AUS DEM SPIEGEL
Ausgabe 47/2016

Genfehler bei Neugeborenen "Wir filtern betroffene Babys zielsicher heraus"

Stephen Kingsmore ist ein Highspeed-Genetiker. Mithilfe von Turbo-Analysen fahndet er bei schwerkranken Neugeborenen nach Gendefekten. Eine Hoffnung für Kinder und Eltern? Oder womöglich ein Fluch?

Von und


Julius Schrank/ DER SPIEGEL

Kingsmore, 56, hat das Entschlüsseln des menschlichen Erbguts perfektioniert. Mit seiner Methode hilft er Ärzten, eine maßgeschneiderte Therapie für Babys zu finden, die mit einer unerklärlichen Krankheit auf die Welt kommen. Der Genforscher leitet ein mit 120 Millionen Dollar gegründetes Institut am Rady Children's Hospital San Diego in Kalifornien.


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Heft 47/2016
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SPIEGEL: Herr Kingsmore, herzlichen Glückwunsch zum Eintrag ins Guinnessbuch der Rekorde. Sie haben das komplette Genom eines Kindes in nur 26 Stunden sequenziert. Warum hatten Sie es so eilig?

Kingsmore: Wir untersuchen das Erbgut von Babys mit rätselhaften Erkrankungen, bei denen Ärzte mit ihren üblichen Methoden keine Diagnose finden. Die Hauptursache für Todesfälle auf Intensivstationen für Neugeborene sind solche genetischen Erkrankungen und andere angeborene Störungen. Diese Kinder sind Notfälle - wir müssen so schnell wie möglich herausfinden, was ihnen fehlt.

SPIEGEL: Wie genau muss man sich das Rennen gegen die Zeit vorstellen?

Kingsmore: So wie bei Baby Nummer 569, einem kleinen Jungen, dem ersten Kind seiner Eltern. Nach seiner Geburt hatte das Kind einen niedrigen Blutzuckerspiegel, was bei Neugeborenen gar nicht so selten vorkommt. Üblicherweise wird das Baby rasch mit Nahrung versorgt, und der Blutzuckerspiegel normalisiert sich. Einen Monat später wurde der Junge bei einem Vorsorgetermin untersucht. Der Arzt stellte einen Blutzuckerspiegel von 19 Milligramm pro Deziliter fest - das kann tödlich sein.

SPIEGEL: Was war die Folge?

Kingsmore: Das Gehirn braucht Traubenzucker aus dem Blut als Energiequelle. Weil es viel zu wenig erhielt, starben im Kopf des Jungen fortwährend Nervenzellen ab; er kam sofort auf die Intensivstation. Aber in solchen Fällen dauert es normalerweise vier bis sechs Wochen, bis die richtige Diagnose gefunden ist. Denn es gibt viele Erkrankungen, die einen niedrigen Blutzuckerspiegel auslösen können, entsprechend unterschiedlich sind die Therapien. Mal bekam der kleine Junge also eine Zuckerlösung verabreicht, mal Glukagon in die Venen, mal den Arzneistoff Diazoxid - aber nichts half, der Blutzuckerspiegel blieb unten.

SPIEGEL: Und dann kamen Sie?

Kingsmore: Ja, wir haben das Genom des Jungen 40-mal nacheinander sequenziert. Am Ende hatten wir rund tausend Veränderungen im Erbgut gefunden, die Krankheiten verursachen könnten. Nun berücksichtigten wir, dass das Baby einen zu niedrigen Blutzucker- und einen zu hohen Insulinspiegel hatte. Nach drei Tagen kamen wir schließlich auf die Ursache: ein verändertes Gen namens ABCC8.

SPIEGEL: Und damit konnte die rettende Therapie eingeleitet werden?

Kingsmore: Nicht sofort. Denn zusätzlich fanden wir heraus, dass sich eine weitere Mutation in einem Teil der Bauchspeicheldrüse entwickelt hatte. Als das klar war, wurde der Junge sofort nach Philadelphia geflogen, wo ihm Chirurgen den erkrankten Teil der Bauchspeicheldrüse entfernten. Wenig später war das Kind geheilt.

SPIEGEL: Wie haben seine Eltern reagiert?

Kingsmore: Das weiß ich nicht. Wir sind nicht die Ärzte, die sich persönlich um die Eltern kümmern; wir kommen wie ein Spezialeinsatzkommando - und dann verschwinden wir wieder.

SPIEGEL: Wird es irgendwann noch schneller gehen, das ganze Genom eines Menschen zu sequenzieren?

Kingsmore: Ja, schon bald. Spätestens Anfang des nächsten Jahres werden wir versuchen, einen weiteren Geschwindigkeitsrekord aufzustellen. Ich glaube, dass wir so weit sind, das Genom in 24 Stunden zu sequenzieren.

SPIEGEL: Zur Entschlüsselung des ersten menschlichen Genoms benötigte ein internationaler Forscherbund noch 13 Jahre. Wie ist der dramatische Fortschritt zu erklären, den es seither gegeben hat?

Kingsmore: Wir haben eine Art magisches Rezept gefunden. Zusammen mit der Firma Illumina haben wir eine Sequenziermaschine gebaut, die durchstartet wie ein Ferrari. Das Unternehmen Edico wiederum lieferte uns einen Prozessor, der die Information eines kompletten Genoms innerhalb von 30 Minuten zu erfassen vermag.

SPIEGEL: Bisher hat Ihre Gruppe das Genom von 113 Kindern mit unerklärlichen Erkrankungen im Schnelldurchgang sequenziert. Wie sieht Ihre Bilanz aus?

Kingsmore: Bei jedem dritten Fall fanden wir die richtige Diagnose. Und ungefähr 20 Prozent aller Babys konnten daraufhin zielgerichtete Therapien bekommen.

SPIEGEL: Haben Sie auch ein zuvor noch unbekanntes Leiden entdeckt, eines, das nun Morbus Kingsmore heißt?

Kingsmore: Leider habe ich keine Erkrankung nach mir benannt, das ist heute auch nicht mehr üblich. Aber allein in den vergangenen zwei Jahren haben wir vier neue Krankheiten beschrieben. Alles in allem werden pro Monat 20 neue genetische Leiden entdeckt. Auch bei Babys, die vor der Diagnose gestorben sind, sind wir häufig schon fündig geworden.

SPIEGEL: Sie haben das Genom toter Kinder untersucht?

Kingsmore: Ja, denn Kinder, die auf der Intensivstation sterben, werden routinemäßig obduziert, danach wird ein Teil der Gewebeproben eingelagert. Aus diesem Material entnehmen wir Erbgut.

SPIEGEL: Viele der von Ihnen enträtselten Krankheiten sind unheilbar. Wie belastend ist das?

Kingsmore: Mich macht das so wütend, dass ich alles dransetze, so viele Kinder wie möglich zu retten. Und bei etlichen können wir derzeit wenigstens die Komplikationen vorhersagen, bevor sie auftreten - zum Beispiel ob das Kind Schwierigkeiten beim Lernen oder Hörprobleme haben könnte.

SPIEGEL: Aber wie ist es mit tödlichen Erbkrankheiten? Was hilft es den Eltern, wenn sie erfahren, an welchem Gendefekt ihr Kind sterben wird?

Kingsmore: Die Eltern wissen dann zumindest, dass es nicht ihre Schuld ist. Wir hoffen, dass die Familien dann eher zusammenbleiben, statt an dem Schicksalsschlag zu zerbrechen.

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SPIEGEL: Woran können Ärzte frühzeitig erkennen, ob ein Baby an einer genetischen Krankheit leidet?

Kingsmore: Wir sind noch dabei, zu lernen, betroffene Babys zielsicher herauszufiltern. Aber die Bandbreite an möglichen Symptomen ist ungeheuer groß. Gewiss, Babys mit zu großem oder zu kleinem Kopf fallen sofort auf. Doch Gendefekte können auch Krampfanfälle begünstigen, zu angeborenen Herzfehlern führen - oder eben zu einem ungewöhnlichen Stoffwechsel wie dem niedrigen Blutzuckerspiegel von Baby 569.

SPIEGEL: Wie viele solcher Fälle werden von den Ärzten übersehen?

Kingsmore: Bevor wir mit dem Sequenzieren ganzer Genome begonnen haben, bekam mindestens die Hälfte der Babys mit einer genetischen Erkrankung keine Diagnose. Sie wurden nach der Geburt nach Hause entlassen. Die Diagnose wurde erst Jahre später gestellt - oder gar nicht, weil die Kinder starben, ohne dass die wahre Ursache erkannt wurde.

SPIEGEL: Ihr 26-Stunden-Rekord hat 25.000 Dollar gekostet. Wer bezahlt das Notfallsequenzieren?

Kingsmore: Das bestreiten wir derzeit aus unserem Forschungsbudget. Wir wollen beweisen, dass die Methode funktioniert, und wir wollen sie bezahlbar machen, damit sie von den Krankenkassen erstattet wird. Ärzte müssen dabei lernen, vollständig auf Maschinen zu vertrauen - so wie die Piloten von Flugzeugen lernen mussten, dem Autopiloten zu vertrauen. Und für die Eltern bedeutet es, dass sie die gleichen Informationen haben können wie die Ärzte.

SPIEGEL: Wie viel kostet das Sequenzieren eines Genoms, wenn es nicht so schnell gehen muss?

Kingsmore: Die billigste Variante dauert ungefähr drei Monate und kostet derzeit etwa tausend Dollar.

SPIEGEL: Haben Sie auch Ihr eigenes Genom schon sequenzieren lassen?

Kingsmore: Dreimal sogar. Wir suchen ja ständig nach Versuchskaninchen, die eine Blutprobe abgeben, damit wir neue Sequenziermethoden ausprobieren können.

SPIEGEL: Und was ist bei Ihnen herausgekommen?

Kingsmore: Ich habe vor allem nach Genen gesucht, die Suchtkrankheiten und Depressionen begünstigen. In meiner Verwandtschaft kommt beides vor. Mir ist da aber nichts ins Auge gesprungen.

SPIEGEL: Um welche Süchte geht es?

Kingsmore: Die eine große - wir stammen aus Irland - ist der Alkohol. Er hat das Leben vieler meiner Verwandter zerstört.

SPIEGEL: Die Genome zweier Individuen weichen in ungefähr fünf Millionen Bausteinen voneinander ab. Kann es da überhaupt ein Standardgenom des Menschen geben?

Kingsmore: Eine der verblüffendsten Erkenntnisse der Genomforschung ist, wie unterschiedlich wir sind - jeder von uns ist einzigartig. In der Embryonalentwicklung kommt es in jeder Zelle zu Mutationen. Das führt dazu, dass wir rund 80 Stellen im Genom haben, die weder von der Mutter noch vom Vater stammen. Und wir verstehen noch nicht, inwiefern das zu Erkrankungen beitragen kann.

SPIEGEL: Haben Sie solche Mutationen auch in Ihrem Genom entdeckt?

Kingsmore: Oh ja, ich habe die Anlagen für eine Menge richtig schlimmer Krankheiten. Ich bin das, was man einen Merkmalsträger nennt.

SPIEGEL: Das heißt: Sie sind zwar gesund, aber wenn Ihre Frau die Merkmale für die gleichen rezessiven Erbleiden trüge, dann läge die Wahrscheinlichkeit für ein behindertes Kind bei eins zu drei.

Kingsmore: Ja - aber in Wahrheit ist eben jeder Mensch ein Merkmalsträger. Jeder Nordeuropäer trägt vermutlich 25 solcher Merkmale, die bei ihm nicht zum Ausbruch kommen, aber vererbt werden können. Alles in allem gibt es ungefähr 8000 rezessive Erbleiden, von denen überhaupt nur 4500 bereits einen wissenschaftlichen Namen haben.

"Die meisten Menschen denken nicht groß über Krankheiten nach, wenn sie ein Kind zeugen."

SPIEGEL: Schätzungsweise ein bis zwei Prozent aller Kinder, die auf die Welt kommen, haben ein rezessives Erbleiden...

Kingsmore: ... die Zahl liegt sogar höher. Die ein bis zwei Prozent, die immer wieder genannt werden, beziehen sich auf geistige Behinderungen. Wenn man sämtliche genetischen Erkrankungen mitzählt, geht der Anteil hoch auf vier Prozent.

SPIEGEL: Würden Sie potenziellen Eltern raten, vor der Zeugung eines Kindes zu prüfen, ob sie genetisch zusammenpassen?

Kingsmore: Sie würden das denken, nicht wahr? Das klingt ja auch logisch. Das Problem daran ist aber: Jede Erbkrankheit kann durch Tausende verschiedene Mutationen entstehen. Wir kennen allein rund 2000 unterschiedliche Mutationen, die Mukoviszidose verursachen können.

SPIEGEL: Gibt es kein Computerprogramm, das diese Datenmenge zu beherrschen vermag?

Kingsmore: Durchaus, aber das Problem besteht eben darin, dass wir von den meisten Mutationen nicht genau wissen, ob sie eine Erkrankung bewirken oder nicht. Unsere Datenlage ist nicht gut genug. Wir könnten nur raten. Und in vielen Fällen würden wir falschliegen: Wir hätten Paaren empfohlen, auf Nachwuchs zu verzichten, obwohl gar nichts passiert wäre.

SPIEGEL: Trotzdem gibt es in den USA den Trend, dass sich Paare auf genetische Auffälligkeiten testen lassen. Führt das nicht doch dazu, dass weniger Babys mit rezessiven Erbleiden auf die Welt kommen?

Kingsmore: Die meisten Menschen denken nicht groß über Krankheiten nach, wenn sie ein Kind zeugen. Meist lassen sich daher erst Frauen auf rezessive Erbleiden testen, die bereits schwanger sind - mit der Option, das Ungeborene dann abzutreiben. Ich persönlich finde das grausig.

SPIEGEL: Sie wären also nicht auf die Idee gekommen, dass Ihre Frau während der Schwangerschaft eine Fruchtwasseruntersuchung machen lässt?

Kingsmore: Als Genetiker habe ich mir natürlich jedes Mal ausgemalt, was passieren würde, wenn mein Kind ein Erbleiden hätte. Als alle drei Kinder gesund auf die Welt kamen, war ich unglaublich erleichtert. Wir machen uns das Leben heute sehr kompliziert, finden Sie nicht?

SPIEGEL: Herr Kingsmore, wir danken Ihnen für dieses Gespräch.

Das Gespräch führten die Redakteure Jörg Blech und Julia Koch.



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