Epidemiological and Bacteriological Aspects of Spotted Fever Rickettsioses in Humans, Vectors and Mammals in Sweden

• Rickettsiae are obligate intracellular gram-negative bacteria transmitted by arthropod vectors. Rickettsiae sometimes cause disease in humans, typically with high fever, headache and occasionally an eschar.In Sweden, Rickettsia helvetica, belonging to the spotted fever group, is the only tick-transmitted rickettsia found free in nature. The pathogenic roll of R. helvetica has not been fully investigated, but it has been implicated in aneruptive fever and cardiac disease.This thesis describes parts of the transmission pathways of rickettsiae in Sweden. Rickettsia infection rates in ticks collected from birds were analysed, and the birds’ role as disseminators and reservoirs was studied. We found that more than one in ten ticks was infected with rickettsia bacteria, predominantly R. helvetica, and that migrating birds contribute not only to long-distance dispersion of bacteria, but also to an inflow of novel and potentially pathogenic rickettsia species, in this case R. monacensis and R. sp. strain Davousti-like species, into Sweden.Further, wild and domestic animals were found to have seroreactivity against R. helvetica, which shows that they are exposed and susceptible to rickettsia. Their role as reservoirs has not been determined, yet they may indirectly be involved in transmission of rickettsia to humans by infected ticks feeding on them.The seroreactivity in humans was also studied. Patients investigated for suspected Borrelioses and blood donors had detectable antibodies against Rickettsia spp., with the highest prevalence detected in the suspected Borreliosis group. This shows that humans in Sweden are exposed to and develop an immune response against rickettsia. The suspicion that R. helvetica may cause severe symptoms was verified by a patient with subacute meningitis where the bacterium was shown for the first time to cause an invasive infection with CNS involvement and where the bacterium was isolated from the patient’s cerebrospinal fluid.Growth characteristics and morphology of R. helvetica were studied to better understand invasiveness and virulence. The findings indicate that the invasiveness is comparable with other rickettsia, though R. helvetica seems to have a stable but slightly slower growth. Rickettsia helvetica is endemic in Sweden and therefore needs to be considered when investigating disease after a tick bite.

• Rickettsia är en liten, strikt intracellulär, gramnegativ bakterie som sprids med vektorer som fästingar, löss och loppor. Bakterien kan orsaka Rickettsios hos människa, en sjukdom där de vanligaste symtomen är hög feber, huvudvärk, muskelvärk och i vissa fall ett bettmärke (eschar). I Sverige är Rickettsia helvetica, som tillhör spotted fever gruppen (SFG), den enda fästingöverförda rickettsia bakterien som hittats allmänt i naturen. Patogeniciteten för R. helvetica är ofullständigt utredd, men ”aneruptive fever” och hjärtmuskelinflammation har rapporterats.Avhandlingen beskriver delar av smittkedjan för SFG rickettsia i Sverige. Bakteriernas förekomst i fästingar plockade från fåglar har studerats, likaså det ekologiska tryck som flyttfåglars bärarskap av infekterade fästingar bidrar med när de korsar olika världsdelar. Mer än var tionde fästing var infekterad med rickettsia bakterier, i huvudsak R. helvetica. Det visade sig att flyttfåglar bidrar inte bara till långväga spridning av bakterier utan även till införsel av nya potentiellt patogena rickettsiaarter, i detta fall identifierades R. monacensis och en R. sp strain Davousti liknande art.Vidare analyserades seroreaktivitet mot Rickettsia helvetica hos både tamdjur och vilda djur, vilket visade på antikroppsutveckling, som uttryck för smittexposition, i mer än vart femte djur. Djurens roll som reservoar för bakterien är inte klarlagd, men oavsett är djuren indirekt involverade i spridningen av bakterien till människa via infekterade fästingar som suger blod.Seroreaktivitet hos människa har också studerats. Patienter, provtagna på grund av misstanke om borreliainfektion, samt blodgivare hade detekterbara antikroppar mot Rickettsiae, med högst prevalens i gruppen med misstänkt borreliainfektion. Fynden visar att människor i Sverige är exponerade för och utvecklar en immunreaktion mot rickettsia. Att R. helvetica skulle kunna ge allvarlig sjukdom verifieras av ett patientfall med subakut meningit där bakterien för första gången visats ge invasiv infektion med påverkan på nervsystemet (CNS engagemang) och där bakterien isolerats från patientens ryggmärgsvätska. Morfologi och tillväxtegenskaper för R. helvetica undersöktes för att bättre förstå bakteriens invasivitet och virulens. Fynden indikerar att invasiviteten är jämförbar med andra rickettsiaarter men R. helvetica verkar ha en stabil men något långsammare tillväxt.Rickettsia helvetica är endemisk i Sverige och måste tas i beaktande vid sjukdomsutredning efter ett fästingbett.

Subject headings

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP  -- Klinisk medicin -- Klinisk laboratoriemedicin (hsv//swe)

MEDICAL AND HEALTH SCIENCES  -- Clinical Medicine -- Clinical Laboratory Medicine (hsv//eng)

NATURVETENSKAP  -- Biologi -- Mikrobiologi (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Biological Sciences -- Microbiology (hsv//eng)

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP  -- Medicinska och farmaceutiska grundvetenskaper -- Mikrobiologi inom det medicinska området (hsv//swe)

MEDICAL AND HEALTH SCIENCES  -- Basic Medicine -- Microbiology in the medical area (hsv//eng)

Keyword

Rickettsia helvetica

ticks

cultivation

serology

polymerase chain reaction (PCR)

DNA sequencing

western blot

electron microscopy

meningitis

seroprevalence

Publication and Content Type

vet (subject category)

dok (subject category)