Arbeitsgruppe Epidemiologie

Characterization of early summer meningoencephalitis virus from Ixodes ricinus ticks from low mountain ranges in eastern Germany.

Leadership:

Prof. Dr. Martin Pfeffer

Scientific staff:

TÄ Lara Maas

Financed by:

Pfizer Pharma GmbH

Project duration:

September 2023 – May 2025

Short description:

Ticks are the most important disease vectors in Central Europe. In addition to Lyme disease, the viral infection of tick-borne encephalitis (TBE) is of particular importance. Since around 2016, a steady increase in reported TBE cases has been registered in Germany Ticks from natural Tick-Borne Encephalitis (TBE) foci in different natural areas will be collected over a period of two years in the highlands of eastern central Germany. The TBE virus (TBEV) strains of the TBEV-harbouring ticks will be genetically characterized and compared to existing TBEV strains from lowland areas. The landscape structures, that pose a particular risk of infection, are to be identified. In parallel, we are going to test collected ticks for other tick-borne pathogens, i.e., Borrelia spp., to also identify co-infections and to see whether the trend towards higher altitudes is shared with other pathogens transmitted by theses ticks. And, whether or not specific genetic adaptation are found in strains from higher altitudes.

Borrelia prevalence in Ixodes ricinus ticks along a land use gradient and in relation to tick age in the Swabian Mountains

Leadership:

Dr. Anna Obiegala

Scientific staff:                                

TÄ Sara Weilage

Financed by:    

Grimmingerstiftung für Zoonosenforschung                        

Duration of project:                        

May 2023 –

Short description:

Ticks of the Ixodes ricinus complex are of particular importance in One Health, due not only to their broad host range, but also to the wide range of zoonotic bacterial, viral, and parasitic pathogens they can harbor and transmit. To date, tick density has been associated with abiotic extrinsic factors (weather, seasons), whereas biotic extrinsic factors (land use) have been analyzed only sporadically, showing evidence of I. ricinus nymph density. Data on tick activity as a function of individual intrinsic factors (age of tick, infection status with Borrelia spp.) are very scarce and have not yet been combined into a holistic picture with extrinsic factors. To gain more insight into tick density, this study aims at a more holistic view analyzing intrinsic (tick age, Borrelia spp. infection status) and extrinsic factors in relation to tick density along a land use gradient. For this purpose, we will flag ticks at a total of 25 sites in the study area "Swabian Alb" in order to test them later for a Borrelia infection by molecular biology and to perform morphometric age measurements on them. Because biotic and abiotic data are collected continuously and closely by other researchers in this study area, which is part of the Biodiversity Exploratories (BE), we are able to include these extrinsic data (such as weather and land use gradient) in our evaluation.

Borrelia burgdorferi s.l. in ticks and Lyme neuroborreliosis (BoTiNe)

Leadership:

Prof. Martin Pfeffer

Research associate:

Dr. Nina Król

Financed by:   
DAAD   

Project duration:                       
June 2023 – November 2024

Short Description: 

In Europe, ticks are the most important vectors of zoonotic pathogens and Lyme borreliosis (LB), caused by Borrelia burgdorferi s.l. complex, is the most frequently reported tick-borne disease. The most severe form of LB is neuroborreliosis (NB). There are two B. burgdorferi s.l. genospecies associated with neurological manifestations - B. bavariensis and B. garinii - however, it is still unclear if all the Borrelia genotypes within the pathogenic genospecies present in ticks can cause disease in humans.

In this project, for the first time in Denmark, we will look into the depths of Borrelia genotypes associatedwith NB. We will determine and identify potentially pathogenic genotypes of Borrelia in Ixodes ricinus ticks (the main vector of B. burgdorferi) using molecular methods such as multilocus sequence typing (MLST). Subsequently, we will estimate and model the risk of NB based on distribution of potentially pathogenic genotypes by using statistical and geospatial tools. Up to now, such analyses have been impossible, as there is no data on Borrelia genotypes from ticks in Denmark.

The study will be conducted on the island of Funen in central Denmark, where the NB risk areas based on human cases have been previously designated by Danish partners. After collecting ticks from areas of high and low NB risk and running molecular analyses, we will compare occurrence of genospecies associated with NB and their genotypes in ticks. It is very important from an epidemiological point of view to estimate the presence and distribution of B. burgdorferi s.l. genotypes causing NB. Therefore, we will try to answer the question if the risk of getting NB is connected to the occurrence of specific genotypes in I. ricinus ticks or is it resulting from general human exposure to tick activity? And the overall aim of the study is to better understand the genetic relations of the pathogen-vector-diseasesystem. The results of this project are crucial from a public health perspective as they will be useful for disease risk assessment and management.

Danish partners:

Assistant Prof. Lene Jung Kjær
Department of Veterinary and Animal Sciences
University of Copenhagen

Associate Prof. Sigurdur Skarphedinsson
Clinical Center for Emerging and Vector-borne Infections
Department of Infectious Diseases
Odense University Hospital and University of Southern Denmark

Land use, biodiversity and rodent-borne diseases

Management:                                            

Dr. Christian Imholt (Julius-Kühn-Institut)

Scientific staff:     

Dr. Anna Obiegala

Funded by:                             

Drittmittel (Deutsche Forschungsgemeinschaft)

Project duration:                                 

März 2020 bis Februar 2023

Short description:

Anthropogenic changes to the environment have a negative impact on the integrity of many ecosystems. In this process, important ecosystem functions can change permanently. This project aims to investigate how habitat degradation affects the abundance of small mammals and ticks as well as the occurrence and spread of zoonotic pathogens. For this purpose, different habitats in the Hainich National Park will be investigated.

Genetic characterisation of TBEV from north-eastern Germany and western Poland

Management:                                                

Prof. Dr. Martin Pfeffer

Performing scientist:

Dr. Nina Król

Funded by:                           

Third-party funding (Pfizer Deutschland GmbH)

Project duration:                                   

01.11.2020 ­­­­­- 31.08.2022

Short description:

In general, the southern part of Germany is considered an endemic area for the early summer meningoencephalitis virus (TBE-V), while the northern parts (with only sporadically reported cases) are considered "low-risk" or "risk-free", but this could also be due to less virulent TBE-V strains. In Poland, most TBE cases originate from the north-eastern part of the country, but cases are reported from new areas every year. In this project, ticks are collected from locations indicated by TBE-diagnosed persons from whom they remember having acquired the tick bite. After tick collection, the samples are analysed by real-time RT-PCR and virus isolation of positive samples at the National TBE Advisory Centre in Munich (Prof. Dr. Gerhard Dobler). Further genetic characterisation and phylogenetic comparison will provide a better understanding of from where TBE-V spreads to previously non-endemic TBE regions.

The main objective of this study is to isolate and genetically characterise TBE viruses from bordering states in Germany (Brandenburg and Mecklenburg-Vorpommern) and in Poland (Lower Silesia and Lubusz).

Studies on the occurrence of zoonotic pathogens in ticks and rodents

Management:

Prof. Dr. Martin Pfeffer

Scientific staff:

Dr. Anna Obiegala

PhD student:

TA Daniel Galfsky

Financed by:

budget-financed research

Project duration:

2009 – ongoing

Project duration:

In diesem Projekt werden Schildzecken (v.a. Ixodes ricinus und Dermacentor reticulatus) geflaggt und in derselben Region Nagetiere gefangen. Sowohl die Kleinsäuger als auch die Ektoparasiten werden mittels molekularbiologischer Methoden auf das Vorhandensein verschiedener Pathogene untersucht. Dieses beinhaltet u.a. Rickettsien, Babesien, Bartonellen, Anaplasma phagocytophilum und Candidatus Neoehrlichia mikurensis. Über die unterschiedlichen Häufigkeiten sollen Rückschlüsse auf den Übertragungszyklus bzw. den Naturherd des jeweiligen Pathogens gewonnen werden. Hier gilt es sowohl die Rolle der Zecken als auch die der Nager als vermeintliche Reservoirwirte zu untersuchen. Diese Untersuchungen finden in Leipzig und im Leipziger Umland statt.

Contact:

Networking project on zoonotic pathogen co-infections in small mammals (Zoo-KoInfekt)

Management:                                           

Prof. Dr. Martin Pfeffer

Scientific Staff:            

Dr. Anna Obiegala

PhD student:                                     

TÄ Elisabeth Schmidt

Financed by:                               

Third-party funding (Bundesministerium für Bildung und Forschung)

Project duration:                                     

November 2019 to September 2021

Brief description:

The small mammals to be examined were caught by the zoonosis associations RoBoPub, ZooBoCo, TBENAGER and Q-Gaps and have already been tested for individual pathogens (FSMEV, Puumala orthohantavirus, Coxiella burnetti, Leptospira spp, Bornavirus). In order to clarify potential co-infections in small mammals, the networking project aims to examine the collected small mammals for all pathogens and thus to obtain a comprehensive record of the occurrence of the zoonotic pathogens mentioned. At the University of Leipzig, the analysis for infections with TBEV and Leptospira spp. is being carried out.

Occurrence of leptospires in rodents in Germany

Management:

Prof. Dr. Martin Pfeffer

Wissenschaftliches Personal:

Dr. Anna Obiegala

Doktorand:

TA Daniel Galfsky

Finanziert durch:

haushaltsfinanzierte Forschung

Projektdauer:

2009 – andauernd

Kurzbeschreibung:

Leptospirose ist eine weltweit vorkommende, durch pathogene Arten der Gattung Leptospira verursachte Zoonose. Ziel des Projekts ist es, anhand molekularbiologischer Untersuchungen (PCR) von Nierenproben verschiedener Nagetiere herauszufinden, welche Nagetiere das Reservoir für Leptospiren darstellen, sowie eine Prävalenz und geographische Verteilung der unterschiedlichen Leptospiren zu ermitteln.

Contact:

The dilution effect of tick-borne pathogens and parasitic infestations in rodents and ticks following the anthropogenic gradient in the Hainich National Park, Germany

Management:                                          

Dr. Nina Król

Scientific Staff:      

Dr. Anna Obiegala, Dr. Zaida Rentería-Solís

Financed by:                          

Nachwuchsförderung der Veterinärmedizinischen Fakultät (VMF), Universität Leipzig

Project duration:                                 

2019 – andauernd

Short description:

The dilution effect model predicts that the spread of disease is limited by biologically diverse ecological communities. The main assumption is that the presence of vertebrate hosts with a low capacity to infect food vectors (incompetent reservoirs) or to support parasite development dilutes the abundance of highly competent reservoirs. High species diversity thus reduces disease risk. The aim of this project is to demonstrate the dilution effect and estimate its magnitude for tick-borne pathogens (Borrelia burgdorferi s.l., Rickettsia spp., Babesia spp.) and rodent-associated parasites of veterinary importance (Eimeria spp., Cryptosporidium spp., Toxoplasma gondii) with respect to the anthropogenic gradient. For this purpose, rodents and ticks are collected three times a year (in spring, summer and autumn) in the Hainich National Park and subsequently examined for the above-mentioned pathogens.

Detection and characterisation of Sindbis viruses in mosquitoes from Sweden

Management:

Prof. Dr. Martin Pfeffer

Scientific staff:

Dr. Anna Obiegala

PhD student:

TÄ Johanna Fürst

Financed by:

haushaltsfinanzierte Forschung

Project duration:

2010 – ongoing

Short description:

Sindbis viruses are transmitted to humans by mosquitoes. In Scandinavia, they are responsible for Ockelbo disease (Sweden), Pogosta disease (Finland) and Karelian fever (Russia). In 2009, Sindbis virus was also detected in mosquitoes in Germany for the first time. Interestingly, clusters of human cases occur in the areas of distribution of the virus in a 7-year cycle. There has been much speculation about the possible reasons for this, including the emergence of herd immunity in thrushes, which seem to play an important role in the circulation of the virus in the natural range. By studying mosquitoes in the years before, during and after the expected seven-year clusters, we hope to gain insight into the extent to which the abundance of certain mosquito species contributes to the clusters of human cases.

Contact:

Management:                                          

Prof. Dr. Martin Pfeffer

PhD student:                               

TA Philipp Brandenburg

Financed by:                            

Bundesministerium für Bildung und Forschung

Project duration:                           

April 2018 – andauernd

Short description:

TBE is one of the most important tick-borne zoonoses in Central Europe. The virus circulates in so-called "natural foci" between wild mice and ticks and can also be transmitted to humans and various wild and domestic animals. However, the exact reasons why natural foci develop in certain places but the entire environment is virus-free are unknown. This study will therefore examine to what extent the development of the mouse population affects TBE seroprevalence in mice, when mice become infected and how long they remain positive in the brain, and whether the virus is associated with certain mouse families. In addition, wild and grazing animals in the vicinity of the two natural foci studied will be tested for TBEV antibodies. For this purpose, mice are captured alive in a capture-recapture experiment, sampled and released. The wild samples are supplied by the local hunters and the grazing animals are sampled by their veterinarian.

Bartificial

Leitung:
Dr. Anna Obiegala

Wissenschaftliches Personal:
Dr. Nina Król

Finanziert durch:
Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft

Projektdauer:
September 2018 – andauernd

Kurzbeschreibung:
Bartonellen sind zoonotische Bakterien, die anhand ihrer Pathogenitätsfaktoren wie auch ihrer phylogenetischen Verwandtschaft in 4 verschiedene Lineages unterteilt werden können. Auch wenn Bartonellen sehr virulent sein können und weit verbreitet sind, gelten sie dennoch als „neglected“ (dt. vernachlässigt).

Für Ixodes ricinus Zecken, die am häufigsten vorkommende Zecken-Art in Mitteleuropa, wird eine Vektorfunktion für Bartonella spp. vermutet, jedoch ist bisher unklar welche Bartonellen-Art bzw. welche Bartonellen aus den unterschiedlichen Lineages von I. ricinus übertragen werden können. In diesem Versuchsvorhaben soll die Vektorkompetenz von I. ricinus für verschiedene Bartonellen-Spezies aus vier verschiedenen Lineages anhand experimenteller Infektion dargestellt werden. Für das Versuchsvorhaben sollen die Zecken mittels „artificial feeding“ infiziert werden, also ohne den Gebrauch von Versuchstieren.

Ansprechpartner:

Field study - tick density in Germany

Management:

Prof. Dr. Martin Pfeffer

Scientific Staff:    

Dr. Nina Król

Financed by:                             

Drittmittel (Universität Stuttgart-Hohenheim)

Project duration:                                   

April 2018 – Juni 2021

Short description:

Ziel der Studie ist es, das Risiko der Frühsommer-Meningoenzephalitis auf der Grundlage der Häufigkeit ihres Hauptvektors, Ixodes ricinus, in verschiedenen Landschafts-/Landnutzungsgebieten vorherzusagen. Das sekundäre Ziel ist die Untersuchung des Einflusses verschiedener biotischer und abiotischer Faktoren auf die Verteilung und die saisonale Aktivität dieser Zeckenart. Zu diesem Zweck werden von Februar bis November jeden Monat in sechs Städten - Magdeburg, Chemnitz, Leipzig, Jena, Erfurt und Kulmbach - Zecken gesammelt.

Dieses Projekt ist ein Teil eines größeren Projekts, das OSWALD heißt und über Pfizer Pharma GmbH finanziert wird.

Studien zur Prävalenz von Antikörpern gegen das Frühsommer-Meningoenzephalitis-Virus bei Katzen und Füchsen in Deutschland

Leitung:                                            

Prof. Dr. Martin Pfeffer

Wissenschaftliches Personal:         

Dr. Anna Obiegala

Doktorandin                                    

TÄ Maja Haut

Finanziert durch:                            

Drittmittel (Pfizer Deutschland GmbH)

Projektdauer:                                  

März 2019 – September 2020

Kurzbeschreibung:

Das Frühsommer-Meningoenzephalitis-Virus wird durch Schildzecken übertragen und führt zu mehreren Tausend Todesopfer allein in Europa. In Deutschland ist die entsprechende Krankheit meldepflichtig. Derzeit werden die FSME-Risikogebiete anhand von humanen Fallzahlen bestimmt, unabhängig von unterschiedlichen Impfquoten und geographischen Ungenauigkeiten der Meldungen, sodass keine adäquate Einschätzung des Risikos erfolgen kann. Ziel der Studie ist zu evaluieren, ob Katzen oder Füchse als Sentineltiere geeignet sind.

Effects of climate change on the living conditions of rodents, associated parasites and pathogens

Management:                                           

Prof. Dr. Martin Pfeffer, Dr. Jens Jacob

Scientific staff:         

Anna Obiegala

PhD student:                                  

M. Sc. Philipp Koch

Financed by:                            

Drittmittel (Umweltbundesamt)

Project duration:                                  

August 2018 - July 2021

Short description:

Rodents are important reservoirs for the transmission of pathogens to humans, domestic animals and livestock. Associated pathogens such as rickettsiae and borrelia can be transmitted by ectoparasitic arthropods. The importance of these parasites as vectors for human infection risk is significantly linked to the size of corresponding rodent populations, their stocking with ectoparasitic arthropods and the climatic conditions of their respective habitats.

The object of the project is to investigate the influence of changing temperature and precipitation regimes on small mammals, ectoparasitic arthropods and their pathogen load in field trials.

Umweltstabilität von Hantaviren und Leptospiren

Leitung:
Prof. Dr. Martin Pfeffer

Doktorandin:
TÄ Lisa Hanne Nau

Finanziert durch:
Drittmittel (Bundesministerium für Bildung und Forschung)

Projektdauer:
September 2017 – andauernd

Kurzbeschreibung:
Hantaviren und Leptospiren sind die zwei wichtigsten Nagetier-übertragenen  Erreger in Deutschland. Die potentielle Exposition von Menschen gegenüber diesen Erregern wird weitgehend von ihrer Überlebensrate beziehungsweise Stabilität in der Umwelt beeinflusst.  Im Rahmen dieses Projektes werden Hantaviren und Leptospiren  im Hinblick auf ihre Widerstandsfähigkeit unter verschiedenen der Umwelt nachempfundenen Bedingungen untersucht.

Ansprechpartner:

Der Waschbär (Procyon lotor) als Vektor und Reservoir für vektor-übertragene Krankheitserreger sowie als potentielles Lebensmittel in Deutschland

Leitung:
Dr. Anna Obiegala, Dr. Stefan Birka

Wissenschaftliches Personal:
Dr. Nina Król, Dr. Zaida Rentería-Solís

Finanziert durch:
Nachwuchsförderung der Veterinärmedizinischen Fakultät (VMF), Universität Leipzig

Projektdauer:
2017 – Mai 2018

Kurzbeschreibung:
Der Waschbär ist eine in Deutschland eingeführte, invasive Säugetier-Art die sich geografisch schnell verbreitet. Ziel des Forschungsprojekts ist es die Abundanz und die Verbreitung des Waschbären (Procyon lotor) in wie auch die des Waschbärspulwurms (Baylisascaris procyonis) in Sachsen zu evaluieren. Der Waschbär soll außerdem im Hinblick auf unterschiedliche Zecken-übertragene Pathogene wie auch parasitäre Erreger untersucht werden. Darüber hinaus wird die Genusstauglichkeit zum menschlichen Verzehr des Waschbärfleisches geprüft. Des Weiteren wird geprüft ob die genetische Diversität der sächsischen Waschbär-Population mit bestimmten Pathogen-„Communities“ korreliert.

Ansprechpartner:

Untersuchung von endemischen FSME Standorten in Gebieten mit niedriger FSME Inzidenz durch die Analyse von Zecken die von Rehen aus Sachsen abgesammelte wurden

Leitung:
Prof. Dr. Martin Pfeffer

Wissenschaftliches Personal:
Dr. Nina Król

Finanziert durch:
Drittmittel (Pfizer Deutschland GmbH)

Projektdauer:
2017 – Dez. 2018

Kurzbeschreibung:
Das Frühsommer-Meningoencephalitis-Virus wird durch Schildzecken (Ixodes ricinus) auf Mensch und Tier übertragen. Ergebnisse bisheriger Studien zeigten eine hohe Seropositivität bei Rehen. Daher werden durch die Mithilfe sächsischer Jäger Rehdecken auf Zecken untersucht. Die Rehdecken können durch beigefügte Fragebögen genauen Arealen in Sachsen zugewiesen werden. Entsprechend abgesammelte Zecken werden auf das Virus untersucht und die Ergebnisse epidemiologisch bewertet.

Ansprechpartner:

Zeckenübertragene Pathogene in Ratten aus Belgien

Leitung:
Prof. Dr. Martin Pfeffer, Dr. Anna Obiegala

Doktorandin:
TÄ Maria Krügel

Finanziert durch:
haushaltsfinanzierte Forschung

Projektdauer:
2017 – Ende 2018

Kurzbeschreibung:
Die Erreger Babesia microti, Bartonella spp., Borrelia spp., Candidatus Neoehrlichia mikurensis und Anaplasma phagocytophilium können durch den Vektor Zecke auf den Menschen übertragen werden und zu z.T. schwerwiegenden Erkrankungen führen. Kleinnager wie die Wanderratte (Rattus norvegicus) oder die Hausratte (Rattus rattus) fungieren als Erregerreservoir. Im Rahmen des Projektes wird eine Rattenpopulation aus Belgien von 1124 Ratten, die im Rahmen von Schädlingsbekämpfungsmaßnahmen gefangen wurden, mittels molekularbiologischer Methoden auf diese Pathogene untersucht. Zweck der Untersuchungen ist eine Erfassung des epidemiologischen Status der Region und ein Monitoring der Wirtspopulation.

Ansprechpartner:

Untersuchungen zur Charakterisierung und Verbreitung von FSME in Sachsen

Leitung:
Prof. Dr. Martin Pfeffer

Doktoranden:
TÄ Johanna Fürst; TA Yauhen Karliuk

Finanziert durch:
Drittmittel (Pfizer Deutschland GmbH)

Projektdauer:
2017 – Mai 2019

Kurzbeschreibung:
Das Frühsommer-Meningoencephalitis-Virus wird durch Schildzecken (Ixodes ricinus) auf Mensch und Tier übertragen. In Deutschland ist die entsprechende Erkrankung meldepflichtig. Im Rahmen dieses Projektes werden durch die sächsischen Gesundheitsämter Fragebögen an Betroffene aus Sachsen verteilt. Anhand der angegebenen Daten der erkrankten Personen werden Orte ausfindig gemacht, an denen die Infektion vermutlich stattfand. Dort werden Zecken geflaggt. In der Folge werden die geflaggten Zecken auf das Virus untersucht und die Ergebnisse epidemiologisch bewertet.

Ansprechpartner: