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

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

• Groznica Zapadnog Nila i neuroinvazivna bolest Zapadnog Nila, izazvana virusom Zapadnog Nila (WNV), sada endemična u dijelovima Europe. Zaraza virusom WNV-a kod ljudi i životinja zabilježena je u različitim područjima Grčke, što je povezano s iznimno visokim temperaturama u regiji tijekom razdoblja 2010.–2014. i 2017.–2019. Međutim, infekcije WNV-om zabilježene su i u drugim dijelovima Europe te su 2018. dosegnule najveći broj infekcija u usporedbi s prethodnim godinama (SZO).
• malarija, koju prenose komarci iz roda Anopheles;
• Chikungunya, Dengue Fever i Zika, koje je u Europu prenio komarac Aedes albopictus, poznat kao tigar komarac. Od 2018. do 2021. zabilježeno je više od 3000 slučajeva denga groznice u Europi (u Hrvatskoj, Španjolskoj, Francuskoj, Italiji i Portugalu).

Vremenski uvjeti, kako je istaknuo ECDC, utječu na stope preživljavanja i razmnožavanja vektora, čime utječu na prikladnost, rasprostranjenost i brojnost staništa; intenzitet i vremenski obrazac vektorske aktivnosti tijekom cijele godine te stope razvoja, preživljavanja i razmnožavanja patogena unutar vektora. Klimatske promjene već utječu na širenje i prijenos vektorskih bolesti jer se populacije komaraca kreću sjevernije 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 važnost sustava ranog upozoravanja raste.

EYWA sustav ranog upozoravanja temelji se na mnoštvu satelitskih i in situ podataka te najsuvremenijim tehnološkim alatima. Primarna je uloga sustava informiranje o aktivnostima nacionalnih organizacija za javno zdravstvo, vektorskih protumjera i građana. Konkretni ciljevi su: (i) poboljšanu pripravnost zdravstvenih sustava i sustava zdravstvene zaštite te njihovu sposobnost otkrivanja, praćenja i kontrole trenutačnih i budućih prijetnji javnom zdravlju; ii. optimizirana kontrola komaraca podupiranjem intenzivnog entomološkog i epidemiološkog nadzora te poduzimanjem preventivnih mjera za ograničavanje širenja mesno-koštanih poremećaja u Europi; iii. bolje informiranje europskih građana o složenom zdravstvenom problemu MBD-ova.

Detaljnije, opći ciljevi EYWA-e su:

• 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 u području kontrole MBD-a; te kontinuirano uključivanje ključnih dionika u Europi i svijetu.
• Kad je riječ o tehnologiji, EYWA nastoji dokazati učinkovito upravljanje velikim satelitskim podacima i njihovo spajanje s podacima koji nisu povezani s gospodarskim subjektima iz više izvora (in situ, građani); predviđanje izbijanja MBD-a i poboljšanje procjene zdravstvenih rizika razvojem učinkovitih entomoloških i epidemioloških prediktivnih modela koji se temelje na podacima i funkcioniraju na različitim ljestvicama razlika i prognostičkim horizontima; kao i isporuku baza podataka u kojima se rukuje velikom količinom podataka, API-ja koji pružaju otvoreni pristup, kao i platforme koja podatke čini slobodno dostupnima i široko dostupnima.
• 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 je ishod EYWA-e pridonijeti sprečavanju i smanjenju slučajeva MBD-a; smanjiti utjecaj MBD-a u zajednicama; provoditi optimalno upravljanje resursima kontrole komaraca i vektora (koji su obično ograničeni); te utvrditi kritična područja do kojih treba doprijeti kako bi se stanovništvo informiralo o očekivanim izbijanjima bolesti.

EYWA komunicira i širi znanstveno stručno znanje kojim se podupiru otvoreni podaci i otvorena znanost putem čvrstog i pouzdanog alata u rukama nacionalnih i međunarodnih javnozdravstvenih tijela i organizacija: internetska platforma 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 EYWA-inih modela na temelju podataka i dinamičkog modeliranja.

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

Za javne korisnike:

• Pregled ponovnog pojavljivanja problema MBD-a u Europi, uključujući ukupne prijavljene slučajeve virusa Zapadnog Nila, malarije, denga groznice, zike i chikungunye 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 po godini po zemlji u kojoj je EYWA trenutačno u funkciji.
• Vizualizacija entomološke mreže hvatanja komaraca diljem Europe uključenih u prijenos tih bolesti (vrsteCulex, Aedes albopictus i Anopheles, zajedno s legendom o trajnim i privremenim mjestima hvatanja).

Kako bi netko mogao pristupiti dijelovima platforme koje su ovlastili 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 hoće li im se omogućiti pristup. Ovlašteni korisnici mogu pristupiti:

• Entomološki podaci: vremenski niz entomoloških, okolišnih i meteoroloških podataka za svako mjesto postavljanja klopki
• Epidemiološki podaci: Virus Zapadnog Nila zabilježio je slučajeve od 2008. do danas.
• Predviđanje brojnosti komaraca za Culex (prijenosnik 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 u svakom naselju (svaki tjedan).
• Predviđanje rizika za humane slučajeve:
  • Generički dinamički model primijenjen na razini općine/pokrajine u Grčkoj i Italiji kojim se osigurava rizik od ljudskih slučajeva WNV-a, kao i medijan izuzev tjedana prijenosa WNV-a.
  • Model temeljen na podacima pri višoj 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, navodeći najnovije dostupne epidemiološke podatke, brojnost komaraca na mjesečnoj i tjednoj razini putem različitih modela i procijenjeni rizik od prisutnosti virusa Zapadnog Nila u komarcima i kod ljudi. Na temelju tih prikupljenih podataka voditelji obrade i javnozdravstvena tijela upotrebljavaju karte rizika kako bi preraspodijelili uvođenje mreža za praćenje i postupak za usmjeravanje mjera ublažavanja na lokalnoj razini.

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

Nadalje, prognoze MIMESIS-a i BAR-a podupirale su dodatne preventivne mjere, kao što su intenzivnija pljačka oko i unutar ugroženih sela te komplementarne kampanje za podizanje svijesti o mjerama osobne zaštite. Kampanje za podizanje razine osviještenosti pod vodstvom EYWA-e u regiji Središnje Makedonije u Grčkoj 2021. doprle su do više od 31 000 kućanstava posjetima od vrata do vrata i letcima.

Osim mjera koje izravno provodi EYWA, razvijena je i pokrenuta mobilna aplikacija Mosquito Vision, koja se temelji na podacima EYWA-e, kako bi se građanima pružile jednostavne i neposredne informacije, posebno ranjivim skupinama stanovništva. Zahtjev uključuje: prognoze smetnji, preventivne i kontrolne upute za osobnu zaštitu te obrasci za informiranje građana o zarazama i predlaganje mogućih žarišnih točaka. Građani ga mogu koristiti i za stupanje u kontakt s uključenim znanstvenim tijelima. Aplikacija se u početku koristila u četiri regije Grčke, gdje je informirala tisuće građana u više od 2400 sela o sanitarnim mjerama i mjerama osobne zaštite. Postoje planovi za proširenje uslužnog područja za aplikaciju.

Sudjelovanje dionika ključan je element projekta EYWA. Platforma EYWA smještena je u Nacionalnom opservatoriju Atene (NOA), a njezin rad obavljaju svi partneri koji daju doprinos. EYWA je rezultirajuća akcija volontiranja diljem Europe, koja uključuje 37 dionika na globalnoj razini koji doprinose razvoju zajedničkog osmišljavanja. U razdoblju od 2019. do 2021. mreža se proširila kako bi uključila mnoge dionike zainteresirane za projekt, uključujući znanstvenu zajednicu, vlade, SZO, Institut Robert Koch, poduzeće za modeliranje katastrofa AIR, Indijski istraživački centar za kontrolu vektora (VCRC) i Europsku komisiju, tj. GU ECHO i Zajednički istraživački centar, koji upravlja područjem Epidemics: Projekt Dynamics and Control (EPICO), a bavi se i novim vektorskim bolestima.

Dionici su uključeni u većinu operacija na sljedeće načine: (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 za projekt.

Otvorenost usmjerava sve aktivnosti EYWA-e, što je strateška odluka konzorcija, prema postizanju najvećeg mogućeg učinka i povezanosti s inicijativama EU-a/globalnim inicijativama. Podaci su otvoreni i dostupni putem europskog podatkovnog centra NextGEOSS i potencijalno bi se mogli nuditi putem drugih portala i infrastruktura EU-a s pomoću standarda otvorenih podataka, kao što su portal GEOSS, otvoreni zdravstveni podaci, Data Europa i Climate ADAPT.

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

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 pouzdanosti u predviđanje populacija komaraca za različite kombinacije regija/krajobraza i komaraca: npr. za prijenos WNV-a iz Culexa u Venetu (Italija), Vojvodini (Srbija) i Baden-Württembergu (Njemačka); prijenos malarije s Anophelesa 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 geografskim kontekstima i ljestvicama. Moguće je da se specifični lokalni i regionalni prioriteti i pitanja ranjivosti ne utvrđuju temeljito i precizno. 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 sredstava za istraživanje i inovacije u području VBD-a.

Financijska održivost EYWA-e osigurana je financiranjem iz tekućih projekata; izravno institucijsko financiranje; i okvirne ugovore o uslugama koje vode partneri u okviru svoje ustavne i/ili poslovne uloge u području tijela nadležnih za tržišno natjecanje. Prema financijskom planu EYWA-e osigurana sredstva pokrivaju 67 % ukupnih troškova u razdoblju 2020.–2025. za nastavak poslovanja u pet uključenih zemalja. Očekuje se da će se dodatna sredstva osigurati drugim konkurentnim okvirima i financiranjem koje osigurava treća strana (npr. uzajamni fondovi, Obzor Europa, kohezijski fondovi).

Prednosti projekta su sljedeće:

• Razvoj i objavljivanje znanja stečenog na temelju prikupljenih podataka i modela u pogledu populacije komaraca i predviđenih rizika od izbijanja bolesti bora komaraca.
• Olakšavanje optimalnog upravljanja sezonski raspoređenim resursima i kapacitetima (referentni inspektori, analitičari i vozila, helikopteri i bespilotne letjelice za prskanje, 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” (Promatranje Zemlje u pogledu epidemija bolesti koje prenose vektori) povezane s programom rada GEO-a za razdoblje 2017.–2019., posebno s aktivnostima Zajednice: promatranje Zemlje radi zdravlja (EO4HEALTH), koje uključuje vektorske zarazne bolesti, usluge praćenja stanja 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 bolesti vektorskog bora. U budućnosti i na temelju tog početnog istraživanja razvijeni su platforma i prediktivni modeli, a projekt je u travnju 2020. postigao operativni status u Grčkoj i Italiji. Od 2021. nadalje regije u Francuskoj, Njemačkoj i Srbiji primaju 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 kontinuirana je aktivnost i njezino procijenjeno trajanje aktivnosti trajat će najmanje do 2025., kako je predviđeno u sporazumu o partnerstvu koji je potpisao Konzorcij EYWA. Sve se više zemalja i bolesti postupno uključuje u integrirani sustav EYWA 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 za predviđanje obilja komaraca na temelju podataka dobivenih promatranjem Zemlje. Daljinska istraživanja, 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: Pregled područja primjene. 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