Vector-borne Infectious Diseases in Climate Change Investigations (VICCI):

Abschlussbericht

Projekt 1: Prospektive Studie zur Entwicklung von Borrelia burgdorferi s.l. Spezies in Ixodes ricinus in Bayern

Projektkoordinator: Dr. Volker Fingerle und Prof. Dr.Dr. Andreas Sing
Mitarbeiter: Dr. Christiane Klier, Johannes Brenauer, Cecilia Hizo-Teufel, Silvia Stockmeier, Wiltrud Strehle, Lars-Malte Teußer
In Kooperation: Dr. Claus Bässler, Dr. Jörg Müller, Nationalparkverwaltung Bayerischer Wald, Grafenau

1. Zusammenfassung

1.1 Hintergrund:

Nicht zuletzt auf Grund des Klimawandels erfahren Zecken und durch diese übertragene Erkrankungen zunehmende Beachtung bei Ärzten aber auch dem Bürger, wobei die durch wenigstens 5 verschiedene Borrelia burgdorferi sensu lato (Bbsl) Spezies verursachte Lyme–Borreliose die Häufigste ist mit Manifestationen an Haut, Herz, Nervensystem und Gelenken. Trotz der hohen öffentlichen Beachtung existieren für Bayern bislang kaum Erhebungen zu Einflussfaktoren auf den Vektor Zecke, zu den Infektionsraten der Zeckenpopulationen mit Bbsl oder der regionalen Verbreitung humanpathogener Bbsl Arten.

1.2 Ziel:

Im Rahmen des vorliegenden Projektes sollte deshalb das Vorkommen bzw. die Populationsdynamik der Zecke Ixodes ricinus (IR) in verschiedenen Gebieten Bayerns und deren Infektionsrate mit verschiedenen Bbsl Spezies über zunächst zwei Jahre untersucht werden. Ziel ist auch, mit diesen Daten die Bevölkerung zu informieren und ein System zur Surveillance aufzubauen.

1.3 Methodik und Datenerhebung:

Für die Bearbeitung der Fragestellung wurden 22 Beprobungspunkte à 4 Untersuchungsflächen (Plots) in Südbayern ausgewählt. 17 der Beprobungsorte lagen in Ostbayern entlang eines Höhengradienten (318 – 1360). Es handelte sich dabei um wissenschaftlich gut dokumentierte Transsektenpunkte aus dem BioKlim Projekt der Nationalpark Verwaltung (NPV) Grafenau. Lokal wurde die Pflanzengemeinschaft dokumentiert, gebietsspezifisch meteorologische Daten erhoben und die Zeckenaktivität mittels der Abflaggmethode bestimmt. Der Nachweis von Bbsl in den Zecken erfolgte mittels molekularbiologischer Methoden (PCR), die Definition der Borrelia – Spezies bzw. des Subtyps mittels Schmelzkurvenanalyse, Restriktions-Fragment Längenpolymorphismus (RFLP) oder Sequenzierung der Amplifikate. Die Daten wurden in eine relationale ACCESS Datenbank eingepflegt.

1.4 Ergebnisse:

Von 2010 – 2011 wurden ingesamt 7804 IR-Zecken gesammelt. Die höchste Zeckenaktivität wurde In beiden Jahren jeweils von April bis Juni beobachtet, ein zweiter Peak im Herbst war die Ausnahme. Die niedrigsten Zeckenaktivitäten mit 0 – 1,5 Zecken / 100 m2 fanden sich im anthropogen wenig beeinflussten Nationalpark Bayerischer Wald (NPBW), während sich in direkt angrenzenden Gebieten des forst- und landwirtschaftlich genutzten Naturparks Bayerischer Wald immer deutlich höhere Zeckenaktivitäten bis >300 Zecken /100 m2 fanden. Im Stadtpark Englischer Garten in München konnten geringe bis mittlere Zeckenaktivitäten (3– 40 Zecken/ 100 m2) nachgewiesen werden. Zeckenaktivität konnte bei Temperaturen zwischen 6°C und 33 °C, bzw. Luftfeuchtigkeit von 28% - 92% beobachtet werden, jeweils ohne signifikante Assoziatonen zur Zeckenaktivität. Interessanterweise führte dagegen eine höhere Beschattung an der Beprobungsfläche zu einer signifikant höheren Zeckenaktivität (p=0,000).

Entlang des gewählten Höhengradienten in Ostbayern fand sich keine signifikante Assoziation zwischen Höhe und Zeckenaktivität. Lediglich mit dem Übergang zum NPBW sank die Zeckenaktivität deutlich ab.

Die Infektionsrate von IR mit Bbsl war durchschnittlich 12%, wobei Nymphen mit 9% im Vergleich zu adulten IR mit 17% signifikant seltener infiziert waren. Die durchschnittliche Infektionsrate mit Bbsl war mit 14% im Jahr 2011 gegenüber dem Vorjahr mit 9% signifikant höher. Lokal schwankte je nach Untersuchungsjahr die Bbsl Prävalenz in Nymphen zwischen 1% und 22% und in adulten IR zwischen 14% und 50%. Keine der Zecken (N=28) aus dem NPBW war mit Bbsl infiziert.

In allen Regionen ausser dem NPBW konnte B. burgdorferii s.s., B. afzelii, B. garinii, B. bavariensis, B. spielmanii und B. valaisiana nachgewiesen werden.

1.5 Diskussion, Mehrwert und Ausblick

Die in den Jahren 2010 und 2011 erhobenen Daten stellen die aktuelle Situtation zur Verbreitung von IR und die Infektion mit Borrelien des Bbsl Komplexes in verschiedenen Regionen Südbayerns dar. Die Daten dienen als Basislinie für zukünftige Langzeitstudien nicht nur um Veränderungen bezüglich Verbreitung und weiterer Ausbreitung von IR verfolgen zu können sondern auch um den Einfluß von mikro- und makroklimatischen Bedingungen sowie weiterer Standortspezifika identifizieren zu können. Von besonderer Public Health Relevanz ist zum einen mit welcher Häufigkeit Nymphen und adulte IR in Bayern infiziert sind, zum anderen welche Bbsl Spezies in den einzelnen Regionen dominieren. Derzeit liegen noch keine Langzeitstudien zur Dynamik von Bbsl Speziesprävalenzen in IR vor.

Der durch systematische Untersuchungen erzielte erweiterte Kenntnisstand zu Vorkommen, Verbreitung und Habitatvorraussetzungen von IR sowie deren Infektionsprävalenz mit humanpathogenen Bbsl, stellt eine wesentliche Grundvoraussetzung zur Einschätzung des Infektionsrisikos für den Menschen – unter Berücksichtigung des veränderten Freizeitverhaltens - sowie für sinnvolle Empfehlungen zum Schutz vor Zeckenstichen dar.

2. Veröffentlichungen im Rahmen des Projektes 1

Vorträge:

Fingerle, V. The VICCI-Project International Workshop on Ticks as vectors and their control: the present and future under the perspective of global climate change. 22 – 23.2.2012 Speyer, Germany
Fingerle V. Das VICCI Projekt: Vector-borne infectious diseases in climate change investigations. 2011. 4. LGL Kongreß für den öffentlichen Gesundheitsdienst. 9. – 11.11.2011, München. Umweltmed Forsch Prax 16 (5). 330.
Klier C. Die Vorlieben von Ixodes ricinus, oder: Können wir die Zeckengefahr vorhersagen? Bayerische Klimawoche 2012, Klimawandel und Infektionskrankheiten: Von Menschen und Mäusen, Zecken und Stechfliegen, München, 20.6.2012.
Klier C., Brenauer J., Teußer M., Sing A. und Fingerle V. Biotic and abiotic factors influencing Ixodes ricinus activity. 54. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Hygiene und Mikrobiologie, Hamburg, 13.9 – 3.10.2012. RKV06.
Klier C.; 2011. Projekt 1: Prospektive Studie zur Entwicklung von Borrelia burgdorferi s.l. Spezies in Ixodes ricinus in Bayern. 2. VICCI Klausurworkshop, Mauth, 16 – 17.5.2011
Klier C., Prassler T, Hizo-Teufel C., Stockmaier S. und Sing A.. 2011. Dem Gemeinen Holzbock auf der Spur: Wird der Holzbock durch den Klimawandel gefährlicher? Bayerische Klimawoche 2011, Alte und neue Erreger und deren Überträger in Zeiten des Klimawandels -der Bayerische Forschungsverbund VICCI -, München 8.6.2011.
Klier C.; Prospektive Studie zur Entwicklung von Borrelia burgdorferi species in Ixodes ricinus in Bayern, VICCI-Klausurworkshop, 25/26.3.2010, St. Oswald, Germany.
Klier C., Prospektive Studie zur Entwicklung von Borrelia burgdorferi species in Ixodes ricinus in Bayern – erste Ergebnisse Feldstudie 2010, VICCI- Workshop, Nov 16 2010, München.

Poster:

Klier C., Hizo-Teufel C., Prassler T., Sing A., Wildner M. und Fingerle V.. 2011. Climate change – what about borreliae and ticks? DGHM-Jahrestagung, Essen 25. – 28.9.2011.
Klier C. Brenauer J., Gerstmair E., Fleischer B., Niedrig M., Schulze Y., Sing A., Fingerle V.. 2011. Establishment of a red deer DNA banc as source for future studies on emerging zoonotic and vector borne pathogens. DGHM-Jahrestagung, Essen 25. – 28.9.2011.
Klier C., Fingerle V., Prassler T., Sing A., Hizo-Teufel C. und Wildner M.. Zecken, Borrelien und Klimawandel: Finden sich schon Einflüsse? 4. LGL Kongreß für den öffentlichen Gesundheitsdienst, 9. – 11. Nov. 2011 München. Umweltmed Forsch Prax. 16 (5).
Klier C., Brenauer J, Baum U., Liebl B., Prassler T., Sebah D., Sing A., Hizo-Teufel C., Teußen L-M., Wildner M. und Fingerle V.. 2011. Climate change in Bavaria – what’s the effect on borreliae and ticks? Medical Biofense Conference 2011. 25.10 – 28.10.2011, München. MP 196.
Teußer L-M., Klier C., Brenauer J., Baum,U., Huber I, Prassler T, Sebah D., Sing A. und Fingerle V.. 2012. Is there an effect of climate on ticks and borrelia? Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Parasitologie, 14.3. – 16.3. 2012, Heidelberg. P51.
Klier C., Brenauer J., Gerstmair E., Fleischer B., Niedrig M., Schulze Y., Sing A., Fingerle V..2012. DNA bank from red deer tissues as source for future sentinel studies on emerging zoonotic and vector borne pathogens. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Parasitologie, 14.3. – 16.3. 2012, Heidelberg, P29.
Klier C., Brenauer J., Teußer M., Sing A. und Fingerle V.; 2012. Surveillance of Ixodes ricinus and prevalence of Borrelia burgdorferi sl in Bavaria. ESCAIDE, 24.10 – 26.10.2012, Edinburgh, Schottland.