Der Kampf gegen die Pilzapokalypse hat gerade erst begonnen

Mary McKenna

Im Februar kontaktierte ein Dermatologe in New York City das Gesundheitsamt des Staates wegen zweier Patientinnen im Alter von 28 und 47 Jahren, die nicht miteinander verwandt waren, aber unter dem gleichen besorgniserregenden Problem litten. Sie hatten einen Ringwurm, einen schuppigen, verkrusteten, entstellenden Ausschlag, der weite Teile ihres Körpers bedeckte. Ringelflechte hört sich wie ein Parasit an, wird aber durch einen Pilz verursacht – und in beiden Fällen handelte es sich um eine Art Pilz, die in den USA noch nie nachgewiesen wurde. Außerdem war die Krankheit stark resistent gegen Medikamente und erforderte eine wochenlange Behandlung mit verschiedenen Arten von Antimykotika. Es gab keinen Hinweis darauf, wo die Patienten die Infektionen erworben haben könnten; Die ältere Frau hatte Bangladesch im vergangenen Sommer besucht, aber die jüngere, die schwanger war und nicht gereist war, muss es in der Stadt abgeholt haben.

Das schien alarmierend – aber in einer der größten und mobilsten Städte der Welt passieren seltsame medizinische Dinge. Der Staat meldete die Fälle den Centers for Disease Control and Prevention, und die New Yorker Ärzte und einige CDC-Mitarbeiter verfassten einen Bericht für das wöchentliche Journal der CDC.

Dann, im März, berichteten einige derselben CDC-Ermittler, dass ein Pilz, den sie verfolgt hatten – Candida auris, ein äußerst arzneimittelresistenter Hefepilz, der in Gesundheitseinrichtungen eindringt und zwei Drittel der damit infizierten Menschen tötet –, auf eine größere Zahl angewachsen sei Seit seiner Entdeckung in den USA im Jahr 2016 sind mehr als 10.000 Fälle aufgetreten und hat sich in nur zwei Jahren verdreifacht. Im April beeilte sich das Michigan Department of Health and Human Services, Fälle einer Pilzinfektion namens Blastomykose zu untersuchen, die sich auf eine Papierfabrik auswirkte, wobei der Ausbruch auf 118 Menschen anstieg, der größte jemals registrierte. Und im Mai schlugen die Gesundheitsbehörden der USA und Mexikos gemeinsam Alarm wegen Fällen von Meningitis, die durch den Pilz Fusarium solani verursacht wurde und sich offenbar über kontaminierte Anästhesieprodukte auf mehr als 150 Klinikpatienten ausgebreitet hatte. Bis Mitte August waren 12 Menschen gestorben.

Alle diese Ausbrüche sind unterschiedlich: in der Größe, im Erreger, im Ort und in den betroffenen Menschen. Was sie jedoch verbindet, ist, dass sie alle durch Pilze verursacht wurden – und das ist für die kleine Gruppe von Forschern, die solche Dinge im Auge behalten, besorgniserregend. Die Experten sind sich einig – gestützt durch unvollständige Daten, aber auch gestützt durch Vermutungen –, dass schwere Pilzinfektionen häufiger auftreten, mehr Menschen betreffen und auch immer schwieriger zu behandeln sind.

„Wir haben keine gute Überwachung für Pilzinfektionen“, gibt Tom Chiller zu, ein Arzt für Infektionskrankheiten und Leiter der Abteilung für mykotische Krankheiten des CDC. „Deshalb ist es schwierig, eine vollständig datenbasierte Antwort zu geben. Aber das Gefühl ist definitiv, dass es einen Anstieg gibt.“

Die Frage ist: Warum? Möglicherweise gibt es mehrere Antworten. Immer mehr Menschen leben mit chronischen Krankheiten länger und ihr geschwächtes Immunsystem macht sie anfällig. Das Problem besteht aber nicht nur darin, dass Pilzerkrankungen häufiger auftreten; Es kommt auch dazu, dass neue Krankheitserreger auftauchen und bestehende Neuland erobern. Wenn Experten versuchen, sich vorzustellen, was einen solch weitreichenden Einfluss haben könnte, landen sie bei der Möglichkeit, dass das Problem der Klimawandel ist.

Angela Wasserschneider

Julian Chokkattu

Will Knight

Joe Ray

Pilze leben in der Umwelt; Sie beeinflussen uns, wenn sie uns begegnen, aber für viele sind Vegetation, verrottendes Pflanzenmaterial und Schmutz ihre ursprüngliche Heimat. „So spekulativ es auch ist, es ist durchaus möglich, dass, wenn Sie einen Umweltorganismus mit einer ganz bestimmten ökologischen Nische da draußen auf der Welt haben, nur eine sehr kleine Änderung der Oberflächentemperatur oder der Lufttemperatur erforderlich ist, um seine Nische zu verändern und zu ermöglichen Es vermehrt sich“, sagt Neil Stone, Arzt und Leiter für Pilzinfektionen am University College London Hospitals. „Und es ist diese Plausibilität und das Fehlen einer alternativen Erklärung, die sie als Hypothese glaubwürdig macht.“

Für dieses Argument ist C. auris der wichtigste Beweis. Der schädliche Hefepilz wurde erstmals 2009 bei einem einzelnen Patienten in Japan identifiziert, blühte jedoch innerhalb weniger Jahre auf mehreren Kontinenten auf. Genetische Analysen zeigten, dass sich der Organismus nicht von einem Kontinent auf einen anderen ausgebreitet hatte, sondern auf jedem Kontinent gleichzeitig entstanden war. Außerdem verhielt sie sich auffallend anders als die meisten Hefen und erlangte die Fähigkeit, von Mensch zu Mensch zu übertragen und auf kühlen anorganischen Oberflächen wie Kunststoff und Metall zu gedeihen – und sammelte gleichzeitig eine Reihe von Resistenzfaktoren, die sie vor fast allen Antimykotika schützen.

Arturo Casadevall, Arzt und Lehrstuhlinhaber für molekulare Mikrobiologie und Immunologie an der Johns Hopkins Bloomberg School of Public Health, schlug vor mehr als einem Jahrzehnt vor, dass der Aufstieg der Säugetiere gegenüber den Dinosauriern durch einen inhärenten Schutz vorangetrieben wurde: Innerlich ist es uns zu heiß. Die meisten Pilze gedeihen bei 30 Grad Celsius oder weniger, während unsere Körpertemperatur zwischen 36 und 37 Grad Celsius liegt. (Das sind 96,8 bis zu den bekannten 98,6 Grad Fahrenheit.) Als also vor 65 Millionen Jahren ein Asteroid in die Erde einschlug und eine Wolke aus pulverisierter Vegetation und Erde sowie den darin enthaltenen Pilzen aufwirbelte, waren die vorherrschenden Reptilien der Erde verwundbar frühe Säugetiere waren es nicht.

Aber Casadevall warnte vor einer damit verbundenen Möglichkeit: Wenn Pilze ihre Thermotoleranz erhöhen und lernen würden, bei höheren Temperaturen zu leben, wenn sich das Klima erwärmt, könnten Säugetiere diesen eingebauten Schutz verlieren – und er schlug vor, dass der seltsame Erfolg von C. auris darauf hindeuten könnte, dass dies der Fall ist erster Pilzpathogen, dessen Anpassung an die Wärme es ihm ermöglichte, eine neue Nische zu finden.

In den 14 Jahren seit seiner ersten Entdeckung hat C. auris das Gesundheitswesen in Dutzenden von Ländern erobert. Aber auch andere Pilzinfektionen haben in dieser Zeit stark zugenommen. Auf dem Höhepunkt der Covid-Pandemie kam es in Indien zu Zehntausenden Fällen von Mukormykose, gemeinhin als „schwarzer Pilz“ bezeichnet, der die Gesichter und Atemwege von Menschen zerfraß, die durch Diabetes oder die Einnahme von Steroiden gefährdet waren. In Kalifornien ist die Diagnose von Kokzidioidomykose (auch Valley-Fieber genannt) zwischen 2000 und 2018 um 800 Prozent gestiegen. Und zum ersten Mal befallen neue Arten den Menschen. Im Jahr 2018 identifizierte ein Forscherteam aus den USA und Kanada vier Menschen, zwei aus jedem Land, die mit der neu identifizierten Gattung Emergomyces infiziert waren. Zwei der vier starben. (Der Pilz erhielt seinen Namen, weil er in die menschliche Welt „auftaucht“.) Anschließend identifizierte ein multinationales Team fünf Arten dieser neu benannten Gattung, die überall auf der Welt Infektionen verursachen, am schlimmsten in Afrika.

Angela Wasserschneider

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Joe Ray

Pilze sind auf dem Vormarsch. Im vergangenen April untersuchte eine Forschungsgruppe der Washington University School of Medicine in St. Louis die erwartete geografische Verbreitung der sogenannten „endemischen Pilze“, die nur in bestimmten Gebieten gedeihen, in den USA. Das ist das Valley-Fieber im trockenen Südwesten der USA; Histoplasmose im feuchten Tal des Ohio River; und Blastomykose, mit einem Verbreitungsgebiet, das sich von den Großen Seen den Mississippi hinunter bis nach New Orleans und bis zur Küste Virginias im Osten erstreckte. Anhand von Medicare-Daten von mehr als 45 Millionen Senioren, die zwischen 2007 und 2016 medizinische Hilfe in Anspruch genommen hatten, stellte die Gruppe fest, dass das historisch dokumentierte Verbreitungsgebiet dieser Pilze völlig von dem abweicht, wo sie derzeit tatsächlich Infektionen verursachen. Sie fanden heraus, dass Histoplasmose in mindestens einem Landkreis in 94 Prozent der US-Bundesstaaten diagnostiziert wurde; Blastomykose bei 78 Prozent; und Valley-Fieber bei 69 Prozent.

Das stellt eine Erweiterung des Verbreitungsgebiets dar, die so groß ist, dass sie die Bedeutung von „endemisch“ in Frage stellt – bis zu dem Punkt, dass Patrick Mazi, Assistenzprofessor für Medizin und Erstautor des Artikels, Kliniker dringend auffordert, Pilzinfektionen nicht länger als geografisch bedingt zu betrachten, sondern sich stattdessen darauf zu konzentrieren stattdessen Symptome. „Lasst uns anerkennen, dass alles dynamisch ist und sich verändert“, sagt er. „Das sollten wir im Interesse unserer Patienten anerkennen.“

Ohne detaillierte Anamnese dieser Millionen Patienten kann nicht nachgewiesen werden, woher ihre Infektionen stammen. Sie könnten in den historischen Verbreitungsgebieten der Pilze ausgesetzt und dann weitergewandert sein; Eine Analyse hat das Auftreten des Talfiebers im oberen Mittleren Westen mit der Winterwanderung von „Schneevögeln“ in den Südwesten in Zusammenhang gebracht. Es gibt jedoch zahlreiche Hinweise darauf, dass Pilzerreger über Tiere und Fledermäuse sowie über Wind und Waldbrandrauch in neue Gebiete gelangen.

Wie auch immer sich die Pilze verlagern, sie scheinen sich an ihr neues Zuhause anzupassen, und Veränderungen in der Temperatur und im Niederschlagsmuster könnten ein Teil davon sein. Vor zehn Jahren fanden CDC und staatliche Ermittler Menschen im Osten des Bundesstaates Washington, die mit Valley-Fieber infiziert waren, und bewiesen, dass sie sich das Virus nicht auf Reisen, sondern vor Ort zugezogen hatten – an einem Ort, der lange Zeit als zu kalt und trocken galt, als dass dieser Pilz überleben könnte. Eine hauptsächlich an der UC Berkeley ansässige Gruppe hat gezeigt, dass die Übertragung des Valley-Fiebers in Kalifornien eng mit dem dortigen Wetter zusammenhängt – und dass das zunehmende Muster extremer Dürre, unterbrochen von unregelmäßigen Niederschlägen, die Ausbreitung der Krankheit verstärkt. Und andere Forscher haben Fälle einer neuartigen Blastomykose in Saskatchewan und Alberta identifiziert und damit die Karte, wo diese Infektion auftritt, weiter nach Norden und Westen verschoben.

Der Einfluss des Klimawandels auf komplexe Phänomene ist bekanntermaßen schwer zu beweisen – aber Forscher können jetzt einige Beweise hinzufügen, um ihre Intuition zu untermauern, dass sich Pilze anpassen. Im Januar berichteten Forscher der Duke University, dass die Mutationsrate des Pilzes auf Hochtouren lief, als sie die Labortemperaturen erhöhten, in denen sie den pathogenen Pilz Cryptococcus deneoformans züchteten – der jedes Jahr für eine Viertelmillion Fälle von Meningitis verantwortlich ist. Dadurch wurden mobile Elemente im Genom des Pilzes, sogenannte Transposons, aktiviert, die es ihnen ermöglichten, sich innerhalb seiner DNA zu bewegen und die Regulierung seiner Gene zu beeinflussen. Die Mutationsrate war bei Pilzen, die bei menschlicher Körpertemperatur gezüchtet wurden, fünfmal höher als bei einer Inkubatortemperatur von 30 Grad Celsius – und als die Forscher Mäuse mit den transformierten Pilzen infizierten, beschleunigte sich die Mutationsrate noch mehr.

Forscher, die sich mit zunehmenden Pilzproblemen befassen, kommentieren diese zum Schluss: Wir sehen nicht mehr Fälle, weil wir besser darin geworden sind, sie zu finden. Tests und Geräte zum Nachweis von Pilzen, insbesondere bei Patienten, haben keine plötzliche Verbesserung erfahren. Tatsächlich stand das Erreichen einer besseren Diagnostik ganz oben auf einer Liste, die die Weltgesundheitsorganisation im vergangenen Herbst veröffentlichte, als sie ihre erste Rangliste der „prioritären Pilzpathogene“ erstellte, in der Hoffnung, die Forschung zu leiten.

Mehrere Studien haben gezeigt, dass Patienten zwei bis sieben Wochen auf eine genaue Diagnose warten können, selbst wenn sie mit Pilzen infiziert sind, die in ihrem Wohnort endemisch sind und den Ärzten vor Ort bekannt sein sollten. Wenn wir also verstehen, dass Pilze ihr Verhalten ändern, können wir erkennen, wie viel mehr Menschen in Gefahr sein könnten als bisher angenommen – und dieser Gefahr zuvorkommen. „Patienten werden außerhalb der traditionellen Bereiche diagnostiziert, und wir vermissen sie“, sagt Mazi. „All das sind Möglichkeiten, bessere Ergebnisse zu erzielen.“