Gesundheit : Bioterrorismus: Botulinum als Biowaffe

Hermann Feldmeier

Es scheint wie eine Ironie des Schicksals. Just zu dem Zeitpunkt, an dem ein gefürchteter Giftstoff seinen Weg in die Pharmazie gefunden hat, droht er von seiner Vergangenheit eingeholt zu werden: Keine drei Jahre

ist es her, dass die amerikanische Food and Drug Administration das Clostridium Botulinum Toxin (CBT) zur Therapie einiger seltener, bisher unbehandelbarer Krankheiten zugelassen hat, da verdichten sich die Befürchtungen, dass der Giftstoff wieder zu dem Zweck eingesetzt werden könnte, der ihn in Verruf gebracht hat: als biologische Waffe.

CBT erfüllt alle Forderungen, die man an eine B-Waffe stellt. Der "Grundstoff" ist leicht zu besorgen: Die Botulinum-Bakterien kommen nahezu in jeder Art von Erdboden vor, finden sich an Fluss- und Seeufern und besiedeln regelmäßig die Eingeweide von Fischen und zahlreichen Säugetieren). Außerdem ist er ohne Schwierigkeit in großen Mengen herzustellen - und im höchsten Grad tödlich, wenn über die Atemwege aufgenommen. Weniger als ein hunderttausendstel Gramm reicht aus, um einen erwachsenen Menschen umzubringen.

Die selbst für B-Waffen ungewöhnliche Kombination von Eigenschaften war wohl der Grund, warum die japanische Aum Shinrikyo Sekte CBT hergestellt und zielgerichtet als Biowaffe eingesetzt hat. Mindestens drei Mal zwischen 1990 und 1995 wurden Anschläge mit CBT in der Stadtmitte von Tokyo beziehungsweise in einer amerikanischen Einrichtung in Japan verübt, mit dem Ziel, Tausende von Menschen umzubringen. Dass diese Anschläge misslangen, ist eher dem technischen Ungeschick der religiösen Fanatiker als der minderen "Qualität" der eingesetzten Erreger zu verdanken.

In wirklich großem Stil wurde CBT im Zweiten Weltkrieg hergestellt. Beide kriegsführenden Seiten wussten von den tödlichen Giftstoffen des jeweiligen Gegners: Die Folgen einer massiven Freisetzung von CBT wurde in das strategische Kalkül mit einbezogen. Allein eine Million Dosen Gegengift, von Pferden gewonnene Antikörper, die das Toxin neutralisieren, hatten amerikanische Militärärzte bevorratet, als am D-Day die alliierten Truppen in der Normandie landeten.

180-Kilo-Giftbomben

Auch die frühere Sowjetunion stellte CBT her und setzte sie zu "Versuchszwecken" ein, beispielsweise auf der Insel Vozrozhdeniye im Aral-See. Ken Alibek, ein hochrangiger Mitarbeiter des geheimgehaltenen "Biopräparat-Programms", der Anfang der neunziger Jahre in die USA überlief, berichtete, dass sowjetische Wissenschaftler auch versucht hätten, den genetischen Code für CBT in andere Bakterienarten "einzubauen". Wenn ein solcher Hybridkeim zusätzlich die Eigenschaft gehabt hätte, von Mensch zu Mensch übertragen zu werden, was beim Botulinum-Bakterium nicht der Fall ist, wäre eine B-Waffe entstanden, die alles bisher Bekannte aus dem Repertoire des biologischen Schreckens in den Schatten gestellt hätte.

Die mehreren hundert Wissenschaftler und Techniker, die im Biopräparat-Programm ausschließlich mit Forschungen an CBT beschäftigt waren, wurden nach dem Zusammenbruch der Sowjetunion in alle Winde verstreut. Es gibt Hinweise dafür, dass einige von ihnen in Ländern zu Arbeit und Brot gekommen sind, die die Entwicklung von B-Waffen zumindest teilweise ähnlich skrupellos betrieben haben wie der Irak. Als nach dem Ende des Golfkriegs die Mitarbeiter der Sonderkommission der UNSCOM der UNO Einsicht in das irakische B-Waffenprogramm bekamen, trauten sie ihren Augen nicht: 19000 Liter hochkonzentriertes CBT hatte man produziert, von denen 10000 Liter bereits in diversen Waffensystemen plaziert worden waren - eine Menge, die theoretisch drei Mal ausreicht, um die gesamte Bevölkerung der Welt auszulöschen. 13 Mittelstreckenraketen waren mit der tödlichen Fracht bestückt, 160 180-Kilo-Bomben enthielten das hochkonzentrierte Gift, und mehrere Spezialbehälter waren mit CBT gefüllt, die von Flugzeugen aus freigesetzt werden sollten.

Drei Arten von Botulismus-Erkrankungen kommen natürlicherweise vor. Sehr selten werden Wunden, etwa bei Gartenarbeit oder in der Landwirtschaft, mit Dauerformen (Sporen) des Bakteriums infiziert. Nach einer Latenzzeit von einigen Tagen beginnen die Bakterien ihre Giftstoffe zu produzieren, die dann über die Blutbahn in bestimmte Nervenzellen gelangen und dort die typischen Symptome einer Botulismus-Vergiftung hervorrufen.

Ebenfalls selten ist Botulismus im Darm, der vorwiegend bei Kindern beobachtet wird. Ursache ist die Aufnahme von Bakteriensporen durch Verschlucken von Erde, Staub oder verrottetem Material. Dagegen werden mehr als 90 Prozent aller Botulismus-Fälle durch mit CBT verunreinigte Lebensmittel hervorgerufen. Immer dann, wenn Nahrungsmittel nicht hygienisch einwandfrei hergestellt und anschließend luftdicht aufbewahrt werden, besteht das Risiko, dass sich aus Sporen Botulismus-Bakterien entwickeln, die dann ihrerseits umgehend Giftstoffe produzieren. Alleine in den USA wurden bislang pro Jahr zehn bis 30 Kleinepidemien durch mit CBT verunreinigte Lebensmittel gemeldet, bei denen zwischen zwei und 58 Personen erkrankten.

Angriff über den Luftweg

Bioterroristen würden jedoch vermutlich einen anderen Weg bevorzugen, um mit einem Anschlag die Zahl der Opfer möglichst groß zu machen: die Freisetzung von CBT in Form eines Aerosols. Bei einer Freisetzung von Botulinum-Gift in der Luft, etwa bei einer Veranstaltung im Freien, würde in einem Umkreis von 500 Metern mindestens jeder Zehnte getötet oder schwer krank.

Die Tücken eines solchen Attentats: Zum einen würde es schwierig sein, die Erkrankungen frühzeitig zu erkennen und die notwendigen Behandlungsmaßnahmen einzuleiten (mit den ersten Krankheitszeichen ist nach 48 bis 72 Stunden zu rechnen - das Gegengift muss aber so schnell wie möglich verabreicht werden). Zum anderen würden die Krankenhäuser bald an ihre Kapazitätsgrenzen gelangen, da viele Opfer intensivmedizinisch behandelt und künstlich beatmet werden müssten.

Auch wenn Botulismus zu einem typischen Krankheitsbild führt, ist es schwer, auf Anhieb die richtige Diagnose zu stellen.Sogar Fachärzte verwechseln die Botulismus-Vergiftung schon mal mit anderen, ähnlichen Krankheiten. Labormethoden, um eine Vergiftung mit CBT nachzuweisen, sind kompliziert, nur in wenigen Labors vorhanden, und ein Ergebnis liegt frühestens in 28 Stunden vor. Müssen die Erreger angezüchtet werden, weil andere Labormethoden nicht vorhanden sind, ist ein Ergebnis sogar erst nach einer Woche zu erwarten.

Eine Therapie ist ebenfalls schwierig. Zwar gibt es in den USA ein Antitoxin, das, wenn frühzeitig gegeben, die Todesfallrate erheblich reduziert. Allerdings wirkt das Antidot nur gegen zwei der sieben bekannten Giftmoleküle, die von unterschiedlichen Varianten des Botulismus-Bakteriums produziert werden. Außerdem wird das Antiserum vom Pferd gewonnen, weshalb schwere Nebenwirkungen ein Risiko sind.

Eine Impfung, die sich großflächig einsetzen ließe, ist nicht in Sicht. Die amerikanischen Centers for Disease Control in Atlanta haben zwar einen Impfstoff parat; aber dieser ist über 30 Jahre alt, und bislang wurden damit nur rund 3000 Personen geimpft - viel zu wenig, um eine Aussage über Nebenwirkungen machen zu können.

Die Gefahr eines großen Attentats mit Tausenden von Erkrankten wird von manchen Experten vielleicht zu hoch eingeschätzt. Aber die Anschläge mit Milzbrandbakterien in den USA zeigen, welche psychologischen Auswirkungen auch kleine Attentate mit CBT, beispielsweise über Lebensmittel, haben könnten.

Das Gift lähmt die Muskeln

Clostridium botulinum ist ein Bakterium, das nur unter Sauerstoffmangel gedeiht. Es bildet Sporen - widerstandsfähige Dauerformen des Bakteriums. Gelangen die Sporen in eine Wunde, können sie sich dort wieder zu Bakterien entwickeln.

Das Bakterium kommt in verschiedenen Varianten vor, die unterschiedliche Gifte produzieren. Chemisch betrachtet handelt es sich bei dem Gift um ein relativ einfaches Molekül mit einem Zinkatom im Zentrum.

Gleichwohl ist das Toxin eines der gefährlichsten biologischen Stoffe, die es gibt. Die Substanz dringt in Nervenzellen ein, die unsere Muskeln normalerweise mit "Strom" versorgen, so dass sie sich zusammenziehen können. Das Gift blockiert die elektrische Reizung der Muskelzellen, der Muskel kann sich nicht mehr zusammenziehen - die Folge: im schlimmsten Fall eine Lähmung der Atemmuskulatur und damit Erstickungsgefahr.

Das Botulinum-Toxin ist äußerst empfindlich gegenüber Hitze. Eine Erwärmung auf 80 Grad für die Dauer von 10 Minuten reicht bereits aus, um das Giftmolekül zu inaktivieren. Das erklärt, warum Lebensmittelvergiftungen durch das Botulinum-Bakterium relativ selten vorkommen.

Wird der Keim bei einem Anschlag als Aerosol freigesetzt, so hängt die Halbwertszeit des Giftstoffes von der Umwelt ab. Hohe Temperatur und hohe Feuchtigkeit der Luft führen zu raschem Abbau. Pro Minute werden ein bis vier Prozent der Moleküle zersetzt.

Das bedeutet, dass bereits nach zwei Tagen Giftmoleküle nur noch in Spuren vorhanden sind.

Indizien für einen Anschlag

Wie würde man eigentlich einen terroristischen Anschlag mit Botulinum-Toxin erkennen? Da sich die Bakterien nicht direkt wahrnehmen lassen, ist man auf Indizien und ein ausgeklügeltes Überwachungssystem angewiesen.

Das erste Anzeichen für einen Anschlag wäre eine ungewöhnliche Häufung plötzlich auftretender Lähmungen von Körper- und Gesichtsmuskulatur.

Wenn man in der Umwelt gehäuft verschiedene Toxintypen - die in der Natur nur sehr selten vorkommen - festellen würde, wäre das ein klares Indiz.

Haben die Erkrankten sich zur gleichen Zeit an einem gemeinsamen Ort aufgehalten, handelt es sich wahrscheinlich um die Freisetzung von Botulinum-Bakterien in Form eines Aerosols.

Treten die Fälle zeitversetzt nacheinander auf und ist der gemeinsame Faktor der Genuss eines Lebensmittels, so spricht dies für eine Nahrungsmittel induzierte Botulinus-Vergiftung.

Bei Botulinum ist die Diagnose äußerst schwierig. Beispiel: Im Jahr 1998 kam es unter Gästen eines kanadischen Restaurants zu einem Ausbruch von Botulismus. Ursache war ein Gewürz, dem verunreinigtes Knoblauchpulver beigemischt war. Über einen Zeitraum von sechs Wochen erkrankten 28 Personen. Doch bei keinem Kranken tippten die Ärzte auf Botulismus. Die richtige Diagnose wurde erst bei einer erkrankten Mutter mit ihren zwei Kindern in einem Unikrankenhaus, 3200 Kilometer von ihrem Heimatort entfernt, gestellt.

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