer Feder (Abb. 1) und leben hauptsächlich im Körper von Säugetieren und Arthropoden. Sie verursachen dort eine Vielzahl von Krankheiten.

Die meisten für den Menschen gefährlichen Borrelien werden von Zecken verschiedener Arten übertragen und verursachen Borreliose wie Borreliose (durch Zecken übertragene Borreliose) und endemisches Rückfallfieber . In beiden Fällen ist die Pathogenese der Krankheiten ähnlich: Wenn eine Zecke beißt, gelangen Borrelien in den Körper und dringen in Makrophagenzellen ein, deren Hauptaufgabe darin besteht, Krankheitserreger durch Phagozytose zu verschlingen. Borrelien sind resistent gegen die Verdauung durch Makrophagen – und benutzen diese wie Busse, um sich in ihnen im ganzen Körper zu verbreiten (und sich dabei zu vermehren). Natürlich lösen solche „Trittbrettfahrer“ eine schwere Immunreaktion aus, die den Körper schädigt, bis es zur Zerstörung der Borrelien selbst und der von ihnen infizierten Makrophagen kommt.

Die Unterschiede im klinischen Erscheinungsbild der Krankheit spiegeln subtile Unterschiede im Verhalten des Erregers wider, die von Art zu Art variieren. Borrelia burgdorferi verrichtet seine Arbeit gern leise und verdeckt, versteckt sich in einem Makrophagen und agiert eher wie ein Guerillakämpfer. Deshalb ist die von ihm verursachte Lyme-Borreliose durch einen langen, subakuten und schleichenden Verlauf gekennzeichnet, der oft erst nach Befall von Nervensystem, Herz und Gelenken auftritt.

Auch andere von Zecken übertragene Borrelienarten wie Borrelia duttonii und Borrelia crocidurae sind einem „offenen Kampf“ nicht abgeneigt – sie werden massenhaft in die Blutbahn freigesetzt und verursachen Fieber. Eine solche Demaskierung würde normalerweise eine starke Immunreaktion hervorrufen und nur eine unangenehme Erinnerung an ein kurzfristiges Unwohlsein aufgrund der Borrelie hinterlassen. Um dies zu vermeiden, verändern Borrelien buchstäblich ihr Aussehen – oder besser gesagt die Antigene auf der Zellmembran. Nach einer solchen Veränderung können die Bakterien eine nächste Welle von Bakteriämie mit Fieber auslösen, ohne sofort vom Immunsystem neutralisiert zu werden. Deshalb ist die von ihnen verursachte Krankheit durch einen wellenförmigen Verlauf mit wiederkehrendem Fieber gekennzeichnet. Ein solch charakteristisches klinisches Bild wird als Rückfallfieber bezeichnet.

Rückfallfieber – mit fast dem gleichen Krankheitsbild – wird jedoch durch eine andere Borrelienart verursacht, die im Vergleich zu den bereits erwähnten recht ungewöhnlich ist. Dies ist Borrelia recurrentis – der Erreger des Rückfallfiebers, der von Läusen (und nicht wie alle anderen Arten von Zecken) übertragen wird. Dieser Übertragungsweg macht es mit einem anderen Typhus verwandt – Typhus , der durch Erreger einer völlig anderen Bakteriengruppe – Rickettsien – verursacht wird.

Es ist B. recurrentis , das dank seines Vektors - der viel mobileren Läuse als Zecken - große Epidemien auslösen kann, im Gegensatz zu anderen Erregern des Rückfallfiebers, die normalerweise endemisch sind und an ihren natürlichen Herd gebunden sind. Daher wird das durch B. recurrentis verursachte Rückfallfieber als epidemisch bezeichnet - im Gegensatz zum endemischen Rückfallfieber, das von Zecken übertragen wird und mit anderen Vertretern der Gattung Borrelia assoziiert ist.

Das epidemische Potenzial von B. recurrentis war wahrhaft historisch. Typhus und Rückfallfieber dezimierten gemeinsam dank eines gemeinsamen Vektors die Rote und Weiße Armee während des Bürgerkriegs und beeinträchtigten ihre Kampffähigkeit (so sehr, dass spezielle Propagandaplakate produziert werden mussten). Der Übergang von Zecken zu Körperläusen trug offensichtlich zu einer schnelleren Verbreitung von Borrelia bei. Doch wann genau geschah dies?

Bis vor Kurzem war eine genaue Datierung schwierig: Uns standen nur moderne Borrelienstämme zur Verfügung. Diese sind möglicherweise wenig aussagekräftig und stammen möglicherweise von einem relativ jungen Stamm, der frühere Varianten verdrängt hat. Zum Vergleich: Würden wir eine ähnliche Logik auf den COVID-Erreger anwenden, würden wir seinen Ursprung auf das Jahr 2021 datieren, als der „Omikron“-Stamm auftauchte. Zudem ist die Kalibrierung der molekularen Uhr ohne historische Proben schwieriger: Es gibt nur sehr wenige Zeitreferenzen, um die verstrichene Zeit anhand der Anzahl der Substitutionen zu berechnen.

Im Mai dieses Jahres veröffentlichte eine Gruppe britischer Forscher einen Artikel in der Fachzeitschrift Science (der Vorabdruck ist öffentlich verfügbar), in dem sie neue genomische Daten aus Gräbern in Großbritannien vorstellten. In Proben aus vier Gräbern konnten die Wissenschaftler DNA von B. recurrentis nachweisen. Die älteste Probe ist rund 2.100 Jahre alt, die jüngste hingegen „nur“ 600 Jahre. Dies beweist zumindest, dass das gesamte Mittelalter (und sogar seit der Eisenzeit) hindurch auf den Britischen Inseln epidemische Rückfallfieberfälle auftraten. Und nicht nur auf den Britischen Inseln – schon früher wurde in Norwegen DNA des Erregers des Rückfallfiebers in einem 550 Jahre alten Grab gefunden, und die Forscher fügten diese Probe ihren Daten hinzu (Abb. 3).

Darüber hinaus haben die neu sequenzierten Genome die Erstellung eines genaueren phylogenetischen Baums der Rückfallfieber-Borrelien und die Datierung ihrer Divergenz ermöglicht. Um die Analogie mit dem Coronavirus fortzusetzen: Da wir viele Proben des Omikron-Stamms und jeweils ein Paar der Alpha- und Beta-Stämme haben, können wir eine Datierung vornehmen, die der tatsächlichen viel näher kommt, als wenn wir nur Omikron-Daten hätten. Die Vielfalt der Stämme hat zugenommen und neue Zeitpunkte für die Kalibrierung sind aufgetaucht – und nun ist es möglich geworden, zu berechnen, wann der letzte gemeinsame Vorfahre des Erregers des endemischen Rückfallfiebers ( B. duttonii ) und des Erregers des epidemischen Rückfallfiebers ( B. recurrentis ) lebte.

Britischen Forschern zufolge geschah dies vor 6.000 bis 4.000 Jahren. Was bedeutet dieses Datum? Da alle anderen Borrelien von Zecken übertragen werden, war es der Vorfahr von B. recurrentis , der sich zu dieser Zeit „anders als alle anderen“ verhielt und sich im Körper des neuen Trägers festsetzte. Dies war wahrscheinlich kein Zufall. Die Datierung der Teilung der Evolutionslinien der Borrelien fällt verdächtigerweise mit dem Übergang von der Jungsteinzeit zur Bronzezeit zusammen. In dieser Zeit begannen die Menschen, sich in dichteren und größeren Siedlungen niederzulassen, aber vor allem begannen sie, Wollstoffe zu verwenden. Der Übergang zum massenhaften Tragen von Wollstoffen, so vermuten die Forscher, schuf Bedingungen für die Verbreitung von Kleiderläusen, und nun konnte die Zirkulation von Borrelien durch sie aufrechterhalten werden. Zusammen mit den Menschen (und ihrer Kleidung) verbreiteten sich die Läuse über die ganze Welt und das Rückfallfieber wurde epidemisch.

Dies ist bei weitem nicht der einzige Fall, in dem das Auftreten einer neuen Infektion oder die Veränderung einer alten mit einer Änderung des Lebensstils zusammenfiel. So trennte sich das menschliche Masernvirus im 6. Jahrhundert v. Chr. vom Rinderpestvirus, als die ersten Städte entstanden und das neu entstandene Virus in einer großen Bevölkerung zirkulieren konnte, ohne an der kollektiven Immunität zu erkranken. Ironischerweise wurde dieser Artikel auch in Science veröffentlicht – und eine Archivprobe trug ebenfalls zur Klärung der Datierung bei. Übrigens aus der Sammlung von Rudolf Virchow, dem Begründer der modernen Pathomorphologie.

Über den Einfluss von Infektionen auf die Menschheitsgeschichte wurde viel geschrieben und erzählt. Entdeckungen wie diese zeigen jedoch, dass dieser Prozess tatsächlich in beide Richtungen verläuft: Die menschliche Entwicklung beeinflusst auch die Evolution von Infektionen und führt zur Entstehung neuer Krankheitserreger. Zivilisation bedeutet unweigerlich die Entstehung neuer Bakterien und Viren (mehr dazu in Jared Diamonds Buch „Guns, Germs, and Steel “). Um zu überleben, muss die Menschheit auf das Auftreten neuer Krankheitserreger reagieren oder lernen, mit ihnen zu koexistieren.

Quelle: Pooja Swali, Thomas Booth, Cedric CS Tan, Jesse McCabe, Kyriaki Anastasiadou, Christopher Barrington, Matteo Borrini, Adelle Bricking, Jo Buckberry, Lindsey Büster, Rea Carlin, Alexandre Gilardet, Isabelle Glocke, Joel D. Irish, Monica Kelly, Megan King, Fiona Petchey, Jessica Peto, Marina Silva, Leo Speidel, Frankie Tait, Adelina Teoaca, Satu Valoriani, Mia Williams, Richard Madgwick, Graham Mullan, Linda Wilson, Kevin Cootes, Ian Armit, Maximiliano G. Gutierrez, Lucy van Dorp, Pontus Skoglund. Alte Borrelia -Genome dokumentieren die Evolutionsgeschichte des durch Läuse übertragenen Rückfallfiebers // Science . 2025. DOI: 10.1126/science.adr2147.

Georgi Kurakin