Upravljanje bolestima koje prenose komarci putem EYWA-e: europski alat za potporu javnozdravstvenim tijelima u sprečavanju epidemija

Komarci su odašiljači patogena. Najvažnije bolesti koje se putem njih prenose u Europi i uzrokuju velike javnozdravstvene probleme su:

• Zapadna nilska groznica i neuroinvazivna bolest Zapadnog Nila, potaknuta virusom Zapadnog Nila (WNV), sada endemska u dijelovima Europe. Infekcija WNV-om kod ljudi i životinja zabilježena je u različitim područjima Grčke, što je povezano s iznimno visokim temperaturama u regiji u razdoblju 2010.–2014. i 2017.–2019. Međutim, infekcije WNV-om prijavljene su i u drugim dijelovima Europe te su 2018. dosegnule najveći broj infekcija u usporedbi s prethodnim godinama (SZO).
• Malarija, koju prenose komarci roda Anopheles;
• Chikungunya, Dengue Fever i Zika, prenijeli su u Europu Aedes albopictus komarac, poznat kao tigar komarac. Od 2018. do 2021. u Europi je prijavljeno više od 3000 slučajeva denga groznice (u Hrvatskoj, Španjolskoj, Francuskoj, Italiji i Portugalu).

Vremenski uvjeti, kako je istaknuo ECDC, utječu na stope preživljavanja i razmnožavanja vektora, što utječe na prikladnost, rasprostranjenost i brojnost staništa; intenzitet i vremenski obrazac vektorske aktivnosti tijekom cijele godine te stope razvoja, preživljavanja i razmnožavanja patogena unutar vektora. Širenje i prijenos vektorskih bolesti već su pogođeni klimatskim promjenama jer se populacije komaraca kreću dalje na sjever u Europi noseći patogene na mjesta na kojima nisu bile u prošlosti.

U posljednja dva desetljeća donesene su posebne mjere i prakse za kontrolu tih bolesti, a raste i važnost sustava ranog upozoravanja.

Sustav ranog upozoravanja EYWA-e temelji se na brojnim satelitskim i in situ podacima te najsuvremenijim tehnološkim alatima. Primarna uloga sustava je informiranje o aktivnostima nacionalnih organizacija za javno zdravstvo, vektorskih protuaktivnih subjekata i građana. Konkretni ciljevi su: i. poboljšanu pripravnost zdravstvenih sustava i sustava zdravstvene skrbi te njihovu sposobnost otkrivanja, praćenja i kontrole trenutačnih i budućih prijetnji javnom zdravlju; ii. optimiziranu kontrolu komaraca podupiranjem intenzivnog entomološkog i epidemiološkog nadzora te poduzimanjem preventivnih mjera za ograničavanje širenja MBD-a u Europi; iii. poboljšane informacije za europske građane o složenom zdravstvenom problemu MBD-ova.

Konkretnije, opći su ciljevi EYWA-e sljedeći:

• Kad je riječ o strateškoj viziji, EYWA nastoji riješiti slučajeve izbijanja MBD-a; pouzdano podupirati poboljšano donošenje odluka i predviđanje mjera kontrole vektora pružanjem procjena o brojnosti vektora i riziku od MBD-a; izraditi popis normi EU-a za kontrolu MBD-a; te kontinuirano uključivati ključne dionike u Europi i svijetu.
• Kad je riječ o tehnologiji, EYWA nastoji dokazati učinkovito upravljanje velikim satelitskim podacima i njihovu fuziju s podacima koji nisu EEO iz više izvora (in situ, građanin); predviđanje izbijanja MBD-a i poboljšanje procjene rizika za zdravlje razvojem učinkovitih entomoloških i epidemioloških prediktivnih modela utemeljenih na podacima koji djeluju u različitim ljestvicama i razdobljima predviđanja; te dostaviti baze podataka u kojima se obrađuju velike količine podataka, API-je koji omogućuju otvoreni pristup, kao i platformu za slobodno i široko stavljanje podataka na raspolaganje.
• Kad je riječ o znanosti, EYWA nastoji širiti generirane podatke, rezultate i intelektualno vlasništvo koje će znanstvenici i inovatori iskoristiti u nacionalnim i međunarodnim istraživačkim projektima te podupirati transnacionalnu znanstvenu suradnju kojom se potiče razvoj novih alata i modela u području epidemija.
• Naposljetku, kad je riječ o socioekonomskom aspektu, očekivani ishod EYWA-e jest doprinos sprečavanju i smanjenju slučajeva MBD-a; smanjiti utjecaj MBD-a u zajednicama; obavljati optimalno upravljanje resursima komarca i kontrole vektora (koji su obično ograničeni); te utvrditi ključna područja do kojih treba doprijeti kako bi se stanovništvo obavijestilo o očekivanim izbijanjima bolesti.

EYWA komunicira i širi znanstveno stručno znanje kojim se podupiru otvoreni podaci i otvorena znanost putem snažnog i pouzdanog alata u rukama nacionalnih i međunarodnih tijela i organizacija za javno zdravstvo: internetske platforme EYWA-e.

Dosad su integrirani podaci iz pet europskih zemalja koje su članice konzorcija (Francuska, Njemačka, Grčka, Italija i Srbija), uključujući: entomološki; epidemiološki; pokrov zemljišta (npr. indeks vegetacije normalizirane razlike); klimatske i meteorološke (temperatura, oborine) i ekološke skupove podataka. Izvori, uključujući Copernicus, GEOSS i EEA, upotrijebljeni su za razvoj modela EYWA-e na temelju podataka i dinamičnog modeliranja.

Putem internetske platforme EYWA-e pruža se niz usluga za dvije različite skupine dionika:

Za javne korisnike:

• Pregled novonastalog problema MBD-a u Europi, uključujući ukupne prijavljene slučajeve virusa zapadnog Nila, malarije, denga groznice, zike i chikungunije iz 2008. u zemljama EU-a i susjednim zemljama iz Europskog centra za sprečavanje i kontrolu bolesti (ECDC).
• Grafikoni s podacima o ukupnim prijavljenim slučajevima godišnje po zemlji u kojoj je EYWA trenutačno u funkciji.
• Vizualizacija entomološke mreže zamki oko Europe za komarce uključene u prijenos tih bolesti (vrste Culex, Aedes albopictus i Anopheles, zajedno s legendom koja objašnjava stalna i privremena mjesta zamki).

Kako bi netko mogao pristupiti dijelovima platforme koje su odobrili korisnici (tj. epidemiološkim podacima i predviđanjima rizika), mora imati institucionalnu ulogu u kontekstu kontrole bolesti. Mogu se obratiti koordinatoru platforme s namjerom dobivanja pristupa, a Glavna skupština konzorcija EYWA odlučuje o tome treba li im se omogućiti pristup. Ovlašteni korisnici mogu pristupiti:

• Entomološki podaci: vremenski niz entomoloških, okolišnih i meteoroloških podataka za svako mjesto hvatanja
• Epidemiološki podaci: Virus zapadnog Nila prijavio je slučajeve od 2008. do danas
• Predviđanje brojnosti komaraca za Culex (transmiter virusa Zapadnog Nila) za Grčku, Srbiju, Italiju, Francusku i Njemačku, Aedes albopictus za Francusku i Anopheles za Italiju. Model temeljen na podacima predviđa veličinu populacije komaraca na svakom mjestu hvatanja (svakih 15 od 30 dana) i na svakom naselju (svaki tjedan).
• Predviđanje rizika za ljudske slučajeve:
  • Generički dinamički model koji se primjenjuje na razini općine/pokrajine u Grčkoj i Italiji i kojim se osigurava rizik od slučajeva WNV-a kod ljudi, kao i medijan iznimnih tjedana prijenosa WNV-a.
  • Model temeljen na podacima pri većoj prostornoj razlučivosti i model specifičan za lokaciju kojim se predviđaju sela/naselja s povećanim rizikom od WNV-a (samo u Grčkoj)

EYWA dostavlja mjesečna izvješća donositeljima odluka u kojima navodi najnovije dostupne epidemiološke podatke, brojnost komaraca na mjesečnoj i tjednoj razini putem različitih modela i procijenjeni rizik od prisutnosti virusa zapadnog Nila kod komaraca i kod ljudi. Na temelju tih prikupljenih podataka voditelji obrade i tijela nadležna za javno zdravlje iskorištavaju karte rizika kako bi preraspodijelili uvođenje mreža za praćenje i obradili mjere ublažavanja na lokalnoj razini.

Modeli i alati EYWA-e pružili su potporu javnozdravstvenim tijelima četiriju prefektura u Grčkoj (Središnja Makedonija, Tesalija, zapadna Grčka i Kreta) i Venetu u Italiji u praćenju cirkulacije patogena ciljanim provjerama uzoraka i identifikacijom sela visokog rizika kako bi se primijenile kontrolne operacije i učinkovito smanjili ljudski slučajevi povezani s WNV-om. Predviđanja modela kontinuirano se šire tijekom operativnog razdoblja od svibnja do listopada putem internetske platforme i namjenskih izvješća koja se šalju izravno nadležnim tijelima kako bi im se pomoglo u aktivnostima kontrole komaraca.

Nadalje, prognozama MIMESIS-a i BAR-a podržane su dodatne preventivne mjere, kao što su intenzivnije snalaženje oko ugroženih sela i unutar njih te komplementarne kampanje podizanja svijesti o mjerama osobne zaštite. Kampanje za podizanje svijesti pod vodstvom EYWA-e u regiji Središnje Makedonije u Grčkoj 2021. doprle su do više od 31 000 kućanstava putem posjeta od vrata do vrata i letaka.

Osim mjera koje izravno provodi EYWA, razvijena je i pokrenuta mobilna aplikacija Vizija komaraca, koja se temelji na podacima EYWA-e, kako bi se građanima pružile jednostavne i neposredne informacije, posebno za ranjive skupine stanovništva. Zahtjev uključuje: predviđanja neugodnosti, preventivne i kontrolne upute za osobnu zaštitu te obrasci za informiranje građana o infestacijama i predlaganje potencijalnih žarišnih točaka. Građani ga mogu koristiti i za kontaktiranje uključenih znanstvenih tijela. Aplikacija je prvotno korištena u četiri regije Grčke, gdje je informirala tisuće građana u više od 2400 sela o sanitarnim uvjetima i mjerama osobne zaštite. Postoje planovi za proširenje uslužnog područja za aplikaciju.

Sudjelovanje dionika ključan je element projekta EYWA. Platformu EYWA organizira Nacionalni opservatorij Atene (NOA), a njezin rad obavljaju svi partneri koji daju doprinos. EYWA je rezultat volontiranja diljem Europe i uključuje 37 dionika na globalnoj razini koji doprinose njegovu zajedničkom osmišljavanju. Od 2019. do 2021. mreža se proširila kako bi uključila mnoge dionike zainteresirane za projekt, uključujući znanstvenu zajednicu, vlade, WHO, Institut Robert Koch, poduzeće za modeliranje katastrofa AIR, Centar za istraživanje vektorske kontrole (VCRC) Indije i Europsku komisiju, tj. GU ECHO i Zajednički istraživački centar, koji vodi epidemiju: Projekt Dynamics and Control (EPICO) bavi se i novim bolestima koje se prenose vektorima.

Dionici su uključeni u većinu operacija putem: (i) postupak prikupljanja i analize entomoloških podataka i podataka o patogenima; ii. analizu rezultata pružanjem povratnih informacija koje mogu pomoći u poboljšanju platforme i prediktivnih modela; i iii. pružanje ključnih smjernica projektu.

Otvorenost usmjerava sve aktivnosti EYWA-e, koje su strateška odluka konzorcija, prema postizanju najvećeg mogućeg učinka i povezanosti s inicijativama EU-a i globalnim inicijativama. Podaci su otvoreni i dostupni putem europskog podatkovnog centra NextGEOSS, a mogli bi se nuditi i putem drugih portala i infrastruktura EU-a na kojima se primjenjuju standardi otvorenih podataka, kao što su portal GEOSS, podaci o otvorenom zdravlju, podaci Data Europa i Climate ADAPT.

Početkom 2022. Europsko vijeće za inovacije dodijelilo je EYWA-i i njezinu koordinacijskom partneru, centru BEYOND za istraživanje i satelitsko daljinsko promatranje NOA-e, nagradu EIC-a u okviru programa Obzor za rano upozoravanje na epidemije. Nagradom je projekt nagrađen s 5 milijuna eura jer prepoznaje uspjeh EYWA-e u pretvaranju znanstvenih spoznaja u alat za donošenje odluka kojim se podupire kontrola bolesti koje se prenose komarcima.

Model predviđanja brojnosti komaraca MAMOTH pokazao je visoku učinkovitost, fleksibilnost i prilagodljivost prijenosom i primjenom na 5 europskih regija za još dvije vrste komaraca osim Culexa. Model je vratio visoku razinu povjerenja u predviđanje populacija komaraca za različite kombinacije regija / krajolika i komaraca: npr. za prijenos WNV-a iz Culexa u Venetu (Italija), Vojvodini (Srbija) i Baden-Württembergu (Njemačka); prijenos malarije iz anofela u Venetu (Italija); CHIK, Dengue i Zika prijenos iz Aedes albopictus na Korzici i Grand Est (Francuska).

Međutim, važno je napomenuti i neka ograničenja projekta EYWA. Prvo, osjetljivost i točnost sustava razlikuju se u različitim zemljopisnim kontekstima i ljestvicama. Posebni lokalni i regionalni prioriteti i pitanja ranjivosti možda neće biti detaljno i precizno utvrđeni. Drugo, uvođenje alata može biti ograničeno birokracijom, nevoljkošću da se novi alati uključe u donošenje odluka i svakodnevne prakse, kao i drugim prioritetima gospodarskog i zdravstvenog sustava koji utječu na dostupnost financijskih sredstava za istraživanje i inovacije u području Direktive o biocidnim proizvodima.

Financijska održivost EYWA-e osigurana je financiranjem iz tekućih projekata; izravno institucijsko financiranje; i okvirne ugovore o uslugama kojima upravljaju partneri u okviru svoje ustavne i/ili poslovne uloge u području tijela MBD-a. Prema financijskom planu EYWA-e osiguranim sredstvima pokriva se 67 % ukupnih troškova u razdoblju 2020.–2025. za nastavak poslovanja u pet uključenih zemalja. Očekuje se da će se dodatna sredstva dodjeljivati u okviru drugih konkurentnih okvira i financiranja koje osiguravaju treće strane (npr. uzajamni fondovi, Obzor Europa, kohezijski fondovi).

Prednosti projekta su sljedeće:

• Razvoj i objavljivanje znanja dobivenih na temelju prikupljenih podataka i modela u pogledu populacije komaraca i predviđenih rizika od izbijanja bolesti komaraca.
• Olakšavanje optimalnog upravljanja sezonski raspoređenim resursima i kapacitetima (terenski inspektori, analitičari i vozila, prskanje helikoptera i bespilotnih letjelica, tisuće lokaliteta za razmnožavanje komaraca) navođenjem ciljanih mjera za provedbu na lokalnoj, regionalnoj i nacionalnoj razini ,, čime bi se mogle uštedjeti stotine milijuna eura za operacije.

EYWA je razvijena u okviru akcijske skupine EuroGEO-a „Earth Observation for Epidemics of Vector-borne Diseases” (Opažanje Zemlje na epidemiju vektorskih bolesti) povezane s programom rada GEO-a za razdoblje 2017.–2019., posebno s aktivnostima Zajednice: Opažanja Zemlje za zdravlje (EO4HEALTH), koja uključuju zarazne bolesti prenosive vektorima, usluge praćenja atmosfere programa Copernicus (CAMS) i usluge praćenja klimatskih promjena programa Copernicus (C3S).

EYWA je započela 2018. s početnim istraživanjem o dostupnim projektima i istraživanjima u području vektorskih bolesti bora. Nadovezujući se na to početno istraživanje, razvijeni su platforma i prediktivni modeli, a projekt je u travnju 2020. ostvario operativni status u Grčkoj i Italiji. Od 2021. regije u Francuskoj, Njemačkoj i Srbiji dobivaju potporu u prikupljanju podataka i predviđanjima modela. Od 2022. na platformu će se dodati nove neeuropske lokacije u Côte d’Ivoireu i Tajlandu.

Razvoj EYWA-e kontinuirano je djelovanje, a njegovo procijenjeno trajanje aktivnosti nastavit će se barem do 2025., kako je predviđeno u sporazumu o partnerstvu koji je potpisao Konzorcij EYWA-e. Sve više zemalja i bolesti postupno se uključuje u integrirani sustav EYWA-e s vizijom razvoja europskog/globalnog sustava ranog upozoravanja.

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 podataka koji se temelji na promatranju Zemlje za predviđanje obilja komaraca. Sensing na daljinu, 13(13), 2557. https://doi.org/10.3390/rs13132557

Parselia, E., Kontoes, C., Tsouni, A., Hadjichristodoulou, C., Kioutsioukis, I., Magiorkinis, G. & Stilianakis, N.I. Satelitski podaci o promatranju Zemlje u epidemiološkom modeliranju malarije, Denguea i virusa zapadnog Nila: Pregled pregleda. Daljinski senzori. 2019., 11, 1862. https://doi.org/10.3390/rs11161862

Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019.). Procjena rizika prijenosa virusa zapadnog Nila na temelju epidemiološkog modela ovisnog o vremenskim uvjetima i globalnog okvira za analizu osjetljivosti. Acta tropica, 193, 129-141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003

Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021.). Prostorni epidemiološki model koji ovisi o klimi za rizik prijenosa virusa zapadnog Nila na lokalnoj razini. One Health, svezak 13., 2021., 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330