Wie Ebola funktioniert

Malaria. Keine gute Sache, oder? Und als ein Patient 1976 wegen seines hohen Fiebers behandelt werden wollte, glaubten alle, dass er es hatte. Immerhin lebte er in dem damals als Zaire bekannten Land, einem Ort, der für seine hohe Rate an Malariainfektionen bekannt ist . Also behandelte ihn eine Krankenschwester mit einer Chininspritze und schickte ihn wieder weg. Da ihre Vorräte knapp waren, behielt sie die Nadel, mit der sie Mabalo injizierte, für andere Patienten.

Weniger als einen Monat später starb der Patient. Wie es in seiner Region üblich war, führten seine Freundinnen und Verwandten eine rituelle Bestattungsprozedur an seinen sterblichen Überresten durch und entfernten mit bloßen Händen alle Lebensmittel und Abfälle von seinem Körper.

Ein paar Wochen vorspulen: Achtzehn der Freunde und Familienmitglieder, die bei diesem Ritual geholfen hatten, waren ebenfalls gestorben, und das Krankenhaus, das die schmutzige Nadel verwendet hatte, wurde mit Patienten überschwemmt, die ähnliche Symptome zeigten.

Malaria ist schlimm, aber nicht so schlimm. Ärzte und Wissenschaftler, die Patientenproben von diesem Ausbruch und einem ähnlichen, der gleichzeitig im Sudan stattfand, untersuchten, stellten schnell fest, dass sie es mit etwas noch nie Dagewesenem zu tun hatten – dem Ebola-Virus. Insgesamt starben 91 Prozent der 358 Infizierten in Zaire, und 53 Prozent der 284 Infizierten im Sudan erlagen der Krankheit [Quelle: Smith ].

Seit 1976 ist die Krankheit mehr als 20 Mal aufgetreten, hauptsächlich in Afrika. Und es zeigt keine Anzeichen eines Stopps. Wenn überhaupt, wird es schlimmer und breitet sich seit November 2014 über seinen Hauptknotenpunkt in Zentralafrika hinaus bis nach Europa und in die Vereinigten Staaten aus. Vor kurzem, im Mai 2018, breitete sich ein Ebola-Ausbruch in der Demokratischen Republik Kongo auf Mbandaka aus, ein dichtes bevölkerte Stadt mit 1,2 Millionen Einwohnern, in der die Behörden befürchteten, dass es schwierig sein würde, sie einzudämmen [Quelle: McKirdy und Senthilingam ].

Wie beängstigend ist Ebola? Dafür spricht die Zahl der Todesopfer. Aber es gibt auch die rücksichtslose Effizienz, mit der dieses Virus töten kann – so schnell wie innerhalb von sechs Tagen nach dem Auftreten von Symptomen. Letztere umfassen Fieber und Anfangsschmerzen, die zu Hautausschlag, blutigem Durchfall, Erbrechen und in vielen Fällen zu massiven inneren und äußeren Blutungen führen.

Jahrzehnte nach der Entdeckung von Ebola erforschen Wissenschaftler immer noch seine Geheimnisse. Aber ein experimenteller Impfstoff, der 2016 in Humanversuchen in Guinea zu 100 Prozent wirksam war und im Mai 2018 erstmals in großem Umfang gegen einen Ausbruch in der Demokratischen Republik Kongo eingesetzt wurde, könnte sich als Weg zur Niederlage erweisen die gefürchtete Krankheit [Quelle: Maron ].

1. Verschiedene Arten von Ebola
2. Wie Ebola funktioniert
3. Symptome von Ebola
4. Ebola spielt Verstecken
5. Ebola bricht aus
6. Die Ausbreitung von Ebola
7. Ebola meiden
8. Erkennung, Behandlung und Prävention von Ebola

Ebola gehört zu einer Virusfamilie namens Filoviridae , auch bekannt als Filoviren, zu der auch das Marburg-Virus gehört (siehe Seitenleiste).

Aber wenn Sie nicht in Zentral- oder Westafrika leben (oder dorthin reisen), ist es unwahrscheinlich, dass Sie auf die Filoviren stoßen. Dort haben vier dieser Ebola-Arten ihren Ursprung. Es gibt die Zaire- und Sudan-Stämme , die für den Menschen am tödlichsten sind, sowie die Bundibugyo- und Tai Forest - Sorten, die nur wenige Male gesehen wurden. Die fünfte Art, Reston , ist die einzige nicht-afrikanische Sorte, die ihren Ursprung auf den Philippinen hat, und sie ist die einzige, die beim Menschen keine schweren Krankheiten verursacht [Quelle: CDC ].

Wie alle Familien sehen auch die Mitglieder der Filovirus-Familie einander ähnlich. Die wurmähnliche Form eines Filovirus wird oft als "hakenförmig" beschrieben, wie ein Hirtenstab. Sie alle beziehen ihr genetisches Material aus RNA, anstatt aus DNA, wie wir es tun. Und ihre genetische Information ist nicht besonders kompliziert. Während Menschen 3 Milliarden Basenpaare in ihrer DNA haben, zählen die Moleküle, aus denen die RNA eines Filovirus besteht, nur etwa 19.000 [Quelle: VanMeter und Hubert , ViPR ].

Die größte Ähnlichkeit unter den Filoviren besteht natürlich darin, dass sie alle ihre Opfer sehr ähnlich töten.

Das Marburg-Virus

Dieses weniger verbreitete Virus ist ein enger Verwandter von Ebola. Es war das erste entdeckte Filovirus und kann genauso tödlich sein. Während angenommen wird, dass Marburg auch aus Afrika stammt, hat es Menschen in Europa und Afrika getötet. Das Virus wurde erstmals 1967 entdeckt, als 37 Menschen in Deutschland durch eine Lieferung afrikanischer grüner Meerkatzen infiziert wurden, die zur Polioforschung in ein Labor geschickt wurden. Mit ähnlichen Symptomen wie Ebola und einer Sterblichkeitsrate von 25 Prozent ist dieses Virus nicht zu verachten [Quelle: Sifferlin , CDC ].

Jeder Stamm des Ebola-Virus funktioniert ziemlich ähnlich. Tatsächlich arbeiten sie auf Standard-Virenart ( Einzelheiten finden Sie unter Funktionsweise von Viren ), hängen in einer Art Reservoir oder Wirt herum und warten darauf, dass eine verwundbare Zelle daherkommt, damit sie sie infizieren können. Und obwohl Wissenschaftler nicht alle Details darüber kennen, wie Ebola im Körper wirkt, haben sie einige dieser Details gelernt.

Genau wie andere Viren löst Ebola, sobald es unsere Zellen infiziert, die Freisetzung einer Reihe verschiedener Arten von Chemikalien aus, die die schrecklichen Symptome verursachen, die mit der Krankheit verbunden sind (mehr dazu später).

Wenn wir mehr darüber erfahren, wie Ebola in unserem Körper wirkt, können Wissenschaftler damit beginnen, eine Behandlung für die Krankheit und Impfstoffe zu entwickeln. Aber die Gefahren der Arbeit mit diesem Virus machen es ziemlich schwierig, mehr darüber zu erfahren. Wissenschaftler müssen gut geschützt sein und in Labors der Biosicherheitsstufe 4 arbeiten (siehe Seitenleiste), aber selbst dann riskieren sie ihr Leben, um Ebola besser zu verstehen.

Und selbst Proben des Virus zur Untersuchung zu bekommen, war manchmal schwierig, weil Aufsichtsbehörden und Transportunternehmen den Versand zögerten [Quelle: Steenhuysen ].

Wo es lebt, während es kein Chaos anrichtet, ist immer noch ein Rätsel. Als nächstes geben wir Ihnen unsere besten Schätzungen.

Raumanzüge auf der Erde

Because we need to learn about diseases like Ebola, a system has been set up for scientists to study disease-causing organisms. The organisms are all classified under one of four biological safety levels (BSLs), with one being the least scary to four being assigned to agents that can cause life-threatening disease and may be airborne. As you may have guessed, Ebola is a BSL-4 agent. In order for scientists to work with this virus, they must work in spacesuits with respirators and get decontaminated before entering and leaving these BSL-4 labs. Only about a dozen of these labs currently exist in the United States.

If you've seen the movie "Outbreak," you probably associate viruses like Ebola with massive bleeding coming out of all orifices of the body. While this isn't completely untrue, the actual symptoms of Ebola are not usually that macabre.

When Ebola enters a human it hangs out seemingly harmless for two to 21 days (typically four to 10), until the symptoms start appearing. First come the fever, chill, headache, muscle and joint aches, and tiredness. At this point, unless there is a known outbreak, the disease can often be confused for many other types of illnesses. And given the most common location of infection is in Africa, malaria is often the first disease that health care workers diagnose.

Doch dann verschlimmert sich die Krankheit schnell. Die Patienten klagen über blutigen Durchfall, starke Halsschmerzen, Gelbsucht, Erbrechen und Appetitlosigkeit. Wenn die Symptome fünf Tage lang vorhanden waren, entwickelt etwa die Hälfte der Ebola-Opfer einen Ausschlag an Rumpf und Schultern [Quellen: Groseth , Smith ]. Und danach kann es richtig hässlich werden.

Während massive Blutungen eigentlich selten sind, ist eine der herausragenden Komponenten dieser Infektion, dass die Patienten zu bluten beginnen. Ihr Blut beginnt im ganzen Körper zu gerinnen, und das erschöpft schnell den Vorrat an Proteinen, die mit Gerinnseln umgehen. Das bedeutet, wenn Gewebeschäden in anderen Teilen des Körpers auftreten, sind diese Proteine ​​nicht verfügbar, um ihre Gerinnungsarbeit zu leisten, was zu unkontrollierten Blutungen führt. Jetzt passiert dies nur noch bei etwa 50 Prozent der Patienten, und die unkontrollierten Blutungen sind meist intern, im Magen-Darm-Trakt [Quelle: Feldmann ]. Während massive Blutungen aus anderen Körperteilen auftreten können, ist dies ziemlich ungewöhnlich.

All diese Traumata summieren sich sehr schnell zu einem schlechten Ausgang für viele Patienten. Bei tödlichen Fällen tritt der Tod sechs bis 16 Tage nach Beginn der Symptome ein. Im Allgemeinen ist dieser Tod nicht auf die Blutung zurückzuführen, sondern auf Multiorganversagen oder Schock [Quelle: CDC ].

Ebola wirkt schnell, verursacht aber in dieser Zeit viel Schmerz und Leid bei seinen Opfern. Da in Ausbruchsgebieten oft keine Behandlungsmöglichkeiten zur Verfügung stehen (dazu später mehr), ist es am sichersten, sich einfach vom Virus fernzuhalten. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, was wir darüber wissen, wie es begann und wie es sich ausbreitet.

Andere hämorrhagische Fieber

Während Ebola das bekannteste und tödlichste hämorrhagische Fieber ist, ist es bei weitem nicht das häufigste da draußen. Es gibt eine kleine Handvoll, darunter einige bekannte Krankheiten wie Dengue-Fieber und Gelbfieber. Diese hämorrhagischen Fieber treten hauptsächlich in tropischen Gebieten der Welt auf, und die Viren werden bekanntermaßen von Zecken , Mücken und Nagetieren übertragen . Die Sterblichkeitsraten variieren mit Sterblichkeitsraten von nur 1 Prozent (Rift-Valley-Fieber) bis hin zu 70 Prozent (hämorrhagisches Krim-Kongo-Fieber) [Quellen: Mayo Clinic , Smith ].

Ebola tauchte erstmals 1976 auf, tauchte in den nächsten Jahren an isolierten Orten auf und verschwand dann praktisch, bis 1995 ein Ausbruch im Kongo 250 Menschen tötete. Fünf Jahre später tötete ein Ausbruch in Uganda 224 weitere Menschen. Seitdem kehrt es unregelmäßig zurück, wobei ein Ausbruch im Kongo im Jahr 2014 49 Menschen das Leben kostete [Quelle: CDC ].

Was wir wissen: Ebola scheint eine zoonotische Krankheit zu sein, was bedeutet, dass sie natürlich bei Tieren vorkommt, aber auf den Menschen übertragen werden kann. Das bedeutet also, dass ein wahrscheinlicher Rastplatz oder Reservoir für Ebola ein Tier sein könnte, das zur Quelle einer direkten Übertragung wird. Aber hier ist der knifflige Teil: Da Ebola lange Zeit still liegt, sind Tiere, die an der Krankheit erkranken, wie Primaten, wahrscheinlich nicht die Reservoirs. Wenn ein Affe das Reservoir wäre, würde das bedeuten, dass das Virus über längere Zeit im Affen hängen bleiben könnte, ohne dass der Affe krank wird. Und wir wissen, dass Affen sehr anfällig für die Krankheit sind, also mussten Wissenschaftler woanders suchen [Quellen: Rewar, et al. ].

Forscher haben das Ebola-Virus einer Vielzahl von Tieren injiziert – von Tauben bis zu Eidechsen – und dann überprüft, ob sie überlebt haben, oder nach Antikörpern gegen Ebola gesucht [Quelle: Cowart ].

Jüngste Forschungen haben auf Fruchtfledermäuse als wahrscheinliche Reservoire von Ebola hingewiesen, obwohl nicht alle Wissenschaftler dieser Meinung sind. Aber es ist immer noch unklar, wie das Virus den Sprung von den Fledermäusen zu Menschen und nichtmenschlichen Primaten schaffen würde . Wir wissen nur, dass einige dieser afrikanischen Fledermäuse die Replikation des Virus in ihrem Körper unterstützen können, ohne krank zu werden, und dass Fledermäuse bei früheren Ausbrüchen mit bekannten Indexfällen (dem ersten infizierten Menschen bei einem Ausbruch) in Verbindung gebracht wurden [Quellen: Kupferschmidt , Cowart , Vogel ].

Trotz aller Angst um Ebola sind im Vergleich zu anderen bekannten Krankheiten nicht viele Menschen tatsächlich an der Krankheit gestorben . Zwischen 2014 und 2016 wurden bei den 25 Ausbrüchen etwa 16.000 Fälle von Menschen gemeldet, die mit Ebola infiziert waren, und etwa 6.500 dieser Fälle endeten mit dem Tod. (Anmerkung: Mehr als 80 Prozent der gemeldeten Ebola-Fälle werden dem Ausbruch von 2014 in Westafrika zugeschrieben.) [Quelle: Weltgesundheitsorganisation ].

Wie bereits erwähnt, ist Ebola eigentlich eine Familie von fünf Virustypen. Die beiden tödlichsten für Menschen sind die Zaire- und Sudan-Typen. Diese haben nicht nur die höchsten Sterblichkeitsraten (60 bis 90 Prozent für Zaire und 40 bis 70 Prozent für den Sudan), sie sind auch am häufigsten bei den bekannten Ausbrüchen aufgetreten [Quelle: Feldmann ].

Nach dem ersten Auftreten dieser beiden Stränge im Jahr 1976 versteckten sich die Viren eine Weile. Aber als die Ebola-Familie wieder auftauchte, kam sie mit aller Macht zurück. Seit Mitte der 90er Jahre haben diese beiden Ebola-Typen Afrika alle paar Jahre verwüstet. Die meisten dieser Ausbrüche wurden in Ländern wie der Demokratischen Republik Kongo, Gabun und Uganda in Zentralafrika ziemlich nahe am Äquator eingedämmt. Im März 2014 wurde jedoch der erste Ausbruch des Zaire-Strangs außerhalb dieser Region im westafrikanischen Guinea beobachtet, der sich schnell auf benachbarte Länder ausbreitete (Liberia, Sierra Leone, Mali, Senegal und Nigeria).

In diesem Jahr stellte sich heraus, dass ein Besucher aus Westafrika in den USA Ebola hatte, und zwei medizinische Mitarbeiter in Dallas, die ihn behandelten, wurden positiv auf die Krankheit getestet. Beide erholten sich. Darüber hinaus wurde ein medizinischer Helfer, der sich freiwillig in Guinea gemeldet hatte, ebenfalls in New York City ins Krankenhaus eingeliefert, und es wurde bestätigt, dass er an der Krankheit leidet. Er erholte sich auch [Quelle: CDC ].

Wissenschaftler befürchten, dass sich Ebola-Ausbrüche aufgrund des Klimawandels schneller ausbreiten könnten . Die Wirkung des letzteren auf die Bäume in Afrika, von denen Fledermäuse als Nahrung abhängig sind, kann zu einer Zunahme der Fledermausreproduktion führen oder die Tiere dazu zwingen, in neue Gebiete zu streifen. Da Dürren landwirtschaftliche Gebiete beeinträchtigen und Menschen dazu zwingen, zur Nahrungssuche in den Wald zu gehen, sind sie möglicherweise häufiger Fledermäusen ausgesetzt, die das Ebola-Virus tragen [Quelle: Barnato ].

Jenseits von Afrika

Im Laufe von sechs Monaten hat sich der Ausbruch 2014 in Westafrika von hochgezogenen Augenbrauen zu weltweiter Panik entwickelt. Nachdem es im westafrikanischen Guinea aufgetaucht war, breitete es sich schnell in den Nachbarländern aus. Ebola unternahm dann seinen ersten Umzug aus Afrika, als es in die USA und nach Spanien eingeschleppt wurde, mit weiteren Übertragungen an medizinisches Personal in diesen Ländern.

Da wir die meiste Zeit wirklich nicht wissen, wo Ebola lebt, ist es schwierig, ein gutes Gefühl dafür zu bekommen, wie die allererste Person bei einem Ausbruch (Indexfall) infiziert wird. Bei früheren Ausbrüchen sind die Indexfälle weitgehend unbekannt, aber einige wenige wurden an Orten identifiziert, an denen Fledermäuse vorhanden waren, oder es ist bekannt, dass die Opfer mit toten Tieren interagiert haben.

Beyond the unknowns of how the first person got infected, we do know how the virus is transmitted otherwise. Human-to-human transmission occurs as a result of close contact with blood, secretions or tissues from patients where the virus can travel to a new victim through mucosal surfaces or breaks in the skin. So the African burial rituals we mentioned earlier where family members clean out the waste from dead bodies? Yeah, that's a bad idea when your loved one has died from Ebola. We also are aware of cases of human-to-animal contact resulting in infection. As far as we've seen, those known animals are gorillas , chimps and a type of antelope called a duiker.

Thankfully, we haven't learned of any cases where the virus passes to humans via aerosol contact — or through the air. In the Ebola outbreak on monkeys in the U.S., the Reston Ebola virus was able to pass through the air to infect many of the monkeys in the research facility (see sidebar). A 2012 study conducted on pigs and monkeys with the Zaire strain also showed transmission of the disease without direct contact, but as far as we know, this airborne transmission method is not linked at all to humans [source: Weingarti ].

One of the easiest transmission methods to control is the passing of the virus through dirty needles. Reuse of needles at health care facilities has massively impacted the numbers of infected people in past outbreaks, but with knowledge of this as a transmission route for the virus, health care workers can take extra precautions to keep used needles from being used again.

Depending on how the virus gets transmitted, the outcome of how Ebola affects a patient can change. For example, incubation periods for the Zaire type of Ebola is three to six days for a patient who has been stuck with a needle versus five to nine days for a patient who has had contact exposure. And in the first known outbreak in 1976, 100 percent of the patients who had been infected via needle-stick succumbed to the disease, whereas about 80 percent of the cases due to contact were fatal [source: Feldmann ].

Monkey Outbreak

Fall 1989: A shipment of 100 wild monkeys from the Philippines arrived at an animal quarantine facility in Reston, Virginia, belonging to Hazelton Research Products. Over the next few months, a third of the monkeys had died, and to contain the virus that scientists determined to be a new strand of Ebola, they euthanized all the animals. Though several people tested positive for the virus, they didn't become ill. The strain of Ebola, which became known as Ebola-Reston, turned out to be the only known filovirus to not produce any symptoms in humans [sources: Pugh, Barakat].

While some cases have been reported elsewhere, the most dangerous forms of Ebola are largely found in central and western Africa. So you're probably safe if you don't venture into those parts of the world very frequently. But if you do, here are some recommended precautions.

Keep reading to learn more about how doctors and scientists detect Ebola and what they are doing to try to thwart the virus from its path of destruction.

Detection of Ebola has been a difficult problem, especially before an outbreak is known to have started. The early symptoms are often confused with other diseases. It can take up to three days after the onset of symptoms for the virus to reach levels that can be detected [source: CDC].

The most accurate tests for Ebola are those that use specialized equipment that is hard to take into the remote locations where the virus is most prevalent.

In 2017, however, researchers reported a breakthrough in Ebola diagnosis — a test using a device called the Quantitative, Rapid Identification (QuRapID) platform, which freezes blood cells to spill their contents and mixes them with a dye that helps to spot the virus. As described in a 2017 article in The Conversation, the entire process reportedly takes 70 minutes to provide a result [source: Moschos].

Once a patient has been diagnosed with Ebola, there are some measures health care workers can take that will improve the person's chance of survival. The standard treatment involves providing fluids and electrolytes intravenously, as well as oxygen therapy and medication to support blood pressure and reduce vomiting and diarrhea. While people who recover from Ebola develop antibodies to the disease, it's not known whether those make them immune to catching it again. Survivors may suffer lasting health problems, such as difficulties with their joints and vision problems [source: CDC].

But a vaccine recently developed by pharmaceutical maker Merck may at last provide a way to stop Ebola. The vaccine was first tested in late 2015, toward the end of an Ebola outbreak in west Africa, and of the 7,500 people who received it, not a single one developed the disease. In May 2018, with a new outbreak raging in the Congo, National Public Radio reported that thousands of doses had been shipped there, to be used in a vaccination effort coordinated by the World Health Organization [source: Aizenman].

Originally Published: May 16, 2014

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