Ein Virus besteht aus Nukleinsäure, entweder DNA oder RNA, die von einer Proteinkapsel umgeben ist. Es erfordert eine lebende Zelle, in der es sich vermehren kann. Eine Virusinfektion kann zu einer Bandbreite von Symptomen führen, die von asymptomatisch (ohne offenkundige Symptome) bis hin zu schweren Erkrankungen reichen.
Der Mensch kann sich mit Viren infizieren, indem er sie schluckt oder einatmet, von Insekten gestochen wird, durch Geschlechtsverkehr oder von Geburt an (angesteckt von der Mutter als Fötus im Mutterleib).
Am häufigsten betreffen Virusinfektionen die Nase, den Rachen und die oberen Atemwege oder Systeme wie das Nervensystem, den Magen-Darm-Trakt und den Fortpflanzungsapparat.
Ärzte können die Diagnose auf Symptome, Blutproben und Kulturen oder eine Untersuchung der infizierten Gewebe stützen.
Antivirale Medikamente können die Virusreproduktion behindern oder die Immunantwort gegen eine Virusinfektion verstärken.
Ein Virus ist ein kleiner infektiöser Organismus – viel kleiner als ein Pilz oder ein Bakterium –, der sich nur in lebenden Zellen vervielfältigen (replizieren) kann. Das Virus heftet sich an eine Zelle (sogenannte Wirtszelle), dringt in sie ein und setzt seine DNS oder RNS in der Zelle frei. Die DNS/DNA oder RNS/RNA des Virus ist das Erbmaterial, das die nötigen Informationen enthält, um Kopien des Virus herzustellen (sogenannte Virusreplikation). Das Erbmaterial des Virus übernimmt die Kontrolle über die Zelle und zwingt sie dazu, das Virus zu reproduzieren. Gewöhnlich sterben infizierte Zellen ab, weil die Viren ihre normale Funktion verhindern. Bevor infizierte Zellen absterben, setzen sie neue Viren frei, die nun andere Zellen infizieren.
Je nachdem, ob die Viren DNS (DNA) oder RNS (RNA) zur Replikation verwenden, werden sie als DNA- oder als RNA-Viren klassifiziert. Zu den DNA-Viren gehören die Herpesviren. Zu den RNA-Viren gehört SARS-CoV2, das die COVID-19-Infektion verursacht. Zu den RNA-Viren gehören auch Retroviren wie HIV (humanes Immundefizienzvirus). RNA-Viren, insbesondere Retroviren, sind anfällig für Mutationen, d. h. die genetische Anleitung, die alle Informationen enthält, die das Virus, um zu funktionieren, kann sich verändern, wenn sich das Virus ausbreitet.
Einige Viren töten die befallenen Zellen nicht, sondern verändern ihre Funktionen. Manchmal verlieren die infizierten Zellen die Kontrolle über die normale Zellteilung und werden krebsartig.
Einige Viren, wie das Hepatitis-B-Virus und das Hepatitis-C-Virus, können chronische Infektionen hervorrufen. Eine chronische Hepatitis kann jahre-, mitunter sogar jahrzehntelang bestehen bleiben. Bei vielen Personen verläuft die chronische Hepatitis recht mild und verursacht kaum Leberschäden. Bei manchen schädigt sie aber langsam die Leber und führt schließlich zu Zirrhose (einer schweren Vernarbung der Leber), Leberversagen und manchmal auch zu Leberkrebs.
Wussten Sie ...
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Viren infizieren gewöhnlich nur bestimmte Zelltypen. Zum Beispiel infizieren Erkältungsviren nur Zellen im oberen Bereich der Atemwege. Zudem infizieren die meisten Viren nur einige Pflanzen- und Tierarten. Einige infizieren nur Menschen.
Viele Viren lösen häufig Infektionen bei Säuglingen und Kindern sowie bei älteren Erwachsenen aus.
Arten von Virusinfektionen
Infektionen der oberen Atemwege (Infektionen der Nase, des Rachens, der oberen Atemwege und der Lunge) sind wahrscheinlich die häufigsten Virusinfektionen.
Infektionen der oberen Atemwege wie z. B. Halsschmerzen, Nasennebenhöhlenentzündung und Erkältung. Weitere virale Atemwegsinfektionen umfassen Influenza, Lungenentzündung und Coronaviren, einschließlich SARS-CoV-2 (das Virus, das COVID-19 verursacht).
Bei kleinen Kindern sind häufig auch Krupp (eine Entzündung der oberen und unteren Atemwege, auch laryngotracheale Bronchitis genannt) oder Entzündungen der unteren Atemwege (Bronchiolitis) viral bedingt.
Infektionen der Atemwege verursachen bei Kindern, älteren Menschen und Lungen- oder Herzkranken schwerwiegendere Symptome. Respiratorische Viren werden normalerweise durch Kontakt mit infizierten ausgeatmeten Tröpfchen von Mensch zu Mensch übertragen.
Andere Viren infizieren bestimmte andere Teile des Körpers:
Magen-Darm-Trakt: Infektionen des Magen-Darm-Traktes, wie z. B. eine Gastroenteritis, sind häufig viral bedingt und werden z. B. von Noroviren und Rotaviren hervorgerufen.
Leber: Solche Infektionen führen zu einer Hepatitis.
Nervensystem: Manche Viren, wie z. B. das Tollwutvirus und das West-Nil-Virus, infizieren das Gehirn und verursachen eine Enzephalitis. Andere infizieren die Gewebeschichten, die das Gehirn und das Rückenmark umgeben (die Meningen), und verursachen Meningitis.
Haut: Virusinfektionen, die nur die Haut betreffen, führen mitunter zu Warzen oder anderen Schönheitsfehlern. Viele Viren, die andere Körperteile infizieren, wie z. B. Windpocken, verursachen einen Ausschlag.
Plazenta und Fetus: Einige Viren, wie z. B. das Zika-Virus, das Rubella-Virus und das Zytomegalievirus, können bei schwangeren Frauen die Plazenta und den Fetus infizieren.
Für manche Viren ist eine Infektion vieler Körpersysteme typisch. Zu diesen Viren zählen etwa Enteroviren (wie z. B. Coxsackie-Viren und Echoviren) und Zytomegalieviren.
Übertragung von Viren
Viren werden auf unterschiedlichen Wegen verbreitet (übertragen). Sie können:
Verschlucken
Einatmen
Übertragung durch Bisse/Stiche von Insekten, wie z. B. von Stechmücken, bestimmten Stechfliegen oder von Zecken
Übertragung durch Geschlechtsverkehr (bei sexuell übertragbaren Infektionen)
Übertragung durch Transfusion von infiziertem Blut
Übertragung der Infektion während der Schwangerschaft
Neue humane Viren entwickeln sich manchmal aus Viren, die normalerweise Tiere betreffen (wie z. B. SARS-CoV und SARS-CoV-2). Dies geschieht, wenn der infizierte Wirt in engen Kontakt mit anfälligen Menschen kommt.
Viele Viren, die früher nur in bestimmten Teilen der Welt vorkamen, breiten sich inzwischen aus. Zu diesen Viren zählen das Chikungunya-Virus, der Viruserreger des hämorrhagischen Krim-Kongo-Fiebers, das Japanische-Enzephalitis-Virus, das Rift-Valley-Fiebervirus, das West-Nil-Virus, das Ross-River-Virus, das Zika-Virus und das Louping-ill-Virus. Diese Viren verbreiten sich zum Teil deshalb, weil der Klimawandel dazu geführt hat, dass die Stechmücken oder Zecken, welche die Viren übertragen, in mehr Gebieten überleben können. Es kann auch zur Infektion von Reisenden kommen, die dann nach Hause fahren und dort von einer Stechmücke gestochen werden, die das Virus wiederum auf andere Personen überträgt.
Abwehrmechanismen gegen Viren
Der Körper hat mehrere Abwehrmechanismen gegen Viren:
Physische Barrieren wie die Haut, die den Eintritt in den Organismus erschweren
Die körpereigene Immunabwehr, die das Virus angreift
Wenn Viren in den Körper gelangen, lösen sie Abwehrreaktionen des Immunsystems aus. Diese Abwehr fängt mit weißen Blutkörperchen wie Lymphozyten und Monozyten an, die lernen, das Virus oder die vom Virus infizierten Zellen anzugreifen und zu zerstören. Wenn der Körper den Virusangriff überlebt, erinnern sich einige der weißen Blutkörperchen an den Eindringling und sind in der Lage, auf eine spätere Infektion durch das gleiche Virus schneller und effektiver zu reagieren. Diese Reaktion wird Immunität genannt. Immunität lässt sich auch durch eine Impfung erreichen.
Viren und Krebs
Manche Viren verändern die DNS ihrer Wirtszellen in einer Weise, welche die Entwicklung von Krebs fördern kann. Einige Viren, wie z. B. Herpesviren und HIV, hinterlassen ihr Erbmaterial in der Wirtszelle, wo es über einen längeren Zeitraum inaktiv bleibt (latente Infektion). Wird die Zelle gestört, so kann das Virus sich wieder aktivieren, sich vervielfältigen und eine Krankheit auslösen.
Es sind nur wenige Viren bekannt, die Krebs verursachen, doch es könnte noch weitere geben.
Diagnose von Virusinfektionen
Untersuchung durch den Arzt
Bei Infektionen, die in Epidemien auftreten, das Auftreten anderer ähnlicher Fälle
Bei manchen Infektionen Bluttests und Kulturen
Häufige Virusinfektionen (wie z. B. Masern, Röteln oder Windpocken) können auf der Grundlage der Symptome diagnostiziert werden.
Bei Infektionen, die in Epidemien auftreten (wie Grippe), kann das Vorhandensein anderer ähnlicher Fälle den Ärzten helfen, eine bestimmte Infektion zu identifizieren. Eine Labordiagnose ist wichtig, um zwischen verschiedenen Viren zu unterscheiden, die ähnliche Symptome verursachen, wie z. B. COVID-19 (SARS-CoV-2) und die Grippe.
Bei anderen Infektionen können Bluttests und Kulturen (im Labor wachsende Mikroorganismen, die aus Proben von Blut, Körperflüssigkeit oder anderen Materialien aus einer infizierten Stelle entnommen wurden) durchgeführt werden. Auf der Polymerase-Kettenreaktion (PCR) basierende Techniken können verwendet werden, um viele Kopien des viralen Erbguts zu erstellen. PCR-Methoden machen es den Ärzten leichter, ein Virus schnell und korrekt zu identifizieren. Blut kann auch auf Antigene geprüft werden. Dabei handelt es sich um Proteine auf oder in Viren, welche die körpereigenen Abwehrmechanismen auslösen. Zudem kann das Blut auf entsprechende Antikörper gegen Viren untersucht werden. (Antikörper sind Proteine, die vom Immunsystem produziert werden, um den Körper gegen einen bestimmten Angriff zu schützen.) Tests werden in der Regel schnell durchgeführt, insbesondere, wenn die Infektion eine ernste Bedrohung für die öffentliche Gesundheit darstellt oder gravierende Symptome vorliegen.
Eine Blutprobe oder andere Gewebeprobe wird manchmal mit einem Elektronenmikroskop mit starker Vergrößerung und hoher Auflösung untersucht.
Behandlung von Virusinfektionen
Behandlung der Symptome
Mitunter antivirale Medikamente
Behandlung der Symptome
Bei vielen Viren gibt es keine konkrete Behandlung. Es gibt jedoch viele Maßnahmen zur Linderung bestimmter Symptome:
Dehydratation (Flüssigkeitsmangel): Zufuhr von reichlich Flüssigkeit, mitunter in eine Vene (intravenös)
Durchfall: Manchmal ein Antidiarrhoikum wie Loperamid
Fieber und Schmerzen: Paracetamol oder nichtsteroidale Antirheumatika (NSAR)
Übelkeit und Erbrechen: Zufuhr von klaren Flüssigkeiten und mitunter ein Antiemetikum (Medikament gegen Übelkeit und Brechreiz), wie z. B. Ondansetron
Gewisse Ausschläge: Lindernde Cremes oder Feuchtigkeitscremes und manchmal Einnahme eines Antihistaminikums gegen den Juckreiz
Laufende Nase: Manchmal abschwellende Mittel für die Nase, wie z. B. Phenylephrin oder Phenylpropanolamin
Halsschmerzen: Manchmal Lutschtabletten mit Benzocain oder Dyclonin, die den Rachen betäuben
Nicht jeder, der solche Symptome aufweist, muss auch behandelt werden. Bei leichten Symptomen ist es unter Umständen besser, einfach abzuwarten, bis sie wieder von selbst abgeklungen sind. Manche Behandlungen sind möglicherweise für Säuglinge und Kleinkinder ungeeignet.
Antivirale Medikamente
Medikamente, die Virusinfektionen bekämpfen, werden antivirale Medikamente genannt. Für viele Virusinfektionen gibt es keine wirksamen antiviralen Medikamente zur Behandlung. Es gibt aber mehrere Grippemittel, zahlreiche Medikamente gegen eine Infektion mit einem oder mehreren Herpesviren (siehe Tabelle Einige antivirale Arzneimittel gegen Infektionen mit Herpesviren) sowie vielerlei neue antivirale Medikamente zur Behandlung von HIV, Hepatitis C, Hepatitis B und COVID-19, das durch SAR-CoV-2 ausgelöst wird.
Viele antivirale Medikamente wirken, indem sie die Reproduktion der Viren hemmen. Die meisten Medikamente zur Behandlung einer Infektion mit HIV wirken auf diese Weise. Da Viren so klein sind und sich innerhalb der Zellen mithilfe der zelleigenen Stoffwechselfunktionen reproduzieren, gibt es nur eine begrenzte Anzahl von Stoffwechselfunktionen, gegen die antivirale Medikamente gerichtet sein können. Im Gegensatz zu Viren sind Bakterien relativ große Organismen, die sich selbst außerhalb der Zellen vermehren, und haben viele Stoffwechselfunktionen, gegen die sich antibakterielle Medikamente (Antibiotika) richten können. Folglich sind antivirale Medikamente viel schwieriger zu entwickeln als Antibiotika. Anders als Antibiotika, die meist gegen viele verschiedene Bakterienarten wirksam sind, sind die meisten antiviralen Medikamente in der Regel nur gegen ein Virus bzw. gegen eine kleine Anzahl von Viren wirksam.
Antivirale Medikamente können für menschliche Zellen toxisch sein. Viren können auch eine Resistenz gegen antivirale Medikamente entwickeln.
Die meisten antiviralen Medikamente können oral eingenommen werden. Einige können durch Spritzen in eine Vene (intravenös) oder in einen Muskel (intramuskulär) verabreicht werden. Einige werden als Salben, Cremes oder Augentropfen angewendet oder als Pulver eingeatmet.
Antibiotika sind nicht gegen Virusinfektionen wirksam, aber wenn jemand eine bakterielle Infektion und dazu eine Virusinfektion hat, ist ein Antibiotikum häufig notwendig.
Interferone sind Kopien von natürlich vorkommenden Substanzen, welche die Virusreplikation verlangsamen oder stoppen. Diese Medikamente werden zur Behandlung bestimmter Virusinfektionen eingesetzt:
Interferone können Nebenwirkungen wie Fieber, Schüttelfrost, Schwäche und Muskelschmerzen auslösen. Diese Effekte treten normalerweise ab 7 bis 12 Stunden nach der ersten Injektion auf und dauern bis zu 12 Stunden an.
Antikörper aus dem Blut einer Person, die sich von der Virusinfektion erholt hat (Rekonvaleszentenserum), und Antikörper, die in einem Labor aus lebenden Zellen hergestellt werden, welche modifiziert wurden, um die gewünschten Antikörper zu bilden (monoklonale Antikörper), kommen zur Behandlung einiger Virusinfektionen zu Einsatz, unter anderem (z. B. Infektion mit dem respiratorischen Synzytial-Virus [RSV], Tollwut).
Vorbeugung von Virusinfektionen
Mögliche Maßnahmen zur Vorbeugung von Virusinfektionen:
Impfstoffe und Immunglobuline helfen dem Körper, sich besser gegen Krankheiten zu wehren, die von bestimmten Viren (oder Bakterien) verursacht werden. Der Vorgang der Stärkung der körpereigenen Abwehr wird Immunisierung genannt.
Allgemeine Maßnahmen
Zur Vorbeugung vieler Virusinfektionen kann man durch Routinemaßnahmen zum Schutz von sich selbst und anderen beitragen (persönliche Schutzmaßnahmen). Diese Maßnahmen unterschieden sich je nachdem, wie das Virus übertragen wird. Es können unter anderem folgende Maßnahmen ergriffen werden:
Häufiges und gründliches Händewaschen mit Seife
Nur Verzehr von Speisen und Getränken, die ordnungsgemäß zubereitet oder behandelt wurden
Vermeiden von Kontakt mit infizierten Personen und verunreinigten Flächen
Vollständiges Bedecken von Mund und Nase beim Niesen und Husten durch Taschentücher (die anschließend entsorgt werden) oder den Oberarm
Anwenden von Schutzvorkehrungen beim Geschlechtsverkehr
Vorbeugung von Bissen/Stichen durch Zecken, Mücken und andere Gliederfüßer
Tragen einer Maske
Abstand halten, wenn angebracht (zum Beispiel zur Vorbeugung von COVID-19)
Impfstoffe
Die Wirkung von Impfstoffen besteht darin, dass sie die natürlichen Abwehrmechanismen des Körpers anregen (sogenannte aktive Immunisierung). Impfstoffe werden vor der Exposition gegenüber einem Virus gegeben, um dadurch eine Infektion zu verhindern.
Gebräuchliche Virusimpfstoffe gibt es u. a. gegen Folgendes:
Humanes Papillomavirus (HPV)
Japanische Enzephalitis (Entzündung des Gehirns)
Gürtelrose (Herpes zoster)
Impfstoffe für das Adenovirus, Pocken und Mpox sind ebenfalls verfügbar, werden aber nur Menschen verabreicht, die ein hohes Infektionsrisiko aufweisen, wie z. B. bestimmte Militärangehörige.
Viruserkrankungen können durch effektive Impfstoffe ausgerottet werden. Die Pocken gelten seit 1978 als ausgerottet. Landesweite Impfkampagnen haben Polio weltweit fast ausgerottet, aber die Fälle treten immer noch in Gebieten mit unvollständiger Immunisierung auf, wie in Afrika südlich der Sahara und Südasien. Masern wurden in einigen Gegenden der Welt bereits beinahe ausgerottet, so z. B. in ganz Amerika. Weil Masern jedoch eine hoch ansteckende Krankheit sind und die Durchimpfungsrate auch in Regionen, in denen sie als ausgerottet gilt, nicht lückenlos ist, dürfte die Erkrankung nicht so schnell wirklich vollständig ausgerottet werden.
Immunglobuline
Immunglobuline sind sterilisierte Lösungen von Antikörpern (die auch als Immunglobuline bezeichnet werden), die aus dem Blut von mehreren Personen entnommen worden sind. Immunglobuline werden dem Empfänger direkt verabreicht (sogenannte passive Immunisierung).
Immunglobuline können aus dem Blut der folgenden Personen entnommen werden:
Allgemein gesunde Personen (diese Immunglobuline werden als gepooltes humanes Immunglobulin bezeichnet)
Personen, die über viele Antikörper zur Abwehr eines spezifischen Erregers verfügen, oftmals weil sie selber mit diesem Erreger infiziert waren (diese Immunglobuline werden als Hyperimmunglobulin bezeichnet)
Hyperimmunglobuline stehen nur für einige wenige Infektionskrankheiten zur Verfügung, wie z. B. Hepatitis B, Tollwut, Tetanus und Windpocken. Sie werden in der Regel nach Kontakt mit einem Mikroorganismus verabreicht, bevor die Betroffenen krank werden. So erhalten Menschen, die von einem Tier gebissen wurden, das Tollwut haben könnte, sofort Hyperimmunglobulin gegen Tollwut.
Immunglobuline werden als Injektion in einen Muskel oder in eine Vene verabreicht. Die Immunisierung durch Immunglobuline hält nur einige Tage bis Wochen an, bis der Körper die injizierten Antikörper wieder ausscheidet.
Wenn jemand den Erregern von Tollwut oder Hepatitis B ausgesetzt ist, werden bisweilen sowohl Immunglobuline als auch Impfungen verabreicht, um die Entwicklung einer Infektion zu verhindern oder die Schwere der Infektion zu reduzieren.
Immunglobuline können auch bei der Behandlung mancher Infektionen helfen. Sie können zum Beispiel Patienten verabreicht werden, deren Immunsystem auf die Infektion nicht angemessen reagiert (siehe Ersetzen fehlender Teile des Immunsystems).