Prevalence and Seasonal Variation of Tick-Borne Encephalitis Virus (TBEV) in Questing Ticks from Kilen, Mandal, in Norway

Abstract

Flått-bårne sykdommer som Skogflåttencefalitt virus (TBEV) har vist en økende trend i Europa de siste tiårene og er allerede ansett som en stor trussel mot både dyre- og folkehelsen i flere land. Dette viruset er det mest utbredte patogenet i slekten Flavivirus, og det er årsaken til TBE (Skogflått Encefalitt), som i verste fall forårsaker alvorlige infeksjoner i sentralnervesystemet. Det er i dag en bekymring for hvordan fremtidige klimaendringer med varmere temperaturer vil påvirke fordelingen og utbredelsen av TBEV. For å gi forebyggende strategier for publikum, er det viktig å få kunnskap om økologien til vektoren Ixodes ricinus og den komplekse syklusen til TBEV i naturen, i forhold til miljø parametere. Smittsomme sykdommer som overføres fra flått, kan faktisk være de som er mest påvirket av klimatiske endringer, spesielt på høyere breddegrader.

Målet med denne studien var å undersøke TBEV-prevalensen i I. ricinus nymfer fra et kjent endemisk område i Kilen i Mandal, som ligger i den vestlige delen av Agder fylke. Et totalt antall på 7160 nymfer ble samlet inn månedlig fra flåttsesongen 2018 og 2019 og ble ytterligere undersøkt for TBEV-infeksjon med "in house" sanntids Polymerase-kjedereaksjon (PCR) hvor virussekvensen forsterkes. Pyrosekvensering var planlagt for positive PCR-prøver. Alle de 7160 nymfene var negative, noe som er uventet siden Kilen har vært et kjent endemisk sted.

Det andre formålet med denne oppgaven var å beskrive effekten av klimatiske forhold på TBEV-prevalensen i Kilen i 2018-2019. Miljøparametere som temperatur, fuktighet og «Saturation deficit» fra to kilder ble brukt til å beskrive de negative TBEV-resultatene. Klima dataene viser varme og tørre forhold 2017-2019, der spesielt våren og sommeren 2018 skiller seg ut som eksepsjonell tørr. Resultatene våre indikerer at tørre forhold, i tillegg til alternative effekter, kan ha hatt en negativ innvirkning på TBEV-prevalensen i 2018 og 2019.

Tick-borne diseases such as Tick-Borne Encephalitis Virus (TBEV) have shown an increasing trend in Europe over the last decades and are already a considered a major threat to both animal and public health in several countries. This virus is the most widespread pathogen within the genus Flavivirus, and it is the causative agent for TBE (Tick-Borne Encephalitis), that in worst case causes serious infections of the central nervous system. There is today an ongoing worry of how future changes in climate with warmer temperatures will affect the distribution and prevalence of TBEV. In order to provide preventive strategies for the public, it is important to gain knowledge about the ecology of the vector Ixodes ricinus and the complex transmission cycle of TBEV in nature, in relation to environmental factors. Infectious agents transmitted by ticks might actually be the ones that are most affected by climatic changes, especially at higher latitudes.

This master thesis first aim was to investigate the TBEV prevalence in questing I. ricinus nymphs from a known endemic site in Kilen in Mandal, located at the western part of Agder county. A total number of 7160 nymphs were collected monthly from the tick season of 2018 and 2019 and were further screened for TBEV infection with “in house” real-time polymerase chain reaction (PCR) where the viral sequence is amplified. Pyrosequencing was planned for positive PCR samples. All 7160 nymphs become negative, which is unexpected since Kilen have been a known endemic location.

The second objective for this thesis was to describe the effect of climatic conditions on the TBEV prevalence in Kilen in 2018-2019. Environmental parameters such as temperature, humidity and saturation deficit were obtained from two sources, and were used to describe the negative TBEV results. The climatic data show warm and dry conditions 2017-2019, where spring and summer 2018 stands out as exceptional dry. Our results indicate that, in addition to alternative effects, dry conditions might have had a negative impact on the TBEV prevalence in 2018 and 2019.