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Der Wachsende Globale Kampf Gegen Blutsaugende Zecken
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Video: Der Wachsende Globale Kampf Gegen Blutsaugende Zecken

Video: Gefahr durch Zecken: Vorsicht vor den kleinen Plagegeistern 2022, Dezember
Anonim

Den Wissenschaftlern mangelt es nicht an Ideen, wie durch Zecken übertragene Krankheiten gestoppt werden können. Was hält sie zurück?

Der wachsende globale Kampf gegen blutsaugende Zecken
Der wachsende globale Kampf gegen blutsaugende Zecken

An einem milden Tag Ende Juni wartet Scott Williams darauf, dass eine Weißfußmaus (Peromyscus leucopus) einschläft. Williams, ein Wildbiologe der Connecticut Agricultural Experiment Station in New Haven, hat das Tier gerade aus einer Falle in eine Plastiktüte mit einem in Narkose übergossenen Wattebausch überführt. Sobald sich die Atmung der Maus auf einen Atemzug pro Sekunde verlangsamt, nimmt Williams sie heraus, entnimmt Blut, wiegt sie, bringt zur Identifizierung eine Ohrmarke an und überprüft das Tier auf Zecken. Er muss schnell arbeiten. Die Maus wird in ungefähr zwei Minuten aufwachen und sie könnte mürrisch sein.

Williams testet, ob die Impfung von Mäusen gegen Borrelia burgdorferi, das Bakterium, das in den USA die Lyme-Borreliose verursacht, den Anteil infizierter Zecken verringern kann. Gesundheitsbeamte schauen mit Interesse zu. Connecticut hat eine der höchsten Raten an Lyme-Borreliose beim Menschen im Land, und der Juni ist die Hauptübertragungszeit. Laut den US-amerikanischen Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten (CDC) in Atlanta, Georgia, infiziert Borrelia burgdorferi in den USA jedes Jahr schätzungsweise 329.000 Menschen. Und obwohl sich die meisten Menschen, die eine sofortige Behandlung erhalten, schnell erholen - Williams hatte dreimal Lyme -, entwickelt bis zu einem Fünftel langfristige und möglicherweise lebensbedrohliche Symptome, einschließlich Herz-, Seh- oder Gedächtnisproblemen oder schwächenden Gelenkschmerzen.

Williams 'Ansatz ist eine von mehreren Strategien, die getestet werden, um die Ausbreitung von durch Zecken übertragenen Krankheiten zu verhindern. Einige, wie der Mausimpfstoff, unterbrechen die ökologischen Schaltkreise des Erregers, indem sie auf die Wildtiere abzielen, die die Krankheit weitergeben und verstärken. Andere, wie die Bemühungen, einen menschlichen Lyme-Impfstoff wiederzubeleben, zielen darauf ab, Menschen direkt vor Infektionen zu schützen. Ein radikalerer Ansatz könnte die Fähigkeit von Zecken beeinträchtigen, Menschen oder Tiere zu beißen, und möglicherweise vor Dutzenden von Krankheiten schützen, die sich in den USA, Europa, Afrika und Asien ausbreiten.

Dass das Feld kreative Lösungen braucht, ist klar. Viele seit langem empfohlene Maßnahmen wie die Anwendung von Pestiziden oder die Bekämpfung von Hirschpopulationen, die ein wichtiger Wirt für erwachsene Zecken sind, haben in wissenschaftlichen Studien gemischte Erfolge erzielt. Selbst die bewährten Schutzstrategien, die die meisten Menschen anwenden, sind nicht evidenzbasiert. „Wir fordern die Menschen auf, Repellentien zu tragen, Zeckenkontrollen durchzuführen und zu duschen, wenn sie auf dem Feld waren, aber es gibt nur sehr wenige Daten, die belegen, dass diese Dinge die Krankheit des Menschen verringern“, erklärt Ben Beard, Chef der bakteriellen Krankheiten der CDC Zweig in der Abteilung der durch Vektoren übertragenen Krankheiten.

Durch Zecken übertragene Krankheiten nehmen weltweit zu, was auf eine Kombination von Faktoren zurückzuführen ist, darunter Klimaveränderungen und die Ausbreitung der Bevölkerung in ländliche Gebiete. Die gemeldeten Fälle von Lyme, der häufigsten durch Zecken übertragenen Krankheit in den USA, haben sich seit 1992 im Land fast verdreifacht, obwohl ein Teil des Anstiegs auf ein verstärktes Bewusstsein zurückzuführen sein könnte. Lyme ist auch in Teilen Europas, der Mongolei und Chinas ein wachsendes Problem. Doch so schlimm es auch ist, es gibt schlimmere Bedrohungen auf dem Vormarsch. In Teilen Afrikas, des Nahen Ostens, Asiens und Südeuropas können Zecken das hämorrhagische Krim-Kongo-Fieber verbreiten, das in 40% der Fälle tödlich ist. Und ein durch Zecken übertragenes Rückfallfieber betrifft bis zu 1 von 20 Einwohnern in Teilen des Senegals. In den Vereinigten Staaten verbreiten Zecken mindestens 16 Krankheiten, darunter Anaplasmose, Babesiose, Ehrlichiose und Rocky Mountain-Fleckfieber, alles „schwere, lebensbedrohliche Infektionen“, sagt Beard. Und viele nehmen schneller zu als Lyme. In einer Stellungnahme vom Juli 2015 sprach sich die Entomological Society of America für eine nationale Strategie zur Bekämpfung von durch Zecken übertragenen Krankheiten aus. "Der jüngste Zusammenfluss von ökologischen, ökologischen, soziologischen und menschlichen demografischen Faktoren hat einen nahezu 'perfekten Sturm' ausgelöst, der zu mehr Zecken an mehr Orten in ganz Nordamerika geführt hat."

Hinterhof Schlachtfelder

Williams markiert, wiegt und lässt seine Maus gerade noch rechtzeitig los. Es gibt keine Zecken, die zur weiteren Analyse ins Labor zurückgebracht werden müssen, aber es gibt andere Möglichkeiten. Mitglieder von 32 Haushalten in Connecticut haben sich freiwillig bereit erklärt, Fallen um ihre Grundstücke zu stellen, und einige erhalten auch Kisten mit Maus-Leckereien, die mit Impfstoffen beladen sind. Die Hoffnung ist, dass im Laufe der Zeit weniger Mäuse und Zecken die Bakterien an den Stellen mit dem Impfköder beherbergen.

Der Plan ist unkonventionell, da sich die meisten Maßnahmen zur Lyme-Borreliose auf Weißwedelhirsche (Odocoileus virginianus) konzentrieren, deren Zahl in den Vereinigten Staaten im letzten Jahrhundert explodiert ist, da junge Wälder durch die menschliche Entwicklung zunehmend fragmentiert wurden und große Raubtiere alles andere als ausgerottet. Erwachsene schwarzbeinige Zecken (Ixodes scapularis) ernähren sich normalerweise von Hirschen und paaren sich von ihnen. Daher haben viele Wissenschaftler argumentiert, dass der einzige Weg, Lyme loszuwerden, darin besteht, die Hirsche loszuwerden.

Aber solche Bemühungen haben "eine unglaublich fleckige Bilanz", sagt Richard Ostfeld, ein Krankheitsökologe am Cary Institute of Ecosystem Studies in Millbrook, New York, der seit Jahrzehnten durch Zecken übertragene Krankheiten untersucht.

Als Sam Telford, Epidemiologe an der Tufts University in North Grafton, Massachusetts, und seine Kollegen Anfang der 1980er Jahre die Hirschpopulation auf Great Island in Cape Cod um 50% reduzierten, sahen sie keinen Rückgang der Zeckenzahlen - der Anzahl der Zeckenlarven Die Insel nahm tatsächlich zu. Ostfeld argumentiert, dass Sie nicht viele Hirsche brauchen, um eine große Zeckenpopulation aufrechtzuerhalten. Wenn die Anzahl der Hirsche sinkt, können sich Zecken entweder auf die verbleibenden Hirsche drängen oder andere Wirte finden. Erst als fast alle Hirsche auf Great Island beseitigt waren, sanken die Zeckenpopulationen. Aber, sagt Telford, "es ist ein Albtraum, der versucht, die Hirschpopulation so niedrig zu halten". Und überall dort, wo es keine Insel gibt, ist es praktisch unmöglich, die Bevölkerung niedrig zu halten.

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Gefahr Maus

Ostfeld und andere behaupten, dass Mäuse sowohl für das Zeckenproblem als auch für das Krankheitsproblem ein Haupttreiber sind. Mäuse gedeihen wie Hirsche in fragmentierten Wäldern - auch weil Raubtiere wie Füchse und Opossums vertrieben werden. Zecken gedeihen dann auf den Nagetieren, die arme Pistenfahrzeuge sind. Studien legen nahe, dass Larvenzecken eine 50% ige Überlebenschance haben, wenn sie sich von Mäusen ernähren, aber nur eine 3,5% ige Chance auf Opossums.

Und Mäuse sind typischerweise dort, wo Zecken B. burgdorferi aufnehmen. Die meisten Mäuse in Lyme-Endemiegebieten infizieren sich in jungen Jahren mit dem Bakterium und können es aus unklaren Gründen besonders gut auf andere Zecken übertragen. Fast alle jungen Zecken, die sich von Weißfußmäusen ernähren, infizieren sich, verglichen mit nur 1% der Zecken, die sich von Rehen ernähren. Eine Unterbrechung des Zecken-Maus-Infektionszyklus, sagt Ostfeld, könnte Zecken viel weniger gefährlich machen.

Maria Gomes-Solecki, eine medizinische Mikrobiologin am Health Science Center der Universität von Tennessee in Memphis, stimmt dem zu - weshalb sie den Mausimpfstoff erfunden hat, den Williams testet. Es bereitet die Mäuse darauf vor, Antikörper gegen das Protein A (OspA) der äußeren Oberfläche herzustellen, ein Molekül, das B. burgdorferi exprimiert, wenn es sich im Darm einer Zecke befindet. Eine Maus frisst den Impfstoff und beginnt dann, OspA-Antikörper zu produzieren. Wenn sich eine Zecke das nächste Mal von der Maus ernährt, greifen die Antikörper die Bakterien in ihrem Darm an und beseitigen die Infektion. Wenn der Anteil der mit B. burgdorferi infizierten Zecken sinkt, ist es weniger wahrscheinlich, dass die nächste Generation von Mäusen den Parasiten auch ohne Impfung aufnimmt.

Ostfeld und seine Kollegen berichteten über die ersten Feldtests des Impfstoffs von Gomes-Solecki im Jahr 2014 und stellten fest, dass nur 28% der Mäuse in einem Gebiet, auf das sie 5 Jahre lang abzielten, Schutzniveaus für OspA-Antikörper entwickelten, die Prävalenz infizierter schwarzbeiniger Zecken Nymphen (das Lebensstadium zwischen Larven und Erwachsenen) sanken um 75%. Der Impfstoff auf Köderbasis ist auch deshalb attraktiv, weil er weniger ökologisch zerstörerisch ist als andere Strategien - er tötet keine Tiere oder sogar Zecken ab, nur die Krankheitserreger.

Gomes-Solecki, die ihre Technologie an ein von ihr gegründetes Unternehmen, US Biologic in Memphis, lizenziert hat, wünscht sich, dass Hausbesitzer in ihren Gärten begehbare Köderboxen für Mäuse anbringen. Oder sie sagt, die lokalen Regierungen könnten den Köder in Parks oder Wäldern verteilen, ähnlich wie bei Tollwutimpfstoffen gegen Waschbären und Kojoten auf Köderbasis. "Die Nagetiere scheinen sie zu lieben", sagt Williams über die impfstoffgeschnürten Leckereien. Einer seiner Kollegen nennt sie "Fritos für Mäuse".

Andere Wissenschaftler plädieren für ein direkteres Mittel zum Schutz der Menschen vor Lyme, idealerweise mit einem menschlichen Impfstoff. Als der Sohn des Impfstoffforschers Stanley Plotkin 35 Jahre alt war, erkrankte er an Lyme-Borreliose. Wie so oft bei der Infektion, hat ein Arzt die Diagnose verpasst und der junge Mann war monatelang unbehandelt. Bakterien drangen in sein Herz ein und er brach eines Tages zusammen, als er mit seinem Hund spazieren ging. Plotkin, jetzt emeritierter Professor an der Universität von Pennsylvania in Philadelphia, sagt, als die Sanitäter eintrafen, sei die Herzfrequenz seines Sohnes gefährlich niedrig gewesen. Er hat sich inzwischen erholt, aber die Erfahrung "überzeugte mich weiter, wenn ich überzeugend sein musste", sagt Plotkin, "dass das Fehlen eines Impfstoffs gegen Lyme-Borreliose eine Tragödie für die öffentliche Gesundheit war".

Plotkin arbeitete in den 1990er Jahren an einem Impfstoff. Letztendlich wurde ein Konkurrenzprodukt namens LYMErix, das vom britischen Pharmaunternehmen SmithKline Beecham (jetzt GlaxoSmithKline) hergestellt wurde, 1998 von der US-amerikanischen Food and Drug Administration zugelassen. Es reduzierte das durch US-Borrelienstämme verursachte Lyme-Risiko um 76% klinische Versuche. Aber es gab von Anfang an Probleme. Erstens erhielt es lauwarme Unterstützung von Gesundheitsbeamten in den Vereinigten Staaten und wurde nur für Menschen im Alter von 15 bis 70 Jahren in Regionen empfohlen, in denen Lyme endemisch ist. Dann klagten einige Empfänger über autoimmunbedingte Nebenwirkungen wie Arthritis und reichten Klage gegen SmithKline Beecham ein. Das Unternehmen hat LYMErix 2002 freiwillig eingestellt. Plotkin behauptet, dies sei ein Fehler gewesen. "Der Impfstoff war sicher", sagt er.

Jetzt hat ein neuer und möglicherweise verbesserter Impfstoff Sicherheitsstudien abgeschlossen. Der Impfstoff wurde von Forschern der Stony Brook University und des Brookhaven National Laboratory in New York entwickelt und an Baxter Innovations in Wien lizenziert. Er ähnelt LYMErix, da er auf OspA abzielt, enthält jedoch nicht das Proteinsegment, das einige Wissenschaftler und Verbraucher befürchtet hatten eine Autoimmunreaktion verursachen. Es enthält auch verschiedene Varianten von OspA und schützt so vor vielen Borrelia-Arten, von denen bekannt ist, dass sie beim Menschen Lyme verursachen, einschließlich solcher, die Menschen in Europa betreffen.

Die Zukunft des Impfstoffs ist jedoch ungewiss: 2014 erwarb Pfizer die Rechte zum Verkauf vieler Impfstoffe von Baxter, nicht jedoch des Lyme-Kandidaten. Baxter befindet sich derzeit in Gesprächen mit Great Plains Biotechnology aus Roca, Nebraska, das Interesse am Kauf und der Entwicklung des Lyme-Impfstoffs bekundet hat.

Richard Marconi, Mikrobiologe und Impfstoffologe an der Virginia Commonwealth University in Richmond, sagt, dass er und seine Kollegen an einem noch besseren Impfstoff arbeiten. Ein Nachteil eines OspA-Impfstoffs ist, dass er häufig Booster benötigt, da OspA-Antikörper ständig im Blut zirkulieren müssen, um B. burgdorferi innerhalb einer beißenden Zecke anzugreifen. Marconis Team entwickelt einen Impfstoff gegen immunologisch relevante Teile des Oberflächenproteins OspC, das B. burgdorferi exprimiert, wenn es sich in Säugetieren befindet. Wenn geimpfte Personen von infizierten Zecken gebissen werden, können sie OspC-Antikörper aus dem immunologischen Gedächtnis produzieren. Die Antikörper müssen nicht bereits zirkulieren. Marconi und seine Kollegen haben bereits eine Version des Impfstoffs für die Anwendung bei Hunden lizenziert. „Der Erfolg des Hundeimpfstoffs und die Einzigartigkeit des Ansatzes lassen darauf schließen, dass er beim Menschen hochwirksam sein wird“, sagt er.

Angesichts der Probleme, mit denen LYMErix konfrontiert ist, bleibt jedoch die Frage, ob Gesundheitsbeamte und Verbraucher einen Impfstoff für Menschen annehmen werden. "Ich denke, vielleicht optimistisch, dass sich die emotionale Situation in den letzten 10 oder 15 Jahren geändert hat - das heißt, dass mehr Menschen von der Bedeutung der Lyme-Borreliose überzeugt sind", sagt Plotkin. Es ist jedoch schwer zu wissen, ob die Angst vor Lyme die Angst vor dem Impfstoff übertrumpfen wird.

Mausimpfstoffe würden solche Bedenken nicht aufwerfen, aber einige Forscher, einschließlich Plotkin, sind skeptisch, ob sie genug Mäuse dosieren könnten, um die Lyme-Raten zu senken. Und beide Impfansätze sind begrenzt, da sie nur eine durch Zecken übertragene Krankheit bekämpfen, wenn sich mehr als ein Dutzend andere auf der ganzen Welt ausbreiten (siehe „Reality Bites“).

Zeckenspucke

Es gibt eine Strategie, die sie alle erobern könnte, und es geht darum, eines der genialsten Werkzeuge der Zecke - ihren Speichel - dagegen zu wenden. Wenn eine Zecke einen Wirt beißt, helfen Moleküle in seinem Speichel ihm, sich der Erkennung zu entziehen und sich zu ernähren, indem sie Schmerzen, Entzündungen und Immunsignale blockieren. Wenn ein Impfstoff eine Immunantwort auf wichtige Speichelproteine ​​auslösen könnte, könnte dies Zeckenstiche deutlicher machen oder die Fähigkeit der Zecke, sich zu ernähren, blockieren.

Ostfeld selbst ist ein Proof-of-Concept für diesen Ansatz. Er wurde mehr als 100 Mal gebissen und sein Körper reagiert jetzt auf Zeckenspeichel. „Mir ist klar, wenn mich eine Zecke beißt, weil ich ein brennendes Gefühl bekomme. Es ist ziemlich intensiv “, erklärt er. Ostfeld hat genügend Zeit, um die Zecke zu entfernen, bevor sie eine Infektion übertragen kann - wenn sie die Erfahrung überhaupt überlebt. Oft, sagt Ostfeld, werde er eine Zecke entfernen, um festzustellen, dass sie aus unbekannten Gründen bereits tot ist.

Ein von der Europäischen Kommission finanziertes Konsortium namens ANTIDotE (Anti-Zecken-Impfstoffe zur Vorbeugung von durch Zecken übertragenen Krankheiten in Europa) charakterisiert die Zeckenspeichelproteine, die gezielt gegen die Fütterung eingesetzt werden könnten. Im Jahr 2011 berichtete ein Mitglied der Gruppe6 über eine Technik zur schnellen Identifizierung der Proteine, die mit dem Blutserum von zeckenimmunen Tieren reagieren. Als das Team Kaninchen gegen drei von ihm identifizierte Speichelproteine ​​impfte - darunter eines, mit dem Zecken die Blutgerinnung hemmen, und eines, das die Immunantwort des Wirts hemmt - stellte es fest, dass Zecken Probleme hatten, Blut aus ihnen zu gewinnen. Die Forscher der Gruppe arbeiten auch daran, die Speichelgene zu identifizieren, die an der Übertragung von B. burgdorferi beteiligt sind. „Wir glauben, dass ein Impfstoff gegen Zecken beim Schutz von Mensch und Tier von großem Nutzen sein kann“, sagt Hein Sprong, ANTIDotE-Leiter am Nationalen Institut für öffentliche Gesundheit und Umwelt in Bilthoven, Niederlande.

US Biologic plant auch die Entwicklung eines Impfstoffs auf Köderbasis für Mäuse, der die Fütterung von Zecken verhindern und so vor mehreren Krankheiten schützen könnte. Dies könnte auch die Gesamtzahl der Zecken verringern, da es für Larvenzecken schwierig wäre, die Mahlzeiten zu erhalten, die sie benötigen, um bis ins Erwachsenenalter zu überleben und sich zu vermehren.

Diese Ansätze stehen jedoch kaum vor der Tür. Ein Teil des Problems, sagen Wissenschaftler, ist, dass die Finanzierung knapp ist. Das Stereotyp von Lyme und anderen durch Zecken übertragenen Krankheiten in den USA als hauptsächlich Yuppie-Krankheiten hilft nicht weiter. Ostfeld sagte, er habe diesbezügliche Kommentare zu Überprüfungen seiner Zuschussvorschläge gesehen. "Sie sagen so etwas wie:" Lohnt es sich wirklich, Steuergelder für eine Krankheit der Wohlhabenden im Nordosten der USA auszugeben, wenn es in Übersee so viele Krankheiten von Menschen gibt, die in Armut leben? ", Sagt er. "In gewisser Hinsicht denke ich, dass dies ein legitimer Punkt ist, aber in einem anderen Sinne, denke ich, dass es die Auswirkungen dieser Krankheit auf eine große Anzahl von Bürgern unterschätzt, von denen nicht alle wohlhabend sind, nicht einmal in der Nähe." Ein weiterer möglicher Grund für die geringe Finanzierung ist, dass Lyme und ähnliche Infektionen in den USA nur selten tödlich sind. Jedes Jahr wird in den USA mehr Menschen mit Lyme diagnostiziert als mit Prostatakrebs, aber die Forschungsfinanzierung für letztere durch die National Institutes of Health war 2014 mehr als zehnmal so hoch wie für Lyme im Jahr 2014.

Bis eine umfassende Lösung verfügbar ist, erfordert die Bekämpfung von durch Zecken übertragenen Krankheiten wahrscheinlich eine Reihe kleinerer Ansätze, die das Problem Stück für Stück auf mehreren Ebenen angreifen. Dass ein Arsenal solcher Waffen erforderlich sein könnte, um den Feind zurückzuhalten, ist angesichts der Komplexität der Ökologie von durch Zecken übertragenen Krankheiten, der drastischen Veränderung durch den Menschen und der Nähe der Menschen zu diesen krankheitserregenden Parasiten nicht besonders überraschend. "Wir haben das Gleichgewicht der Natur gestört", sagt Telford. Das erneute Abstellen der Waage ist keine Kleinigkeit.

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