Vorkommen im Berliner Stadtgebiet werden in den Sommermonaten seit einigen Jahren gemeldet, bisher war jedoch unbekannt, welche urbanen Räume das WNV-Vorkommen fördern. Ein Forschungsteam fing über zwei Jahre in den Sommermonaten Stechmücken auf fünf eng benachbarten, aber unterschiedlichen Flächen in Berlin und untersuchten sie auf Vorhandensein des Virus. Es stellte zum Teil hohe Infektionsraten in den Stechmücken fest, jedoch unterschied sich die Häufigkeit der Virusnachweise auf den Flächen deutlich. Die Stadtplanung habe signifikanten Einfluss auf die Infektionsrate von Stechmücken, so das Team in der Fachzeitschrift „Nature Communications“.
Die Studie wurde unter Leitung von Forschenden der Charité – Universitätsmedizin Berlin in Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Institut für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW), der Freien Universität Berlin und der Technischen Universität Berlin durchgeführt. Als Untersuchungsgebiete dienten Flächen, die sich hinsichtlich Begrünung, versiegelter Fläche und dem Vorkommen von Wasser unterscheiden. Hinzugezogen wurde außerdem eine ehemalige Industriefläche, die mit Blick auf Klimaanpassung und Regenwassermanagement nach dem sogenannten Schwammstadtkonzept renaturiert wurde. Diese unterschiedlichen Stadtstrukturen beeinflussen das Vorkommen des West-Nil-Virus erheblich: In Stechmücken auf einem Friedhof und in einer parkähnlichen Einfamilienhaussiedlung wurden die höchsten Infektionsraten gefunden, während in den Mücken in einem Naturschutzgebiet, im Hinterhof einer Wohnanlage und einer renaturierten Industriefläche deutlich niedrige Infektionsraten vorlagen.
WNV stammt ursprünglich aus Afrika und wurde in den 1960ern erstmalig in Europa nachgewiesen, und dabei vornehmlich im Mittelmeerraum. Der Klimawandel begünstigt die Ausbreitung des Virus, die vor allem über Zugvögel stattfindet. Seit 2018 ist das Virus auch in Deutschland nachweisbar und ansässig geworden. Lokal erworbene WNV-Infektionen beim Menschen treten vorrangig in Berlin, Brandenburg, Sachsen-Anhalt und Sachsen auf. Meistens verlaufen die Infektionen symptomlos, in seltenen Fällen kann es jedoch zu Fieber und schweren neuroinvasiven Erkrankungen kommen. „Das Virus wird sporadisch bei Blutspendern und schwer kranken Patienten nachgewiesen. Bei Tieren betrifft es vorrangig Vögel und Pferde, die an einer WNV-Infektion schwer erkranken oder versterben können. Um herauszufinden, wo sich das Virus besonders gut vermehren kann und wie hoch das Infektionsrisiko an unterschiedlichen Orten ist, haben wir ein standardisiertes und systematisches Monitoring durchgeführt“, sagen Studienleiterinnen Dr. Corinna Patzina-Mehling und Prof. Sandra Junglen von der Charité.
Um die Einflussfaktoren, die die Häufigkeit von WNV-Infektionen in Stechmücken bestimmen, besser verstehen zu können, fing das Team der Charité von Juni bis September in zwei aufeinanderfolgenden Jahren rund 25.000 Mücken auf fünf benachbarten, aber städtebaulich sehr unterschiedlichen Flächen in Berlin: in einer parkähnlichen Ein- und Mehrfamilienhaus-Anlage, einem naturnahen städtischen Friedhof, einem Naturschutzgebiet, einer nach dem Konzept der Schwammstadt renaturierten Industriebrache mit Grün- und Wasserflächen und im Innenhof eines Wohnblocks. Die Forschenden identifizierten die Mückenarten und untersuchten, ob eine Infektion mit dem WNV vorlag. Wenn Viren detektiert wurden, wurden deren Genome sequenziert, um herauszubekommen, ob die Viren sich lokal vermehrt hatten oder von außen eingetragen worden waren. Wenn die Mücken noch Blut ihrer letzten Mahlzeit in sich trugen, wurde auch dieses genetisch untersucht, um die Tierart festzustellen (Vogel, Säugetier oder Mensch), von der Blut gesaugt wurde.
Parallel dazu bestimmte das Team vom Leibniz-IZW die Zusammensetzung von Artengemeinschaften von Singvögeln nach einem standardisierten Gesangs-Monitoring auf den fünf Untersuchungsflächen. „Für die Analyse der Einflussfaktoren auf die Infektionsrate in Mücken haben wir eine Reihe von Umweltvariablen erhoben, beispielsweise die Verfügbarkeit von Wasser, den Versiegelungsgrad und die Dichte des Baum- oder Buschbestandes“, sagt Dr. Conny Landgraf vom Leibniz-IZW. „Darüber hinaus haben wir die Häufigkeit und Vielfalt der Mücken- und Vogelarten in die Analyse einbezogen.“
Infektionsrate schwankt kleinräumig und hängt von der städtischen Umwelt ab
Die Analysen ergaben, dass auf allen Untersuchungsflächen hautsächlich die Gemeine oder Nördliche Hausmücke (Culex pipiens), der Übertragungsvektor von WNV, vorkommt. „Wir haben keinen Unterschied in der Häufigkeit der Nördlichen Hausmücke auf den Untersuchungsflächen gefunden, der die erheblichen Unterschiede in den WNV-Infektionsraten erklären könnte. Die Stechmückendichte konnte als Erklärung gleichfalls ausgeschlossen werden, da erstaunlicherweise die niedrigsten Infektionsraten mit den höchsten Dichten an Stechmücken einhergingen,“ sagt Prof. Sandra Junglen. So wurden an bestimmten Standorten und in bestimmten Monaten hohe Infektionsraten verzeichnet, beispielsweise auf dem Friedhof und der parkähnlichen Wohnanlage. Im Naturschutzgebiet und auf der Schwammstadt-Fläche bewegten sich die Infektionsraten auf deutlich niedrigerem Niveau. Das Naturschutzgebiet wies in beiden Jahren zwar die höchste Zahl an Mücken auf, diese hatten jedoch die niedrigsten Infektionsraten.
„Wir korrelierten die Infektionsraten mit allen erhobenen und errechneten Faktoren und konnten zwei interessante Zusammenhänge feststellen“, erklärt Stephanie Kramer-Schadt, Abteilungsleiterin am Leibniz-IZW und Professorin an der Technischen Universität Berlin. „Da sich die Stechmücken ausschließlich an Vögeln infizieren können, sind das Vorkommen und die Artzusammensetzung von Vögeln entscheidend. Wir konnten sehen, dass die Infektionsrate in Stechmücken an den Standorten hoch war, an denen wir besonders viele an den Menschen und den städtischen Lebensraum angepasste Vogelarten vorfanden. Das Naturschutzgebiet wird von anderen Vogelarten bewohnt, und diese können das Virus vermutlich nicht oder deutlich weniger gut weitergeben.“
Zum einen hängt eine hohe Infektionsrate mit der Verfügbarkeit von Wasser ab, welche die Mücken als Brutstätte benötigen. Zum anderen ist die Kombination von Wasser und geeigneten Lebensräumen für bestimmte Vogelarten innerhalb des Stadtraums wichtig. Dies legt nahe, dass Entscheidungen zur Stadtplanung, besonders im Kontext der Anpassung von Städten an Hitze, Trockenheit und Starkregen im Zuge des Klimawandels, einen erheblichen Einfluss auf das Vorkommen Stechmücken-übertragener Infektionskrankheiten haben können. „Die Kombination von naturnaher Begrünung, Wasser und geeigneten Lebensräumen für eine vielfältige Tierwelt ist eine entscheidende Stellschraube, um in Zukunft Infektionen verhindern zu können“, sagt Prof. Sandra Junglen. „Naturnahe Begrünung und eine vielfältige Tierwelt scheinen einen positiven Einfluss auf die Infektionsrate von Stechmücken zu haben.“
