Untersuchung zur Infektionsgefahr mit Borrelioseerregern durch Zeckenstich auf Golfplätzen in der Region Augsburg

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1 Untersuchung zur Infektionsgefahr mit Borrelioseerregern durch Zeckenstich auf Golfplätzen in der Region Augsburg Zielstellung: Morphologische und molekularbiologische Untersuchung von Zecken zur Bestimmung der Prävalenz von Borrelioseerregern. Dipl. Biol. Susanne Greißl, Lisa Hofbauer, Dr. rer. nat. Viktoria Krey, Dr. med. vet. Norbert Wolff, Dr. med. Carsten Nicolaus und Dr. med. Horst-Günter Maxeiner

2 Zecken Klasse: Spinnentiere (8 Beine) Ordnung: Milben (Acari) Verbreitung: über 850 Arten, weltweit Parasiten Familien Lederzecken (Tropen und Subtropen) Abb. 1: Zecke, Quelle: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e.v. Schildzecken (in Mitteleuropa am häufigsten vertreten) Abb.2: Zecke Mundwerkzeug; Quelle: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e.v

3 Zeckenarten In Deutschland heimische und bekannteste Schildzeckenspezies: Ixodes ricinus, der gemeine Holzbock - Überträger der Lyme-Borreliose Rhipicephalus sanguineus, die braune Hundezecke - befällt überwiegend Hunde Dermacentor reticulatus, die Auwaldzecke - beheimatet in feuchten Vegetationen Abb.3: Braune Hundezecke Abb.4: Auwaldzecke Abb.5: Gemeiner Holzbock Quelle:

4 Entwicklungszyklus Dauer: ca. 2 Jahre Opt. Umweltbedingungen: Temperatur: C Luftfeuchtigkeit: >75 % Larve: <1 mm 6 Beine Adultes Tier: 2-4 mm, nach Blutmahlzeit bis zu 11 mm 2-3 mm 8 Beine Abb.6: Zecken Entwicklungszyklus ; Quelle: tick.kit.edu Nymphe: 1-2 mm 8 Beine

5 Zeckenaktivität Abb.8: Zeckenaktivität; Quelle: Deutsches grünes Kreuz e.v. Abb.7: Deutschland-Karte Zeckenaktivität 2011; Quelle: tick radar

6 Borrelioseerreger Wichtigste Vertreter: Borrelia burgdorferi sensu lato: Borrelia afzelii Borrelia burgdorferi sensu stricto Borrelia garinii (Borrelia bavariensis) Abb.9: Borrelia burgdorferi; Quelle: e:bbglow Abb.10: Borrelia afzelii; Quelle: bacmap.wishartlab.com

7 Übertragung von Borrelien Abb.11: Übertragungsweg Borrelien; Quelle:

8 Lyme-Borreliose Wanderröte (erythema migrans) Symptome Abb.12: Wanderröte; Quelle: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e.v. Abb.13: Symptome der Borreliose; Quelle:

9 Lyme-Borreliose Abb.14: Borreliose Stadien; Quelle: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung e.v

10 Zecken-übertragene Co-Erreger Abb.15: Zecken-übertragene Erreger Pantchev et al.,

11 Zecken-übertragene Co-Erreger Nach einer aktuellen Untersuchung in der Schweiz wurden in Zecken 42 % Rickettsien aber nur 34 % Borrelien und 1 % Ehrlichien/Anaplasmen vorgefunden

12 BCA Zeckenprojekt Zielstellung: Morphologische und molekularbiologische Untersuchung von Zecken zur Bestimmung der Prävalenz von Borrelioseerregern

13 Methoden Sammeln der Zecken Morphologische Bestimmung der Zecken DNS-Extraktion und -Konzentrationsbestimmung PCR (Polymerasekettenreaktion) Screening auf Borrelioseerreger

14 Sammeln der Zecken Das Sammeln erfolgte an vorher definierten Vegetationsorten der Golfplätze Golfclub Stadtbergen-Leitershofen e.v. und Golfclub Augsburg e.v. Bobingen-Burgwalden durch Abstreifen mit Zeckenfahnen Zeitraum: August - November 2015 Hilfsmittel: Zeckenfahne (Holzstab mit daran befestigtem Baumwolltuch) Abb.16: Sammeln der Zecken; Quelle: eigene Darstellung

15 Sammeln der Zecken Vor Ort: Überführung der Zecken in Reaktionsgefäßen Im Labor: Fixierung in 70% Ethanol, Lagerung bei -20 C Abb.17: Zecken werden in Reaktionsgefäße überführt Abb. 18: Reaktionsgefäße werden nach Fundort beschriftet

16 Morphologische Bestimmung Die morphologische Spezies-Bestimmung der Zecken erfolgte mit Hilfe publizierter Verfahren (Rudolf Bährmann, 2015, Bestimmung wirbelloser Tiere: Bildtafeln für zoologische Bestimmungsübungen und Exkursionen) Abb. 19a: Morphologische Bestimmung der Zecken am Mikroskop Abb.19b: Zeckenbestimmung; Quelle: Bährmann,

17 Morphologische Bestimmung Einteilung der Zecken anhand des Entwicklungsstadiums in Larven, Nymphen und adulte Tiere nach Geschlecht nach ihrer Art (Spezies) Bei ausgewählten Individuen wurde die Artbestimmung mittels Gensequenzierung (12S rrna Gen) bestätigt

18 Molekularbiologische Untersuchung Untersuchung der Tiere auf Infektion mit Borrelioseerregern durch Extraktion der Gesamt-DNS In-house Polymerasekettenreaktion (PCR) Gelelektrophorese Gel-Extraktion und Sequenzierung Bei positivem Ergebnis wurde die exakte Erregerart mittels Gensequenzierung identifiziert

19 Ergebnisse - Fundortanalyse Gesammelte Zecken gesamt: % Ixodes ricinus Golfclub Augsburg e.v. Bobingen-Burgwalden: 165 Golf Club Leitershofen e.v., Stadtbergen/Augsburg: 12 Siebentischwald: 0 Abb. 20: Übersicht Golfclub Augsburg Burgwalden, mit Fundorten Quelle: zur Verfügung gestellt vom Golfclub Augsburg e.v. Bobingen-Burgwalden Gründe für die unterschiedlichen Zeckenprävalenzen liegen in der Vegetation, da vor allem Burgwalden über charakteristische Biotope von Ixodes ricinus verfügt

20 Fundortanalyse Beschreibung des Untersuchungsgebietes: Der Golfplatz Golfclub Augsburg e.v. Bobingen-Burgwalden liegt in den Stauden. Charakteristische Biotope: 1. Hochgrasflur: stark vergraste Fichtendeckung, relativ trocken, hochwüchsige Vergrasung hauptsächlich von Calamagrostis epigeios (Landreitgras), Urtica dioica (Brennessel) und Himbeer- und Brombeer- Gestrüpp (siehe Abb ) Abb.21: Charakteristische Biotope, Waldrand, vergraste Fichtendeckung Abb.22: Charakteristische Biotope, Gestrüpp

21 Fundortanalyse 2. Vergraster Nadel-Laubmischbestand: lückiger Bestand mit Fichte, Buche und Ahorn, kaum bis schwach entwickelte Strauchschicht, stark deckende Krautschicht mit vorherrschend grasartigen Pflanzen: Carex brizoides (Seegras-Segge), Brachypodium sylvaticum (Waldzwenke), Milium effusum (Flattergras) und Oxalis acetosella (Sauerklee), sehr geringe Moosbedeckung Abb.23: Charakteristische Biotope, Nadel-Laubmischwald Abb.24: Charakteristische Biotope, grasartige Pflanzen

22 Zoologische Ergebnisse Adulte Tiere Weibliche Tiere Männliche Tiere Nymphen Larven 71 % % % 46 % 81, 96, 54 % Gesamt: 177 Zecken Spezies: Ixodes ricinus

23 Endergebnis der molekularbiologischen Untersuchung 9 % aller getesteten Zecken (n=163) waren mit Borrelioseerregern infiziert: 16 % der getesteten adulten Tiere 33 % der Nymphen 3 % der Larven wurden mittels PCR positiv auf Borrelia getestet Identifizierte Borrelia Spezies: Borrelia burgdorferi 57 % Borrelia afzelii 43 % Borrelia burgdorferi s.s. 14 % co-infiziert mit beiden Borrelia Spezies

24 Risikoabschätzung Ausschließlich Nymphen und weibliche adulte Zecken sind relevant für die Übertragung von Borrelioseerregern auf den menschlichen Wirt

25 Prävalenz der Borrelioseerreger Alle molekularbiologisch untersuchten Zecken N = 163 Borrelia negativ Borrelia positiv 9% 91%

26 Prävalenz der Borrelioseerreger N = Larven Nym phen Für die Übertragung auf den Menschen relevante Nymphen und adulte Weibchen: 35 % tragen Borrelioseerreger Risiko der Erregerübertragung durch Zeckenstich und Gefahr der anschließenden Erkrankung mit Borreliose 35 % Borrelia negativ 65 % Borrelia positiv

27 Vergleichende Literatur May et al., 2015, Borrelia burgdorferi sensu lato and co-infections with Anaplasma phagocytophilum and Rickettsia spp. in Ixodes ricinus in Hamburg, Germany. Medical and Veterinary Entomology 29(4): : Von 1400 Zecken gesamt waren 34,1 % mit B. burgdorferi s.l. infiziert 30,0 % der adulten Zecken 34,5 % der Nymphen Die häufigsten detektierten Borrelioseerreger waren unter anderem Borrelia burgdorferi sensu stricto Borrelia afzelii

28 Vergleichende Literatur Schwarz et al., 2012, Abundance of Ixodes ricinus and prevalence of Borrelia burgdorferi s.l. in the nature reserve Siebengebirge, Germany, in comparison to three former studies from 1978 onwards. Parasites & Vectors 2012, 5:268: Von 1046 Zecken waren 2007 insgesamt 19,5 % mit B. burgdorferi s.l. infiziert. Die Borrelien Prävalenz sank 2008 auf 16,5 % aller getesteter Zecken (n=1591). Die häufigsten detektierten Borrelioseerreger waren unter anderem Borrelia garinii Borrelia afzelii Borrelia lusitaniae Co-Infektionen mit mehreren der genannten Borrelia Spezies

29 Zusammenfassung Bei allen gesammelten Zecken handelte es sich um den Gemeinen Holzbock (Ixodes ricinus) Die Fundorte waren zumeist am Waldrand gelegen und mit Strauch- und Grasvegetation bedeckt. 163 Tiere wurden molekularbiologisch auf Borrelioseerreger untersucht. Dabei wurden 14 Zecken (9 %) positiv auf Borrelioseerreger (Borrelia burgdorferi s.s. und/oder Borrelia afzelii) getestet. Da nur weibliche Tiere und Nymphen für die Übertragung von Borrelien auf den Menschen in Frage kommen, lag das Infektionsrisiko durch einen Zeckenstich bei 35 %

30 Fortsetzung 2016 Biodiversität Analyse der Biodiversität von Zecken und Borrelien (DNS Sequenzierung) Aufbau einer DNS Datenbank Risikoabschätzung Prävention Risikoabschätzung unterschiedlicher Habitate/Regionen Erstellen einer BCA-Zeckenlandkarte Studien zur Prävention von Zeckenstichen Risikoabschätzung als Serviceangebot z. B. für Kindergärten, öffentliche Grünanlagen, etc. Erstellen einer Zeckenlandkarte

31 Fragen?