Řízení nemocí přenášených komáry prostřednictvím EYWA: evropský nástroj na podporu orgánů veřejného zdraví při prevenci epidemií

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

• Západonilská horečka a západonilská neuroinvazivní nemoc, vyvolaná západonilským virem (WNV), nyní endemická v některých částech Evropy. V různých oblastech Řecka byla zaznamenána infekce WNV u lidí a zvířat, která je spojena 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 lety (WHO).
• malárie přenášená komáry rodu Anopheles;
• Chikungunya, horečka dengue a zika, přenášené do Evropy komárem Aedes albopictus, známým jako tygří komár. V letech 2018 až 2021 bylo v Evropě hlášeno více než 3000 případů horečky dengue (v Chorvatsku, Španělsku, Francii, Itálii a Portugalsku).

Povětrnostní podmínky, jak zdůraznilo středisko ECDC, ovlivňují míru přežití a reprodukce vektorů, čímž ovlivňují vhodnost, rozšíření a četnost stanovišť; intenzita a časový průběh aktivity vektorů v průběhu roku a rychlost vývoje, přežití a reprodukce patogenů v rámci vektorů. Šíření a přenos nemocí přenášených vektory (VBD) jsou již ovlivněny změnou klimatu, neboť populace komárů se v Evropě pohybují dále na sever a přenášejí patogeny do míst, kde v minulosti nebyly.

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

Systém včasného varování EYWA je založen na nepřeberném množství satelitních a in-situ dat a nejmodernějších technologických nástrojů. Primární úlohou systému je informovat o činnostech národních organizací veřejného zdraví, subjektů bojujících proti vektorům a občanů. Konkrétními cíli jsou: i) lepší připravenost systémů zdravotní péče a jejich schopnost 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 bovinních obstrukcí v Evropě; iii) lepší informace pro evropské občany o komplexním zdravotním problému obstrukčních zdravotnických prostředků.

Podrobněji jsou celkové cíle EYWA tyto:

• Pokud jde o strategickou vizi, agentura EYWA si klade za cíl řešit epidemie MBD; spolehlivě podporovat posílené rozhodování a předvídání opatření k regulaci vektorů poskytováním posouzení četnosti vektorů a rizika MBD; vytvořit seznam norem EU v oblasti kontroly MBD; a neustále zapojovat klíčové zúčastněné strany v Evropě i na celém světě.
• V technologické oblasti se EYWA snaží prokázat účinnou správu družicových dat velkého objemu a jejich spojení s daty, která nejsou daty EO, z více zdrojů (in situ, občané); předvídat ohniska MBD a zlepšit posuzování zdravotních rizik vytvořením účinných entomologických a epidemiologických prediktivních modelů založených na datech, které budou fungovat napříč různými stupnicemi a horizonty prognóz; stejně jako poskytovat databáze zpracovávající obrovské množství dat, rozhraní API poskytující otevřený přístup, jakož i platformu, která data volně a široce zpřístupňuje.
• Pokud jde o vědu, EYWA si klade za cíl šířit generovaná data, výsledky a duševní vlastnictví, které mají využívat vědci a inovátoři v národních a mezinárodních výzkumných projektech, a také podporovat nadnárodní vědeckou spolupráci, která podporuje vývoj nových nástrojů a modelů v oblasti epidemií.
• A konečně, pokud jde o socioekonomickou oblast, očekávaným výsledkem EYWA je přispět k prevenci a omezení případů MBD; snížit dopad MBD v komunitách; provádět optimální řízení zdrojů komárů a vektorové kontroly (které jsou obvykle omezené); a určit kritické oblasti, které je třeba oslovit s cílem informovat obyvatelstvo o očekávaných ohniscích nákazy.

EYWA komunikuje a šíří vědecké odborné znalosti podporující otevřená data a otevřenou vědu prostřednictvím robustního a spolehlivého nástroje v rukou vnitrostátních a mezinárodních orgánů a organizací v oblasti veřejného zdraví: internetovou platformu EYWA.

Dosud byly integrovány údaje z pěti evropských zemí, které jsou členy konsorcia (Francie, Německo, Řecko, Itálie a Srbsko), včetně: entomologické; epidemiologické; krajinný pokryv (např. normalizovaný rozdílový vegetační index); klimatické a meteorologické (teplota, srážky) a ekologické datové soubory. K vývoji modelů agentury EYWA na základě dynamického modelování založeného na datech byly použity zdroje včetně programů Copernicus, GEOSS a EEA.

Prostřednictvím webové platformy EYWA je poskytována řada služeb pro dvě různé skupiny zúčastněných stran:

Pro veřejné uživatele:

• Přehled znovu se objevujícího problému MBD v Evropě, včetně celkového počtu hlášených případů západonilského viru, malárie, horečky dengue, ziky a chikungunya od roku 2008 v zemích EU a sousedních zemích z Evropského střediska pro prevenci a kontrolu nemocí (ECDC).
• Grafy uvádějící údaje o celkovém počtu nahlášených případů za rok podle zemí, v nichž je agentura EYWA v současné době v provozu.
• Vizualizace sítě entomologických odchytů komárů podílejících se na přenosu těchto chorob po celé Evropě (druhy Culex, Aedes albopictus a Anopheles, spolu s legendou vysvětlující místa trvalých a dočasných pastí).

Aby měl někdo přístup k uživatelsky autorizovaným částem platformy (tj. epidemiologickým údajům a předpovědím rizika), musí v souvislosti s kontrolou nemocí zastávat institucionální úlohu. S úmyslem získat přístup se mohou obrátit na koordinátora platformy a valná hromada konsorcia EYWA rozhodne, zda by jim měl být přístup poskytnut. Oprávnění uživatelé mají přístup:

• Entomologické údaje: časové řady entomologických, environmentálních a meteorologických údajů pro každé místo lovu do pastí
• Epidemiologické údaje: Virus západonilské horečky hlásil případy od roku 2008 až 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 až 30 dní) a v každém osídlení (každý týden).
• Predikce rizik u lidských případů:
  • Obecný dynamický model používaný na úrovni obcí/provincií v Řecku a Itálii, který poskytuje riziko případů WNV u lidí, jakož i medián vyloučených týdnů přenosu WNV.
  • Model založený na datech při vyšším prostorovém rozlišení a model specifický pro danou lokalitu předpovídající vesnice/sídliště s rostoucím rizikem WNV (pouze Řecko)

EYWA poskytuje rozhodovacím orgánům měsíční zprávy, které uvádějí nejnovější dostupné epidemiologické údaje, četnost komárů v měsíčním a týdenním měřítku prostřednictvím různých modelů a odhadované riziko přítomnosti viru západonilské horečky u komárů a u lidí. Na základě těchto shromážděných údajů využívají kontroloři a orgány veřejného zdraví mapy rizik k přeorganizování zavádění monitorovacích sítí a procesu zacílení zmírňujících opatření na místní úrovni.

Modely a nástroje EYWA podpořily orgány veřejného zdraví čtyř prefektur v Řecku (Střední Makedonie, Thesálie, západní Řecko a Kréta) a Benátsku (Itálie) při monitorování oběhu patogenů prostřednictvím cílených kontrol vzorků a identifikace vysoce rizikových vesnic za účelem provádění kontrolních operací, čímž se účinně snížil počet případů nákazy u lidí v rámci WNV. Modelové předpovědi jsou průběžně šířeny v průběhu provozního období mezi květnem a říjnem prostřednictvím internetové platformy a specializovaných zpráv zasílaných přímo orgánům na podporu jejich opatření na ochranu proti komárům.

Prognózy MIMESIS a BAR navíc podpořily doplňková preventivní opatření, jako je intenzivnější larviciding kolem ohrožených vesnic a uvnitř nich, a doplňkové osvětové kampaně týkající se opatření na ochranu osob. V roce 2021 oslovily osvětové kampaně vedené agenturou EYWA v regionu Střední Makedonie v Řecku více než 31 000 domácností prostřednictvím podomních návštěv a letáků.

Kromě opatření přímo prováděných agenturou EYWA byla vyvinuta a spuštěna mobilní aplikace Mosquito Vision, která je založena na údajích agentury EYWA a jejímž cílem je poskytovat občanům snadné a okamžité informace, zejména zranitelným skupinám obyvatel. Žádost obsahuje: prognózy obtěžování, preventivní a kontrolní pokyny pro osobní ochranu a formuláře pro občany, které jim umožní informovat o zamoření a navrhovat potenciální hotspoty. Občané jej mohou rovněž využít ke kontaktování zúčastněných 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 zainteresovaných 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 výsledkem dobrovolnické činnosti v celé Evropě, do níž je zapojeno 37 zúčastněných stran v celosvětovém měřítku, které přispívají k jejímu společnému návrhu. V letech 2019 až 2021 se síť rozšířila o mnoho zúčastněných stran, které se o projekt zajímají, včetně vědecké obce, vlád, WHO, Institutu Roberta Kocha, společnosti zabývající se modelováním katastrof AIR, Výzkumného střediska pro kontrolu vektorů (VCRC) Indie a Evropské komise, tj. GŘ ECHO a Společného výzkumného střediska, které provozuje Epidemie: Projekt Dynamika a řízení (EPICO) a zabývá se také nově se objevujícími nemocemi přenášenými vektory.

Zúčastněné strany jsou zapojeny do většiny 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 ocenila projekt částkou 5 milionů EUR, neboť oceňuje úspěch agentury EYWA při přeměně vědeckých poznatků na nástroj pro rozhodování, který podporuje kontrolu nemocí přenášených komáry.

Předpovědní 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 Culex. Model vrátil vysokou míru důvěry v predikci populací komárů pro různé kombinace regionů/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 vzít na vědomí i některá omezení projektu EYWA. Zaprvé, citlivost a přesnost systému se liší v různých zeměpisných kontextech a měřítkách. Konkrétní místní a regionální priority a otázky zranitelnosti nemusí být přesně a přesně vymezeny. Za druhé, využívání nástrojů může být omezeno byrokracií, neochotou začlenit nové nástroje do rozhodování a každodenních postupů, jakož i dalšími prioritami hospodářských a zdravotních systémů, které ovlivňují dostupnost finančních prostředků na výzkum a inovace v oblasti VBD.

Finanční udržitelnost EYWA je zajištěna financováním z probíhajících projektů; přímé institucionální financování; a rámcové smlouvy o poskytování služeb uzavřené partnery v rámci jejich ústavní a/nebo obchodní úlohy v oblasti orgánů pro tržní infrastrukturu. Podle finančního plánu EYWA pokrývá zajištěné financování 67 % celkových výdajů v období 2020–2025 na pokračování činnosti v pěti dotčených zemích. Očekává se, že další finanční prostředky budou poskytnuty prostřednictvím jiných konkurenčních rámců a financování třetí stranou (např. svěřenské fondy, program Horizont Evropa, fondy soudržnosti).

Přínosy projektu spočívají v následujícím:

• Rozvíjení a zveřejňování znalostí získaných ze shromážděných údajů a modelů, pokud jde o populaci komárů a předpokládaná rizika pro vypuknutí onemocnění narozených komárů.
• Usnadnění optimálního řízení sezónně rozmístěných zdrojů a kapacit (inspektoři v terénu, analytici a vozidla, stříkání vrtulníků a dronů, tisíce míst rozmnožování komárů) uvedením 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 při epidemiích 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).

Agentura EYWA zahájila v roce 2018 počáteční šetření týkající se dostupných projektů a výzkumu v oblasti vektorových Borneho nemocí. V návaznosti na tento počáteční výzkum byly vyvinuty 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 nepřetržitou činností 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 zařazováno 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). MAMATIKA: An Earth Observational Data-Driven Model for Mosquitoes Abundance Prediction (Model počtu komárů založený na datech z pozorování Země). 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. Satellite Earth Observation Data in Epidemiological Modeling of Malaria, Dengue and West Nile Virus: Přezkoumání rozsahu. 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). Prostorový epidemiologický model pro riziko přenosu viru západonilské horečky v místním měřítku závislý na klimatu. Jedno zdraví, svazek 13, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330