Zvládání onemocnění přenášených komáry prostřednictvím EYWA: evropský nástroj na podporu orgánů veřejného zdraví při prevenci epidemií

Komáři jsou přenašeči patogenů. Nejvýznamnějšími nemocemi, které se jimi v Evropě přenášejí a způsobují velké problémy v oblasti veřejného zdraví, jsou:

• Západonilská horečka a západonilská neuroinvazivní nemoc, vyvolaná virem západonilské horečky (WNV), nyní endemický v některých částech Evropy. Infekce WNV u lidí a zvířat byla zaznamenána v různých oblastech Řecka v souvislosti s mimořádně vysokými teplotami v regionu v letech 2010–2014 a 2017–2019. Infekce WNV však byly hlášeny i v jiných částech Evropy a v roce 2018 dosáhly nejvyššího počtu infekcí ve srovnání s předchozími roky (WHO).
• malárie přenášená komáry rodu Anopheles;
• Chikungunya, horečka dengue a Zika, přenášené do Evropy komárem Aedes albopictus, známý jako tygří komár. V letech 2018 až 2021 bylo v Evropě hlášeno více než 3 000 případů horečky dengue (v Chorvatsku, Španělsku, Francii, Itálii a Portugalsku).

povětrnostní podmínky, jak zdůraznilo ECDC, ovlivňují míru přežití a reprodukce vektorů, a mají tak dopad na vhodnost stanoviště, jeho rozšíření a početnost; intenzitu a časový průběh aktivity vektorů v průběhu roku a míru vývoje, přežití a reprodukce patogenů v rámci vektorů. Šíření a přenos nemocí přenášených vektory jsou již ovlivněny změnou klimatu, neboť populace komárů se v Evropě přesouvají dále na sever a přenášejí patogeny na místa, kde v minulosti nebyly.

V posledních dvou desetiletích byla přijata konkrétní opatření a postupy pro tlumení těchto onemocnění a význam systémů včasného varování roste.

Systém včasného varování EYWA je založen na nepřeberném množství družicových a in situ dat a nejmodernějších technologických nástrojů. Primární úlohou systému je informovat o činnosti národních organizací veřejného zdraví, aktérů boje proti vektorům a občanů. Konkrétní cíle jsou: i) zlepšení připravenosti systémů zdravotní péče a jejich schopnosti odhalovat, monitorovat a kontrolovat současné a budoucí hrozby pro veřejné zdraví; ii) optimalizovanou ochranu proti komárům podporou intenzivního entomologického a epidemiologického dozoru a přijímáním preventivních opatření k omezení šíření MBD v Evropě; iii) lepší informovanost evropských občanů o složitém zdravotním problému MBD.

Podrobněji jsou celkové cíle EYWA následující:

• Pokud jde o strategickou vizi, cílem agentury EYWA je řešit ohniska MBD; spolehlivě podporovaly posílené rozhodování a předvídání opatření k regulaci vektorů tím, že budou poskytovat posouzení četnosti vektorů a rizika MBD; vytvořit seznam norem EU pro kontrolu MBD; jakož i soustavně zapojovat klíčové zúčastněné strany v Evropě i na celém světě.
• Pokud jde o technologie, agentura EYWA se snaží prokázat účinnou správu družicových dat velkého objemu a jejich fúzi s údaji jinými než EO z více zdrojů (in-situ, občan); předpovídat ohniska MBD a zlepšit posuzování zdravotních rizik vytvořením účinných entomologických a epidemiologických prediktivních modelů založených na datech, které fungují napříč stupnicemi rozdílů a předpovědními horizonty; jakož i poskytovat databáze zpracovávající obrovské množství dat, rozhraní API poskytující otevřený přístup, jakož i platformu, která data volně a široce zpřístupňuje.
• Pokud jde o vědu, cílem agentury EYWA je šířit generovaná data, výsledky a duševní vlastnictví, které mají vědci a inovátoři využívat v rámci vnitrostátních a mezinárodních výzkumných projektů, a rovněž podporovat nadnárodní vědeckou spolupráci, která podporuje vývoj nových nástrojů a modelů v oblasti epidemií.
• A konečně, pokud jde o sociálně-ekonomickou stránku, očekávaným výsledkem EYWA je přispět k prevenci a omezení případů MBD; snížit dopad MBD v komunitách; provádět optimální řízení zdrojů komárů a vektorů (které jsou obvykle omezené); a určit kritické oblasti, které je třeba oslovit s cílem informovat obyvatelstvo o očekávaných ohniscích nákazy.

EYWA sděluje a šíří vědecké poznatky podporující otevřená data a otevřenou vědu prostřednictvím robustního a spolehlivého nástroje v rukou vnitrostátních a mezinárodních orgánů a organizací v oblasti veřejného zdraví: internetová platforma EYWA.

Dosud byly integrovány údaje z pěti evropských zemí, které jsou členy konsorcia (Francie, Německo, Řecko, Itálie a Srbsko), včetně: entomologické; epizootologické; krajinný pokryv (např. index normalizované rozdílové vegetace); klimatické a meteorologické (teplota, srážky) a ekologické soubory údajů. Zdroje včetně programů Copernicus, GEOSS a EEA byly použity k vývoji modelů agentury EYWA založených na modelování založeném na datech a dynamickém modelování.

Prostřednictvím internetové platformy EYWA je poskytována řada služeb dvěma různým skupinám zúčastněných stran:

Pro veřejné uživatele:

• Přehled znovu se objevujícího problému MBD v Evropě včetně celkových hlášených případů západonilského viru, malárie, horečky dengue, ziky a chikungunya z roku 2008 v zemích EU a sousedních zemích z Evropského střediska pro prevenci a kontrolu nemocí (ECDC).
• Grafy poskytující údaje o celkových hlášených případech za rok podle zemí, v nichž je EYWA v současné době v provozu.
• Vizualizace entomologické sítě odchytu komárů zapojených do přenosu těchto chorob (druhyCulex, Aedes albopictus a Anopheles) po celé Evropě spolu s legendou vysvětlující trvalá a dočasná místa odchytu.

Aby měl někdo přístup k částem platformy schváleným uživatelem (tj. epidemiologickým údajům a předpovědím rizika), musí hrát institucionální úlohu v souvislosti s kontrolou nemocí. Mohou se obrátit na koordinátora platformy se záměrem získat přístup a valné shromáždění konsorcia EYWA rozhodne, zda by jim měl být přístup poskytnut. Oprávnění uživatelé mají přístup k:

• Entomologické údaje: časová řada entomologických, environmentálních a meteorologických údajů pro každé místo odchytu
• Epidemiologické údaje: Virus západonilské horečky hlásil případy od roku 2008 do současnosti
• Předpověď hojnosti komárů pro Culex (vysílač západonilského viru) pro Řecko, Srbsko, Itálii, Francii a Německo, Aedes albopictus pro Francii a Anopheles pro Itálii. Model založený na datech předpovídá velikost populace komárů v každém místě odchytu (každých 15 z 30 dnů) a v každém osídlení (každý týden).
• Predikce rizika lidských případů:
  • Obecný dynamický model použitý na úrovni obcí/provincií v Řecku a Itálii, který poskytuje riziko případů WNV u lidí, jakož i medián vyjmutých týdnů přenosu WNV.
  • Data-driven model při vyšším prostorovém rozlišení a site-specific model predikce vesnic/sídel se zvyšujícím se rizikem WNV (pouze Řecko)

Agentura EYWA poskytuje osobám s rozhodovací pravomocí měsíční zprávy s uvedením nejnovějších dostupných epidemiologických údajů, četnosti výskytu komárů v měsíčním a týdenním měřítku prostřednictvím různých modelů a odhadovaného rizika výskytu viru západonilské horečky u komárů a u lidí. Na základě těchto shromážděných údajů kontroloři a orgány veřejného zdraví využívají mapy rizik k reorganizaci zavádění monitorovacích sítí a procesu s cílem zaměřit se na zmírňující opatření na místní úrovni.

Modely a nástroje EYWA podpořily orgány veřejného zdraví čtyř prefektur v Řecku (Střední Makedonie, Thesálie, západní Řecko a Kréta) a v Benátsku (Itálie) při sledování oběhu patogenů prostřednictvím cílených kontrol vzorků a identifikace vysoce rizikových vesnic s cílem provádět kontrolní operace a účinně snížit počet případů nákazy WNV u lidí. Modelové předpovědi jsou průběžně šířeny po celé provozní období od května do října prostřednictvím internetové platformy a specializovaných zpráv zasílaných přímo orgánům na podporu jejich opatření na ochranu proti komárům.

Prognózy MIMESIS a BAR navíc podporovaly doplňková preventivní opatření, jako je intenzivnější poskytování služeb v ohrožených vesnicích a uvnitř nich, a doplňkové osvětové kampaně pro opatření osobní ochrany. V roce 2021 oslovily informační kampaně vedené agenturou EYWA v regionu Střední Makedonie v Řecku více než 31 000 domácností prostřednictvím návštěv a letáků „ode dveří ke dveřím“.

Kromě opatření přímo prováděných agenturou EYWA byla vyvinuta a spuštěna mobilní aplikace Mosquito Vision, která vychází z údajů agentury EYWA a poskytuje občanům snadné a okamžité informace, zejména pro zranitelné skupiny obyvatelstva. Aplikace obsahuje: prognózy obtěžování, preventivní a kontrolní pokyny pro osobní ochranu a formuláře, v nichž mohou občané informovat o zamoření a navrhovat potenciální hotspoty. Občané jej mohou rovněž využít ke kontaktování zapojených vědeckých subjektů. Aplikace byla původně používána ve čtyřech regionech Řecka, kde informovala tisíce občanů ve více než 2400 vesnicích o hygienických a osobních ochranných opatřeních. Existují plány na rozšíření oblasti služeb pro aplikaci.

Účast zúčastněných stran je klíčovým prvkem projektu EYWA. Platforma EYWA je hostována Národní observatoří v Aténách (NOA) a její provoz spočívá na všech přispívajících partnerech. EYWA je výslednou akcí dobrovolnictví v celé Evropě, do níž je zapojeno 37 zúčastněných stran v celosvětovém měřítku, které přispívají k rozvoji společného návrhu. V letech 2019 až 2021 se síť rozšířila o mnoho zúčastněných stran, které mají o projekt zájem, včetně vědecké obce, vlád, WHO, Institutu Roberta Kocha, společnosti pro modelování katastrof AIR, Výzkumného střediska pro vektorové řízení (VCRC) v Indii a Evropské komise, tj. GŘ ECHO a Společného výzkumného střediska, které provozuje Epidemie: Projekt Dynamics and Control (EPICO) se zabývá také nově se objevujícími nemocemi přenášenými vektory.

Zúčastněné strany se podílejí na většině operací prostřednictvím: i) proces sběru a analýzy entomologických údajů a údajů o patogenech; ii) analýzu výsledků poskytováním zpětné vazby, která může pomoci zlepšit platformu i prediktivní modely; a iii) poskytování kritických pokynů k projektu.

Otevřenost vede všechny činnosti EYWA, které jsou strategickým rozhodnutím konsorcia, k dosažení co největšího dopadu a propojení s iniciativami EU/globálními iniciativami. Data jsou otevřená a dostupná prostřednictvím evropského datového centra NextGEOSS a potenciálně by mohla být nabízena prostřednictvím jiných portálů a infrastruktur EU využívajících standardy otevřených dat, jako je portál GEOSS, otevřená zdravotní data, data Europa a Climate ADAPT.

Začátkem roku 2022 udělila Evropská rada pro inovace agentuře EYWA a jejímu koordinačnímu partnerovi, středisku BEYOND pro výzkum EO a družicové dálkové snímání NOA, cenu ERI Horizon za včasné varování před epidemiemi. Cena byla udělena projektu ve výši 5 milionů EUR, neboť oceňuje úspěch agentury EYWA při přeměně vědeckých poznatků na rozhodovací nástroj, který podporuje kontrolu nemocí přenášených komáry.

Predikční model hojnosti komárů MAMOTH vykazoval vysokou účinnost, flexibilitu a přizpůsobivost tím, že byl přenesen a aplikován na 5 evropských regionů pro další dva druhy komárů s výjimkou Culexu. Model vrátil vysokou úroveň důvěry v predikci populací komárů pro různé kombinace oblastí/krajin a komárů: např. pro přenos WNV z Culexu v Benátsku (Itálie), Vojvodině (Srbsko) a Bádensku-Württembersku (Německo); přenos malárie z Anopheles v Benátsku (Itálie); Přenos CHIK, Dengue a Zika z Aedes albopictus na Korsice a Grand Est (Francie).

Je však důležité zmínit také některá omezení projektu EYWA. Za prvé, citlivost a přesnost systému se liší v různých geografických kontextech a měřítkách. Konkrétní místní a regionální priority a otázky zranitelnosti nemusí být přesně a důkladně určeny. Za druhé, využívání nástrojů může být omezeno byrokracií, neochotou začleňovat nové nástroje do rozhodování a každodenních postupů, jakož i dalšími prioritami hospodářských a zdravotnických systémů, které ovlivňují dostupnost finančních prostředků na výzkum a inovace v oblasti VBD.

Finanční udržitelnost agentury EYWA je zajištěna financováním z probíhajících projektů; přímé institucionální financování; a rámcové smlouvy o poskytování služeb, které partneři uzavírají v rámci své ústavní a/nebo obchodní úlohy v oblasti orgánů pro tržní hospodářství. Podle finančního plánu agentury EYWA pokrývá zajištěné financování 67 % celkových výdajů v období 2020–2025, aby bylo možné pokračovat v činnosti v pěti zúčastněných zemích. Očekává se, že další finanční prostředky budou poskytnuty prostřednictvím jiných rámců hospodářské soutěže a financování třetími stranami (např. svěřenské fondy, program Horizont Evropa, fondy soudržnosti).

Přínosy projektu spočívají v následujícím:

• Rozvíjení a zveřejňování znalostí odvozených ze shromážděných údajů a modelů, pokud jde o populaci komárů a předpokládaná rizika pro ohniska onemocnění narozených komárů.
• Usnadnění optimálního řízení sezónně rozmístěných zdrojů a kapacit (inspektoři v terénu, analytici a vozidla, postřik vrtulníky a drony, tisíce míst rozmnožování komárů) stanovením cílených opatření pro provádění na místní, regionální a celostátní úrovni, čímž by se potenciálně ušetřily stovky milionů EUR na operace.

EYWA byla vyvinuta v rámci akční skupiny EuroGEO „Pozorování Země pro epidemie nemocí přenášených vektory“ v souvislosti s pracovním programem GEO na období 2017–2019, zejména s činnostmi Společenství: pozorování Země pro zdraví (EO4HEALTH), které zahrnuje infekční nemoci přenášené vektory, službu monitorování atmosféry programu Copernicus (CAMS) a službu programu Copernicus pro změnu klimatu (C3S).

Projekt EYWA byl zahájen v roce 2018 počátečním šetřením dostupných projektů a výzkumu v oblasti vektorových narozených nemocí. V návaznosti na tento počáteční výzkum byla vyvinuta platforma a prediktivní modely a projekt dosáhl provozního stavu v dubnu 2020 v Řecku a Itálii. Od roku 2021 jsou regiony ve Francii, Německu a Srbsku podporovány při shromažďování údajů a modelových předpovědích. Od roku 2022 budou do platformy přidány nové mimoevropské lokality v Pobřeží slonoviny a Thajsku.

Vývoj agentury EYWA je nepřetržitým opatřením a její odhadovaná doba trvání bude trvat nejméně do roku 2025, jak je stanoveno v dohodě o partnerství podepsané konsorciem EYWA. Do integrovaného systému EYWA je postupně začleňováno více zemí a nemocí s vizí vytvořit evropský/globální systém včasného varování.

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). MAMOTH: Model založený na datech pozorování Země pro předpověď hojnosti komárů. Dálkový průzkum Země, 13(13), 2557. https://doi.org/10.3390/rs13132557

Parselia, E., Kontoes, C., Tsouni, A., Hadjichristodoulou, C., Kioutsioukis, I., Magiorkinis, G. & Stilianakis, N.I. Údaje ze satelitního pozorování Země v epidemiologickém modelování viru malárie, horečky dengue a západonilského viru: Přezkoumání skórování. Vzdálené senzory. 2019, 11, 1862. https://doi.org/10.3390/rs11161862

Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019). Posouzení rizika přenosu viru západonilské horečky na základě epidemiologického modelu závislého na počasí a globálního rámce pro analýzu citlivosti. Acta tropica, 193, 129–141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003

Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021). Klimaticky závislý prostorový epidemiologický model rizika přenosu západonilského viru v místním měřítku. Jedno zdraví, svazek 13, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330