Der Parasit im Lebenslauf des Menschen:

Transkript

1 Der Parasit im Lebenslauf des Menschen: die Modellierung von Querschnittsdaten zur Flussblindheit in Afrika Hans-Peter Dürr Martin Eichner, Klaus Dietz, Hartwig Schulz-Key Institut für Medizinische Biometrie, Institut für Tropenmedizin 31. April 01

2 Die Position des Themas im Graduiertenkolleg " Flussblindheit ist eine Erkrankung von Armen, die arm macht " Bekämpfungsmaßnahmen globale Gesundheitspolitik, Weltbank at risk : 1 Mio. infiziert : 17 Mio. blind : Modell, Prognosen Elimination Kontrolle

3 Fahrplan Zur Biologie des Parasiten Überlegungen zur Modellierung Expositions - Modell Immunitäts - Modell Ergebnisse und Schlussfolgerungen

4 Terminologie im Folgenden P(L4fiW) W? Parasit, Adultwurm P(L4fiW) Larven L4 input Mensch P(L3fiL4) ATP P(L3fiL4) infektiöse Larven L3, ATP Mücke

5 Überlegungen zur Modellierung " Durch welche Vorgänge oder Annahmen kann die Entstehung der Daten erklärt Parasitenlast werden? " Alter des Menschen

6 Überlegungen zur Modellierung " Durch welche Vorgänge oder Annahmen kann die Entstehung der Daten erklärt werden? " Parasiten leben länger die Exposition ist altersabhängig Maskierung oder Immunsuppression Infektionsdruck Parasitenlast mit zunehmendem Alter des Menschen Immunitäten

7 Grundgedanke der Modellierung " Parasiten befallen den Wirt und sterben nach einer gewissen Zeit ab " Parasitenlast Immigrations- Infektionsrate: 2 Parasiten/Jahr Todes Lebensdauer der Paras.: ~10 Jahre Prozess Alter [Jahren]

8 Der Immigrations-Todes Prozess als theoretisches Basismodell " Parasiten befallen den Wirt und sterben nach einer gewissen Zeit ab " a Gleichgewicht: 15 W Parasitenlast Differentialgleichung: a=0.5 a=1. a=2. a=4. a=8. a=0.25 1m=. 1m=. 1m=. 1m=10. 1m=5. 1m=2.5 m W W a W* = = a - mw a m 10 Lösung: 5 a -ma W ( a) = (1 - e ) m Alter des Wirts@JD

9 die Realität ist leider... Parasitenlast Alter des Menschen Kritik: der Immigrations- Todes Prozess ist zu einfach exponentialverteilte Überlebenskurven der Parasiten mittlere Lebensdauer der Parasiten ist zu hoch

10 von der Simulation zur Realität Individuum Lebensjahr 1... Lebensende D des Individuums bestimme w, die Anzahl der erworbenen Parasiten im Jahr x: Parasit 1... w input ~ NBD( m, k) bestimme die Überlebenszeit jedes Parasiten: S P ~ Weibull( m, d ) wenn x+s P D erhöhe Parasitenlast um 1

11 von der Simulation zur Realität 50 Parasitenlast Alter des Menschen Ergebnis der Simulation für 30-jährige rel. H'keit Parasitenlast bei 30-jährigen

12 von der Simulation zur Realität rel. Häufigkeit Alter Parasiten Parasitenlast Alter des Menschen w in ~ NBD( m, k) S P ~ Weibull( m, d )

13 Fahrplan Zur Biologie des Parasiten Überlegungen zur Modellierung Expositions - Modell Immunitäts - Modell Ergebnisse und Schlussfolgerungen

14 Expositions-Modell: Burkina Faso Annahmen: age P # live worms altersabhängige Exposition keine immunologischen Vorgänge age P # live worms Exposition age P # live worms Alter Parasitenlast Dorf 1 Dorf 2 Dorf Alter des Menschen

15 Liberia: Probleme Versuch: "Parasiten leben länger" 2. Versuch: "altersabh. Exposition?" Entwicklungs -w'keit Exposition Parasitenlast Alter

16 Liberia: Immunitäts-Modell Versuch: "Parasiten leben länger" 2. Versuch: "altersabh. Exposition?" 3. Versuch: " Vorhandene Parasiten begünstigen die Infektion mit neuen Parasiten "

17 Liberia: Immunitäts-Modell Parasitenlast 1 in= in= Alter des Menschen in=0.096 in=0.074 Facilitations-Kurve F acilitations - Fakto r Parasiten-Survival b L PHÜ erlebe n Parasitenlast Überlebenszeit

18 Fahrplan Zur Biologie des Parasiten Überlegungen zur Modellierung Expositions - Modell Immunitäts - Modell Ergebnisse und Schlussfolgerungen

19 Ergebnisse: " die Infektion des Menschen geschieht fast unabhängig vom Infektionsdruck " Dorf 4 Dorf 1 Dorf 2 Dorf 3 mittlerer Parasiteninput ATP input ATP P L PH3 L - > arasi t ATP

20 Ergebnisse: " Immunsuppression durch Parasiten führt zu höherer Infektions-Intensität " g eom. m ea n worminpu t Infektionen / Jahr age in village 1 Alter des Menschen

21 Schlussfolgerungen Mücke Mensch ATP L3 L4 W I Immunität gegen infektiöse Larven Immunsuppression durch Adultwürmer positive Rückkopplung

22 Hans-Peter Duerr Universität Tübingen Institut für Medizinische Biometrie