Mosquito-borne Flaviviruses: Vector and Avian Host Susceptibility for West Nile Virus and Usutu Virus in Germany
bearbeitet am Institut für neue und neuartige Tierseuchenerreger
Flaviviren verursachen weltweit eine Vielzahl von Krankheiten beim Menschen und bei Tieren, die mit grippeähnlichen Symptomen bis hin zu schweren hämorrhagischen und neuroinvasiven Verläufen einhergehen. Sowohl das Usutu-Virus (USUV) als auch neuerdings das West-Nil-Virus (WNV) zirkulieren in Deutschland in einem Vogel-Stechmücken-Kreislauf, mit jährlich wiederkehrenden Ausbrüchen. Diese Doktorarbeit befasst sich mit der Bestimmung von in Deutschland vorkommenden und für USUV und WNV vektorkompetenten Stechmücken. Zusätzlich beinhaltet sie Untersuchungen zu der Empfänglichkeit von Wirtschaftsgeflügel für das WNV.
Zunächst konnten deutsche Culex pipiens (Biotyp molestus) und Cx. torrentium-Mücken als potentielle Vektoren für ein deutsches USUV-Afrika 2 Isolat identifiziert werden. Je höher der Virustiter in der Blutmahlzeit war, desto effizienter war die Übertragung durch den Mückenspeichel. In einer weiteren Studie konnte gezeigt werden, dass sowohl Cx. pipiens als auch invasive Aedes albopictus zwei bis drei Wochen nach Aufnahme einer infektiösen Blutmahlzeit WNV-Linie 2 im Speichel übertragen konnten. Grundsätzlich waren die Stechmücken mit zunehmender Inkubationstemperatur vektorkompetenter. Vereinzelt konnte jedoch auch bei Stechmücken nach einer Inkubationstemperatur von nur 18 °C infektiöser Speichel nachgewiesen werden. Dies ist ein Indiz für die erfolgreiche Adaptation von Vektor und Virus an das hiesige Klima mit moderaten Temperaturen.
Für ein genaueres Verständnis der Interaktionen zwischen vektorkompetenten Stechmücken und Wirtschaftsgeflügel wurde ein Vektor-Wirt-System etabliert. Zunächst wurde die WNV-Pathogenese im Wirtschaftsgeflügel (juvenile Hühner, Enten und Gänse) nach subkutaner Injektion untersucht. Da in Deutschland zu dem Zeitpunkt noch kein WNV-Eintritt stattgefunden hatte, wurde hierfür ein WNV-Linie 1 Isolat aus Italien verwendet. Zusätzlich wurden Gänse, die in vorangegangenen Versuchen die stärkste Virämie gezeigte hatten, durch den Stich von Stechmücken mit WNV infiziert, um den natürlichen Infektionsweg nachzuahmen. Hierfür wurden deutsche Cx. pipiens (Biotyp pipiens) intrathorakal mit WNV infiziert. Interessanterweise entwickelten die Gänse (4/8) nach einer Infektion durch Mückenstiche eine höhere Virämie und eine größere Bandbreite an pathologischen Läsionen als nach subkutaner Injektion. Diese Ergebnisse bestätigen frühere Veröffentlichungen, dass Mückenspeichel die Viruspathogenese positiv beeinflusst. Jedoch war die Virämie in den Gänsen nicht ausreichend hoch, um eine Re-Infektion von naiven Stechmücken zu ermöglichen.
Die hier beschriebenen Studien zeigen, dass verschiedene Culex-Arten wichtige Vektoren in der Übertragung von USUV und WNV in Deutschland sind sowie, dass Wirtschaftsgeflügel (Huhn, Ente und Gans) kein Amplifikations-/Reservoirwirt für WNV-Linie 1 darstellt. Trotzdem kann Wirtschaftsgeflügel in Freilandhaltung als wertvolle Sentinel-Spezies genutzt werden, um sowohl die Ausbreitung von WNV in betroffenen Regionen zu überwachen als auch die Weiterverbreitung frühzeitig aufzuzeigen.
Die Ergebnisse führten zu drei Erstautor-Veröffentlichungen.
An dieser Stelle möchte ich allen DANKE sagen, die mich tatkräftig unterstützt haben sowie dem Förderverein für die Würdigung meiner Arbeit!
Abbildung: Schematische Darstellung der Vektorkompetenzversuche
Abb.: C. M. Holicki