Håndtering af mygbårne sygdomme gennem EYWA: et europæisk redskab til støtte for de offentlige sundhedsmyndigheder i forbindelse med forebyggelse af epidemier

Myg er sendere af patogener. De vigtigste sygdomme, der overføres via dem i Europa og forårsager store folkesundhedsproblemer, er:

• West Nile Feber og West Nile Neuroinvasive Disease, udløst af West Nile Virus (WNV), nu endemisk i dele af Europa. Der er registreret WNV-infektioner hos mennesker og dyr i forskellige områder af Grækenland i forbindelse med usædvanligt høje temperaturer i regionen i årene 2010-2014 og 2017-2019. Der er imidlertid også rapporteret om WNV-infektioner i andre dele af Europa, hvor antallet af infektioner toppede i 2018 i forhold til tidligere år (WHO).
• Malaria, der overføres af myg af slægten Anopheles;
• Chikungunya, Dengue feber og Zika, overføres til Europa af Aedes albopictus myg, kendt som tiger myg. Mellem 2018 og 2021 blev der indberettet over 3 000 tilfælde af denguefeber i Europa (i Kroatien, Spanien, Frankrig, Italien og Portugal).

Vejrforholdene, som fremhævet af ECDC, påvirker vektorernes overlevelses- og reproduktionsrater og påvirker dermed levestedernes egnethed, udbredelse og tæthed. intensiteten og det tidsmæssige mønster af vektoraktivitet i løbet af året og udviklingshastigheden, overlevelsen og reproduktionen af patogener inden for vektorer. Spredning og overførsel af vektorbårne sygdomme påvirkes allerede af klimaændringer, da mygbestande bevæger sig længere mod nord i Europa og transporterer patogener til steder, hvor de ikke tidligere har været.

I de sidste to årtier er der blevet vedtaget specifikke foranstaltninger og praksis for at bekæmpe disse sygdomme, og betydningen af systemer til tidlig varsling er vokset.

EYWA Early Warning System er baseret på en overflod af satellit- og in situ-data og avancerede teknologiske værktøjer. Systemets primære rolle er at informere de nationale folkesundhedsorganisationers, vektormodaktørers og borgeres aktiviteter. De specifikke mål er: i) øget beredskab i sundheds- og sundhedssystemerne og deres evne til at opdage, overvåge og kontrollere nuværende og fremtidige trusler mod folkesundheden ii) optimeret myggebekæmpelse ved at støtte intensiv entomologisk og epidemiologisk overvågning og træffe forebyggende foranstaltninger for at begrænse spredningen af MBD'er i Europa iii) bedre information til de europæiske borgere om de komplekse sundhedsproblemer i forbindelse med MBD'er.

Mere detaljeret er de overordnede EYWA-mål:

• På den strategiske visionsfront sigter EYWA mod at håndtere udbrud af MBD. på pålidelig vis at støtte den forbedrede beslutningstagning og foregribelse af vektorbekæmpelsesforanstaltninger ved at tilvejebringe vurderinger af vektortæthed og MBD-risiko udarbejde en liste over EU-standarder for MBD-kontrol samt løbende at inddrage centrale interessenter i Europa og globalt.
• På teknologifronten bestræber EYWA sig på at bevise den effektive forvaltning af store satellitdata og deres fusion med ikke-EO-data fra flere kilder (in situ, borger); forudsige udbrud af MBD og forbedre vurderingen af sundhedsrisici ved at udvikle effektive datadrevne entomologiske og epidemiologiske prognosemodeller, der fungerer på tværs af forskelsskalaer og prognosehorisonter samt levere databaser, der håndterer store mængder data, API'er, der giver fri adgang, samt en platform, der gør dataene tilgængelige frit og bredt.
• På den videnskabelige front sigter EYWA mod at formidle de genererede data, resultater og intellektuelle ejendomsrettigheder, der skal udnyttes af forskere og innovatorer i nationale og internationale forskningsprojekter, og også støtte det tværnationale videnskabelige samarbejde, der fremmer udviklingen af nye værktøjer og modeller inden for epidemier.
• Endelig er det forventede resultat af EYWA på den socioøkonomiske front at bidrage til forebyggelse og reduktion af MBD-tilfælde; mindske MBD's indvirkning på lokalsamfundene udføre optimal forvaltning af ressourcerne af myg og vektor kontrol (som normalt er begrænset); og identificere de kritiske områder, der skal nås ud til for at informere befolkningen om forventede sygdomsudbrud.

EYWA kommunikerer og formidler videnskabelig ekspertise til støtte for åbne data og åben videnskab gennem et robust og pålideligt værktøj i hænderne på de nationale og internationale folkesundhedsmyndigheder og -organisationer: EYWA-webplatformen.

Data fra de fem europæiske lande, der er medlemmer af konsortiet (Frankrig, Tyskland, Grækenland, Italien og Serbien), er indtil videre blevet integreret, herunder: entomologisk epidemiologisk arealdækning (f.eks. det normaliserede forskelsvegetationsindeks) klimatiske og meteorologiske datasæt (temperatur, nedbør) og økologiske datasæt. Kilder, herunder Copernicus, GEOSS og EEA, blev anvendt til at udvikle EYWA's modeller baseret på datadrevet og dynamisk modellering.

Via EYWA-webplatformen leveres der en række tjenester til to forskellige interessentgrupper:

For de offentlige brugere:

• Oversigt over det genopståede problem med MBD i Europa, herunder det samlede antal rapporterede tilfælde af vestnilvirus, malaria, denguefeber, zikavirus og chikungunya fra 2008 i EU-landene og nabolandene fra Det Europæiske Center for Forebyggelse af og Kontrol med Sygdomme (ECDC).
• Grafer med data om det samlede antal indberettede tilfælde pr. år pr. land, hvor EYWA i øjeblikket er operationelt.
• Visualisering af det entomologiske fældefangstnetværk rundt om i Europa for de myg, der er involveret i overførslen af disse sygdomme (arter som Culex, Aedes albopictus og Anopheles, sammen med en legende, der forklarer de permanente og midlertidige fældesteder).

For at nogen kan få adgang til de brugerautoriserede dele af platformen (dvs. epidemiologiske data og risikoprognoser), skal de have en institutionel rolle i forbindelse med sygdomsbekæmpelse. De kan kontakte platformens koordinator med henblik på at få adgang, og EYWA-konsortiets generalforsamling beslutter, om de skal have adgang. De autoriserede brugere har adgang til:

• Entomologiske data: tidsserier af entomologiske, miljømæssige og meteorologiske data for hvert fældefangststed
• Epidemiologiske data: Vestnilvirus rapporteret tilfælde fra 2008 indtil nu
• Mosquito overflod forudsigelse for Culex (sender af West Nile Virus) for Grækenland, Serbien, Italien, Frankrig og Tyskland, Aedes albopictus for Frankrig og Anopheles for Italien. Den datadrevne model forudsiger en størrelse af mygpopulationen på hvert fældefangststed (hver 15. af 30 dage) og ved hver bebyggelse (hver uge).
• Risikoforudsigelse for menneskelige tilfælde:
  • Generisk dynamisk model, der anvendes på kommune-/provinsniveau i Grækenland og Italien, og som giver risiko for tilfælde af WNV hos mennesker samt medianen af de undtagne ugers overførsel af WNV.
  • Datadrevet model med højere rumlig opløsning og lokalitetsspecifik model, der forudsiger landsbyer/bebyggelser med stigende risiko for WNV (kun Grækenland)

EYWA leverer månedlige rapporter til beslutningstagere med angivelse af de seneste tilgængelige epidemiologiske data, mygforekomsten på månedlig og ugentlig skala via forskellige modeller og den anslåede risiko for West Nile Virus-tilstedeværelse hos myg og mennesker. På grundlag af disse indsamlede data udnytter de dataansvarlige og de offentlige sundhedsmyndigheder risikokortene til at omlægge udrulningen af overvågningsnetværk og processen med at målrette modvirkningsforanstaltningerne på lokalt plan.

EYWA-modellerne og -værktøjerne har støttet de offentlige sundhedsmyndigheder i fire præfekturer i Grækenland (Centralmakedonien, Thessalien, Vestgrækenland og Kreta) og Veneto, Italien, i overvågningen af cirkulationen af patogener gennem målrettet stikprøvekontrol og identifikation af landsbyer med høj risiko med henblik på at anvende kontroloperationer og effektivt reducere antallet af tilfælde af mennesker i det vestlige NV. Modelforudsigelserne formidles løbende i hele driftsperioden mellem maj og oktober via webplatformen, og der sendes særlige rapporter direkte til myndighederne for at hjælpe dem med at bekæmpe myg.

Desuden støttede MIMESIS- og BAR-prognoserne supplerende forebyggende foranstaltninger såsom mere intensiv larviciding omkring og i udsatte landsbyer og supplerende oplysningskampagner om personlige beskyttelsesforanstaltninger. I 2021 nåede EYWA's oplysningskampagner i regionen Centralmakedonien i Grækenland ud til mere end 31 000 husstande gennem dør-til-dør-besøg og foldere.

Ud over de foranstaltninger, der gennemføres direkte af EYWA, blev mobilapplikationen Mosquito Vision, som er baseret på EYWA-data, udviklet og lanceret for at give borgerne let og øjeblikkelig information, navnlig for sårbare befolkningsgrupper. Ansøgningen omfatter: ærgrelsesprognoser, forebyggende instrukser og kontrolinstrukser for personlig beskyttelse og formularer, som borgerne kan bruge til at informere om angreb og foreslå potentielle hotspots. Den kan også bruges af borgerne til at kontakte de involverede videnskabelige organer. Appen blev oprindeligt brugt i de fire regioner i Grækenland, hvor den informerede tusindvis af borgere i over 2400 landsbyer om sanitet og personlige beskyttelsesforanstaltninger. Der er planer om at udvide serviceområdet for applikationen.

Deltagelse af interessenter er et centralt element i EYWA-projektet. EYWA-platformen hostes af Athens nationale observatorium (NOA), og dens drift ligger hos alle bidragende partnere. EYWA er et resultat af frivilligt arbejde i hele Europa, der inddrager 37 interessenter på globalt plan, som bidrager til udviklingen af det fælles design. Mellem 2019 og 2021 er netværket blevet udvidet til at omfatte mange interessenter, der er interesserede i projektet, herunder det videnskabelige samfund, regeringer, WHO, Robert Koch Institute, AIR-katastrofemodelleringsvirksomheden, Vector Control Research Centre (VCRC) i Indien og Europa-Kommissionen, dvs. GD ECHO og Det Fælles Forskningscenter, som driver epidemierne: Projektet Dynamics and Control (EPICO) beskæftiger sig også med nye vektorbårne sygdomme.

Interessenterne er involveret i de fleste operationer gennem: i) indsamling og analyse af entomologiske og patogene data ii) analyse af resultaterne ved at give feedback, der kan bidrage til at forbedre både platformen og de prædiktive modeller og iii) at udstikke kritiske retningslinjer for projektet.

Åbenhed er retningsgivende for alle EYWA's aktiviteter, som er en strategisk beslutning truffet af konsortiet, med henblik på at opnå den størst mulige virkning og forbindelser med EU's/globale initiativer. Dataene er åbne og tilgængelige via det europæiske NextGEOSS-datacenter og kan potentielt tilbydes via andre portaler og EU-infrastrukturer ved hjælp af åbne datastandarder såsom GEOSS-portalen, Open Health Data, Data Europa og Climate ADAPT.

I begyndelsen af 2022 tildelte Det Europæiske Innovationsråd EYWA og dets koordineringspartner, BEYOND Centre of EO Research and Satellite Remote Sensing of NOA, EIC Horizon Prize on Early Warning for Epidemics. Prisen belønnede projektet med 5 mio. EUR, da det anerkender EYWA's succes med at omdanne videnskabelig viden til et beslutningsværktøj, der støtter bekæmpelsen af mygbårne sygdomme.

MAMOTH myg overflod forudsigelse model viste høj effektivitet, fleksibilitet og tilpasningsevne ved at blive overført og anvendt til 5 europæiske regioner for yderligere to myg arter undtagen Culex. Modellen returnerede høje niveauer af tillid til forudsigelsen af myggepopulationer for de forskellige kombinationer af regioner / landskaber og myg: f.eks. for WNV-transmission fra Culex i Veneto (Italien), Vojvodina (Serbien) og Baden-Württemberg (Tyskland) overførsel af malaria fra Anopheles i Veneto (Italien) CHIK, Dengue og Zika transmission fra Aedes albopictus på Korsika og Grand Est (Frankrig).

Det er dog vigtigt også at bemærke nogle begrænsninger i EYWA-projektet. For det første varierer systemets følsomhed og nøjagtighed i forskellige geografiske sammenhænge og skalaer. De specifikke lokale og regionale prioriteter og sårbarhedsproblemer identificeres muligvis ikke grundigt og præcist. For det andet kan anvendelsen af værktøjerne begrænses af bureaukrati, modvilje mod at integrere nye værktøjer i beslutningstagningen og den daglige praksis samt af andre prioriteter for økonomien og sundhedssystemet, der påvirker tilgængeligheden af midler til forskning og innovation inden for VBD.

EYWA's finansielle bæredygtighed sikres ved hjælp af finansiering fra igangværende projekter. direkte institutionel finansiering og rammekontrakter om tjenesteydelser, der forvaltes af partnerne som led i deres forfatningsmæssige og/eller forretningsmæssige rolle inden for MBD-myndigheder. Ifølge EYWA's finansieringsplan dækker den sikrede finansiering 67 % af de samlede udgifter i perioden 2020-2025 til fortsat drift i de fem involverede lande. Yderligere finansiering forventes at komme gennem andre konkurrencemæssige rammer og tredjepartsfinansiering (f.eks. trustfonde, Horisont Europa og Samhørighedsfonden).

Fordelene ved projektet er følgende:

• Udvikling og offentliggørelse af viden udledt af indsamlede data og modeller vedrørende myggepopulationen og forventede risici for udbrud af myggebornesygdom.
• Fremme af den optimale forvaltning af de sæsonbestemte ressourcer og kapaciteter (feltinspektører, analytikere og køretøjer, sprøjtehelikoptere og droner, tusindvis af mygavlssteder) ved at angive målrettede foranstaltninger til gennemførelse på lokalt, regionalt og nationalt plan , og dermed potentielt spare hundreder af millioner euro til operationerne.

EYWA er blevet udviklet inden for rammerne af EuroGEO Action Group "Earth Observation for Epidemics of Vector-borne Diseases" i forbindelse med GEO's arbejdsprogram for 2017-2019, navnlig med fællesskabsaktiviteterne: Jordobservationer for sundhed (EO4HEALTH), som omfatter vektorbårne smitsomme sygdomme, Copernicus' atmosfæreovervågningstjeneste (CAMS) og Copernicus' klimaændringstjeneste (C3S).

EYWA startede i 2018 med en indledende undersøgelse af de tilgængelige projekter og forskning inden for Vector Borne Diseases. Fremadrettet og på grundlag af denne indledende forskning blev platformen og de prædiktive modeller udviklet, og projektet opnåede operationel status i april 2020 i Grækenland og Italien. Fra 2021 og fremefter har regioner i Frankrig, Tyskland og Serbien fået støtte til dataindsamling og modelforudsigelser. Fra 2022 vil der blive tilføjet nye ikkeeuropæiske lokaliteter i Elfenbenskysten og Thailand til platformen.

Udviklingen af EYWA er en løbende foranstaltning, og dens anslåede aktivitetsvarighed vil fortsætte i det mindste indtil 2025 som fastsat i den partnerskabsaftale, der er undertegnet af EYWA-konsortiet. Flere lande og sygdomme bliver gradvist inkluderet i det integrerede EYWA-system med visionen om at udvikle et europæisk/globalt system for tidlig varsling.

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). MODTAGELSE: En jordobservationsdata-drevet model for myg overflod forudsigelse. Fjernmåling, 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: En Scoping-gennemgang. Remote Sens. 2019, 11, 1862. https://doi.org/10.3390/rs11161862

Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019). Vurdering af risikoen for overførsel af West Nile-virus ud fra en vejrafhængig epidemiologisk model og en global ramme for følsomhedsanalyse. Acta tropica, 193, 129-141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003

Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021). En klimaafhængig geografisk epidemiologisk model for risikoen for overførsel af vestnilvirus på lokalt plan. One Health, bind 13, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330