Surveillance of tick-parasitized voles, mice and roe deer in Germany: Arboviral infection rates in relation to population densities and host characteristics

Abstract

Thema dieser Dissertation ist die Ökologie von Frühsommer-Meningo-Encephaltitis (FSME). Diese Arbeit besteht aus 9 eigenständigen Kapiteln, die von einer allgemeinen Einleitung und einer abschließenden Diskussion eingerahmt sind. Kapitel 2 bildet das Fundament für Kapitel 3-9. Mittels eines räumlichen Vorhersagemodells werden abiotische und biotische Faktoren identifiziert, die mit der FSME-Inzidenz in 140 Landkreisen Süddeutschlands über einen Zeitraum von 8 Jahren korreliert sind. Unter Berücksichtigung von unerklärter räumlicher und zeitlicher Variation, waren Waldart, Waldfläche und indizierte Rehwilddichte (Capreolus capreolus) im Vorjahr positiv mit der FSME-Inzidenz in der Bevölkerung korreliert. Ein Index der Waldfragmentierung, Rotwild- und (Cervus elaphus) Rotfuchsdichte (Vulpes vulpes) im Vorjahr waren negativ mit der FSME-Inzidenz assoziiert. Erstaunlicherweise ergab sich eine negative Beziehung zwischen FSME-Inzidenz und Frühjahrserwärmung. Frühjahrserwärmung gilt als wichtiger Faktor für saisonale Synchronität der beiden ersten Zeckenentwicklungsstufen. Dies wird wiederum als essentiell für Virus-Transmissionen angesehen. Die Ergebnisse werden hinsichtlich ihrer biologischen Bedeutung diskutiert und die derzeitige Auflösung des öffentlichen Gesundheitssystems wird kritisch diskutiert. Aufbauend auf dieser großräumigen Analyse, behandeln die folgenden Kapitel spezielle Fragestellungen mit einer feineren Auflösung. In Kapitel 3 wird das Untersuchungsgebiet in Südhessen und die angewandten Methoden vorgestellt und die Bedeutung von Reservoirstudien für das Verständnis von Zoonosen wird diskutiert. In Kapitel 4 werden Faktoren identifiziert, die den Zeckenbefall (Ixodes spp. und Dermacentor spp.) an Rehwild beeinflussen. Auffallend war vor allem ein positiver Zusammenhang zwischen Rehwilddichte und Ixodes spp. Nymphenbefall. In Kapitel 5 werden lineare Modelle vorgestellt, die, basierend auf der Zeckenzählung eines einzelnen Körperteils eines Rehes, zur Schätzung des Gesamtzeckenbefalls genutzt werden können. Die zu untersuchenden Körperteile für die jeweilige Zeckenentwicklungsstufe sind: Vorderläufe-Larven, Kopf-Nymphen, Hals-adulte Zecken. Die vorgestellten Modelle erklären einen hohen Anteil der beobachteten Varianz und sind daher eine Alternative zu Zeckenzählungen auf dem gesamten Rehkörper. Kapitel 5 hat die Wahl des Anhaftungsortes von Zecken auf Rehen zum Thema. Nischenbreite und Nischenüberlappung der Anhaftungsorte (Körperteile) der jeweiligen Zeckenentwicklungsstadien wurden mit ökologischen Standardindizes quantifiziert und die Verteilung der Zecken wurde gegen die Hypothese der idealen freien Verteilung getestet. Zecken derselben und verschiedener Entwicklungsstufen wählten in hohem Maße dieselben Körperteile, so dass es lokal zu großen Ansammlungen kam. Die Ergebnisse widersprechen der idealen freien Verteilung und haben womöglich Implikationen für die Übertragung von Pathogenen. In Kapitel 7 wird ein innovativer Modellierun gsansatzangewendet wobei zusätzlich zum Mittelwert die Dispersion einer Verteilung modelliert wird. Ähnlich wie in Kapitel 4 werden die Fragen Ist der Zeckenbefall an Rehwild geschlechterspezifisch? und Steigt der Zeckenbefall mit dem Körpergewicht des Wirtstieres? beantwortet. Die Ergebnisse bestätigen die Befunde aus Kapitel 4; für die Körpergewicht -Hypothese gibt es starke Hinweise während es nur bedingte Hinweise zur Geschlechtsunterschieds -Hypothese gibt. In Kapitel 8 werden extrinsische und intrinsische Faktoren quantifiziert, die den Zeckenbefall an Nagetieren beeinflussen. Die Studie bestätigt zunächst, dass Gelbhalsmäuse (Apodemus flavicollis) stärker mit Ixodes spp. Zecken parasitiert sind als Rötelmäuse (Myodes glareolus). Entgegen der Erwartung trugen variable Rehwilddichten nicht zur Aufklärung des variablen Zeckenbefalls bei Nagetieren bei. Ebenso liefern die Analysen wenig Bestätigung für die Geschlechtsunterschieds -Hypothese, zeigen aber dass viele Faktoren mit dem individuellen Zeckenbefall korreliert sind (Bodenbedeckung in der Krautschicht, Körpergewicht, Alter). Zudem wird gezeigt, dass der individuelle Zeckenbefall mit zunehmender Nagerpopulationsdichte abnimmt. Gleichzeitiges Vorhandensein von Larven und Nymphen wurde insbesondere auf Gelbhalsmäusen beobachtet und war positiv mit der Frühjahrserwärmung korreliert. Ebenso konnte das Vorhandensein von Dermacentor spp. Zecken festgestellt werden. Das Auftreten dieser Zeckenart war lokal gehäuft und wies eine positive Beziehung zu der Temperatur während der Vegetationsperiode auf. In Kapitel 9 werden Faktoren untersucht, die das Vorhandensein von FSME-Antikörpern in Rehwildseren erklären. Während räumliche Autokorrelation und Rehwilddichten (positive Beziehung) in dem Modell enthalten sind, gibt es keinen statistisch gesicherten Zusammenhang zwischen FSME-Antikörper Prävalenz und Frühjahrserwärmung. Zusätzlich wurden Hinterfußlänge (positive Beziehung) und Anzahl der weiblichen Ixodes spp. Zecken (negative Beziehung) als zusätzliche Prädiktoren für das Vorhandensein von FSME-Antikörpern identifiziert. Die Analysen zeigen zudem wie heterogen das Auftreten von FSME innerhalb eines Landkreises sein kann und geben Anlass, die geographische Auflösung von Einheiten des öffentlichen Gesundheitswesens zu überdenken. In Kapitel 10 wird das Netzwerk Nagetier-übertragene Pathogene vorgestellt, das sich vorwiegend mit Fragestellungen zu Hantavirusinfektionen beschäftigt. In Hinblick auf die Ökologie des FSME-Virus wird die Bedeutung der Frühjahrserwärmung relativiert was darauf hinweist, dass andere Faktoren von stärkerer relativer Bedeutung für das Zirkulieren des FSME-Virus sind. Zudem gibt es starke Hinweise für den Einfluss von hohen Rehwilddichten auf die Häufigkeit von FSME positiven Zecken. Die funktionale Ursache für diesen Zusammenhang sollte genauer erforscht werden.