Unter Bioterrorismus versteht man die Ausnutzung biologischer Toxine oder pathogener Organismen, um Krankheiten und Tod beim Menschen zu verursachen, mit dem Ziel, Terror und Angst in der Gesellschaft zu verbreiten. Es ist erwähnenswert, dass es sich bei den derzeitigen Bioterrorismus-Agenten im Wesentlichen um natürlich vorkommende Krankheitserreger handelt, die genetisch verändert wurden, um sie resistent gegen Medikamente und verfügbare Impfstoffe zu machen. Diese Organismen wurden auch verändert, um ihre Virulenz zu erhöhen oder ihre Ausbreitung einfacher und schneller zu machen, ohne dass sie vorher entdeckt werden. Das Centre for Disease Control (2000) weist darauf hin, dass Bioterrorismus kein neues Phänomen in der Geschichte der Menschheit ist, denn bereits im 6. Jahrhundert v. Chr. vergifteten die Assyrer die Brunnen ihrer Feinde mit einem virulenten Pilz namens Mutterkorn. Etwa zur gleichen Zeit nutzten die Römer die Kadaver kranker Tiere für den gleichen Zweck. Bei der Invasion der Stadt Kaffa (der heutigen ukrainischen Stadt Feodosiya) im 14. Jahrhundert schleuderten die Mongolen (Tataren) Leichen und andere Körper der sterbenden Pestopfer in die Stadt, was zu einer unvorhergesehenen Ausbreitung der Pest über die Stadtmauern hinaus führte und für den “Schwarzen Tod” oder die Beulenpest verantwortlich gemacht wurde, die Europa im Mittelalter erschütterte. Das Hauptziel dieses Papiers besteht jedoch darin, die derzeitigen Ansätze zum Nachweis von Krankheitserregern zu analysieren, um einen bioterroristischen Anschlag zu verhindern oder rechtzeitig darauf zu reagieren.
Im Gegensatz zu früheren Anschlägen sind biologische Agenzien durch die heutigen technologischen Entwicklungen gefährlicher denn je. Laut Wheelis (2007) hat die Tatsache, dass sowohl Biotechnologieexperten als auch Ausrüstungen überall auf der Welt leicht verfügbar sind, den Bioterrorismus gefährlicher gemacht als je zuvor. Weitere Faktoren, die die Gefahr des Bioterrorismus erhöht haben, sind die zahlreichen internationalen Konflikte, die viele Länder wie Deutschland, die Vereinigten Staaten, Russland, Japan und den Irak dazu gezwungen haben, biologische Waffen zu erforschen und zu lagern. Die gute Nachricht ist jedoch, dass die meisten dieser Waffen aufgrund des Genfer Übereinkommens von 1972 über das Verbot der Herstellung, Entwicklung und Lagerung von toxischen und bakteriologischen Waffen und über deren Vernichtung vernichtet wurden (Centre for Disease Control, 2000). Trotz dieser guten Nachricht besteht die Sorge, dass terroristische Gruppen und Schurkenstaaten wie der Iran und Nordkorea in den Besitz dieser Technologie gelangen und damit einen bioterroristischen Anschlag verüben könnten. Diese Befürchtungen wurden durch die jüngsten Anschläge mit biologischen Kampfstoffen in verschiedenen Teilen der Welt noch verstärkt, darunter die Verbreitung von Bacillus anthracis über den Postdienst der Vereinigten Staaten im Jahr 2001. Aufgrund der erneuten Bedrohung durch einen potenziellen bioterroristischen Anschlag haben verschiedene Regierungen in der ganzen Welt Methoden zum schnellen Nachweis von Krankheitserregern entwickelt, um auf den Bioterrorismus reagieren zu können.
Wheelis (2007) stellt fest, dass die Vereinigten Staaten und andere Industrieländer derzeit eine Kombination von Technologien und Instrumenten oder Plattformen verwenden, die das Spektrum der Plattformen und Technologien abdecken, die für den Nachweis oder die Untersuchung von Umwelt- und klinischen Mikroorganismen eingesetzt werden und sich als reproduzierbar, spezifisch, empfindlich und schnell erwiesen haben. Es ist erwähnenswert, dass die meisten dieser Programme in den USA von der US-Bundesregierung im Rahmen ihres Kampfes gegen den Terrorismus finanziert und von Regierungsstellen wie CDC, FDA, Verteidigungsministerium und anderen privaten Stellen durchgeführt werden. Es hat sich auch gezeigt, dass die Kombination in der Lage ist, Erreger in komplexen industriellen, klinischen und Umweltproben zu identifizieren und nachzuweisen. Die Kombinationen der derzeitigen Verfahren sind in der Lage, Erreger aufzuspüren, die antigene, chemische und genetische Veränderungen erfahren haben, sowie ungewöhnliche Varianten klassischer Krankheitserreger zu erkennen. Das Centre for Disease Control (2000) weist jedoch darauf hin, dass trotz der Entwicklung neuartiger Schnellnachweisverfahren Routinekulturen, Färbungen und biochemische Typisierungen, sowohl automatisiert als auch manuell, nach wie vor den Goldstandard für die Identifizierung und den Nachweis von Bioterrorismuserregern darstellen. Der größte Schwachpunkt dieser Verfahren ist jedoch ihre Schnelligkeit, da die meisten von ihnen nur wenige Tage benötigen, um die Erreger nachzuweisen, und die meisten von ihnen sind nicht vielseitig genug, um modifizierte oder neue Formen des typischen Erregers zu erkennen. Aus diesem Grund müssen molekulare und immunologische Verfahren eingeführt oder einbezogen werden, die relativ schnell sind.
Die meisten molekularen Verfahren, die derzeit zur Identifizierung und zum Nachweis von Bioterrorismus-Agenzien eingesetzt werden, basieren auf der quantitativen Echtzeit-Polymerase-Kettenreaktion (PCR), bei der das taq-Enzym, erregerspezifische Primer und Sonden verwendet werden. Zu den derzeit verwendeten Sonden gehören molekulare Leuchtfeuer, Taq-Man-Sonden, Skorpionsonden, Dual-FRET-Sonden und andere hochentwickelte Instrumente (Wheelis, 2007). Beispielsweise wird die Luft in den Vereinigten Staaten derzeit von etwa 30 nicht genannten Städten durch das so genannte BioWatch-Programm überwacht, ein Programm, bei dem Luftproben verwendet werden, um das ganze Jahr über in den benannten Städten Tag und Nacht auf chemische und biologische Bedrohungsstoffe zu testen. Bei dieser Technologie kommen PCR-basierte Verfahren zum Einsatz, da sie sowohl schnell als auch empfindlich beim Nachweis von Nukleinsäuren sind. Es wurden verschiedene Technologien eingesetzt, um diese Systeme tragbar, klein und robust zu machen, damit sie im Feld eingesetzt werden können, um schnell auf jede Bedrohung zu reagieren.
Ein weiterer schneller Ansatz, der derzeit verwendet wird, ist die PCR und die Sequenzierung des 16S rDNA-Gens. Bei diesem Verfahren wird die erhaltene Sequenz verwendet, um GenBank sowie andere Datenbanken nach der Sequenz abzufragen, die am besten mit der durch das oben genannte Verfahren erhaltenen Sequenz übereinstimmt. Wheelis (2007) weist darauf hin, dass dieses Verfahren in der Lage ist, die Erreger schnell nachzuweisen und sie bis auf Stammebene zu identifizieren. Trotz seiner Schnelligkeit und Vielseitigkeit gelingt es diesem Verfahren manchmal nicht, zwischen einigen Stämmen einer bestimmten Art zu unterscheiden. Zum Beispiel haben die meisten B. Anthracis-Stämme eine ähnliche 16S rDNA-Sequenz und können daher mit diesem Verfahren nicht unterschieden werden. Zahlreiche Verfahren werden derzeit evaluiert und entwickelt, z. B. Multiplex-PCR-Microarray-Assays zur Identifizierung mehrerer Krankheitserreger in einer einzigen Reaktion (Wheelis, 2007).
Die wachsende Bedrohung durch einen unmittelbar bevorstehenden bioterroristischen Angriff auf die Vereinigten Staaten und ihre Verbündeten sowie die damit verbundenen schädlichen Folgen machen die Entwicklung zuverlässiger, vielseitiger und schneller Verfahren zum Nachweis von Krankheitserregern als schnellste und wirksamste Verteidigungslinie gegen solche Angriffe erforderlich. Eine frühere Erkennung und Identifizierung eines bioterroristischen Erregers wird es den Behörden in der ganzen Welt ermöglichen, wirksame Mechanismen einzurichten, um einer menschlichen Katastrophe zu entgehen.
Referenzen
Zentrum für Seuchenkontrolle. (2000). Biologischer und chemischer Terrorismus: Strategischer Plan für Abwehrbereitschaft und Reaktion.
Wheelis, M. (2007). Biologische Waffen und Toxinwaffen. Stockholm: Macmillan Publishers.