Modeling the Risk of Dengue Fever in Europe Based on the Extrinsic Incubation Period and Climate Change Projections

Titelangaben

Muffler, Lena:
Modeling the Risk of Dengue Fever in Europe Based on the Extrinsic Incubation Period and Climate Change Projections.
Universität Bayreuth , 2015 . - VIII, 56 S.
(Masterarbeit, 2015, Universität Bayreuth, Fakultät für Biologie, Chemie und Geowissenschaften)

Volltext

	Format: PDF Name: Muffler_masterthesis_2015-05-28_epub.pdf Version: Veröffentlichte Version Verfügbar mit der Lizenz Creative Commons BY 4.0: Namensnennung
	Download (56MB)

Abstract

Globally, dengue fever is one of the most rapidly spreading vector-borne-diseases due to increasing trade as well as travel and changing environmental conditions with advancing climate change. Furthermore, the establishment of the vector Aedes albopictus Skuse continues to progress in Europe. The time interval between virus acquisition and transmission (EIP) by the vector is negatively correlated with temperature. Thus, it was hypothesized that the climatic suitability for dengue transmission will increase in Europe with advancing climate change. For modeling the relationship between temperature and EIP of dengue, a non-linear unimodal function was applied. Subsequently, the EIP and the climatic suitability for Ae. albopictus in Europe were modelled based on temperature parameters. Both models were combined to project the climatic suitability for dengue transmission in Europe. All projections referred to the 21st century and were based on two divergent IPCC5 scenarios (RCP4.5 and RCP8.5). The EIP of dengue was detected to shorten generally in Europe in times of climate change. The climatic suitability for Ae. albopictus was projected to become higher in Europe. Consequently, the potential for dengue transmission was detected to increase in Europe with advancing climate change. Areas with high climatic suitability were projected to expand and to show a north-ward shift. Moreover, south-western parts of the Iberian Peninsula are expected to show the shortest EIP in Europe, but a low potential for dengue transmission due to a low climatic suitability for Ae. albopictus. Hotspots for dengue transmission were projected for the Mediterranean islands and for the coastline along the Mediterranean Sea as well as Black Sea. Thus, especially touristic areas are expected to be hotspots for dengue transmission. Here, the transmission risk for dengue can be facilitated through increasing human population density and increasing travel activity during summer. Thus, monitoring and control measures should be set up to recognize dengue outbreaks and to avoid the spread of dengue across Europe. Dengue is no longer a mere tropical disease. In the near future it can become a threat for Europe with advancing climate change.

Abstract in weiterer Sprache

Aufgrund von zunehmendem Handel und Reisetätigkeiten sowie sich verändernden Umweltbedingungen im Zuge des Klimawandels zählt Dengue-Fieber zu den vektorübetragenen Krankheiten, die sich weltweit am schnellsten ausbreiten. Darüber hinaus schreitet die Etablierung des Vektors Aedes albopictus Skuse in Europa immer weiter voran. Die Zeitspanne, die zwischen Virus Aufnahme und der Möglichkeit der Weitergabe (extrinsische Inkubationszeit) durch den Vektor liegt, korreliert negativ mit der Temperatur. Daher wurde die Hypothese aufgestellt, dass die klimatischen Bedingungen, die für eine Übertragung von Dengue-Fieber geeignet sind, in Europa im Zuge des Klimawandels zunehmen werden. Die Beziehung zwischen Temperatur und der extrinsischen Inkubationszeit von Dengue-Fieber wurde modelliert, indem eine nicht-lineare unimodale Funktion angepasst wurde. Anschließend wurde die extrinsische Inkubationszeit und die Eignung der klimatischen Bedingungen für Ae. albopictus auf Grundlage von Temperaturparametern modelliert. Beide Modelle wurden kombiniert, um die Eignung der klimatischen Bedingungen für Dengue-Fieber in Europa zu modellieren. Alle Projektionen beziehen sich auf das 21. Jahrhundert und basieren auf zwei unterschiedlichen IPCC5 Szenarien (RCP4.5 und RCP8.5). Es konnte festgestellt werden, dass sich die extrinsische Inkubationszeit in Europa im Zuge des Klimawandels verkürzen wird. Die klimatischen Bedingungen in Europa werden zunehmend den Anforderung von Ae. albopictus entsprechen. Es konnte weiterhin festgestellt werden, dass sich das Potential für eine Dengue-Übertragung in Europa im Zuge des Klimawandels erhöhen wird. Laut Projektionen werden sich Gebiete mit sehr geeigneten klimatischen Bedingungen ausdehnen und nach Norden verlagern. Weiterhin wird erwartet, dass der südwestliche Teil der iberischen Halbinsel durch die kürzeste extrinsische Inkubationszeit in Europa gekennzeichnet ist. Aufgrund einer geringen klimatischen Eignung für Ae. albopictus wird der südwestliche Teil der iberischen Halbinsel jedoch ein geringes Potential für Dengue-Übertragung aufweisen. Brennpunkte einer Dengue-Übertragung werden laut Projektionen die Mittelmeerinseln, sowie die Schwarzmeer- und Mittelmeerküste sein. Daher werden in Zukunft insbesondere touristische Gebiete solche Brennpunkte sein. Zusätzlich kann sich hier die Gefahr einer Dengue-Übertragung durch ansteigende Bevölkerungsdichte und Reiseaktivität im Sommer weiter erhöhen. Daher sollten Überwachungs- und Kontrollmaßnahmen eingeführt werden, um Dengue-Ausbrüche zu erkennen und die Ausbreitung über Europa zu verhindern. Dengue-Fieber ist nicht mehr nur eine Tropenkrankheit, sondern kann mit fortschreitendem Klimawandel in naher Zukunft zu einer Bedrohung für Europa werden.