Tropeninfekte und Reisekrankheiten. Infektionskrankheiten und Reiseinfekte.

1. Fortbildungstag der
Meteorologischen Gesellschaft
Zweigverein Munchen, 19. Mai 2006
Infektionskrankheiten und
Tropenerkrankungen.
Prof. Dr. Thomas Löscher
Abteilung für Infektions- und Tropenmedizin (AITM)
Klinikum der Universität München (LMU)
Leopoldstrasse 5, 80802 München
Homepage: www.tropinst.med.uni-muenchen.de
LMU

2. Klimawandel und
Auswirkungen auf
die Gesundheit:
• Hitzewellen, Zunahme
von Ozonbelastung &
Luftverschmutzung
• Überschwemmungen,
Wasserverschmutzung
• Dürren, Wassermangel,
Unter/Mangelernährung
• Begünstigung von
Infektionskrankheiten

3. Burden of Disease
by DAYLs, 2002*
(Disability adjusted life years)
Diseases DALYs
(mill.)
%
Infectious & parasitic
Neuropsychiatric
Injuries, violence, war
Cardiovascular
Perinatal/maternal
Malignancies
Vision/hearing disorders
Chronic respiratory
Digestive disorders
TOTAL
445
193
181
148
134
75
69
55
46
1,490
30
13
12
10
9
5
5
4
3
100
* World Health Report 2004

4. Die wichtigsten Todesursachen 2002*
* World Health Report 2004
Weltbevölkerung 2002
Todesfälle 2002 (0,92%)
6 224 Mio.
57 Mio. 100%
Herz-Kreislauferkrankungen
Infektionskrankheiten
Malignome
Unfälle, Gewalt, Krieg, Suizid
chron. Atemwegserkrankungen
perinatale/Schwangerschaft-KH
Gastrointestinale Krankheiten
Neuropsychiatrische KH
Diabetes
16,7 Mio.
14,9 Mio.
7,1 Mio.
5,2 Mio.
3,7 Mio.
3,0 Mio.
2,0 Mio.
1,1 Mio.
1,0 Mio.
29%
26%
12%
9%
6%
5%
3%
2%
2%

5. Todesursachen in Industrieländern und in Entwicklungsländern, 2000
Infektions-
krankheiten
Herz/Kreislauf-
erkrankungen
Tumoren
Erkrankungen
der Atemwege
Peri / neonatale
Ursachen
Maternale
Ursachen
Sonstige
Ursachen
43
24
9
5
9
1
9
50
0 10 20 30 40
Prozent
ENTWICKLUNGSLÄNDER
(inklusive die am wenigsten entwickelten Länder)
50
1
46
21
8
1
< 1
24
0
10
20
30
40
50
Prozent
INDUSTRIELÄNDER
(inklusive Schwellenländer)
(WHO, World Health Report 2001)
Ludwig
Maximilians
Universität
München
Abteilung für
Infektions- und
Tropenmedizin

6. The Big Five
• Pneumonia
• AIDS
• Diarrhea
• Tb
• Malaria

7. Epidemiology of Important Infectious Diseases
WHO estimates for 2002 (in millions)*
Deaths Cases Infected
Respiratory infections
HIV/AIDS
Diarrheal diseases
Tuberculosis
Malaria
4.0
2.8
1.8
1.6
1.3
>1000
3.5
1000
70-80
300-500
-
36
-
1.700
-
- Total 11.5 (77% of all infectious causes)
Total deaths in 2002
Due to infectious diseases
approx. 57 million
approx. 15 million (26%)
* World Health Report 2004

8. Übertragungszyklen von
Infektionskrankheiten
Anthroponosen:
Direkte Übertragung
Mensch
Mensch
Zoonosen:
Tier
Mensch
Tier
Indirekte Übertragung
Mensch
Mensch
Vektor/Vehikel
Tier
Mensch
Tier
Vektor/Vehikel
Vektor/Vehikel Vektor/Vehikel

9. Krankheitsgruppe Beispiele epidemiologische Faktoren
(Klima-abhängig)
Direkt übertragbare
Anthroponosen
HIV, Influenza,
Polio, Tb, Syphilis
sozioökonomische Faktoren,
Verhalten, Migration, Hygiene u.a.
Direkt übertragbare
Zoonosen
Tollwut, SARS,
Hantaviren, Lassa-
fieber, Brucellose
Verbreitung des zoonotischen
Reservoirs, Mensch -Tier Kontakt
Indirekt übertragene
Zoonosen
Gelbfieber, FSME
Lyme-Borreliose,
West-Nil-Fieber
Vektorverbreitung, Entwicklung
der Erreger im Vektor,
Verbreitung des zoonotischen
Reservoirs, Mensch -Tier Kontakt
Indirekt übertragene
Anthroponosen
durch Vektoren:
Malaria, Dengue-
fieber, Filariosen
Vektorverbreitung, Entwicklung
der Erreger im Vektor
andere Vehikel:
Cholera, Ruhr,
Bilharziose
Wasser/Nahrungs-Hygiene,
Flut/Naturkatastrophen,
Verbreitung von Zwischenwirten

10. Obligate und fakultative Tropenkrankheiten
(Beispiele)
Tropenspezifisch (obligat)
- aufgrund klimatischer und öko-
logischer Bedingungen auf
tropische (und subtropische)
Regionen begrenzt
• Malaria tropica
• Gelbfieber
• Denguefieber
• Bilharziose
• Filariosen
• Schlafkrankheit
Tropentypisch (fakultativ)
- aufgrund sozioökonomischer
Bedingungen heute bevorzugt in
Entwicklungsländern des Südens
verbreitet
• AIDS
• Tuberkulose
• Hepatitis B
• Cholera
• Typhus
• Lepra

11. Malariaerreger und -erkrankungen
des Menschen
ERREGER ERKRANKUNG
Plasmodium falciparum Malaria tropica
Plasmodium vivax
Plasmodium ovale
Malaria tertiana
Plasmodium malariae Malaria quartana
Singh et al., Lancet 2004:
58% of Cases diagnosed as P. malariae in Malaysian Borneo are
Plasmodium knowlesi, by SS rRNA PCR

12. Malaria - Zyklus (Schema)
Sexuelle Vermehrung
und Sporogonie
Gamogonie
Exoerythrozytäre (intra-
hepatische) Schizogonie
Erythrozytäre
Schizogonie
Sporozoiten
Hypnozoiten
Gametozyten
Trophozoiten
Schizonten
Merozoiten
Oozyste
Ookinet Zygote
Sporozoiten
Löscher T: Malaria, In: Innere Medizin (Hrsg.: Zöllner N, Springer 1996)

13. Malaria: Vektor
• Mücken sind nicht nur Vektor
(Überträger) sondern auch Wirt:
sexuelle Vermehrung (dauert
mind. 1 Woche) *
• Keine Entwicklung unter 16°C
(P. falciparum: 21°C) und über
33°C sowie über 2000m NN
• Anopheliden benötigen ruhiges,
sauberes Wasser zum Brüten +
ausreichende Luftfeuchtigkeit
Übertragung von Plasmodien durch weibliche Anophelesmücken
(ca. 400 verschiedene Spezies, davon ca. 80 als Vektoren bedeutsam)
* extrinsische Inkubationszeit

14. Geographic Distribution of Malaria in the Midnineteenth Century
(malarious areas dotted)
from: Wernsdorfer WH, The Importance of Malaria in the World,
In: Malaria (Ed.: JP Kreier) Academic Press 1980

15. • 300-500 Millionen Erkrankungsfälle pro Jahr (> 60% M. tropica)
• 1-2 Millionen Todesfälle (bes. Kinder im subsaharischen Afrika)
• > 12.000 nach Europa importierte Fälle pro Jahr
Malaria in 2006

16. Geograpische
Verbreitung
der Malaria
• 1900 - 2002: Rückgang der Fläche der Risikogebiete von 53% auf
27% der Landfläche
• Rückgang/Ausrottung in gemässigten & subtropischen Zonen durch:
– Änderung landwirtschftl. Praktiken (Trockenlegung von Feuchtgebieten)
– Trennung von Mensch & Nutztieren (z.B. A. atroparvus: zoophiler Vektor)
– Mückenbekämpfung (Brutplatzsanierung, DDT)
– bessere Gesundheitsversorgung, Fallfindung + Behandlung
– instabile Übertragung (saisonal), weniger kompetente Vektoren

17. Beginn der Anti-Malaria-
Kampagnen in Italien 1920
• Entwässerung (Drainage)
und Trockenlegung von
Sümpfen & Feuchtgebieten
• Aufklärung & Moskitoschutz
• Moskitobekämpfung
– Larvenvernichtung
– Ab 1947 DDT-Einsatz
• Aktive Fallsuche + Therapie
– Chinin
– ab 1948 Chloroquin
• Eradikation 1962

19. Current Distribution of some Medically Important
Anopheles Mosquitoes in Europe
A. maculipennis A. atroparvus
A. sacharovi
A. plumbeus

20. Distribution of malaria cases by years in Turkey , 1925-2003
seit 1972 nur P. vivax 
 A.sacharovi-Resistenz
Arbeitsmigration und
A.sacharovi-Zunahme 
 GAP-Projekt*
* GAP: South-eastern Anatolia Irrigation Project

21. Malaria tertiana in der Türkei
(gemeldete Fälle)
Jahr Fälle
1990 8.675
1991 12.213
1992 18.665
1993 47.206
1994 84.321
1995 81.754
1996 60.634
1997 35.376
1998 36.780
1999 20.905
2000 11.381
2001 10.812
2002 10.224
2003 9.182
2004 5.252
2005 2.036
15 Mill. Einwohner in Endemiegebieten (2005)

23. Meldezahlen autochthoner Malariafälle in Länder
der WHO Europa Region (meist P. vivax)
1990 1995 1996 1998 2000 2002 2005
Armenien 0 0 149 542 56 8 3
Aserbaidschan 24 27 13.135 5.175 1.526 505 242
Georgien 0 0 0 14 244 473 154
Kasachstan 0 1 1 4 7 0 0
Kirgisistan 0 0 1 5 7 2.712 226
Russland 7 0 10 63 42 139 40
Tadchikistan* 175 404 16.561 19.531 19.064 6.160 2.308
Turkmenistan 0 5 3 115 18 15 1
Usbekistan 3 0 0 0 46 11 64
* in Tadschikistan ca. 25% P. falciparum

24. WHO-Schätzung: 300.000- 400.000 Fälle pro Jahr

25. Ursachen für die Wiederzunahme der Malaria
 Krisen (politisch, miltärisch und/oder ökonomisch)
– Exponierte Populationen, Migration
– Nachlassende/fehlende Kontrollmaßnahmen
– Fehlende epidemiologische Überwachung
– Begünstigung des Vektors (man-made breeding sites)
 Ökologische Einflüsse (z.B. Wasserprojekte)
 Resistenzentwicklung (Erreger, Vektor)
 Klimatische Einflüsse
 kurzfristige Änderungen (Niederschlag, Temperatur)
? Globale Erwärmung

26. Satelittenbilder Mosambik
1. März 2000
22. August 1999
*Den „Superdrive“
gibt es noch, der in
10 min,über 100x Mio
Schnappschüsse
liefert.

27. 2000 Flutkatastrophe & Malaria in Mosambik
(Gesamtbevölkerung ca. 18 Mill.)
1998 1999 2000 2001 2002
gemeldete
Malariafälle
(in Mio.)
1,9 2,3 3,3 3,2 1,9
gemeldete
Malaria-
Todesfälle
896 1189 1371 4700 1910
Zahl der wöchentlich
diagnostizierten Malaria-
Patienten im Gesundheits-
zentrum Chókwè, Gaza
Province, Mosambik
(Hashizume et al.
Public Health 2006)

28. Effekte von Temperaturerhöhung auf Vektor
(Moskito), Erreger und Übertragung
Stechmücke Erreger (im Moskito)
Übertragung
erhöht durch
verkürzte Entwicklungszeit
von Larve und Puppe,
verkürzter gonotrophischer
Zyklus -> häufigere
Eiablage,
höhere Stechfrequenz
schnellere Replikation,
verkürzte extrinsische
Inkubationszeit
Übertragung
verringert durch
Verkürzte Lebensdauer verlangsamte Replikation
bei sehr hohen
Temperaturen (>33°C)
Sporozoiten von P. falciparum
Anopheles gambiae complex

29. Zusammenhang zwischen
Umgebungstemperatur und
extrinsischer Inkubationszeit
Erreger Temperatur Extrinsische
Inkubationszeit
Plasmodium vivax 18°C
30°C
28 Tage
7 Tage
Plasmodium falciparum 18°C
30°C
>55 Tage
8 Tage
Ebert et al., 2005
Plasmodium falciparum im Blutausstrich

30. Zunahme der weltweiten
Malariaprävalenz
• Zunächst erfolgreiche Eradikationskampagne 1955-1969 (WHO)
– z.B. Indien, Sri Lanka, Lateinamerika, Südostasien
• Wiederzunahme in den meisten Verbreitungsgebieten
– Nachlassen der Bekämpfung (Armut, politische Instabilität)
– Resistenzentwicklung bei Vektor (DDT u.a.) und Erregern
– Bevölkerungswachstum
• derzeit ca. 3 Mio. Menschen ‚at risk‘ (48% der Weltbevölkerung)
– Prävalenz ca. 350 Mio. klinische Fälle pro Jahr (2005)
– Prognosen für 2050:
• 750-1100 Mio. Fälle/Jahr (Bevölkerungswachstum in Endemiegeb.)
• 200-400 Mio./Jahr zusätzlich durch Erwärmung um 1,6°C
• Erhöhung der Todesfälle von 1,3 auf 3-4 Mio./Jahr

31. Potential transmission
of P.falciparum malaria
using a modified MIASMA
model for an ‚unmitigated
emissions‘ scenario
The Hadley Centre, 2005
Baseline climate conditions (1961-1990)
Climate scenario for the 2050s
Changes in potential transmission
using geographic distribution of
18 mosquito species capable of
transmitting malaria, and their
response to temperature & humidity

32. > 50 Mill. Erkrankungen/Jahr
> 25.000 Todesfälle/Jahr
LMU
Ludwig –––––
Maximilians –
Universität –– Abt. für Infektions-
München –––– und Tropenmedizin

33. Dengue-Virus (DEN)
■ Flavivirus (YF, JE, TBE
u.a., 40-60 nm)
■ Einzelstrang RNA-Virus
(10-11 kB)
■ 4 versch. Serotypen
(DEN 1-4)
■ akute fieberhafte KH
■ Muskel/Gelenkschmerzen
■ Blutungen (DHF), Schock
■ Vektor: Aedes-Moskitos
LMU
Ludwig –––––
Maximilians –
Universität –– Abt. für Infektions-
München –––– und Tropenmedizin
Reife Dengue-2 Viruspartikel in
Gewebekultur (5. Tag; Elmi, x123.000)

34. Hauptvektor: Ae. aegypti
Zunehmend: Ae. albopictus
regional: Ae. polynesiensis
• tagaktiv, bevorzugt Schatten
• sticht bes. morgens und am
späteren Nachmittag
• anthropophil, brütet bevorzugt
peridomestisch
• Eiablage & Larvenentwick-
lung bes. in kleinen, sauberen
Wasseransammlungen
– z. B. Regenpfützen, Planzen,
Wasserbehälter, Altreifen
Aedes aegypti
LMU
Ludwig –––––
Maximilians –
Universität –– Abt. für Infektions-
München –––– und Tropenmedizin

35. Potenzielles Infestationsgebiet von Aedes aegypti
(ohne die Auswirkungen von Klimaveränderungen)

36. Wochen im Jahr, in denen urbane Ae.aegypti-
Populationen die kritische Vektordichte (mt >1)
erreichen könnten (Jetten et al. AJTMH 1997)
ORT LAND Höhe
über
NN
Wochen in denen mt>1 bei
Temperaturerhöhung um
0°C 2°C 4°C
Bangkok Thailand 2 53 53 53
Shanghai VR China 5 19 22 26
Kapstadt Südafrika 17 7 17 24
Rom Italien 46 16 20 24
New York USA 13 13 17 19
Athen Griechenland 107 21 25 28
Belgrad Serbien 132 11 20 20
Nairobi Kenia 1798 0 7 36
Mexiko City Mexiko 2485 0 6 26

37. Aedes albopictus (Asian Tiger Mosquito)
Glücksbambus
Export der asiatischen Tigermoskitos aus Indonesien über Altreifen und Pflanzen

38. Ausbreitung von Aedes albopictus in Italien
seit dem ersten Fund, Sept 1991 (Veneto)
Romi R, Ann Ist Super Sanita. 2001
2000: Ausbreitung in 30 Provinzen
in 9 Regionen

39. Chikungunya +
Aedes albopictus
• Seit 1/2005 gehäufte
fieberhafte KH auf den
Komoren (V.a. Dengue)
• ProMed 5.4.05:
Alphavirus (CHIK)
nachgewiesen (USA)
• 19.5.05: Fälle auf
Mauritius und Reunion
• 3.2.06: Seychellen
• Seit Januar 06: allein auf
Reunion >250.000 Fälle,
215 Todesfälle gemeldet
• Importe nach Europa
(F, D, CH, B, I, GB, NL)

40. Chikungunya
Bantu: „sich zusammenkrümmen“
• Alphavirus (ss RNA virus, Tansania 1952 ), Reservoir: Affen
• Vektor: Aedes albopictus und Ae. aegypti (u.a. Moskitos)
• Inkubation 2-4 (max. 12) Tage, hohes Fieber, Schüttelfrost, schwere
Arthralgien + Myalgien, Exanthem (<50%)
• In 10-30% über Wochen-Monate persist. Arthralgien
• Komplikationen: Blutungen, Hirn- u. Herzmuskelentzündungen,
Nierenversagen, diaplazentare Übertragung
• Diagnose: PCR, Serologie, Virusanzucht (Zellkultur)
• Therapie: symptomatisch, NSAIDs (z.B. Diclofenac)
• Prophylaxe: Mückenschutz (Aedes: tagaktiv !)

41. Aktueller Stand: ca. 400.00 Erkrankungen in 7 Ländern
Reunion:
> 250.000
Indien:
> 150.000

42. Chikungunya-Virus
Risko der autochthonen
Verbreitung in Europe ?
• Pros:
– Importe durch virämische Reisende in Europa
– Vektoren kommen in einigen Gebieten Europas vor
– Klimaänderung, globale Erwärmung ?
• Cons:
– Niedrige Vektordichte
– Vektor Kompetenz ?
– Klima / Jahreszeit: extrinsische Inkubation ?
– kein Tiereservoir (Asien ?)
ECDC, Stockholm 2006

43. New York, August 1999
 Meldung von 2 Enzephalitis-Fällen in
Queens (New York City Depart. Health)
 Identifikation eines Clusters von 6
Fällen in Queens
 serologisch V.a. St.Louis Enzephalitis (Arbovirose)
- Mückenbekämpfung (Insektizide)
 Juli/August: vermehrtes Vogelsterben in New York
- bes. Krähen
- im Bronx Zoo: 1 Kormoran, 2 Flamingos, 1 Pfau

44. bis zum 23. September
– Untersuchung der Vogelhirne im CDC (PCR, Sequenzierung)
– Isolierung eines Virus mit ca. 98% Homologie zum
West Nil Virus (WN, Arbovirus)
– Nachweis von WN-like Virus bei Enzephalitis-Patienten
bis zum 28. September
– 17 bestätigte und 20 wahrscheinliche WN-like Enzephalitis-Fälle
beim Menschen (Alter 15-87 J.)
– 4 Todesfälle (Alter 68-87 J.)
– New York City (25 Fälle), Westchester (8), Nassau (4)

48. gemeldete Fallzahlen:
Fälle Todesf. Staaten
1999/2000: 83 9 3
2001: 149 18 10
2002: 4.156 284 42
2003: 9.862 264 45
2004: 2.539 100 45
2005: 3.001 119 44
West Nile Virus
Ausbreitung USA
• August 1999:
erste Fälle in NewYork
• Import wahrscheinlich
durch infizierte Vögel
• Lokale Transmission
durch Culex-Moskitos
• Verbreitung durch
Vögel (> 110 Arten)

49. West Nile Fieber
• WNV erstmals isoliert
in Uganda (1937)
• Endemisch in Afrika, naher Osten (z.B. Israel),
mittlerer Osten, West- und Zentralasien
• Epidemien, z.B. in Rumänien (1996), Tschechien
(1997), Russland (1999 und 2005)
• Epizootien bei Pferden, z.B. in Italien (1998) und
Frankreich (2000)
Culex pipiens

50. Verbreitung von Culex pipiens
in Europa

51. West Nile Virus
• Ausbreitung nach Kanada und Mexiko
• Importfälle in Frankreich, Holland, Deutschland und
Tschechien (ex USA) und Dänemark (ex Kanada),
• Übertragungen durch Transfusion, Transplantation,
Nadelstichverletzungen, diaplazentar und Stillen
– PCR-Testung von Blutspenden in den USA
– in Europa 4-wöchiger Spendenausschluss nach USA-Reisen
(in D: Juni-November)

52. Beispiel weiterer Infektionskrankheiten mit
mögl. Begünstigung durch Klimawandel
Erkrankung Vektor, Vehikel Klimawandel
Schistosomiasis
(Bilharziose)
Zwischenwirts-
Schnecken
Ausbreitung in subtropische
Gewässer (z.B. Südeuropa)
Leishmaniosen Schmetterlings-
mücken
Ausbreitung in gemässigte
Zonen (z.B. Mitteleuropa)
Lyme-Borreliose,
FSME
Ixodes-Zecken Nord-Verschiebung der
Endemiegebiete (kühlere Geb.)
Zeckenbissfieber-
Rickettsiosen
versch. Zecken
(Rhipicephalus u.a.)
Ausbreitung in gemässigte
Zonen (z.B. Mitteleuropa)
Hantavirus (HPS) Urin von Wüsten-
nagern (Aerosol)
Explosionsartige Vermehrung
nach ausgedehnten Regenfällen
Cholera Wasser, Nahrung epidem. Ausbrüche nach
Überschwemmungen

53. Estimated Mortality (000s) attributable to Climate Change in
the Year 2000, by Cause and Subregion (Ezatti et al. WHO 2004)

55. Pathways through which climate change may affect health
Adapted from Patz et al. 2000

56. Zusammenfassung
• Einfluss der globalen Erwärmung
- am ehesten auf Vektor-übertragene Infektionen
- z.T. auch auf Wasser & Nahrungs-übertragene
Infektionen und Zoonosen (Tierreservoire)
• Veränderungen der Epidemiologie sind besonders in und am
Rande bisheriger Verbreitungsgebiete zu erwarten
– Ausdehnung der Endemiegebiete, Verlängerung der Übertragungssaison,
Ausdehnung in höher gelegene Gebiete, Begünstigung epidemischer
Ausbrüche
Aus dem Weltall kommen sie nicht ! Sie sind entweder real oder nicht !