Virologie

Medizinische Expertise: Dr. med. Nonnenmacher
Qualitätssicherung: Dipl.-Biol. Elke Löbel, Dr. rer. nat. Frank Meyer

Letzte Aktualisierung am: 5. September 2026

Dieser Artikel wurde unter Maßgabe medizinischer Fachliteratur und wissenschaftlicher Quellen geprüft.

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Bei der Virologie handelt es sich um die Lehre von den Viren. Sie beschäftigt sich mit der wissenschaftlichen Beschreibung und Klassifikation von Viren. Die Virologie befasst sich außerdem mit der Ansteckung, dem Verlauf und der Bekämpfung von Viruserkrankungen bei Menschen, Tieren, Pflanzen und Pilzen.

Was ist die Virologie?

Bei der Virologie handelt es sich um die Lehre von den Viren. Sie beschäftigt sich mit der wissenschaftlichen Beschreibung und Klassifikation von Viren.

Die Virologie gehört zum übergeordneten Bereich der Mikrobiologie. Darüber hinaus wird sie ebenfalls der Medizin zugeordnet, insbesondere in ihren praktischen Anwendungsfeldern. Während die Mikrobiologie sich mit sehr kleinen Lebensformen beschäftigt, sind ForscherInnen sich uneinig, ob es sich bei Viren um Lebewesen im engeren Sinne handelt: Die winzigen Parasiten benötigen einen Wirt, um sich fortzupflanzen, und besitzen keinen eigenen Stoffwechsel; damit erfüllen sie nicht die klassischen Kriterien für den Status als Lebewesen.

Der Größenunterschied zu den Bakterien ist beträchtlich. Bakterien sind eigenständige Zellen mit eigenem Stoffwechsel und lassen sich mit einem gewöhnlichen Lichtmikroskop erkennen; Viren liegen weit darunter und werden erst im Elektronenmikroskop sichtbar. Das erklärt, warum Viren als Krankheitsursache lange nur indirekt erschlossen werden konnten: Man wusste, dass etwas Ansteckendes auch die feinsten Filter passierte, die Bakterien zurückhielten, konnte es aber nicht sehen. Aus dieser Beobachtung stammt die alte Bezeichnung filtrierbares Virus. Der praktische Unterschied ist bis heute derselbe geblieben. Weil Viren keinen eigenen Stoffwechsel besitzen, greifen Antibiotika bei ihnen nicht an; diese wirken auf Vorgänge, die es nur in Bakterien gibt, etwa den Aufbau der bakteriellen Zellwand.

Viren bestehen aus einer Protein-Hülle, die ihre genetischen Informationen in Form von RNA oder DNA umschließt. Viren befallen Wirtszellen, indem sie sich (im Fall von Tieren) an ihre Zellmembran oder (bei Pflanzen und Pilzen) an ihre Zellwand heften und ihr eigenes Erbgut in die Zelle einschleusen. Auf diese Weise beeinflusst das Virus die Wirtszelle und kann den Stoffwechsel des Wirts modifizieren. Dabei unterscheiden sich Viren hinsichtlich ihres genauen Aufbaus, ihres Vorgehens bei der Infektion und der Folgen, die sie für die einzelne Wirtszelle oder den gesamten befallenen Organismus haben.

Die Proteinhülle wird als Kapsid bezeichnet. Sie ist aus vielen gleichartigen Bausteinen zusammengesetzt, die sich regelmäßig anordnen, und schützt das Erbgut auf dem Weg von einer Zelle zur nächsten. Ein Teil der Viren trägt darüber hinaus eine äußere Membran, ein anderer Teil nicht; danach unterscheidet man behüllte und unbehüllte Viren. Unbehüllte Viren sind in der Umwelt in der Regel widerstandsfähiger, was sowohl für die Übertragungswege als auch für die Wahl geeigneter Desinfektionsmittel Folgen hat. Auch das Erbgut ist unterschiedlich aufgebaut: Es kann aus DNA oder aus RNA bestehen, jeweils in einzelsträngiger oder doppelsträngiger Form.

Der Vermehrungszyklus läuft in Schritten ab, die sich bei allen Viren wiederfinden: Anheftung an die Wirtszelle, Eindringen, Freisetzung des Erbguts, Vervielfältigung von Erbgut und Bausteinen durch die Zelle, Zusammenbau der neuen Viren und schließlich deren Freisetzung. Wie diese Schritte im Einzelnen ablaufen, unterscheidet sich erheblich. Manche Viren zerstören die Zelle dabei, andere verlassen sie, ohne sie sofort zu töten, und wieder andere bleiben über lange Zeit in der Zelle, ohne neue Viren zu bilden; sie können dann nach Jahren wieder aktiv werden.

Die Virologie beschäftigt sich außerdem mit der Entwicklung von Methoden und Techniken, um die Erforschung und Untersuchung von Viren zu ermöglichen und zu verbessern. Hierzu gehören unter anderem Methoden der Kultivierung, das heißt der kontrollierten Vermehrung oder Bewahrung von lebendem Material. Diese grundlegenden Kenntnisse und Fertigkeiten sind in der Forschung und in den Anwendungsgebieten der Virologie von großer Bedeutung: Erst durch sie wird die Aufbewahrung von Proben oder die Identifizierung eines bestimmten Krankheitserregers möglich.

Für die Einordnung und Benennung der Viren ist ein internationales Gremium zuständig, das International Committee on Taxonomy of Viruses. Es legt fest, welche Viren als eigene Art gelten und in welche übergeordneten Gruppen sie gehören; die Einteilung stützt sich unter anderem auf die Art des Erbguts, den Aufbau des Virusteilchens und die Verwandtschaft der Erbgutsequenzen. Neben dieser förmlichen Systematik ist im Alltag die Einteilung nach dem befallenen Wirt gebräuchlich, die zugleich die Arbeitsgebiete des Fachs abbildet: die medizinische Virologie beim Menschen, die veterinärmedizinische Virologie bei Tieren, die Pflanzenvirologie und die Erforschung der Bakteriophagen, also der Viren, die Bakterien befallen.

In Deutschland ist die klinische Seite des Fachs auch als ärztliche Facharztkompetenz ausgewiesen. Die Musterweiterbildungsordnung führt das Gebiet Mikrobiologie, Virologie und Infektionsepidemiologie, das die Labordiagnostik der durch Mikroorganismen, Viren und andere übertragbare Agenzien bedingten Erkrankungen umfasst, dazu die Aufklärung ihrer Ursachen, ihrer Abwehr und ihrer epidemiologischen Zusammenhänge sowie die Beratung der Ärztinnen und Ärzte, die die Betroffenen behandeln. Die Weiterbildung dauert 60 Monate, von denen zwölf Monate in Gebieten der unmittelbaren Patientenversorgung abzuleisten sind. Daneben wird Virologie an Universitäten und Forschungseinrichtungen auch von Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftlern betrieben, die nicht ärztlich tätig sind.

Behandlungen & Therapien

Viele Krankheiten, unter denen Menschen leiden, sind eine Folge von Virusinfektionen. Bei der Infektion dringt das Virus in den Organismus ein und sucht eine geeignete Wirtszelle. Das Virus bringt die Wirtszelle dazu, die fremde Erbinformation zu übernehmen und die darin chemisch gespeicherten Anweisungen auszuführen. Daraufhin verändert sich der Stoffwechsel der Wirtszelle und sie beginnt, neue Viren zu produzieren. Sobald das Immunsystem das Virus als Fremdkörper erkennt, beginnt es mit seiner Bekämpfung. Dadurch entstehen typischerweise die Symptome der jeweiligen Erkrankung.

Da die Viren sich im Organismus zunächst vermehren müssen, vergeht von der eigentlichen Infektion bis zum Ausbruch der Krankheit einige Zeit. Die Dauer dieser Inkubationszeit unterscheidet sich je nach Art des viralen Angreifers. Nur, wenn der Organismus die Viren rechtzeitig als Eindringlinge erkennt, kann der Körper sie früh genug bekämpfen und einen Ausbruch der Krankheit verhindern. Das Immunsystem orientiert sich bei der Erkennung von Viren an sogenannten Antigenen: Molekülen auf der Außenseite. Um der Entdeckung zu entgehen, tarnen sich einige Viren jedoch, zum Beispiel durch eine Hülle aus der Membran einer zuvor befallenen Wirtszelle.

Impfungen unterstützen das Immunsystem dabei, sich gegen schädliche Viren zu wappnen: Durch die Gabe eines Impfstoffs produziert der Körper Antikörper, die wie Puzzleteile zu eben jenen Oberflächenmolekülen passen, an denen der Organismus die Viren erkennen kann. Dadurch identifiziert das Immunsystem eindringende Viren umgehend und bekämpft sie effektiv, bevor die Krankheit ausbrechen kann. Bislang gilt nur eine bekannte Viruserkrankung, die früher große Teile der menschlichen Population befiel, aufgrund von Impfungen als ausgerottet: die Pocken, die vom Variola-Virus verursacht wurden. Andere Erkrankungen wie die Kinderlähmung sind durch weltweite Impfprogramme stark zurückgedrängt, aber noch nicht vollständig verschwunden. Heute weit verbreitete und bekannte Viren sind zum Beispiel das Grippevirus oder das HI-Virus. Seit dem Jahr 2020 zählt zudem das Coronavirus SARS-CoV-2 zu den weltweit verbreiteten Krankheitserregern des Menschen.

Die Impfstoffe unterscheiden sich darin, was dem Körper gezeigt wird. Lebendimpfstoffe enthalten vermehrungsfähige, aber abgeschwächte Viren, Totimpfstoffe abgetötete Viren oder nur einzelne Bestandteile ihrer Oberfläche. Bei neueren Bauarten erhält der Körper stattdessen die Bauanleitung für ein einzelnes Oberflächenmolekül und stellt dieses selbst her; die Anleitung wird entweder unmittelbar als Erbgutabschnitt verabreicht oder in ein harmloses Trägervirus verpackt. In allen Fällen ist das Ziel dasselbe: eine Abwehrreaktion ohne die Erkrankung.

Der Schutz reicht dabei über den Geimpften hinaus, weil ein Erreger in einer weitgehend geschützten Bevölkerung keine Kette von Ansteckungen mehr bilden kann. Davon profitieren gerade Menschen, die selbst nicht geimpft werden können, etwa Säuglinge oder Personen mit geschwächter Abwehr. Nicht bei jedem Virus gelingt dieser Weg gleich gut. Erreger, die ihre Oberflächenmoleküle laufend verändern, entziehen sich einer einmal erworbenen Abwehr; deshalb muss der Impfstoff gegen die Grippe regelmäßig an die zirkulierenden Varianten angepasst werden. Welches Gewicht der Gesetzgeber der Verbreitung von Viren beimisst, zeigt das Infektionsschutzgesetz: Der Nachweis zahlreicher Viren ist dem Gesundheitsamt namentlich zu melden, darunter die Erreger von Masern, Mumps, Röteln, Kinderlähmung, Tollwut und Hepatitis sowie Influenza- und Coronaviren.

Gegen einen Teil der Viruserkrankungen stehen Medikamente zur Verfügung, die Virostatika. Sie töten Viren nicht ab, sondern greifen an einer Stelle des Vermehrungszyklus ein: Sie verhindern das Eindringen in die Zelle, hemmen das Ablesen und Vervielfältigen des Erbguts oder stören den Zusammenbau der neuen Viren. Weil die Vermehrung dann langsamer abläuft, gewinnt das Immunsystem Zeit.

Die Entwicklung solcher Mittel ist schwieriger als die von Antibiotika, und der Grund dafür liegt im Bauplan der Viren selbst: Sie besitzen kaum eigene Werkzeuge, sondern benutzen die der Wirtszelle. Ein Wirkstoff, der einen dieser Vorgänge blockiert, trifft leicht auch die Zelle. Wirksame Virostatika setzen deshalb an den wenigen Bausteinen an, die das Virus selbst mitbringt. Hinzu kommt, dass bei jeder Vermehrungsrunde Fehler im Erbgut entstehen; Varianten, die von einem Wirkstoff weniger gut erreicht werden, setzen sich dann durch. Aus diesem Grund werden bei manchen Erkrankungen mehrere Wirkstoffe zugleich eingesetzt, die an verschiedenen Stellen angreifen.

Bei vielen Viruserkrankungen gibt es kein solches Medikament, und die Behandlung beschränkt sich darauf, den Verlauf zu erleichtern und Komplikationen zu erkennen, während das Immunsystem den Erreger beseitigt. Das ist kein Mangel an Bemühen, sondern folgt aus derselben Schwierigkeit: Je enger ein Virus mit den Abläufen der Wirtszelle verflochten ist, desto weniger Angriffspunkte bleiben, die sich ohne Schaden für den Körper nutzen lassen. Umso größeres Gewicht haben die vorbeugenden Maßnahmen, allen voran die Impfung.

Diagnose & Untersuchungsmethoden

Die Medizin machte sich zunächst in rein experimentellen Anwendungen zum Beispiel die Fähigkeit der Viren zunutze, Substanzen direkt in Zellen hinein zu befördern. Denkbar sind dadurch Anwendungen, bei denen virale Vektoren Medikamente transportieren und gezielt dort freisetzen, wo der Organismus sie benötigt. Einige Viren sind darauf spezialisiert, ihr Erbmaterial in den Kern einer Zelle zu befördern und in die bereits vorhandene Gensequenz zu integrieren. ForscherInnen sehen in ihnen die Chance zu einer gezielten Gentherapie.

Bei einer solchen Behandlung könnten eingeschleuste Gene beispielsweise fehlende Gensequenzen ersetzen und daraus folgende Fehlfunktionen eliminieren. Auf diese Weise rückt die Behandlung von Krankheiten in greifbare Nähe, deren Ursprung in Gendefekten liegt und die heute noch als unheilbar gelten. Die Virologie könnte dadurch einen wesentlichen Beitrag zu neuartigen Therapien liefern. Inzwischen sind erste Gentherapien mit viralen Vektoren zugelassen, etwa gegen die spinale Muskelatrophie und eine erbliche Netzhauterkrankung; für die meisten Erbkrankheiten steht eine solche Behandlung jedoch weiterhin aus.

Für die virologische Untersuchung selbst stehen zwei grundsätzliche Wege offen. Beim direkten Nachweis wird das Virus oder ein Teil von ihm gefunden. Am gebräuchlichsten ist heute der Nachweis des Erbguts mit der Polymerase-Kettenreaktion, die selbst kleinste Mengen so lange vervielfältigt, bis sie messbar werden. Daneben gibt es Tests, die ein Oberflächenmolekül des Virus erkennen und schneller, aber weniger empfindlich sind, die Anzucht in einer Zellkultur und, bei unklaren Fällen, die Betrachtung im Elektronenmikroskop. Beim indirekten Nachweis sucht das Labor nicht das Virus, sondern die Antwort des Körpers darauf, also die Antikörper. Aus deren Art lässt sich ablesen, ob eine Ansteckung frisch ist oder länger zurückliegt. Dieser Weg hat allerdings eine Lücke: Bis der Körper genügend Antikörper gebildet hat, vergeht Zeit, und in dieser Phase ist der Betroffene bereits infiziert, während der Antikörpertest noch unauffällig bleibt.

Ob eine Untersuchung überhaupt aussagekräftig ist, entscheidet sich oft schon vor dem Labor. Material, Entnahmestelle und Zeitpunkt müssen zur Fragestellung passen: Ein Erreger, der sich in den oberen Atemwegen vermehrt, ist im Blut nicht zu finden, und ein Abstrich, der zu spät genommen wird, kann negativ ausfallen, obwohl die Erkrankung vorliegt. Auch Transport und Lagerung der Probe gehen in das Ergebnis ein. Die Beratung der behandelnden Ärztinnen und Ärzte zu diesen Fragen gehört deshalb ausdrücklich zu den Aufgaben des Fachs.

Im Labor selbst richtet sich der bauliche und organisatorische Aufwand nach der Gefährlichkeit des Erregers. Die Biostoffverordnung teilt Krankheitserreger in vier Risikogruppen ein: von Stoffen, bei denen eine Erkrankung des Menschen unwahrscheinlich ist, über solche, die eine Erkrankung hervorrufen können, gegen die aber Vorbeugung und Behandlung möglich sind, bis zu Erregern, die eine schwere Krankheit hervorrufen, sich unter Umständen in der Bevölkerung ausbreiten und gegen die normalerweise weder eine wirksame Vorbeugung noch eine Behandlung zur Verfügung steht. Mit Viren der höchsten Gruppe darf nur in wenigen besonders gesicherten Laboratorien gearbeitet werden. Über den Einzelfall hinaus dient die Virologie schließlich der Übersicht: Durch die Entschlüsselung und den Vergleich von Erbgutsequenzen lässt sich feststellen, ob mehrere Erkrankungsfälle auf dieselbe Quelle zurückgehen, und damit eine Infektionskette aufklären.

Quellen

• Modrow, S., Truyen, U., Schätzl, H.: Molekulare Virologie.
  ISBN: 9783662617809

• Suerbaum, S., Burchard, G.-D., Kaufmann, S. H. E., Schulz, T. F. (Hrsg.): Medizinische Mikrobiologie und Infektiologie.
  ISBN: 9783662613849

• Hof, H., Schlüter, D.: Duale Reihe Medizinische Mikrobiologie.
  ISBN: 9783132443174

• Kramer, A., Assadian, O., Exner, M. (Hrsg.): Krankenhaus- und Praxishygiene.
  ISBN: 9783437223136

• Herold, G.: Innere Medizin 2026.
  ISBN: 9783982116655

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