West-Nil-Fieber in Deutschland: Stechmückensaison und Virusausbreitung
Das von Stechmücken übertragene West-Nil-Virus zirkuliert insbesondere zwischen Vögeln und Stechmücken und wird seit 2018 in Deutschland regelmäßig nachgewiesen. Seit einigen Jahren breitet sich das Virus in Europa zunehmend nach Norden und Westen aus. Die meisten Infektionen beim Menschen verlaufen mild oder unbemerkt, bei einem Teil der Erkrankten kann es jedoch zu schweren Verläufen mit Hirnhaut- oder Gehirnentzündungen kommen. Pferde können ebenfalls schwer erkranken.
Räumliche Ausbreitung
Zwei Nachwuchswissenschaftler am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) entwickelten Modelle, um die Ausbreitungsdynamik der Mücken und des Virus besser zu verstehen. In einer Studie zeigte Pride Duve ein räumlich aufgelöstes mathematisches Modell zur Ausbreitung des West-Nil-Virus in Deutschland zwischen 2019 und 2025. Dieses Modell verknüpfte Temperaturdaten mit den Bewegungsmustern von Zug- und Standvögeln sowie mit der Biologie der Culex-Stechmücken als Überträger.
Die Simulationen bilden bekannte Ausbruchsgebiete im Osten Deutschlands nach, so besteht ein „Ausbreitungskorridor” von den östlichen Bundesländern über Teile des Nordens hin zum Südwesten. In diesen Regionen herrschten im Sommer in den letzten Jahren Temperaturen vor, die die Vermehrung der Mücken und Viren begünstigten. Zudem trugen Zugvögel das Virus wahrscheinlich in neue Gebiete. Das Modell bildet dabei nicht nur etablierte Hotspots ab, sondern erklärt sogar einzelne, isolierte Fälle in bislang wenig betroffenen Regionen plausibel. In einigen Gebieten sagte das Modell Jahre zuvor ein erhöhtes Risiko voraus, lange bevor dort erstmals Fälle gemeldet wurden.
„Unsere Modellrechnungen zeigen, dass West-Nil-Fälle in Deutschland nicht dem Zufall folgen, sondern einem wiederkehrenden räumlichen Muster. Temperatur, Zugvögel und die lokale Stechmückendichte bestimmen gemeinsam, wo in einer Saison mit Fällen zu rechnen ist“, sagt Duve, Mathematiker und Erstautor der Studie am BNITM.
Gefährliche Stechmückensaison an bestimmten Orten
In einer weiteren Arbeit hat Leif Rauhöft zusammen mit Kollegen ein prozessbasiertes Modell für den Lebenszyklus von Culex-Stechmückenarten entwickelt. Diese gelten als wichtigste Überträger des West-Nil-Virus in Deutschland. Das Modell beschreibt die Entwicklung der Mücken vom Ei über Larve und Puppe bis hin zum erwachsenen Tier – unter realistischen Temperaturbedingungen. Es wurde mit Felddaten aus Deutschland überprüft. Dabei lässt sich relativ genau berechnen, wann in einer Region mit besonders hoher Mückenaktivität zu rechnen ist.
„Für Gesundheitsämter und Tierärztinnen/Tierärzte stellt sich ganz konkret die Frage: Wann beginnt bei uns die Stechmückensaison, wann müssen wir besonders aufmerksam sein? Unser Modell bildet die Entwicklung der wichtigsten West-Nil-Vektoren so gut ab, dass wir Beginn und Höhepunkt der Saison relativ genau treffen“, sagt Rauhöft, Doktorand am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin.
Vielversprechende Überwachungs- und Präventionsmaßnahmen
So spielten Pride Duve und Kolleginnen und Kollegen in einem weiteren Modell verschiedene Kontrollstrategien für das West-Nil-Fieber durch. Simuliert wurden etwa die Reduktion von Mückenpopulationen durch Bekämpfung von Brutstätten, die Impfung von Pferden in betroffenen Regionen sowie verstärkter persönlicher Mückenschutz beim Menschen durch Insektenschutzmittel (Repellentien) und körperbedeckende Kleidung. Das Modell berechnet für verschiedene Kombinationen dieser Bausteine, wie sich Zahl und Verlauf der Ausbrüche durch derartige Maßnahmen verändern. Es kann in einer kostenlosen Webapplikation getestet werden.
Perspektivisch könnten die Modellansätze in ein nationales oder regionales Frühwarnsystem für West-Nil-Fieber einfließen. Dabei würden aktuelle Klimadaten, Ergebnisse aus Vogel- und Pferdeüberwachung sowie Informationen zu Mückenpopulationen regelmäßig zusammengeführt und in Risiko-Karten übersetzt. Behörden könnten auf dieser Grundlage gezielt entscheiden, wo Überwachung intensiviert, Brutstätten reduziert oder Informationskampagnen gestartet werden sollten. Die Forschenden betonen zugleich, dass sämtliche Modellrechnungen keine Überwachung ersetzen, sondern ergänzen und helfen, offene Fragen zu strukturieren und Prioritäten zu setzen – etwa, wo zusätzliche Daten besonders wertvoll wären. Gleichzeitig dienen die Arbeiten als Beispiel und zeigen, wie mathematische Methoden einen praktischen Beitrag zum Verständnis und zur Kontrolle vektorübertragener Krankheiten leisten können.
Hintergrundinformationen
Das West-Nil-Virus gehört zur Familie der Flaviviridae und wird vor allem durch Stechmücken der Gattung Culex übertragen. Vögel fungieren als amplifizierende Wirte, in denen sich das Virus stark vermehren kann. Stechmücken nehmen das Virus beim Blutsaugen auf und können es bei weiteren Stichen übertragen.
Menschen und Pferde gelten als Sackgassenwirte. Sie können erkranken, spielen aber für die Weiterverbreitung des Virus keine Rolle, weil die Virusmenge im Blut nicht ausreicht, um weitere Stechmücken zu infizieren. Die meisten Infektionen beim Menschen verlaufen asymptomatisch oder mit milden grippeähnlichen Symptomen; die tatsächliche Zahl der Fälle liegt vermutlich höher als die gemeldeten Zahlen. Ein kleiner Teil der Erkrankten entwickelt jedoch eine neuroinvasive Erkrankung, bei der das Virus das zentrale Nervensystem angreift.
In Deutschland wurde West-Nil-Virus erstmals 2018 bei Vögeln im Osten Deutschlands nachgewiesen. Seitdem hat sich das Virus in vielen Bundesländern etabliert. Fälle bei Vögeln und Pferden werden vor allem in den Sommer- und Frühherbstmonaten registriert, auch Infektionen beim Menschen nehmen zu. Klimaveränderungen mit längeren und wärmeren Sommern schaffen gute Bedingungen für die Virusvermehrung und begünstigen die Ausbreitung des Virus.
Quelle: idw/BNITM
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