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Klimawandel und Infektionskrankheiten Prof. Dr. Thomas Löscher PowerPoint PPT Presentation


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Fortbildungstag der Meteorologischen Gesellschaft Zweigverein Munchen, 19. Mai 2006 Ursachen und Folgen des Klimawandels. Klimawandel und Infektionskrankheiten Prof. Dr. Thomas Löscher Abteilung für Infektions- und Tropenmedizin (AITM) Klinikum der Universität München (LMU)

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Klimawandel und Infektionskrankheiten Prof. Dr. Thomas Löscher

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Presentation Transcript


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Fortbildungstag der Meteorologischen GesellschaftZweigverein Munchen, 19. Mai 2006Ursachen und Folgen des Klimawandels

Klimawandel und

Infektionskrankheiten

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


Klimawandel und auswirkungen auf die gesundheit

Klimawandel und Auswirkungen auf die Gesundheit:

  • Hitzewellen, Zunahme von Ozonbelastung & Luftverschmutzung

  • Überschwemmungen, Wasserverschmutzung

  • Dürren, Wassermangel, Unter/Mangelernährung

  • Begünstigung von Infektionskrankheiten


Burden of disease by dayls 2002 disability adjusted life years

Burden of Disease by DAYLs, 2002*(Disability adjusted life years)

* World Health Report 2004


Die wichtigsten todesursachen 2002

Die wichtigsten Todesursachen 2002*

* World Health Report 2004


The big five

The Big Five

  • Pneumonia

  • AIDS

  • Diarrhea

  • Tb

  • Malaria


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Epidemiology of Important Infectious DiseasesWHO estimates for 2002 (in millions)*

* World Health Report 2004


Bertragungszyklen von infektionskrankheiten

Indirekte Übertragung

Mensch

Vektor/Vehikel

Vektor/Vehikel

Mensch

Tier

Tier

Zoonosen:

Vektor/Vehikel

Vektor/Vehikel

Tier

Tier

Mensch

Mensch

Übertragungszyklen von Infektionskrankheiten

Direkte Übertragung

Mensch

Anthroponosen:

Mensch


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Malariaerreger und -erkrankungen des Menschen

Singh et al., Lancet 2004:

58% of Cases diagnosed as P. malariae in Malaysian Borneo are

Plasmodium knowlesi, by SS rRNA PCR


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Malaria - Zyklus (Schema)

Zygote

Ookinet

Sporozoiten

Sexuelle Vermehrung

Oozyste

und Sporogonie

Gamogonie

Gametozyten

Sporozoiten

Trophozoiten

Erythrozytäre

Hypnozoiten

Schizogonie

Merozoiten

Exoerythrozytäre (intra-

Schizonten

hepatische) Schizogonie

Löscher T: Malaria, In: Innere Medizin (Hrsg.: Zöllner N, Springer 1996)


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Malaria: Vektor

Übertragung von Plasmodien durch weibliche Anophelesmücken

(ca. 400 verschiedene Spezies, davon ca. 80 als Vektoren bedeutsam)

  • 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

* extrinsische Inkubationszeit


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Malaria in 2006

  • 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


Geograpische verbreitung der malaria

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


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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


Current distribution of some medically important anopheles mosquitoes in europe

Current Distribution of some Medically Important Anopheles Mosquitoes in Europe

A. maculipennis

A. atroparvus

A. plumbeus

A. sacharovi


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Distribution of malaria cases by years in Turkey , 1925-2003

seit 1972 nur P. vivax

Arbeitsmigration und

A.sacharovi-Zunahme 

A.sacharovi-Resistenz

GAP-Projekt*

* GAP: South-eastern Anatolia Irrigation Project


Malaria tertiana in der t rkei gemeldete f lle

Malaria tertiana in der Türkei(gemeldete Fälle)

15 Mill. Einwohner in Endemiegebieten (2005)


Meldezahlen autochthoner malariaf lle in l nder der who europa region meist p vivax

Meldezahlen autochthoner Malariafälle in Länder der WHO Europa Region (meist P. vivax)

* in Tadschikistan ca. 25% P. falciparum


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

WHO-Schätzung: 300.000- 400.000 Fälle pro Jahr


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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


Satelittenbilder mosambik

Satelittenbilder Mosambik

1. März 2000

22. August 1999


2000 flutkatastrophe malaria in mosambik gesamtbev lkerung ca 18 mill

2000 Flutkatastrophe & Malaria in Mosambik(Gesamtbevölkerung ca. 18 Mill.)

Zahl der wöchentlich

diagnostizierten Malaria-

Patienten im Gesundheits-

zentrum Chókwè, Gaza

Province, Mosambik

(Hashizume et al.

Public Health 2006)


Effekte von temperaturerh hung auf vektor moskito erreger und bertragung

Effekte von Temperaturerhöhung auf Vektor (Moskito), Erreger und Übertragung

Sporozoiten von P. falciparum

Anopheles gambiae complex


Zusammenhang zwischen umgebungstemperatur und extrinsischer inkubationszeit

Zusammenhang zwischen Umgebungstemperatur und extrinsischer Inkubationszeit

Plasmodium falciparum im Blutausstrich

Ebert et al., 2005


Zunahme der weltweiten malariapr valenz

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


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Baseline climate conditions (1961-1990)

Potential transmission

of P.falciparum malaria

using a modified MIASMA

model for an ‚unmitigated

emissions‘ scenario

The Hadley Centre, 2005

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


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

> 50 Mill. Erkrankungen/Jahr

> 25.000 Todesfälle/Jahr

LMU

Ludwig –––––

Maximilians –

Universität ––Abt. für Infektions-

München ––––und Tropenmedizin


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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

Reife Dengue-2 Viruspartikel in

Gewebekultur (5. Tag; Elmi, x123.000)

LMU

Ludwig –––––

Maximilians –

Universität –– Abt. für Infektions-

München –––– und Tropenmedizin


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

  • 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

Hauptvektor: Ae. aegyptiZunehmend:Ae. albopictusregional: Ae. polynesiensis

Aedes aegypti

LMU

Ludwig –––––

Maximilians –

Universität –– Abt. für Infektions-

München –––– und Tropenmedizin


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Potenzielles Infestationsgebiet von Aedes aegypti

(ohne die Auswirkungen von Klimaveränderungen)


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Wochen im Jahr, in denen urbane Ae.aegypti-Populationen die kritische Vektordichte (mt >1) erreichen könnten (Jetten et al. AJTMH 1997)


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Export der asiatischen Tigermoskitos aus Indonesien über Altreifen und Pflanzen

Glücksbambus

Aedes albopictus(Asian Tiger Mosquito)


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Ausbreitung von Aedes albopictus in Italien

seit dem ersten Fund, Sept 1991 (Veneto)

2000: Ausbreitung in 30 Provinzen

in 9 Regionen

Romi R, Ann Ist Super Sanita. 2001


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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)


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

ChikungunyaBantu: „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 !)


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

Aktueller Stand: ca. 400.00 Erkrankungen in 7 Ländern

Reunion:

> 250.000

Indien:

> 150.000


Chikungunya virus risko der autochthonen verbreitung in europe

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


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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)


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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)

gemeldete Fallzahlen:

Fälle Todesf. Staaten 1999/2000: 83 9 3

2001: 149 18 10

2002: 4.156284 42

2003: 9.862264 45

2004: 2.539100 45

2005: 3.001 119 44


West nile fieber

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


Verbreitung von culex pipiens in europa

Verbreitung von Culex pipiensin Europa


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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)


Beispiel weiterer infektionskrankheiten mit m gl beg nstigung durch klimawandel

Beispiel weiterer Infektionskrankheiten mit mögl. Begünstigung durch Klimawandel


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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


Pathways through which climate change may affect health

Pathways through which climate change may affect health

Adapted from Patz et al. 2000


Klimawandel und infektionskrankheiten prof dr thomas l scher

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

  • Die Industrieländern sind ….

    • zwar die Hauptverursacher des menschlichen Anteils am Klimawandel

    • aber nicht die Hauptträger der gesundheitlichen Folgen


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