Klinik, Pathogenese, Diagnostik und Epidemiologie der Norovirusinfektion

Norovirus als blinder Passagier an Bord

Norovirusinfektionen äußern sich durch plötzlich eintretendes Erbrechen und wässrige Diarrhö. Genetische Veränderungen des Erregers haben die Kontagiosität erhöht und in letzter Zeit zu mehreren Ausbrüchen auf Kreuzfahrtschiffen, in Krankenhäusern und in Altersheimen geführt. Nur strikte hygienische Maßnahmen können die Ausbreitung des Erregers in Gemeinschaftseinrichtungen verhindern.

In Deutschland sind die meisten Ärzte erst durch die Epidemie im Herbst/Winter 2002/2003 auf die Erkrankung durch Noroviren aufmerksam geworden. Der Erreger wurde bereits 1972 von Albert Kapikian und Mitarbeitern mittels Elektronenmikroskopie sichtbar gemacht [1]. Die für diesen Nachweis verwendete Stuhlprobe stammte von einem Freiwilligen, der mit einem Stuhlfiltrat von einem Patienten, der im Rahmen eines Ausbruchs in Ohio in der Stadt Norwalk erkrankte (Namensgebung), infiziert wurde [2]. Im Jahre 2002 wurde eine Umbenennung in Noroviren vorgenommen. In mehreren europäischen Ländern einschließlich Deutschland kam es 2002/03 zu einem deutlichen Anstieg von Norovirus-Fällen [3]. Diese erhöhte Zahl von Ausbrüchen wurde mit einer neuen genetischen Variante des Erregers in Verbindung gebracht [3]. Von dieser Epidemie waren auch mehrere Krankenhäuser und deren Personal zum Teil so schwer betroffen, dass hierdurch die normale Krankenversorgung gefährdet wurde [4].

Der Erreger

Noroviren (ehemals Norwalk-like Viren) sind humanpathogene Vertreter der Familie der Caliciviridae. Die Viruspartikel besitzen eine Größe von 27 bis 40 Nanometern (nm) (Abbildung 1) (Übersicht: [5]). Das Fehlen einer Hüllmembran ist ein Grund für die hohe Umweltresistenz der Noroviren, die besondere Anforderungen an Desinfektion und Hygiene stellt. Das virale Genom besteht aus einem einzelsträngigen RNS-Molekül. Zur Vermehrung in der infizierten Zelle bedient sich das Virus einer eigenen RNA-Polymerase, die im Gegensatz zu vielen anderen Polymerasen keine Korrekturfunktion besitzt, so dass falsch eingebaute Nukleotide schnell zu Mutationen führen (Übersicht: [5)]). Letzteres ist die Ursache für die hohe genetische Diversität der Noroviren (antigenic drift). Als eine Ursache für die Pandemie im Winter 2002/03 wird die Dominanz einer neuen Genotyp-Variante innerhalb des Genotyps GGII.4 (Grimsby-like Virus) diskutiert [3]. Inwieweit dieser Virusstamm möglicherweise virulenter oder umweltresistenter ist oder aber eine gewisse Immunität in der Bevölkerung gegenüber Noroviren unterlaufen hat, kann derzeit nicht beantwortet werden.

Epidemiologie

Im Gegensatz zu bakteriellen Durchfallerkrankungen, zum Beispiel den Salmonellosen, handelt es sich bei den durch Noroviren verursachten Gastroenteritiden um eine typische Erkrankung der Winter- und Frühjahrsmonate. Die Norovirus-Pandemie in der Saison 2002/2003 (Abbildung 2) führte in Deutschland und in anderen europäischen Ländern sowie den USA zu teilweise schwerwiegenden Einschränkungen der medizinischen Versorgung [3, 4]. Bei den Ausbrüchen sind insbesondere Krankenhäuser, Alten- und Pflegeheime sowie Kindergärten betroffen. Die höchsten Inzidenzen weisen ältere Menschen über 60 Jahren auf, wobei das weibliche Geschlecht deutlich überwiegt [6].

Pathogenese

Untersuchungen zum Pathomechanismus der Norovirusinfektion werden dadurch erschwert, dass sich die Viren nicht in Organ- oder Zellkulturen kultivieren lassen. Die gentechnische Herstellung von Kapsidproteinen ermöglicht die Bildung virusähnlicher Partikel (VLP). Damit konnte festgestellt werden, dass Noroviren über spezifische Kohlenhydrate, die in ABH (olgosaccharide in Erythrozyten) und Lewis Blutgruppenantigenen vorkommen, an die Epithelzellen binden [7]. Diese Antigene werden unter anderem von reifen Enterozyten im oberen Bereich der Zotten exprimiert (Abbildung 3). Interessant ist die unterschiedliche Suszeptibilität für die Infektion durch diesen Erreger. Der Schutz einiger Personen vor der Erkrankung wird mit dem Fehlen des Rezeptors für Noroviren in Verbindung gebracht. Unterschiedliche Norovirus-Stämme können aber offenbar verschiedene Antigene für die Anheftung verwenden, so dass kein Schutz gegen alle Norovirusstämme gegeben ist [8]. Eine lang anhaltende Immunität gibt es daher nicht. Personen mit einer durchgemachten Infektion können in der folgenden Saison erneut erkranken.

Diagnostik

Die Bestätigung der klinisch vermuteten Norovirus-Infektion sollte durch den molekularen Nachweis viraler RNS im Stuhl mittels Nukleinsäureamplifikation (RT-PCR) erfolgen. Die Methode ist hoch sensitiv und spezifisch. Neben dem molekularen Nachweis stehen auch Enzymimmunoassays (EIA, immunologischer Nachweis von Norovirusantigenen im Stuhl) zur Verfügung.

Klinik

Die klassische Klinik dieser Infektionserkrankung besteht in einer kurzen meist heftigen Episode einer Gastroenteritis. In der Regel treten eine akute Diarrhö und Erbrechen auf. Die Inkubationszeit bei Mensch-zu- Mensch-Übertragung beträgt im Mittel sechs bis 48 Stunden [7]. Epidemiologische Studien deuten daraufhin, dass Erbrechen häufiger bei Kindern und Diarrhö häufiger bei Erwachsenen auftritt [9]. Die Erkrankungen werden in vielen Fällen von einem schweren Krankheitsgefühl, häufig auch von Glieder- und Muskelschmerzen, abdominellen Krämpfen und manchmal auch von Fieber begleitet. Die Erkrankung dauert in der Regel nur zwölf bis 60 Stunden und heilt in den meisten Fällen folgenlos aus. Allerdings sind ältere Menschen und Kinder durch den manchmal sehr ausgeprägten Flüssigkeits- und Elektrolytverlust lebensbedrohlich gefährdet. Bei Kleinkindern und sehr alten Menschen kann es durch die Induktion von Erbrechen beim Essen zu schwerwiegenden Aspirationspneumonien kommen.

Therapie

Die Therapie ist in erster Linie symptomatisch und konzentriert sich, wie bei anderen Durchfallerkrankungen, auf die ausreichende Flüssigkeits- und Elektrolytsubstitution. Eine spezifische virusstatische Therapie gibt es zurzeit nicht.

Prävention

Umweltresistenz (Tenazität) und eine eingeschränkte Empfindlichkeit gegenüber üblichen Desinfektions- und Reinigungsmitteln aus. Diese Charakteristika sind – zusammen mit der geringen infektiösen Dosis von weniger als 100 Viruspartikeln und der Möglichkeit einer aerogenen Übertragung des Virus – Ursache für die erschwerte Kontrolle von Krankheitshäufungen. Nachdem aufgrund der typischen Symptomatik und der epidemiologischen Merkmale (Tab. 1) der Verdacht auf einen Norovirus-Ausbruch gestellt wurde [10], sollte ein adaptiertes Hygieneregime Anwendung finden, ohne die Bestätigung durch virologische Untersuchungen abzuwarten (Textkasten 2, Prävention). Die durch zeitweilige Schließungen von Stationen und Freistellung von Mitarbeitern verursachten ökonomischen Belastungen sind dabei in Relation zu den vielfach höheren Kosten eines unkontrollierten Ausbruchs zu sehen.

Zusammenfassung

Norovirusinfektionen sind die häufigste Ursache akuter Gastroenteritiden. Die epidemiologische Bedeutung dieser meldepflichtigen Infektionserkrankung wurde in den letzten Jahren durch mehrere Ausbrüche auf Kreuzfahrtschiffen, in Krankenhäusern und in Altersheimen deutlich. Die Erkrankung äußert sich typischerweise durch plötzlich auftretendes Erbrechen und akut einsetzende wässrige Diarrhö. Die Infektion kann auch über Aerosole erfolgen, so dass insbesondere Erbrochenes als hoch kontagiös gilt. Der Verdacht auf diese Erkrankung sollte klinisch gestellt werden, insbesondere wenn mehrere Personen mit diesen Symptomen aus einer gemeinsamen Umgebung kommen. Genetische Veränderungen des Erregers haben wahrscheinlich zu der erhöhten Kontagiosität in den letzten Jahren beigetragen. Der Schutz einiger Personen vor der Erkrankung wird mit dem Fehlen des vermeintlichen Rezeptors für Noroviren in Verbindung gebracht. Die letzten Epidemien haben gezeigt, dass nur strikte hygienische Maßnahmen die Ausbreitung des Erregers in Gemeinschaftseinrichtungen verhindern können.

Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Thomas Schneider
PD Dr. rer. nat. Joachim Mankertz
Prof. Dr. med. Martin Zeitz (Klinikdirektor)
Charité- Universitästsmedizin Berlin-Campus
Benjamin Franklin, Medizinische Klinik I
(Gastroenterologie, Infektiologie und Rheumatologie)

Dr. med. Andreas Jansen
PD Dr. rer. nat. Eckart Schreier
Robert Koch-Institut Berlin

Korrespondenzadresse
Prof. Dr. med. Dr. rer. nat. Thomas Schneider
Charité- Universitästsmedizin Berlin-Campus
Benjamin Franklin, Medizinische Klinik I
(Gastroenterologie, Infektiologie und Rheumatologie)
Hindenburgdamm 30
12200 Berlin
Thomas.schneider@charite.de

INFO

Diagnostik:

Zurzeit gilt als sicherster Nachweis für Noroviren die RT-PCR aus dem Stuhl. Bei größeren Ausbrüchen ist es nicht notwendig, alle Betroffenen zu untersuchen. In diesen Fällen genügt der molekularbiologische Nachweis bei drei bis fünf der betroffenen Personen, um dann bei den anderen Erkrankten aus der gleichen Umgebung mit ähnlichen Symptomen ebenfalls eine Norovirusinfektion zu diagnostizieren. Wichtig ist, darauf hinzuweisen, dass die hygienischen Maßnahmen sich nach der Klinik richten und nicht nach dem Erregernachweis im Stuhl, denn dieser kann noch Monate nach Abklingen der Symptomatik positiv sein.

Für spezifische Fragen zur Norovirusdiagnostik bitten wir die Leser, sich an das Konsiliarlabor für Noroviren am Robert Koch-Institut zu wenden:

Robert Koch-Institut (FG15)
(PD Dr. rer. nat. Eckart Schreier)
Nordufer 20
13353 Berlin
Telefon: 018887542379
Fax: 018887542617
E-Mail: schreierE@rki.de

Verdachtsmomente für einen Noroviren-Ausbruch

Erbrechen (häufig explosiv) in > 50% der Fälle

Dauer der Erkrankung 12 bis 60 Stunden

Inkubationszeit 6 bis 48 Stunden

Personal und Betreute betroffen

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