Управление на болестта, пренасяна от комари, чрез EYWA: европейски инструмент за подпомагане на органите за обществено здравеопазване при предотвратяването на епидемии

Комарите са предаватели на патогени. Най-важните болести, предавани чрез тях в Европа и водещи до сериозни проблеми, свързани с общественото здраве, са:

• Западнонилска треска и невроинвазивна болест на Западен Нил, предизвикана от вируса на Западен Нил (WNV), който сега е ендемичен в някои части на Европа. Заразата със ЗН при хора и животни е регистрирана в различни райони на Гърция, свързани с изключително високи температури в региона през периода 2010—2014 г. и 2017—2019 г. Въпреки това има съобщения за инфекции със СНВ и в други части на Европа, достигайки върхов брой инфекции през 2018 г. в сравнение с предходните години(СЗО).
• Малария, предавана от комари от рода Anopheles;
• Чикунгуня, Денга треска и Зика, предавани в Европа от комара Aedes albopictus, известен като тигровия комар. Между 2018 г. и 2021 г. в Европа са докладвани над 3000 случая на денга (в Хърватия, Испания, Франция, Италия и Португалия).

Метеорологичните условия, подчертани от ECDC, оказват влияние върху процента на оцеляване и размножаване на векторите, като по този начин оказват въздействие върху пригодността, разпространението и изобилието на местообитанията; интензивността и темпоралният модел на векторната активност през цялата година и темповете на развитие, оцеляване и размножаване на патогените в рамките на векторите. Разпространението и предаването на векторни болести (VBD) вече са засегнати от изменението на климата, тъй като популациите от комари се придвижват по-на север в Европа, пренасяйки патогени до места, където не са били в миналото.

През последните две десетилетия бяха приети конкретни действия и практики за контрол на тези заболявания, а значението на системите за ранно предупреждение нараства.

Системата за ранно предупреждение EYWA се основава на множество сателитни и in-situ данни и най-съвременни технологични инструменти. Основната роля на системата е да информира дейността на националните организации за обществено здраве, векторните контраактьори и гражданите. Конкретните цели са: и) повишена готовност на здравните и здравните системи и способността им да откриват, наблюдават и контролират настоящите и бъдещите заплахи за общественото здраве; II) оптимизиран контрол на комарите чрез подкрепа за интензивно ентомологично и епидемиологично наблюдение и предприемане на превантивни мерки за ограничаване на разпространението на MBD в Европа; III) подобряване на информацията за европейските граждани относно сложния здравен проблем на МБУ.

По-подробно общите цели на EYWA са:

• По отношение на стратегическата визия EYWA има за цел да се справи с огнищата на MBD; надеждно подпомагане на засиленото вземане на решения и предвиждане на мерките за контрол на векторите чрез предоставяне на оценки на изобилието на вектори и риска от MBD; създаване на списък на стандартите на ЕС в областта на контрола на MBD; както и непрекъснато ангажиране на ключови заинтересовани страни в Европа и в световен мащаб.
• От технологична гледна точка EYWA се стреми да докаже ефективното управление на големи спътникови данни и тяхното сливане с данни, които не са свързани с ЕО, от множество източници (in-situ, граждани); прогнозиране на огнищата на MBD и подобряване на оценката на риска за здравето чрез разработване на ефективни основани на данни ентомологични и епидемиологични прогнозни модели, които работят в различни мащаби и прогнозни хоризонти; освен че предоставят бази данни, обработващи огромно количество данни, API предоставят свободен достъп, както и платформа, която прави данните достъпни свободно и широко.
• От научна гледна точка EYWA има за цел да разпространява генерираните данни, резултати и ИС, които да бъдат използвани от учени и новатори в национални и международни изследователски проекти, както и да подкрепя транснационалното научно сътрудничество, което насърчава разработването на нови инструменти и модели в областта на епидемиите.
• И накрая, в социално-икономически план очакваният резултат от EYWA е да допринесе за предотвратяването и намаляването на случаите на MBD; намаляване на въздействието на MBD в общностите; извършва оптимално управление на ресурсите на комарите и векторния контрол (които обикновено са ограничени); и определяне на критичните области, до които да се достигне, за да се информира населението за очакваните огнища на болести.

Eywa съобщава и разпространява научен експертен опит в подкрепа на отворените данни и отворената наука чрез надежден и надежден инструмент в ръцете на националните и международните органи и организации за обществено здравеопазване: уеб платформата EYWA.

Досега са интегрирани данни от петте европейски държави, които са членове на консорциума (Франция, Германия, Гърция, Италия и Сърбия), включително: ентомологични; епидемиологична; земно покритие (напр. индекса на нормализираната разлика вегетарианството); климатични и метеорологични (температура, валежи) и екологични набори от данни. Източници, включително „Коперник“, GEOSS, ЕАОС, бяха използвани за разработване на модели на EYWA, основани на данни и динамично моделиране.

Чрез уеб платформата EYWA се предоставят редица услуги за две различни групи заинтересовани страни:

За публичните потребители:

• Преглед на повтарящия се проблем с MBD в Европа, включително общите докладвани случаи на вирус на Западен Нил, малария, денга, зика и чикунгуня от 2008 г. в държавите от ЕС и съседните държави от Европейския център за профилактика и контрол върху заболяванията (ECDC).
• Графики, предоставящи данни за общия размер на докладваните случаи годишно по държави, в които понастоящем функционира EYWA.
• Визуализация на мрежата от ентомологични капани в цяла Европа за комарите, участващи в предаването на тези болести (видоветеCulex, Aedes albopictus и Anopheles, заедно с легенда, обясняваща постоянните и временните места на капани).

За да може някой да получи достъп до разрешените от потребителите части на платформата (т.е. епидемиологични данни и прогнози за риска), той трябва да има институционална роля в контекста на контрола на болестите. Те могат да се свържат с координатора на платформата с намерението да получат достъп и общото събрание на консорциума EYWA решава дали да им бъде предоставен достъп. Упълномощените потребители имат достъп до:

• Ентомологични данни: динамични редове от ентомологични, екологични и метеорологични данни за всеки обект на улавяне
• Епидемиологични данни: Вирусът на Западен Нил съобщава за случаи от 2008 г. до сега
• Прогноза за изобилие от комари за Culex (трансмитер на вируса на Западен Нил) за Гърция, Сърбия, Италия, Франция и Германия, Aedes albopictus за Франция и Anopheles за Италия. Моделът, основан на данните, прогнозира размера на популацията от комари на всяко място за ловуване (на всеки 15 от 30 дни) и на всяко населено място (всяка седмица).
• Прогнозиране на риска при човешки случаи:
  • Генеричен динамичен модел, прилаган на равнище община/провинция в Гърция и Италия, осигуряващ риска от случаи на WNV при хора, както и медианата на изключените седмици на предаване на WNV.
  • Основан на данни модел с по-висока пространствена разделителна способност и специфичен за обекта модел за прогнозиране на селата/заселванията с нарастващ риск от WNV (само в Гърция)

Eywa предоставя месечни доклади на вземащите решения, като посочва най-новите налични епидемиологични данни, изобилието от комари в ежемесечен и седмичен мащаб чрез различни модели, както и очаквания риск от присъствие на вируса на Западен Нил в комарите и при хората. Въз основа на събраните данни администраторите и органите за обществено здравеопазване използват картите на риска, за да пренаредят разгръщането на мрежите за мониторинг и процеса за насочване на мерките за смекчаване на последиците на местно равнище.

Моделите и инструментите на EYWA подпомогнаха органите за обществено здравеопазване на четири префектури в Гърция (Централна Македония, Тесалия, Западна Гърция и Крит) и Венето, Италия, при мониторинга на циркулацията на патогени чрез целенасочени проверки на проби и идентифицирането на селата с висок риск, за да се приложат контролни операции, като по този начин ефективно се намалят случаите на хора със ЗНВ. Прогнозите за модела се разпространяват непрекъснато през целия оперативен период между май и октомври чрез уеб платформата и специални доклади, изпращани директно на органите за подпомагане на техните действия за контрол на комарите.

Освен това прогнозите на MIMESIS и BAR подпомогнаха допълнителни превантивни действия, като например по-интензивно ларвивидиране около и в рискови села, както и допълнителни кампании за повишаване на осведомеността относно мерките за лична защита. През 2021 г. кампаниите за повишаване на осведомеността, ръководени от EYWA в региона на Централна Македония в Гърция, достигнаха до над 31000 домакинства чрез посещения от врата до врата и брошури.

В допълнение към мерките, пряко прилагани от EYWA, мобилното приложение Mosquito Vision, което се основава на данни на EYWA, беше разработено и стартирано, за да предоставя на гражданите лесна и незабавна информация, особено за уязвимите групи от населението. Заявлението включва: прогнози за раздразнение, превантивни и контролни инструкции за лична защита и формуляри за информиране на гражданите за опаразитяване и предлагане на потенциални горещи точки. Той може да се използва и от гражданите за връзка със съответните научни органи. Приложението първоначално е било използвано в четирите региона на Гърция, където е информирало хиляди граждани в над 2400 села за санитарно-хигиенни мерки и мерки за лична защита. Съществуват планове за разширяване на зоната за обслужване на приложението.

Участието на заинтересованите страни е ключов елемент от проекта EYWA. Платформата EYWA се поддържа от Националната обсерватория на Атина (NOA) и функционирането ѝ се осъществява от всички допринасящи партньори. Eywa е резултат от доброволчеството в цяла Европа, като ангажира 37 заинтересовани страни в световен мащаб, които допринасят за разработването на съвместно проектиране. Между 2019 г. и 2021 г. мрежата се разшири, за да включи много заинтересовани страни, заинтересовани от проекта, включително научната общност, правителствата, СЗО, института „Роберт Кох„, дружеството за моделиране на катастрофи в областта на AIR, Центъра за изследване на векторния контрол (VCRC) на Индия и Европейската комисия, т.е. ГД „Хуманитарна помощ“ и Съвместния изследователски център, който ръководи епидемиите: Проектът „Динамика и контрол“ (EPICO) е насочен и към нововъзникващи болести, пренасяни от вектори.

Заинтересованите страни участват в повечето операции чрез: и) процеса на събиране и анализ на ентомологични и патогенни данни; II) анализ на резултатите чрез предоставяне на обратна информация, която може да помогне за подобряване както на платформата, така и на прогнозните модели; и iii) предоставяне на критични насоки за проекта.

Откритостта насочва всички дейности на EYWA, които са стратегическо решение на консорциума, към постигане на възможно най-голямо въздействие и връзки с инициативите на ЕС/Глобал. Данните са отворени и достъпни чрез Европейския център за данни NextGEOSS и потенциално биха могли да бъдат предлагани чрез други портали и инфраструктури на ЕС, като се използват стандарти за отворени данни, като например портала GEOSS, свободно достъпните здравни данни, Data Europa и Climate ADAPT.

В началото на 2022 г. Европейският съвет по иновациите награди EYWA и нейния координационен партньор — BEYOND Centre of ЕО Research and Satellite Remote Sensing of NOA, с наградата „Хоризонт“ на ЕСИ за ранно предупреждение за епидемии. Наградата възнагради проекта с 5 милиона евро, тъй като с нея се признава успехът на EYWA в превръщането на научните знания в инструмент за вземане на решения, който подкрепя контрола на болестите, пренасяни от комари.

Моделът за прогнозиране на изобилието от комари показва висока ефективност, гъвкавост и адаптивност, като се прехвърля и прилага в 5 европейски региона за още два вида комари, с изключение на Culex. Моделът върна високи нива на доверие в прогнозирането на популациите от комари за различните комбинации от региони/пейзажи и комари: напр. за предаване на WNV от Culex във Венето (Италия), Войводина (Сърбия) и Баден-Вюртемберг (Германия); Предаване на малария от Anopheles във Венето (Италия); Chik, Dengue и Zika предаване от Aedes albopictus в Корсика и Grand Est (Франция).

Важно е обаче да се отбележат и някои ограничения на проекта EYWA. На първо място, чувствителността и точността на системата се различават в различни географски контексти и мащаби. Специфичните местни и регионални приоритети и въпроси, свързани с уязвимостта, може да не бъдат определени подробно и точно. На второ място, използването на инструментите може да бъде ограничено от бюрокрацията, нежеланието за интегриране на нови инструменти в процеса на вземане на решения и ежедневните практики, както и от други приоритети на икономическата и здравната система, които засягат наличието на средства за научни изследвания и иновации в областта на VBD.

Финансовата устойчивост на EYWA се осигурява чрез финансиране от текущи проекти; пряко институционално финансиране; и рамкови договори за услуги, изпълнявани от партньорите като част от тяхната конституционна и/или бизнес роля в областта на органите на MBD. Съгласно финансовия план на EYWA обезпеченото финансиране покрива 67 % от общите разходи за периода 2020—2025 г., за да продължи дейността си в петте участващи държави. Очаква се допълнителното финансиране да бъде осигурено чрез други конкурентни рамки и финансиране от трети страни (напр. доверителни фондове, „Хоризонт Европа“, Кохезионния фонд).

Ползите от проекта са следните:

• Разработване и публикуване на знания, получени въз основа на събрани данни и модели по отношение на популацията от комари и прогнозирани рискове от огнища на болестта комари.
• Улесняване на оптималното управление на сезонно разгърнатите ресурси и капацитет (полеви инспектори, анализатори и превозни средства, пръскане на хеликоптери и дронове, хиляди места за размножаване на комари) чрез посочване на целенасочени действия за изпълнение на местно, регионално и национално равнище, като по този начин потенциално се спестяват стотици милиони евро за операциите.

Eywa е разработена в рамките на групата за действие EuroGEO „Наблюдение на Земята за епидемии на векторно преносими заболявания“, свързана с работната програма на GEO за периода 2017—2019 г., по-специално с дейностите на Общността: Наблюдение на Земята за здравето (EO4HEALTH), което включва векторно пренасяни инфекциозни заболявания, услугата за мониторинг на атмосферата по програма „Коперник„(CAMS) и услугата на „Коперник в областта на изменението на климата“ (C3S).

Eywa започна през 2018 г. с първоначално проучване около наличните проекти и изследвания в областта на болестите на вектора Борн. Напредвайки напред и надграждайки това първоначално проучване, бяха разработени платформата и прогностичните модели, а проектът постигна оперативен статус през април 2020 г. в Гърция и Италия. От 2021 г. нататък регионите във Франция, Германия и Сърбия получават подкрепа при събирането на данни и прогнозите за модели. От 2022 г. към платформата ще бъдат добавени нови неевропейски обекти в Кот д’Ивоар и Тайланд.

Разработването на EYWA е непрекъснато действие и очакваната продължителност на дейността ѝ ще продължи поне до 2025 г., както е предвидено в споразумението за партньорство, подписано от консорциума на EYWA. Все повече държави и болести постепенно се включват в интегрираната система EYWA с визията за разработване на европейска/глобална система за ранно предупреждение.

National Observatory of Athens

Institute for Astronomy, Astrophysics, Space Applications & Remote Sensing

BEYOND Centre of EO Research & Satellite Remote Sensing

6, Karystou St.

11523, Athens-Greece

e-mail: beyond@noa.gr

Tsantalidou, A., Parselia, E., Arvanitakis, G., Kyratzi, K., Gewehr, S., Vakali, A., & Kontoes, C. (2021 г.). МАМОТ: Модел за наблюдение на Земята за прогнозиране на изобилието от комари. Дистанционно наблюдение, 13(13), 2557. https://doi.org/10.3390/rs13132557

Parselia, E., Kontoes, C., Tsouni, A., Hadjichristodoulou, C., Kioutsioukis, I., Magiorkinis, G. & Stilianakis, N.I. Satellite Earth Observation Data in Epidemiological Modeling of Malaria, Dengue and West Nile Virus: Scoping Review. Дистанционно наблюдение. 2019 г., 11, 1862 г. https://doi.org/10.3390/rs11161862

Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019 г.). Оценка на риска от предаване на вируса на Западен Нил от зависим от метеорологичните условия епидемиологичен модел и глобална рамка за анализ на чувствителността. ACTA tropica, 193, 129—141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003

Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021 г.). Зависим от климата пространствен епидемиологичен модел за риска от предаване на вируса на Западен Нил в местен мащаб. One Health, том 13, 2021 г., 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330