West-Nil-Fieber: Nachwuchs-Forschende modellieren Ausbreitung in Deutschland
Wissenschaftler:innen am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin (BNITM) kalkulieren mit Hilfe unterschiedlicher mathematischer Modelle die zu erwartende Ausbreitung des West-Nil-Virus in Deutschland. Außerdem entwickeln sie Vorhersagemodelle, die berechnen, wie sich Stechmückenpopulationen entwickeln und welche Überwachungs- und Präventionsmaßnahmen am vielversprechendsten sind.
West-Nil-Virus: Ausbreitung nach Europa
Das West-Nil-Virus ist ein von Stechmücken übertragenes Virus, das vor allem zwischen Vögeln und Stechmücken zirkuliert und seit 2018 auch in Deutschland regelmäßig nachgewiesen wird. Seit einigen Jahren breitet sich das Virus in Europa zunehmend nach Norden und Westen aus. Die meisten Infektionen beim Menschen verlaufen zwar mild oder unbemerkt, bei einem Teil der Erkrankten kann es jedoch zu schweren Verläufen mit Hirnhaut- oder Gehirnentzündungen kommen. Pferde können ebenfalls schwer erkranken.
Räumliches Ausbreitungsmodell für West-Nil-Virus
Zwei Nachwuchswissenschaftler am BNITM haben nun Modelle entwickelt, um die Ausbreitungsdynamik von Stechmücken und Virus besser zu verstehen.
In einer im Fachjournal One Health veröffentlichten Studie hat Pride Duve federführend ein räumlich aufgelöstes mathematisches Modell zur Ausbreitung des West-Nil-Virus in Deutschland zwischen 2019 und 2025 entwickelt [1]. Das Modell verknüpft Temperaturdaten für Deutschland mit den Bewegungsmustern von Zug- und Standvögeln und mit der Biologie der Culex-Stechmücken als Überträger.
Die Simulationen bilden bekannte Ausbruchsgebiete im Osten Deutschlands nach und zeigen einen „Ausbreitungskorridor” von den östlichen Bundesländern über Teile des Nordens hin zum Südwesten. In diesen Regionen herrschten im Sommer in den letzten Jahren Temperaturen vor, die die Vermehrung der Stechmücken und die Virusentwicklung begünstigten. Zugvögel trugen das Virus wahrscheinlich in neue Gebiete. Bemerkenswert ist, dass das Modell nicht nur etablierte Hotspots abbildet, sondern auch einzelne, isolierte Fälle in bislang wenig betroffenen Regionen plausibel erklärt. In einigen Gebieten sagte das Modell bereits Jahre zuvor ein erhöhtes Risiko voraus, bevor dort erstmals Fälle gemeldet wurden.
„Unsere Modellrechnungen zeigen, dass West-Nil-Fälle in Deutschland nicht dem Zufall folgen, sondern einem wiederkehrenden räumlichen Muster. Temperatur, Zugvögel und die lokale Stechmückendichte bestimmen gemeinsam, wo in einer Saison mit Fällen zu rechnen ist“, sagt Pride Duve, Mathematiker und Erstautor der Studie am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin.
Wo West-Nil-Fieber wiederkehrt – und wann die Stechmückensaison am gefährlichsten ist
In einer weiteren Arbeit hat Leif Rauhöft zusammen mit Kolleg:innen ein prozessbasiertes Modell für den Lebenszyklus von Culex-Stechmückenarten entwickelt, die als wichtigste Überträger von West-Nil-Virus in Deutschland gelten [2]. Das Modell beschreibt die Entwicklung der Stechmücken von den Eiern über Larven und Puppen bis zu den erwachsenen Tieren unter realistischen Temperaturbedingungen und wurde mit Felddaten aus Deutschland überprüft. Dabei lässt sich relativ genau berechnen, wann in einer Region mit besonders hoher Stechmückenaktivität zu rechnen ist.
„Für Gesundheitsämter und Tierärzt:innen stellt sich ganz konkret die Frage: Wann beginnt bei uns die Stechmückensaison, wann müssen wir besonders aufmerksam sein? Unser Modell bildet die Entwicklung der wichtigsten West-Nil-Vektoren so gut ab, dass wir Beginn und Höhepunkt der Saison relativ genau treffen“, sagt Leif Rauhöft, Doktorand am Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin.
Aufbauend auf diesen Grundlagen haben Pride Duve und Kolleg:innen in einem weiteren Modell unterschiedliche Kontrollstrategien für West-Nil-Fieber durchgespielt. Simuliert wurden unter anderem die Reduktion von Stechmückenpopulationen durch Bekämpfung von Brutstätten, die Impfung von Pferden in betroffenen Regionen sowie verstärkter persönlicher Stechmückenschutz beim Menschen, zum Beispiel durch Insektenschutzmittel (Repellentien) und körperbedeckende Kleidung. Das Modell berechnet für verschiedene Kombinationen dieser Bausteine, wie sich Zahl und Verlauf von Ausbrüchen verändern, wenn einzelne oder kombinierte Maßnahmen umgesetzt werden und kann in einer kostenlosen Webapplikation getestet werden.
Wege zu einem Frühwarnsystem für West-Nil-Fieber
Perspektivisch könnten die Modellansätze in ein nationales oder regionales Frühwarnsystem für West-Nil-Fieber einfließen. In einem solchen System würden aktuelle Klimadaten, Ergebnisse aus Vogel- und Pferdeüberwachung sowie Informationen zu Stechmückenpopulationen regelmäßig zusammengeführt und in Risiko-Karten übersetzt. Behörden könnten auf dieser Grundlage gezielt entscheiden, wo Überwachung intensiviert, Brutstätten reduziert oder Informationskampagnen gestartet werden sollten. Die Forschenden betonen zugleich, dass Modellrechnungen die Überwachung im Feld nicht ersetzen, sondern ergänzen. Sie helfen, offene Fragen zu strukturieren und Prioritäten zu setzen – etwa, wo zusätzliche Daten besonders wertvoll wären.
Quelle:Bernhard-Nocht-Institut für Tropenmedizin
Literatur:
- (1)
Duve P et al. (2026) Modelling the impact of temperature and bird migration on the spread of West Nile virus. One Health, DOI: 10.1016/j.onehlt.2026.101386.
- (2)
Rauhöft L et al. (2026) A process-based model simulating the life cycle ofCulex pipiens s.s./Cx. torrentium in Germany. Parasites & Vectors, DOI: 10.1186/s13071-026-07410-4.