Wachsende Risiken durch Stechmückenübertragene Krankheiten in Bayern: Sensibilisierung betroffener Zielgruppen und Information breiter Gesellschaftskreise (BayByeMos)

Universität Bayreuth

Hintergrund und Ziel des Projekts

Durch Stechmücken übertragene Krankheiten stellen ein bislang oft unterschätztes Risiko dar. In Deutschland spielte die lokale Übertragung solcher Erkrankungen in der jüngeren Vergangenheit kaum eine Rolle. Entsprechend besteht die Gefahr, dass mögliche Infektionen bei künftig auftretenden lokalen Übertragungen nicht sofort erkannt oder korrekt diagnostiziert werden.

Die Thematik ist sowohl neu als auch komplex: Viele arbovirale Erkrankungen wie Dengue- oder Chikungunya-Fieber werden von Stechmückenarten übertragen, die ursprünglich nicht in Mitteleuropa heimisch waren. Diese gelangen zunehmend über den internationalen Waren- und Reiseverkehr nach Europa und können sich hier etablieren und weiter ausbreiten. Ein bekanntes Beispiel ist die Asiatische Tigermücke (Aedes albopictus). Darüber hinaus sind auch einheimische Stechmückenarten in der Lage, neu auftretende Viren zu übertragen. Hierzu zählt etwa das West-Nil-Virus, das vor allem über Zugvögel, aber auch durch Reisende eingeschleppt wird.

Ein flächendeckend etabliertes und validiertes Frühwarnsystem zur Bewertung dieser Risiken existiert in Deutschland bislang nicht.

Der Klimawandel beeinflusst in Bayern zunehmend die Ansiedlung neuer Stechmückenarten und die Verbreitung von Krankheitserregern. Höhere Temperaturen führen unter anderem zu verlängerten Aktivitätsphasen, einer steigenden Anzahl von Stechmückengenerationen pro Jahr sowie zu besseren Überlebensbedingungen für Eier und Embryonen während milder Winter. Zudem verläuft die Vermehrung von Viren innerhalb der Stechmücken bei wärmeren Bedingungen deutlich schneller.

Eine besondere Herausforderung stellen dabei städtische Wärmeinseln dar. In dicht bebauten Gebieten können lokal deutlich höhere Temperaturen auftreten als im Umland, was günstige Bedingungen für Stechmücken und Krankheitsübertragung schaffen kann. Herkömmliche Modellansätze stoßen hier an ihre Grenzen, da sie häufig nicht über die notwendige räumliche Auflösung verfügen, um solche kleinräumigen klimatischen Veränderungen ausreichend abzubilden.

Eine umfassende und detaillierte Analyse des Einflusses städtischer Wärmeinseln auf die Ansiedlung, Entwicklung und potenzielle Krankheitsübertragung durch Stechmücken lag bislang für Deutschland nicht vor.

Folgende Projektziele wurden im Projekt BayByeMos verfolgt, dabei wurde besonderer Wert auf Praxisbezug, Evaluierung und Validierung gelegt:

  • Validierung und Ergänzung des bestehenden epidemiologischen Modells für West-Nil-Fieber-Erkrankungen durch räumliche Erweiterung des bisherigen Frühwarnsystems auf Ausbruchsgebiete in Deutschland
  • Räumlich und zeitlich differenzierte Abschätzung des Übertragungsrisikos für West-Nil-Virus und Chikungunya-Virus im städtischen Umfeld
  • Räumliche und zeitlich differenzierte Schätzung der möglichen Abundanz (Zahl der Individuen) der Asiatischen Tigermücke im städtischen Umfeld
  • Einbindung von Temperaturdaten aus Klimawandelprojektionen für die epidemiologischen und populationsbiologischen Modelle im innerstädtischen Umfeld
  • Anwenderfreundliche Optimierung des Frühwarnsystems unter Einbezug von Experten und Expertinnen, verschiedenen Interessensgruppen
  • Sekundärnutzung der Evaluationsergebnisse durch Hinzuziehen des Öffentlichen Gesundheitsdienstes: Entwicklung eines vereinfachten Score-Systems zur Bekanntgabe von präventiven Verhaltensregeln in Risikogebieten

Relevanz des Projektes für Praxis und Politik (v. a. in Bayern)

Das Projekt verbessert die Einschätzung gesundheitlicher, klimaassoziierter Risiken in Bayern. Darüber hinaus können mittels der Entwicklung vorbeugender Anpassungsstrategien die gesundheitsgefährdenden Auswirkungen in Bayern, aber auch in ganz Deutschland, abgeschwächt werden. Es unterstützt die bayerische Praxis und Politik entsprechend der Bayerischen Klima-Anpassungsstrategie im Handlungsfeld „Menschliche Gesundheit“. Im Hinblick auf das mögliche neue Auftreten von zoonotischen Infektionskrankheiten in Bayern spielen das “Monitoring vektorgetragener Expositionen und Infektionskrankheiten” und die “Entwicklung von Frühwarnsystemen” eine entscheidende Rolle.

Methoden und Projektergebnisse

Aufbauend auf dem vorangegangenen Projekt BayVirMos wurde das epidemiologische Modell für West-Nil-Fieber-Übertragungen erweitert und validiert. Zudem konnte die räumliche Auflösung der wöchentlichen Risikoabschätzung für eine Virusübertragung insbesondere im urbanen Raum deutlich verbessert werden. Zur Validierung des entwickelten Warnsystems wurde dieses auf bekannte Ausbruchsgebiete in Deutschland ausgeweitet und anhand bereits dokumentierter West-Nil-Fieber-Erkrankungsfälle – insbesondere in Ostdeutschland – überprüft. Durch gezielte Anpassungen der Parametrisierung sowie die Ergänzung und Modifikation einzelner Modellkomponenten – darunter die gesonderte Betrachtung von Stand- und Zugvögeln als Wirte und die Ergänzung eines Culex-Stechmückenmodells – konnte das epidemiologische Modell an die aktuelle epidemiologische Situation in Deutschland angepasst werden. Dies führte zu einer verbesserten Risikoabschätzung für Bayern.

Ein bestehendes epidemiologisches Modell zur Übertragung des Chikungunya-Virus wurde für den Einsatz in bayerischen Städten aufbereitet und unter Verwendung hochaufgelöster Temperaturdaten betrieben. Dabei wurde das Modell gezielt an die besonderen Bedingungen im urbanen Raum angepasst.

Ergänzend wurde ein populationsbiologisches Modell für die Asiatische Tigermücke entwickelt. Dieses diente als Grundlage zur Bewertung der potenziellen Übertragung des Chikungunya-Virus und ermöglichte zugleich die Identifikation von Stadtgebieten, in denen Maßnahmen zum Stechmückenmonitoring und zur Kontrolle besonders effizient eingesetzt werden können.

Für alle Modelle konnte die räumliche Auflösung durch die Integration verschiedener Datengrundlagen weiter verbessert werden. Hierzu zählten modellierte Temperaturdaten, Stationsmessungen sowie Fernerkundungsdaten.

Die Klimaprojektionsdaten des Bayerischen Landesamts für Umwelt (LfU) wurden integriert, um die zukünftigen Bedingungen für eine mögliche Ansiedlung der Asiatischen Tigermücke, der Übertragung des West-Nil-Virus und des Chikungunya-Virus abzuschätzen (Bayerisches Klimainformationssystem BayKIS, RCP 2.6 und RCP 8.5). Dafür wurden die aktuellen Tagestemperaturen um die Medianwerte des erwarteten Temperaturanstiegs bis zum Ende des Jahrhunderts (2071–2100) für die jeweiligen Städte addiert.

Während West-Nil-Virus-Infektionen bis vor Kurzem überwiegend in Ostdeutschland auftraten, zeigen die Ergebnisse, dass eine weitere Ausbreitung wahrscheinlich ist. Besonders gefährdet sind Teile Baden-Württembergs, aber auch Landkreise in Bayern (2019: 20, 2022: 5). WNV-Infektionen sind stark von klimatischen Dynamiken abhängig, wobei die Temperatur den einflussreichsten Umweltparameter darstellt.

Die Ergebnisse wurden als Publikation aufbereitet und 2024 im Journal of Epidemiology and Global Health veröffentlicht:

Mbaoma, OC; Thomas, S M; Beierkuhnlein, C: Spatiotemporally Explicit Epidemic Model for West Nile Virus Outbreak in Germany: An Inversely Calibrated Approach, Journal of Epidemiology and Global Health, 14, 1052-1070 (2024), online: 04.07.2024, doi:10.1007/s44197-024-00254-0

Das BayByeMos West-Nil-Virus-Modell wurde während der Projektlaufzeit täglich auf einem Server der UBT/Biogeo berechnet, sodass aktuell die neusten Modellergebnisse über das Portal eingesehen werden konnten (einschl. 2025). Die gesamte Online-Anwendung kann über die Projekt-Homepage (https://www.bayceer.uni-bayreuth.de/BayByeMos) oder direkt über (https://www.bayceer.uni-bayreuth.de/BayByeMos/riskmaps/wnv) eingesehen werden.

Ebenso wurden die hochauflösenden Risikokarten für die Chikungunya-Virusübertragung basierend auf epidemiologischen Modellen sowie Karten der Ansiedlungswahrscheinlichkeit der Asiatischen Tigermücke auf Grundlage eines populationsbiologischen Modells für die sieben einwohnerreichsten Städte Bayerns (München, Nürnberg, Augsburg, Regensburg, Ingolstadt, Fürth und Würzburg) und aufgrund der guten Datenlage auch für Bayreuth zur Verfügung gestellt:

(https://www.bayceer.uni-bayreuth.de/BayByeMos/de/risikokart/gru/html.php?id_obj=173118).

Eine zielgruppenspezifische Evaluation des Warnsystems (u. a. mit Ärztinnen und Ärzten, Fachexpertinnen und Fachexperten sowie dem ÖGD) wurde durchgeführt. Die Evaluation erfolgte mittels qualitativer Experteninterviews und quantitativer Befragungen relevanter Stakeholder (insbesondere Ärzteschaft, Veterinärmedizin und des ÖGD), um das Warnsystem an deren Bedürfnisse anzupassen und es als zentrale Anlaufstelle für neu aufkommende Erkrankungen zu etablieren. Zudem wurden die Akzeptanz sowie die hemmenden und unterstützenden Faktoren für den alltäglichen Betrieb der Online-Plattform durch die Nutzenden ermittelt. Es wurde analysiert, wie oft und inwieweit sich Ärztinnen und Ärzte sowie andere Stakeholder mit stechmückenübertragenen Infektionskrankheiten auseinandersetzen und wie dies durch das Frühwarnsystem optimiert werden kann.

Ergänzend fand ein digitaler Fachaustausch mit Expertinnen und Experten aus unterschiedlichen fachlichen und institutionellen Bereichen, u. a. aus der Human- und Veterinärmedizin, dem Öffentlichen Gesundheitsdienst (ÖGD), dem Infektionsschutz und der Epidemiologie, statt, bei dem ausgewählte Evaluationsergebnisse vorgestellt und diskutiert wurden. Im Rahmen des Workshops wurden zudem mögliche Kommunikationsstrategien (z. B. für Multiplikatoren, die allgemeine Öffentlichkeit, die Veterinärmedizin oder zur Akutkommunikation) abgeleitet.

Aufbauend auf den Ergebnissen der Evaluation und des Fachaustausches wurde ein allgemein verständliches Score-System (Risikostufen) entwickelt, das Nutzende auf Landkreisebene über das lokale Infektionsrisiko für bestimmte stechmückenübertragene Krankheiten informiert. Das Score-System unterscheidet vier Risikostufen, die auf Grundlage des Basisreproduktionswerts R0 gebildet wurden. In die Plattform integriert sind außerdem allgemeine Verhaltensempfehlungen sowie Schutzmaßnahmen für die Bevölkerung, die sich leicht und praktikabel im Alltag umsetzen lassen und letztlich zu einer reduzierten Ansteckung und Ausbreitung stechmückenübertragener zoonotischer Erkrankungen führen sollen.

Die Projektergebnisse dienen der Aufklärung der Bevölkerung über mögliche neuartige gesundheitliche Gefahren. Darüber hinaus schafft BayByeMos die Voraussetzungen für die Entwicklung und Implementierung weiterführender Schulungs- und Informationsangebote für medizinisches Fachpersonal im Umgang mit zunehmenden gesundheitlichen Belastungen durch stechmückenübertragene Erkrankungen. Die gezielte Information und Sensibilisierung der bayerischen Bevölkerung, des Öffentlichen Gesundheitsdienstes sowie der ärztlichen Aus- und Weiterbildung stellt ein Desiderat dar. Dieses kann perspektivisch auf Grundlage der im Projekt entwickelten Kommunikationsstrategien adressiert werden.