Woher kommt das SARS-CoV-2 – Natur, Laborunfall oder gar Biowaffe?

Seit Ausbruch der Coronavirus-Pandemie rankten sich verschiedene Theorien – wissenschaftlich begründete ebenso wie sogenannte Verschwörungstheorien - um die Frage, was eigentlich die Quelle des Ausbruchs war. Seit die US-Regierung jedoch suggeriert, Informationen darüber zu besitzen, dass das Virus einem virologischen Institut in Wuhan entstamme, hat die Debatte darüber wieder Fahrt aufgenommen. Doch welche Evidenz gibt es für die eine oder andere Hypothese? Hier sind die Fakten:


SARS-CoV-2 und die Fledertiere (Update 12.07.2020).

Das neue SARS-CoV-2 weist eine hohe Ähnlichkeit zu einem in Fledertieren (Hufeisennasen, Fam. Rhinolophidae) gefundenen Coronavirus (RaTG13) auf, mit diesem teilt es 96,2% seines Genoms, mit dem humanpathogenen SARS-CoV der SARS Pandemie 2002/2003 hingegen nur 79,6%, weshalb Fledertiere (Ordnung Chiroptera) als ursprünglicher Wirt des SARS-CoV-2 angenommen werden (Tang et al.). Der Stamm RaTG13 stammt ursprünglich aus einer Kotprobe einer Hufeisennase der Spezies Rhinolophus affinis aus der Provinz Yunnan. Über den Stamm wurde erstmals im Zusammenhang mit dem Auftauchen von SARS-CoV-2 durch den chinesischen Wissenschaftler Zhou berichtet. Die Sequenzhomologie diente als Beweis für den vermutlichen Fledermaus-Ursprung des SARS-CoV-2.  Das Gesamtgenom des Stammes wurde allerdings erstmals veröffentlicht, nachdem die ersten SARS-CoV-2-Isolate von Patienten sequenziert worden waren. Das Gen der RNA-abhängigen RNA-Polymerase von RaTG13 ist zu 100% identisch mit dem entsprechenden Gen des Stammes BtCoV/4991, über den bereits 2016 berichtet wurde. Dieses Virus war 2013 aus Fäzes von Fledertieren, die in einer inzwischen verlassenen Mine in der Provinz Yunnan lebten, auf der Basis der Sequenz des Gens der RNA-abhängigen RNA-Polymerase nachgewiesen worden. Es wurde nie beschrieben, dass das Virus selbst aus dem Material isoliert wurde. In der Mine waren im Jahr 2012 drei Minenarbeiter an einer unklaren Pneumonie erkrankt und daran gestorben. Die Ursache der Pneumonie wurde nie nachgewiesen. Somit ist der an einigen Stellen behauptete Zusammenhang zum Vorkommen des BtCoV/4991 in der Höhle spekulativer Art. Es ist aufgrund der geschilderten Befunde davon auszugehen, dass es sich bei RaTG13 und BtCoV/4991 um das gleiche Virus handelt. RaTG13/BtCoV/4991 stellen im phylogenetischen Stammbaum eine abgrenzbare Virusspezies innerhalb des Zweigs der SARS-ähnlichen Coronaviren dar. Warum das BtCoV/4991 in der Schlüsselarbeit zur phylogenetischen Herkunft von SARS-CoV-2 nicht erwähnt wurde, bleibt unklar.

Die aus den phylogenetischen Verwandtschaftsbeziehungen des SARS-CoV-2 abgeleitete Annahme, dass SARS-CoV-2 aus Fledertieren stammt, beruht auf den geschilderten Befunden und wurde von seriösen wissenschaftlichen Quellen bisher akzeptiert. Allerdings ist das Genom von SARS-CoV-2 phylogenetisch so weit von dem Genom des nächstverwandten Coronavirus-Stamms entfernt, dass nicht angenommen werden kann, dass SARS-CoV-2 sich unmittelbar daraus ableitet. Vielmehr wurde ein phylogenetisch identischer Stamm oder eine unmittelbare Variante davon bisher in der Natur noch nicht identifiziert. Sowohl SARS-CoV als auch SARS-CoV-2 binden über ihr Spike-Protein an den ACE-2-Rezeptor, wenngleich sie sich in 5 von 6 Aminosäuren an der Rezeptor-Bindungsstelle unterscheiden und SARS-CoV-2 dadurch eine höhere Bindungsaffinität zu ACE-2 hat als SARS-CoV. Diese Bindungsstelle wiederum ist absolut identisch zwischen SARS-CoV-2 und einem Coronavirus, das bei Schuppentieren (Pangolinen) gefunden wurde, was die Hypothese hervorbrachte, dass das Schuppentier-Coronavirus im Rahmen eines Rekombinationsereignisses zum SARS-CoV-2-Genom beigetragen haben könnte bzw. Pangoline als Zwischenwirte vor Übertritt des Virus in den Menschen gedient haben könnten.

 

Wurde SARS-CoV-2 gezielt als Biowaffe entwickelt? Diese Hypothese darf man in den Bereich der Verschwörungstheorien verweisen, denn das SARS-CoV-2 ordnet sich ohne Auffälligkeiten in den phylogenetischen Stammbaum der Betacoronaviren und hier der Fledertier-assoziierten Coronaviren ein. Es gibt mittlerweile weltweit eine Vielzahl von Institutionen, die im Rahmen der Aufklärung von Biogefahren und möglicher bioterroristischer Angriffe darauf trainiert sind, genetische Manipulationen an Infektionserregern (z.B. Sequenzen ohne Ähnlichkeitsbezug zum phylogenetischen Stammbaum) mithilfe bioinformatischer Algorithmen zu erkennen. Für solche genetischen Manipulationen oder auch ungewöhnliche Rekombinationsereignisse, die in vitro herbeigeführt worden sein können, wurden bei SARS-CoV-2 keinerlei Anhaltspunkte gefunden, ganz abgesehen davon, dass wissenschaftlich nicht genau erforscht ist, welche Veränderungen am Virusgenom für eine Adaptation an den Menschen und die Übertragbarkeit zwischen Menschen letztlich erforderlich sind.

 

Wo hat der Übertritt über die Speziesbarriere stattgefunden? Wie und wo das Fledertier-Coronavirus die Speziesbarriere überwinden konnte, ist also die eigentliche Kernfrage. Diese ist umso interessanter, als die Fledertier-Spezies, die SARS-CoV-2-ähnliche, ACE-2-Rezeptor-affine Coronaviren beherbergen, in Wuhan, dem bisher angenommenen Ausgangsort der Pandemie gar nicht vorkommen, sondern in der für ihren Artenreichtum bekannten südchinesischen Provinz Yunnan, die an Laos und Kambodscha angrenzt und ca. 1.000 km von Wuhan entfernt liegt. Wie also kam das Virus nach Wuhan?

 

Der Huanan Markt für Meeresfrüchte in Wuhan. Auf diesem Markt wird weit mehr verkauft als nur Meeresfrüchte: Ratten, Füchse, Krokodile, Wolfswelpen, Riesensalamander, Schlangen, Pfaue und Kamelfleisch stehen im Angebot. Sogar Zibet-Katzen (Schleichkatzen) sind zu bekommen, von denen in den Jahren 2002/2003 das SARS-Coronavirus ausgegangen war. Die chinesische Esskultur ist bekannt dafür, dass ziemlich alle Lebewesen auf die Speisekarte kommen können, die vier Beine haben, schwimmen oder fliegen. Auch Fledertiere gehören dazu. Der Markt kam als Ausgangsort der COVID-19-Pandemie in die Diskussion als im Januar 2020 erstmals über den Nachweis eines neuen Coronavirus bei vier Patienten berichtet wurde, die im Dezember 2019 an einer Pneumonie unbekannter Ursache erkrankt waren und die allesamt diesen Markt besucht hatten. Obgleich bei einer weiteren, kurz darauf veröffentlichten Serie von 41 Patienten nur 27 einen direkten Bezug zum Huanan Markt aufwiesen, wird seither davon ausgegangen, dass sich die Quelle auf diesem Markt befunden haben muss. Das chinesische Center for Disease Control (CCDC) fand in 33 von 585 an verschiedenen Stellen des Marktes genommenen Proben dem Markt eine Evidenz für die Präsenz des Virus, unter anderem an Wildfleisch-Ständen. Da auf dem Markt keine Fledertiere verkauft wurden, in Wuhan kaum Fledertiere vorkommen, und diese sich überdies im Dezember im Winterschlaf befinden, wurde vermutet, dass ein Zwischenwirt, zum Beispiel ein Schuppentier (Pangolin), die Übertragung auf den Menschen bewirkt haben könnte. In der Annahme, dass es sich vermutlich um ein Wildtier gehandelt habe, wurde in China der Genuss von Wildtierfleisch verboten.

 

Die Laborunfall-These. In Wuhan gibt es zwei wissenschaftliche Institutionen, das Wuhan Institut für Virologie (WIV) und das Wuhan Zentrum für Krankheitsprävention und –kontrolle (WCDC), die ausweislich ihrer einschlägigen Veröffentlichungen wissenschaftlich auf dem Gebiet der Erforschung von Fledertier-Coronaviren aktiv sind bzw. waren. Die Institute liegen in einer Entfernung von 14 km (WIV) bzw. 1,5 km zum Huanan Markt. Das WIV besitzt seit 2014 ein Labor der höchsten Biosicherheitsstufe (BSL-4). Wissenschaftler des WIV hatten bereits ein Jahr vor dem Beginn des Ausbruchs davor gewarnt, dass aus dem Fledertier-Coronavirus-Reservoir eine neue Pandemie entstehen könne (siehe hierzu auch Kapitel „Hätten wir es wissen müssen?“). Ausweislich seiner Veröffentlichungen wurden an dem Institut zahlreiche Experimente mit lebenden SARS-Coronaviren durchgeführt, darunter auch die Anzucht von Fledertier-Coronaviren, auch solchen mit ACE-2-Rezeptor-Erkennung, in der Zellkultur und Experimente im lebenden Tier. Darüber hinaus wurde die ACE-2-Rezeptorbindung des S-Proteins verschiedener Coronaviren in einem rekombinanten Pseudovirus-Modell mit Humanen Immundefizienzviren übeprüft. Auch am WHDC wurden Untersuchungen an Fledertier-Wildfängen durchgeführt. Die Nähe der beiden Institute zum mutmaßlichen Epizentrum der Pandemie sowie die Plausibilitäts-Defizite der Huanan-Markt-Hypothese führten international zu Verdächtigungen gegen die beiden Institute, für die es jedoch keinen ultimativen Beweis gibt. Eine internationale Gruppe anonymer Wissenschaftler hat auf einer sehr lesenswerten, eigens dafür eingerichteten Webseite eine Vielzahl minutiös recherchierter Indizien zusammengetragen, die für die These sprechen, dass das Virus in einem dieser Labore die Speziesbarriere überschritten haben und dann akzidentell daraus entkommen sein könnte (https://project-evidence.github.io/). Sie schließen auch die Möglichkeit nicht aus, dass SARS-CoV-2 im Labor erst entstanden sein könnte, nicht durch gezielte genetische Manipulation, sondern durch Rekombinationsereignisse in der Zellkultur. Im Mittelpunkt der Argumentation steht die Analyse wissenschaftlicher Veröffentlichungen, vor allem des WIV, aber auch von Stellungnahmen der Verantwortlichen sowie die Aufdeckung von Lücken in der Huanan-Markt-Hypothese. In der Quintessenz sehen sie im Rahmen eines Plausibilitätsvergleichs signifikant mehr Plausibilität für die Laborunfall-These als für die Huanan-Markt-Hypothese. Die Laborunfall-These bleibt aber lediglich eine von mehreren theoretischen Möglichkeiten, von wo die Pandemie ihren Ausgangspunkt genommen haben kann. Eine Beweisführung wäre nur möglich, wenn der Indexpatient (Patient Zero) der Pandemie identifiziert und dessen Bezüge zur möglichen Quelle des Ausbruchs geklärt oder ein Beweis dafür erbracht werden könnte, dass das Virus vor Beginn des Ausbruchs in einem der Labore vorhanden war.

 

Fazit: Das SARS-CoV-2 ist nach gegenwärtigem Stand der Wissenschaft ein natürlich entstandenes Coronavirus, das höchstwahrscheinlich Fledertieren entstammt, möglicherweise aber auf dem Weg zum Menschen einen Zwischenwirt nutzte. Ein SARS-CoV-2 identisches Coronavirus wurde aber bisher in der Natur nicht gefunden, somit auch der mögliche Zwischenwirt nicht identifiziert. Es gibt keinen Hinweis darauf, dass das Virus durch einen manipulativen Eingriff des Menschen gezielt konstruiert wurde. Ob der Übertritt über die Speziesbarriere zum Menschen tatsächlich auf dem Huanan-Markt für Meeresfrüchte erfolgte, oder etwa in einem Labor, in dem Fledertier-Coronaviren erforscht wurden, oder ob keine dieser beiden Thesen zutrifft, muss vorerst offen bleiben. Sofern der Indexpatient (Patient Zero) der Pandemie nicht identifiziert werden kann, dürfte es schwierig werden, eine der beiden Hypothesen zu beweisen. Am 10.07.2020 hat die Weltgesundheitsorganisation (WHO) erneut ein Team zur Aufklärung des Ursprungs von SARS-CoV-2 nach China entsandt.

Tang-et-al

Lee et al. 2020

Lehmann et al. 2020