DEUTSCHES BIOSICHERHEITSPROGRAMM - WELTWEIT: AKTIVITÄTEN DES INSTITUTS FÜR MIKROBIOLOGIE DER BUNDESWEHR

Das Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr (InstMikroBioBw) arbeitet in Tansania, Kasachstan und Georgien, um in diesen Ländern das Bewusstsein für Biosicherheit zu fördern sowie die Überwachung und Epidemiologie hoch pathogener B-Erreger zu verbessern. Dieser Artikel gibt einen Überblick über die am InstMikroBioBw initiierten Biosicherheits-Projekte in Tansania, Kasachstan und Georgien.

Schlagworte: Biosicherheit, Überwachung, Epidemiologie, Sicherheitsbewusstsein, Kapazitätsstärkung

Summary

With it’s Partnership Program for Excellence in Biology and Health Security the German Federal Foreign Office is contributing substantially to the global effort to combat biological dangers worldwide. Biological substances and agents can be used by governmental and non-governmental bodies for a dual-use purpose, for peace or for terrorist attacks. The aim of this program is to reduce the biological security risks for Germany as well as to prevent the proliferation of bioweapons. The Bundeswehr Institute for Microbiology (InstMikroBioBw) is working in Tanzania, Kazakhstan and Georgia in order to improve awareness of biosafety and biosecurity as well as to ameliorate surveillance and epidemiology of highly pathogenic B-agents in these countries. This article provides an overview of the initiated projects in Tanzania, Kazakhstan and Georgia.

Keywords: Biosecurity, Biosafety, Surveillance, Awareness Raising, Capacity Development

Einführung

Biologische Substanzen und Erreger - ob natürlich oder künstlich hergestellt - können auf Grund ihres hohen Ansteckungspotenzials für den Menschen eine Bedrohung für die weltweite Sicherheit darstellen. Die unsachgemäße Handhabung dieser Substanzen, wozu unter anderem Viren, Bakterien und Toxine gehören, birgt ein hohes Risiko des Ausbruchs und der Verbreitung von Pandemien. Zudem besteht die Gefahr, dass staatliche und nicht-staatliche Gewaltakteure in Besitz gefährlicher Erreger gelangen und diese zu Anschlägen missbrauchen. Dazu kommt, dass in vielen Ländern die politischen Rahmenbedingungen diese Risiken weiter begünstigen. Auf Grund von Historie oder politischen Hintergründen sind die technischen Voraussetzungen für die Entwicklung und Verbreitung kritischer Substanzen und Erreger in manchen Ländern vorhanden. In vielen Partnerländern der deutschen Entwicklungszusammenarbeit fehlen fachlich kompetente Experten und Einrichtungen, die eine biologische Sicherheit gewährleisten würden. Mit Hilfe des vom Auswärtigen Amt initiierten und finanzierten deutschen Biosicherheitsprogramm (Deutsches Partnerschaftsprogramm für biologische Sicherheit und Gesundheitssicherstellung; German Partnership Program for Excellence in Biological and Health Security) sollen Partnerländer beim Ausbau ihrer Kapazitäten in diesem Bereich unterstützt werden (Abb. 1). Damit ist das Programm Teil des deutschen Engagements in der Globalen Partnerschaft der G8-Staaten gegen die Verbreitung von Massenvernichtungswaffen und -materialien. Es besteht aus insgesamt zwölf Einzelprojekten, welche durch verschiedene deutsche Fachinstitute organsiert und geleitet werden. Hierzu gehören neben dem Robert-Koch Institut (RKI) das Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNI-TM), das Friedrich-Loeffler-Institut (FLI) und das Institut für Mikrobiologie der Bundeswehr (InstMikroBioBw).
Die Ziele des Programmes sind insbesondere in der Verringerung des Risikos einer Ausbringung biologischer Agenzien (Biosafety/Biosecurity), in der Etablierung eines frühzeitigen Erkennungssystems ungewöhnlicher Krankheitsausbrüche (Surveillance) sowie in einer möglichen Identifikation und Charakterisierung hochpathogener biologischer Krankheitserreger in der Umwelt  zu sehen. Daneben soll das Gefahrenbewusstsein der Partnerländer verbessert (Awareness Raising) und die Umsetzungs- und Reaktionsfähigkeiten der nationalen Partnerinstitutionen gestärkt werden (Capacity Development). Durch gezielte Forschung in den Partnerländern und deren Unterstützung leistet das InstMikroBioBw einen Beitrag zur Erhöhung der Sichtbarkeit der Bemühungen Deutschlands im Bereich Biosicherheit und trägt damit zur Stärkung der deutschen Rolle in der G8-Gruppe bei.

Laufende Programme

Tansania:
Obwohl in angrenzenden Ländern wie Somalia, Kenia und Mosambik ein zunehmender Einfluss islamistischer Terrorgruppen erkennbar ist, gilt Tansania als eines der wenigen politisch stabilen Länder Afrikas. Da jedoch nicht ausgeschlossen werden kann, dass es in Tansania ebenfalls zu zukünftigen Bestrebungen kleiner islamistischer Terrorgruppen kommen kann, die weitgehend demokratische Staatsform zu stürzen, hat die tansanische Regierung im Oktober 2011 die Sicherheitsstufe erhöht. Damit können im Land natürlich vorkommende potenzielle B-Agenzien in den Blickpunkt des islamistischen und internationalen Terrors geraten.
So gilt Tansania beispielsweise weltweit als eines der wenigen Länder mit einer endemischen Situation für Pest. Diese Gebiete sind gut beschrieben und können damit grundsätzlich von jedermann aufgesucht werden. Sie stellen damit ein hohes Biosicherheitsrisiko dar. Darüber hinaus konnte das InstMikroBioBw in Kooperation mit der Abteilung für Infektions- und Tropenmedizin der Ludwigs-Maximilians-Universität München (AITM-LMU) das Vorhandensein von viralen Infektionen (Rift Valley-Fieber, West Nil-Fieber, Dengue-Fieber), von Rickettsiosen (Fleckfieber-Gruppe, Zeckenbissfieber-Gruppe) und von bakteriellen Zoonosen (Milzbrand, Brucellose, Q-Fieber, Leptospirose) in der Region rund um Mbeya dokumentieren [1, 2]. Diese Daten deuten darauf hin, dass die Erreger endemisch zumindest in Teilen des Landes vorkommen. Bisher fehlen detaillierte Typisierungen für jedes potenzielle B-Agens im Land. Daher können diese möglichen B-Agenzien bioforensisch bisher nicht identifiziert werden. Damit stellt die Verwendung afrikanischer Erregerstämme für bioterroristische Zwecke eine Hauptgefahr dar, der mit der allgemeinen Verfügbarkeit von Typisierungsdaten entgegengewirkt werden soll.
Das Biosicherheitsprojekt findet in Kooperation mit dem Mbeya Medical Research Center (MMRC) und dem AITM-LMU statt (Abb. 2). Das MMRC ist eines von vier medizinischen Referenzzentren in Tansania und für den gesamten Süden (circa sechs Millionen Menschen) zuständig. Obwohl ein modern ausgestattetes Labor mit der Möglichkeit serologischer, molekularbiologischer, immunologischer und bakterieller Diagnostik besteht, ist eine Diagnostik von Zoonosen und Medizinischer B-Schutz (Med B)-relevanter Erreger bisher nicht etabliert. Die Pilotstudie zur Seroprävalenz von Zoonosen zeigt die Notwendigkeit, die genannten Med B-relevanten Erreger in das Blickfeld der dortigen Ärzteschaft zu rücken. Ziel des durch das Auswärtige Amt geförderten Biosicherheitsprojektes ist daher zunächst die Schaffung eines Bewusstseins (Awareness) für den Umgang mit entsprechenden Erregern. Hierzu soll im MMRC sowie in weiteren Studienzentren die Diagnostik von Med B-relevanten Erregern bei Patienten mit fieberhaften Erkrankungen etabliert werden. Darüber hinaus soll in potenziellen Vektoren wie beispielsweise Stechmücken oder Zecken nach diesen Erregern gesucht werden. Durch den Aufbau eines deutsch-tansanischen Netzwerkes auf dem Gebiet der Diagnostik und Surveillance von Med B-Agenzien sollen die Prinzipien der Biosicherheit (Biosecurity und Biosafety) an tansanische Mitarbeiter weitergegeben werden. Im Rahmen von Workshops und Trainings in München und vor Ort werden serologische, immunologische und molekularbiologische Labortechniken an diese vermittelt (Capacity building). Dadurch soll eine dauerhafte und nachhaltige Ausbildung im Umgang, in der Diagnostik und der Surveillance von hochpathogenen potenziellen B-Erregern gewährleistet werden.

Kasachstan:
In Kasachstan gibt es seit den frühen zwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts Anti-Pest-Stationen, von denen die in Almaty seit 1934 führend ist. Das etablierte Netzwerk der wissenschaftlichen Anti-Pest-Forschungsinstitute wurde 1949 der Abteilung für Quarantäneinfektionen des russischen Gesundheitsministeriums unterstellt. Es war mit 19 Stationen Teil des Sowjetsystems zur Kontrolle von hoch-infektiösen Erkrankungen. Die Anti-Pest Stationen beschäftigen sich vor allem mit Pest, Cholera, Tularämie, Brucellose und anderen Quarantäne erfordernden oder zoonotischen Infektionen. Parallel dazu wurde etwa zeitgleich das System des Sanitary-Epidemiological Service (SES), eines nationalen Instituts für Epidemiologie und Seuchenmedizin, gegründet. Dessen Labore sind ebenso wie die Anti-Pest-Stationen als Niederlassung in jedem Oblast (Bezirk) des Landes zu finden. Die SES wurden kürzlich in Scientific and Practical Center of Sanitary and Epidemiological Expertise and Monitoring (SPC SEEM) umbenannt und beschäftigen sich mit vielen Fragen der öffentlichen Gesundheit und auch mit hochgefährlichen Erkrankungen wie Brucellose, Milzbrand, tick-borne encephalitis (TBE, Zecken-übertragene Enzephalitis). Kasachstan spielte eine Schlüsselrolle im ehemaligen Sowjetischen B-Waffenprogrammn. So gab es mehrere Fabriken (z. B. Biopreparat) und Institutionen (z. B. auch Landwirtschaftliche Forschungsinstitute), die sich mit Forschung, Entwicklung, Produktion und auch Testen von biologischen Waffen (z. B. auf Vozrozhdeniye Island) beschäftigten [4]. Es gab in den letzten Dekaden internationale Bestrebungen und vor allem Aktivitäten durch die US Defense Threat Reduction Agency, die Fabriken abzubauen und hier die Bedrohungslage zu reduzieren. Zudem wird in Almaty derzeit ein hochmodernes Biosicherheitslabor mit modernster technologischer Ausstattung gebaut. Vereinzelt gibt es zudem in verschiedenen internationalen Projekten Untersuchungen zu hochpathogenen Erregern, z. B. Pest, Krim-Kongo-hämorrhagisches Fieber (CCHFV) und Milzbrand.
Kasachstan ist eines der rohstoffreichsten Länder der Erde und verfügt daher über umfangreiche finanzielle Mittel. Labore der nationalen kasachischen Universität und von Einrichtungen des öffentlichen Gesundheitssystems (SPC SEEM) sind daher auch infrastrukturell mit modernen Laboreinrichtungen und Geräten z. B. BSL-3 Labor, Echt Zeit PCR-Geräte und Sequenzierern ausgestattet. Trotz der exzellenten Ausstattung herrscht ein großes Defizit an Wissen, Training und Ausbildung, z. B. in den Bereichen Biosafety, Biosecurity, Awareness und modernen diagnostischen Techniken. Auch fehlen vielfach standardisierte und zuverlässige Standardanleitungen für moderne Diagnostik oder die zuverlässigen Detektion von hochpathogenen Agenzien und die breiten Palette von medizinisch B-relevanten Bakterien und insbesondere Viren, z. B. viraler hämorrhagischer Fieber wie Krim-Kongo-hämorrhagisches Fieber, CCHFV, Hantavirosen, virale Enzephalitiserreger wie TBE-Virus, Rickettsiosen, Brucellose.

Die Zusammenarbeit im Rahmen des Projektes in Kasachstan erfolgt mit zwei Partnerinstitutionen, und zwar der Kasachisch Nationalen Medizinischen Universität (KMNU) und dem SPC SEEM. Die KNMU arbeitet international mit über 60 Partnerinstitutionen zusammen und hat Aufgaben in der Ausbildung sowie der Gestaltung eines innovativen Public Health Bereiches und sonstigen Gesundheitswesens. Arbeiten werden dort in den Laboren des “Scientific-Research Institute of Fundamental Medicine“ der KMNU durchgeführt, das technisch auf neuestem Stand ausgestattet ist. Das SPC SEEM ist heute u.a. zuständig für hochinfektiöse/-kontagiöse Erreger, Parasitologie und molekulare Diagnostik in Kasachstan. Die Haupttätigkeitsfelder umfassen Surveillance und Kontrolle von hochgefährlichen Infektionskrankheiten, Erkennung von Epidemien und die Empfehlung sowie Umsetzung von entsprechenden Gegenmaßnahmen, epidemiologische und mikrobiologische Untersuchungen, Entwicklung von Vorschriften zur Gesundheitsüberwachung und Prävention von hochgefährlichen Infektionskrankheiten, Sammlung und Charakterisierung von in Kasachstan auftretenden Krankheitserregern sowie Bereitstellung der Informationen für die kasachische Regierung. Trotz der modernen Ausstattung verfügendie KMNU und SPC SEEM über begrenzte Ressourcen an gut ausgebildetem technischen und wissenschaftlichen Personal. Ein besonderer Bedarf besteht in weiteren modernen serologischen und molekularbiologischen Differenzierungstechniken für hochpathogene und Med B-relevante Erreger. Im Rahmen des Projektes werden die Programm-Säulen Capacity building, Biosecurity und Biosafety, Awareness und Surveillance bearbeitet.
Das Projekt in Kasachstan begann im August 2013 und es haben bereits zwei Besuche in Kasachstan bei verschiedenen Ministerien und den Partnerinstitutionen stattgefunden. Zudem war eine 5-köpfige kasachische Delegation bei der Biomedical Biodefense Conference im Oktober 2013 zu Besuch in München. Organisatorische Aufgaben werden in diesem Projekt zusätzlich durch eine in Kasachstan bei der Gesellschaft für internationale Zusammenarbeit (GIZ) angestellte Koordinatorin übernommen. Derzeit wird ein Memorandum of Understanding zwischen den drei Partnerinstitutionen KNMU, SPC SEEM und InstMikroBioBw (Abb. 3) finalisiert. Zwei kasachische Doktoranden werden ab 2014 an einem internationalen PhD Programm in Deutschland teilnehmen, die dann wiederum als Trainer im Heimatland fungieren. Erste Biosicherheits-Trainingseinheiten und Laborschulungen sind für das Jahr 2014 geplant. Um eine nachhaltige Implementierung zu gewährleisten, werden hier Mitarbeiter aus der KNMU, den SPC SEEM und Oblast Niederlassungen sowie aus der Veterinärmedizin, Landwirtschaft und Biosicherheit teilnehmen können.

Georgien:
Ausgehend von den Anti-Pest Stationen während der Sowjetzeit bestand in Georgien schon seit Beginn der 50er Jahre des letzten Jahrhunderts ein Labornetzwerk, das sich bis zur Unabhängigkeit des Landes 1991 kaum veränderte. Die Aufgaben dieser Stationen lagen in der Eindämmung von auftretenden Ausbrüchen verschiedener Krankheiten, vorzugsweise Pest. Die infrastrukturellen Fähigkeiten dieser Stationen entsprachen zu Beginn der 90er Jahre bei Weitem nicht dem internationalen Standard und konnten - abgeschnitten von der zentralen Versorgung aus Moskau - kaum die Aufgaben einer nationalen Versorgung des öffentlichen Gesundheitswesens übernehmen. Besonders die Altlasten des ehemaligen B-Waffenprogramms der UdSSR aufzuarbeiten und entsorgen stellte den jungen Staat und sein Gesundheitssystem vor enorme Herausforderungen (Abb. 4). Durch internationales Engagement konnte in den ersten Jahren der Unabhängigkeit eine Neutralisierung der biologischen Bedrohungslage erreicht werden. Die tatsächliche Anzahl gefährlicher Agenzien und möglicher Kampfstoffe wurde strikt überwacht und nach und nach der kontrollierten Vernichtung zugeführt. Rasch erkannte die internationale Staatengemeinschaft, dass eine mögliche Bedrohung im biologischen Bereich nicht wie im Bereich des C-Schutzes hauptsächlich aus dem tatsächlichen Stoffen und Erreger herrührt. Die Richtung der Förderung und der Unterstützung für Georgien änderte sich daher. Schwerpunkt war nun die Aufklärung über biologische Gefahren, Biosicherheit und Arbeitsschutz. Durch die Modernisierung der Anti-Pest-Stationen, die Organisation dieser in einem nationalen Labornetzwerk und ihre Unterstellung unter das Nationale Zentrum für Krankheitskontrolle und öffentliche Gesundheit (National Center for Disease Control and Public Health, NCDC) können staatliche Aufgaben im Bereich der biologischen Prävention und Überwachung jetzt leichter wahrgenommen werden. Da die bisherige Infrastruktur – teilweise mit Bausubstanz aus den 30er Jahren – nur durch aufwändigste Renovierungsmaßnahmen auf Sicherheitsstandards entsprechend BSL-2 (Biosicherheitslevel 2) gebracht werden konnten, wurde im Zuge der US-amerikanischen Anstrengungen in Georgien ein sehr hochwertiges Laboratorium der Schutzstufe BSL-3 errichtet. Dieses wurde 2013 dem georgischen Gesundheitsministerium übergeben. Die Grundlage zur vernünftigen Integration von Fachkräften und Laborstrukturen in das internationale Forschungsumfeld beruht auf einem weltweit gleichen Verständnis von Biosafety und Biosecurity [3]. Für eine nachhaltige weitere Entwicklung ist nun die langfristige Bindung und Integration der georgischen Wissenschaftler an Themen und internationale Forschungsprojekte notwendig. Das deutsch-georgische Netzwerk soll daher vor allem im Bereich Capacity Building wirken und anhand von für Georgien relevanten Krankheiten Leptospirose, Frühsommer-Meningoenzephalitis (FSME) und Orthopockenvirus-Infektionen konkrete Projekte in der modernen Laborinfrastruktur umsetzen (Abb. 5). Die Forschungsprojekte werden durch Aufenthalte georgischer Doktoranden am InstMikroBioBw in München und durch praktische und theoretische Trainingseinheiten direkt in den Räumlichkeiten des NCDC in Tiflis ergänzt. Im Sinne eines "Train-the-Trainer"-Konzepts werden Multiplikatoren ausgebildet, die im späteren Projektverlauf – unabhängig von deutscher Unterstützung – bereits weitere wissenschaftliche Auszubildende unterrichten können. Durch Grundlagentraining in molekularer Diagnostik mit angeleiteter praktischer Durchführung wird den georgischen Partnern das Handwerkszeug für die selbständige Bearbeitung komplexerer Diagnostik- und Surveillanceaufgaben vermittelt. Für die Projekte und Trainings greift das InstMikroBioBw auf seine hervorragende eigene Expertise in den Bereichen Diagnostik, Überwachung und Eindämmung gefährlicher und in Deutschland seltener Krankheitserreger zurück. Die Beteiligung des InstMikroBioBw im Deutschen Partnerschaftsprogramm für Biologische Sicherheit und Gesundheitssicherstellung in Georgien ergänzt die Aktivitäten der amerikanischen Regierung in Georgien und stellt eine große Möglichkeit dar, die internationale Zusammenarbeit in diesem Themenfeld voran zu bringen und Synergien zu realisieren. Das Projekt hat dabei zum Ziel, den medizinischen B-Schutz in Georgien nachhaltig zu stärken und damit auch Deutschland besser auf weltweite biologische Gefahren vorzubereiten.

Literatur

1. Heinrich N, Saathoff E, Weller N, Clowes P, Kroidl I, Ntinginya E, Machibya H, Maboko L, Löscher T, Dobler G, Hoelscher M. (2012): High seroprevalence of Rift Valley Fever and evidence for endemic circulation in Mbeya region, Tanzania, in a cross-sectional study. PLoS Negl Trop Dis. 6(3):e1557
2. Dill T, Dobler G, Saathoff E, Clowes P, Kroidl I, Ntinginya E, Machibya H, Maboko L, Löscher T, Hoelscher M, Heinrich N. (2013): High seroprevalence for typhus group rickettsiae, southwestern Tanzania. Emerg Infect Dis. 19(2):317 - 20
3. Bakanidze L, Imnadze P, Perkins D (2010): Biosafety and biosecurity as essential pillars of international health security and cross-cutting elements of biological nonproliferation. BMC Public Health 10(Suppl 1):S12
4. Alibek K., Handelman S., Biohazard (2000): The Chilling True Story of the Largest Covert Biological Weapons Program in the World-Told from the Inside by the Man Who Ran It. Delta, 2000.

Bildquellen:
Abb. 1: Programmbüro des Auswärtigen Amtes.
Abb. 2: M.Starke, InstMikroBioBw.
Abb. 3: S.Eßbauer, InstMikroBioBw.
Abb. 4 und 5: R.Wölfel, InstMikroBioBw.

Datum: 30.03.2014

Quelle: Wehrmedizinische Monatsschrift 2014/2