Bei durch Stechmücken übertragenen Krankheiten wie dem Dengue-Fieber dient die Fülle der Insekten an Orten, an denen sich Menschen versammeln, seit langem als wichtigstes Barometer für das Infektionsrisiko. Eine neue Studie legt jedoch nahe, dass die Anzahl „versteckter“ Infektionen, die an einen Ort gebunden sind, oder Fälle von Infizierten, die keine Symptome zeigen, der Schlüsselindikator für das Dengue-Risiko ist.
PNAS-Nexus veröffentlichte die von Wissenschaftlern der Emory College geleitete Forschung, die sich auf Daten stützte, die sechs Jahre lang in der peruanischen Stadt Iquitos im Amazonasgebiet gesammelt wurden.
Die Ergebnisse zeigten, dass 8 % der menschlichen Aktivitätsbereiche in der Studie für mehr als die Hälfte der Infektionen während eines Dengue-Ausbruchs verantwortlich waren. Und diese „Tremendous-Spreader“-Räume waren mit einem Überwiegen asymptomatischer Fälle oder 74 % aller Infektionen verbunden.
„Unsere Ergebnisse zeigen, dass jede Intervention im Bereich der öffentlichen Gesundheit, die sich auf die Reaktion auf symptomatische Dengue-Fälle konzentriert, einen Ausbruch nicht kontrollieren kann“, sagt Gonzalo Vazquez-Prokopec, Erstautor der Studie und außerordentlicher Professor für Umweltwissenschaften bei Emory. „Symptomatische Fälle stellen nur die Spitze des Eisbergs dar.“
Zu den Co-Autoren der Studie gehören Uriel Kitron, Emory-Professor für Umweltwissenschaften; Lance Waller, Professor für Biostatistik und Bioinformatik an der Rollins Faculty of Public Well being in Emory; und Wissenschaftler der College of California-Davis, der Tulane College, der San Diego State College, der College of Notre Dame, der North Carolina State College und der US Naval Scientific Analysis Unit in Lima, Peru.
Dengue-Fieber wird durch ein Virus verursacht, das durch den Biss einer Frau übertragen wird Aedes aegypti Moskito. Wenn das Insekt einem mit Dengue-Fieber infizierten Menschen eine Blutmahlzeit entnimmt, beginnt das Virus, sich in der Mücke zu replizieren. Das Virus kann sich dann auf eine andere Individual ausbreiten, die die Mücke Tage später sticht.
Diese Mückenart ernährt sich ausschließlich von menschlichem Blut, hat eine begrenzte Flugreichweite von etwa 100 Metern und gedeiht in weitläufigen urbanen Gebieten der Tropen und Subtropen. Sein bevorzugter Lebensraum ist in Häusern, wo er auf Möbelrücken und an den Sockeln von Wänden ruht. Sogar das bisschen Wasser, das von einem umgedrehten Flaschenverschluss gehalten wird, kann als Kinderstube für seine Larven dienen.
Vazquez-Prokopec leistet Pionierarbeit bei neuen Maßnahmen gegen durch Mücken übertragene Krankheiten, einschließlich der Erfassung raumzeitlicher Daten, um Ausbrüche von Krankheitserregern zu verfolgen, vorherzusagen und zu kontrollieren Aedes aegypti. Die Mücke verbreitet neben Dengue auch die Viren Zika, Chikungunya und Gelbfieber.
Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation treten weltweit jährlich rund 500.000 Dengue-Fälle auf. Die Krankheit wird durch vier unterschiedliche, aber eng verwandte Serotypen des Dengue-Virus verursacht. Infizierte Personen können eine gewisse Immunität haben, die sie daran hindert, spürbare Auswirkungen zu erfahren, während andere durch Symptome wie excessive Schmerzen, Erbrechen und Hautausschläge eine Woche oder länger stark geschwächt sein können. Das hämorrhagische Dengue-Fieber, die schwerste Shape der Krankheit, verursacht jährlich weltweit schätzungsweise 25.000 Todesfälle.
Iquitos, eine Stadt mit speedy 500.000 Einwohnern am Rande des Amazonas-Regenwaldes in Peru, ist ein Dengue-Hotspot. Seit mehr als einem Jahrzehnt haben Vazquez-Prokopec und Kollegen Muster der menschlichen Mobilität und der Dengue-Ausbreitung in Iquitos kartiert.
„Bei Krankheiten, die direkt von einer Individual auf eine andere übertragen werden, wie COVID-19, kommt es darauf an, wem Sie nahe standen“, sagt er. „Aber im Fall von Dengue ist es am wichtigsten, wohin Sie gegangen sind.“
Für die aktuelle Studie wollten die Forscher die Rolle asymptomatischer Fälle bestimmen. Menschen ohne Symptome können weiterhin ihren täglichen Routinen nachgehen und unwissentlich alle Moskitos infizieren, die sie stechen, wodurch das Virus später auf mehr Menschen übertragen werden kann.
An der Studie nahmen 4.600 Personen in zwei verschiedenen Stadtteilen teil. Sie wurden dreimal wöchentlich zu ihrer Mobilität befragt. Diese Daten wurden verwendet, um „Aktivitätsräume“ wie Wohnhäuser, Kirchen und Schulen zu kartieren.
Die Studienteilnehmer wurden außerdem regelmäßig überwacht, um festzustellen, ob bei ihnen Dengue-Symptome auftraten. Blutanalysen bestätigten während des sechsjährigen Studienzeitraums insgesamt 257 symptomatische Dengue-Fälle. Das führte zu Untersuchungen anderer Teilnehmer, deren Aktivitätsräume sich mit den symptomatischen Fällen überschnitten. Bei mehr als 2.000 dieser ortsbezogenen Kontakte wurde durch Blutuntersuchungen eine Dengue-Infektion bestätigt, und mehr als die Hälfte von ihnen gab an, keine auffälligen Symptome zu haben.
Die Ergebnisse zeigten die Rolle asymptomatischer „Superspreader“ bei einem Dengue-Ausbruch auf. Eine kleine Anzahl der Aktivitätsräume oder 8 % warfare mit mehr als der Hälfte der Infektionen verbunden, und die meisten der mit diesen Orten verbundenen Fälle waren asymptomatisch.
Die umfassende, einzigartige Studie schlüsselte die Virusinfektionen nach Serotypen auf und maß die Anzahl der Mücken in den Aktivitätsräumen.
„Wir haben festgestellt, dass die Anzahl der Mücken an einem Ort allein kein Prädiktor für das Infektionsrisiko ist“, sagt Vazquez-Prokopec.
Stattdessen erfordert die Risikovorhersage für einen Standort eine Kaskade von Umständen: eine hohe Anzahl asymptomatischer Fälle, die den Standort frequentieren, kombiniert mit einer hohen Anzahl von Mücken und einer hohen Anzahl von Menschen, die nicht gegen den bestimmten Serotyp des zirkulierenden Dengue-Virus immun sind.
„Das ist die komplizierte Natur dieses Virus“, sagt Vazquez-Prokopec. „Wir haben die Rolle asymptomatischer Fälle bei der Verbreitung von Dengue unterschätzt.“
Im Allgemeinen sind etwa 50 bis 70 % der Dengue-Fälle asymptomatisch, was once eine Erkennung durch Gesundheitsbehörden unpraktisch macht, und die aktuelle Studie zeigt, dass asymptomatische Fälle mit einem Drittel der Übertragung zusammenhängen.
„Die Lektion ist, dass wir uns auf die Prävention von Dengue-Ausbrüchen konzentrieren müssen“, sagt Vazquez-Prokopec. „Die Interventionen für Dengue sind seit Jahrzehnten reaktiv. Einfach zu reagieren, indem ein Netz um gemeldete Krankheitsfälle geschlossen wird, wird einen Ausbruch jedoch nicht eindämmen können, da dies den Superspreadern fehlt.“
Die Studie wurde vom US Nationwide Institute of Hypersensitivity and Infectious Illnesses, der Invoice and Melinda Gates Basis, der College of Notre Dame, der Protection Danger Aid Company, dem Army Infectious Illness Analysis Program und dem Forschungsprogramm World Rising Infections Methods der Armed Forces Well being Surveillance Department finanziert.