Seasonal variations in detecting Borrelia burgdorferi sensu lato in rodents from north eastern Austria

Zusammenfassung

Österreich ist ein bekanntes Endemiegebiet der Lyme-Borreliose. Um die saisonalen Schwankungen in Nagerpopulationen zu erfassen, die Wirte der Erreger dieser Spirochätose sind, wurden Nager im Nordosten Österreichs gesammelt und auf ihre Durchseuchung mit Borrelien untersucht. Während eines Untersuchungsjahres wurden alle 6 Wochen Lebendfallen in jeweils einem von drei Fangorten (Hohenau, Ernstbrunn, Wien/Wienerwald), welche die Hauptmerkmale der Habitate für kleine Nager im Nordosten Österreichs aufweisen, ausgelegt. Die Nager wurden identifiziert und Herz, Harnblase und Hirn unter weitgehend aseptischen Bedingungen entnommen. Diese Organe wurden für die Anzüchtung von Borrelien weiterverarbeitet. Proben vom Herzmuskel wurden zusätzlich für den molekularen Nachweis von Borrelien mittels Real-Time Polymerase-Ketten-Reaktion verwendet. Dazuwurden Borrelien-Universalprimer sowie Spezies-spezi-fische Primer eingesetzt. Insgesamt wurden 938 Mäuse gefangen, überwiegend Apodemus flavicollis (44%), gefolgt von Clethrionomys glareolus (35%), Microtus arvalis (9%), A. sylvaticus (7%) und Mus musculus (6%). Die Gesamtzahl der gefangenen Tiere variierte deutlich zwischen den einzelnen Fangorten (Hohenau, Ernstbrunn, Wienerwald entsprechend 10:9:2), wie auch die Verteilung der verschiedenen Nagerarten. Die Anzüchtung von Borrelienstämmen gelang nur von 65 (7%) Tieren und häufiger von der Harnblase als vom Herzmuskel, nur einmal von einer Hirnprobe. Mittels PCR wurden Borrelien in 223 Herzmuskelproben nachgewiesen (24%), am häufigsten von A. flavicollis (43%) und C. glareolus (38%). B. afzelii wurde am häufigsten identifiziert, gefolgt von B. burgdorferi sensu stricto und B. garinii sowie Mischinfektionen von B. afzelii mit B. burgdorferi sensu stricto. B. garinii wurde am häufigsten in den Proben von A. sylvaticus nachgewiesen (ca 20%). Mit den verwendeten Methoden gelang es in ca. 3% der PCR-positiven Proben nicht, eine Genospezies zu ermitteln. Die Nagerarten A. flavicollis, A. sylvaticus, M. arvalis und C. glareolus wurden als Reservoire von B. afzelii, B. garinii und B. burgdorferi sensu stricto bestätigt. Bemerkennswert ist die hohe Präsenz von B. garinii in Herzmuskelproben von A. sylvaticus.

Summary

Austria is well known as an endemic area of Lyme borreliosis. To assess the annual variation of rodent populations that may host agents of Lyme borreliosis we collected rodents in northeastern Austria. Life traps were set out every six weeks during a year consecutively in one each of the three different zones (Hohenau, Ernstbrunn, Vienna Woods) that cover the main habitat characteristics of small mammals in northeastern Austria. Rodents were collected and identified. Samples of heart, urine bladder and brain were removed under aseptic conditions for cultivation of borrelia. Samples of heart muscle were additionally used for molecular detection of borrelia by Real-Time polymerase chain reaction. PCR was performed with borrelia universal primers and with species-specific primers. 938 mice were caught, most frequently Apodemus flavicollis (44%), followed by Clethrionomys glareolus (35%), Microtus arvalis (9%), A. sylvaticus (7%) and Mus musculus (6%). Significant differences were seen in the total number of catch per area (Hohenau, Ernstbrunn, Vienna Woods equal 10:9:2) and in the distribution of the various rodent species in the respective areas. Borrelia strains were grown from only 65 (7%) animals, and more frequently isolated from bladder wall than from heart muscle, and only once from brain. Heart specimens of 223 animals were positive by borrelia PCR (24%), most frequently of the rodent species A. flavicollis (43%) and C. glareolus (38%). Borrelia afzelii was most frequently identified, followed by B. burgdorferi sensu stricto, B. garinii and by mixed infection of B. afzelii with B. burgdorferi sensu stricto. B. garinii was most frequently detected in heart samples of A. sylvaticus (about 20%). In about 3% of PCR positive samples the identification of one of the three mentioned genospecies of borrelia could not be ascertained with the test panel used. The results confirm the rodent species A. flavicollis, A. sylvaticus, M. arvalis and C. glareolus as reservoir animals for B. afzelii, B. garinii and B. burgdorferi sensu stricto, agents of Lyme borreliosis. Notable is the salient presence of B. garinii in heart specimens of A. sylvaticus.