A szúnyogok által terjesztett betegségek kezelése az EYWA-n keresztül: a közegészségügyi hatóságokat a járványok megelőzésében támogató európai eszköz

A szúnyogok a kórokozók közvetítői. Az Európában rajtuk keresztül terjedő és jelentős közegészségügyi problémákat okozó legfontosabb betegségek a következők:

• Nyugat-nílusi láz és nyugat-nílusi neuroinvazív betegség, amelyet a Nyugat-nílusi vírus (WNV) vált ki, amely ma Európa egyes részein endémiás. A 2010–2014-es és a 2017–2019-es időszakban a régió kivételesen magas hőmérsékletével összefüggésben Görögország különböző területein emberekben és állatokban WNV-fertőzést jegyeztek fel. A WNV-fertőzésekről azonban Európa más részein is beszámoltak, és a fertőzések száma 2018-ban az előző évekhez képest csúcsot ért el (WHO).
• az Anopheles nemhez tartozó szúnyogok által terjesztett malária;
• Chikungunya, Dengue-láz és Zika, amelyet az Aedes albopictus szúnyog, az úgynevezett tigris szúnyog továbbít Európába. 2018 és 2021 között több mint 3000 dengue-lázas esetet jelentettek Európában (Horvátországban, Spanyolországban, Franciaországban, Olaszországban és Portugáliában).

Az ECDC által kiemelt időjárási körülmények befolyásolják a vektorok túlélési és szaporodási arányát, ezáltal befolyásolják az élőhelyek alkalmasságát, eloszlását és abundanciáját; a kórokozó-átvivők aktivitásának intenzitása és időbeli mintázata egész évben, valamint a kórokozók fejlődési, túlélési és szaporodási aránya a kórokozó-átvivőkön belül. A vektorok által terjesztett betegségek (VBD-k) terjedését és terjedését már érinti az éghajlatváltozás, mivel a szúnyogpopulációk északabbra mozognak Európában, és kórokozókat szállítanak olyan helyekre, ahol a múltban nem voltak.

Az elmúlt két évtizedben konkrét intézkedéseket és gyakorlatokat fogadtak el e betegségek megfékezésére, és a korai előrejelző rendszerek jelentősége egyre nő.

Az EYWA korai előrejelző rendszere számos műholdas és lokális adaton, valamint a legkorszerűbb technológiai eszközökön alapul. A rendszer elsődleges feladata, hogy tájékoztassa a nemzeti közegészségügyi szervezetek, vektorok elleni szereplők és a polgárok tevékenységeit. A konkrét célok a következők: i. az egészségügyi és egészségügyi rendszerek felkészültségének, valamint a jelenlegi és jövőbeli közegészségügyi veszélyek észlelésére, nyomon követésére és ellenőrzésére való képességének javítása; ii. optimalizált szúnyogirtás az intenzív rovartani és epidemiológiai felügyelet támogatásával, valamint megelőző intézkedések meghozatalával a MBD-k európai terjedésének megfékezése érdekében; iii. az európai polgárok jobb tájékoztatása a MBD-k összetett egészségügyi problémájáról.

Részletesebben az EYWA általános célkitűzései a következők:

• Ami a stratégiai jövőképet illeti, az EYWA célja a MBD-járványok kezelése; megbízhatóan támogatja a fokozott döntéshozatalt és a kórokozó-átvivők elleni védekezésre irányuló intézkedések előrejelzését a kórokozó-átvivők abundanciájára és az MBD-kockázatra vonatkozó értékelések révén; a piaci alapú eszközök ellenőrzésére vonatkozó uniós szabványok jegyzékének összeállítása; valamint folyamatosan bevonja a kulcsfontosságú érdekelt feleket Európában és világszerte.
• Technológiai téren az EYWA arra törekszik, hogy bizonyítsa a nagy műholdas adatok hatékony kezelését és több forrásból (in situ, állampolgár) származó, nem EO-adatokkal való összeolvasztását; az MBD-kitörések előrejelzése és az egészségügyi kockázatértékelés javítása hatékony, adatvezérelt entomológiai és epidemiológiai prediktív modellek kidolgozása révén, amelyek különböző skálákon és előrejelzési horizontokon működnek; valamint hatalmas mennyiségű adatot kezelő adatbázisokat, nyílt hozzáférést biztosító API-kat, valamint az adatokat szabadon és széles körben elérhetővé tevő platformot biztosít.
• A tudomány területén az EYWA célja, hogy terjessze a tudósok és innovátorok által a nemzeti és nemzetközi kutatási projektekben hasznosítandó adatokat, eredményeket és szellemi tulajdont, valamint támogassa a járványok területén új eszközök és modellek kifejlesztését elősegítő transznacionális tudományos együttműködést.
• Végezetül, társadalmi-gazdasági szempontból az EYWA várható eredménye az, hogy hozzájárul a nemi alapú erőszak megelőzéséhez és csökkentéséhez; a piaci alapú eszközök közösségekre gyakorolt hatásának csökkentése; a szúnyogok és vektorok elleni védekezés erőforrásainak optimális kezelése (amelyek általában korlátozottak); valamint azonosítja azokat a kritikus területeket, amelyeken a lakosságot tájékoztatni kell a várható járványkitörésekről.

Az EYWA a nyílt adatokat és a nyílt tudományt támogató tudományos szakértelmet kommunikálja és terjeszti a nemzeti és nemzetközi közegészségügyi hatóságok és szervezetek kezében lévő robusztus és megbízható eszközön keresztül: az EYWA webes platformja.

A konzorciumban részt vevő öt európai ország (Franciaország, Németország, Görögország, Olaszország és Szerbia) adatait eddig integrálták, többek között: entomológiai; járványügyi; felszínborítás (pl. a Normalizált Különbség Növényzeti Indexe); éghajlati és meteorológiai (hőmérséklet, csapadék), valamint ökológiai adatkészletek. Az EYWA adatvezérelt és dinamikus modellezésen alapuló modelljeinek kidolgozásához olyan forrásokat használtak fel, mint a Kopernikusz, a GEOSS és az EEA.

Az EYWA internetes platformon keresztül számos szolgáltatást nyújtanak az érdekelt felek két különböző csoportja számára:

A nyilvános felhasználók számára:

• Az Európai Betegségmegelőzési és Járványvédelmi Központ (ECDC) keretében az uniós országokban és a szomszédos országokban 2008-tól a nyugat-nílusi vírus, a malária, a dengue-láz, a zika és a chikungunya által jelentett összes esetet is magában foglaló, újból felmerülő európai MBD-probléma áttekintése.
• Az évente bejelentett esetek összességére vonatkozó adatokat tartalmazó grafikonok országonként, ahol az EYWA jelenleg működik.
• Az e betegségek (aCulex, az Aedes albopictus és az Anopheles fajok) átvitelében részt vevő szúnyogok európai rovartani csapdázási hálózatának vizualizációja, valamint az állandó és ideiglenes csapdákat magyarázó legenda.

Ahhoz, hogy valaki hozzáférhessen a platform felhasználó által engedélyezett részeihez (azaz epidemiológiai adatokhoz és kockázati előrejelzésekhez), intézményi szerepet kell betöltenie a járványvédelem keretében. Kapcsolatba léphetnek a platform koordinátorával azzal a szándékkal, hogy hozzáférést szerezzenek, és az EYWA konzorcium közgyűlése dönt arról, hogy biztosítani kell-e számukra a hozzáférést. A jogosult felhasználók a következőkhöz férhetnek hozzá:

• Entomológiai adatok: entomológiai, környezeti és meteorológiai adatok idősorai minden egyes csapdázási helyszínre vonatkozóan
• Epidemiológiai adatok: A nyugat-nílusi vírus 2008-tól napjainkig jelentett eseteket
• A szúnyogok abundanciájának előrejelzése a Culex (a nyugat-nílusi vírus transzmittere) esetében Görögország, Szerbia, Olaszország, Franciaország és Németország esetében, az Aedes albopictus esetében Franciaország és az Anopheles esetében Olaszország esetében. Az adatvezérelt modell előrejelzi a szúnyogpopuláció méretét minden csapdázási helyszínen (30 napból 15 naponként) és minden településen (minden héten).
• Az emberi megbetegedések kockázatának előrejelzése:
  • Görögországban és Olaszországban települési/tartományi szinten alkalmazott általános dinamikus modell, amely megadja a WNV humán eseteinek kockázatát, valamint a WNV átvitelének kivételezett heteinek mediánját.
  • Adatvezérelt modell nagyobb térbeli felbontással és helyspecifikus modell a WNV növekvő kockázatával rendelkező falvak/települések előrejelzésére (csak Görögországban)

Az EYWA havi jelentéseket készít a döntéshozóknak, amelyekben feltünteti a legfrissebb rendelkezésre álló epidemiológiai adatokat, a szúnyogok havi és heti gyakoriságát különböző modelleken keresztül, valamint a nyugat-nílusi vírus szúnyogokban és emberekben való jelenlétének becsült kockázatát. Ezen összegyűjtött adatok alapján az adatkezelők és a népegészségügyi hatóságok felhasználják a kockázati térképeket a nyomonkövetési hálózatok kiépítésének és a folyamatnak az átszervezésére, hogy a mérséklési intézkedéseket helyi szinten célozzák meg.

Az EYWA modelljei és eszközei négy görögországi prefektúra (Közép-Macedónia, Thesszália, Nyugat-Görögország és Kréta) és Veneto (Olaszország) közegészségügyi hatóságait támogatták a kórokozók terjedésének célzott mintavételes ellenőrzések révén történő nyomon követésében és a magas kockázatú falvak azonosításában az ellenőrzési műveletek alkalmazása érdekében, hatékonyan csökkentve a WNV emberi eseteit. A modell-előrejelzéseket a május és október közötti működési időszakban folyamatosan terjesztik a webes platformon keresztül, és a szúnyogirtási intézkedések támogatása érdekében közvetlenül a hatóságoknak küldött célzott jelentéseket.

Ezenkívül a MIMESIS és a BAR előrejelzései olyan kiegészítő megelőző intézkedéseket támogattak, mint például a kockázatnak kitett falvak körüli és azokon belüli intenzívebb lárvajárás, valamint a személyes védelmi intézkedésekre irányuló kiegészítő figyelemfelkeltő kampányok. 2021-ben az EYWA által a görögországi Közép-Makedónia régióban irányított figyelemfelkeltő kampányok több mint 31 000 háztartást értek el háztól házig tartó látogatások és szórólapok révén.

Az EYWA által közvetlenül végrehajtott intézkedések mellett kifejlesztették és elindították a Mosquito Vision mobilalkalmazást, amely az EYWA adatain alapul, hogy könnyű és azonnali tájékoztatást nyújtson a polgároknak, különösen a veszélyeztetett lakosság számára. Az alkalmazás a következőket tartalmazza: bosszúsági előrejelzések, a személyes védelemre vonatkozó megelőző és ellenőrzési utasítások, valamint formanyomtatványok a polgárok számára a fertőzésekkel kapcsolatos tájékoztatáshoz és a potenciális uniós fogadóállomásokra vonatkozó javaslatokhoz. A polgárok arra is használhatják, hogy kapcsolatba lépjenek az érintett tudományos testületekkel. Az alkalmazást eredetileg Görögország négy régiójában használták, ahol több mint 2400 faluban több ezer polgárt tájékoztattak a higiéniáról és az egyéni védelmi intézkedésekről. Tervek vannak az alkalmazás szolgáltatási területének bővítésére.

Az érdekelt felek részvétele az EYWA projekt kulcsfontosságú eleme. Az EYWA platformnak az Athéni Nemzeti Megfigyelőközpont (NOA) ad otthont, és működése valamennyi közreműködő partnerre kiterjed. Az EYWA Európa-szerte végzett önkéntes tevékenység eredménye, amely 37 érdekelt felet von be globális szinten, akik hozzájárulnak a közös tervezés fejlesztéséhez. 2019 és 2021 között a hálózat kiterjedt a projektben érdekelt számos érdekelt félre, többek között a tudományos közösségre, a kormányokra, a WHO-ra, a Robert Koch Intézetre, az AIR katasztrófamodellező vállalatra, az indiai Vector Control Research Centre-re (VCRC) és az Európai Bizottságra, azaz a DG ECHO-ra és a Járványügyi Főigazgatóságot működtető Közös Kutatóközpontra: A Dynamics and Control (EPICO) projekt a vektorok által terjesztett új betegségekkel is foglalkozik.

Az érdekelt felek a legtöbb műveletben részt vesznek a következők révén: i. az entomológiai és kórokozókra vonatkozó adatok gyűjtésének és elemzésének folyamata; ii. az eredmények elemzése olyan visszajelzések révén, amelyek segíthetnek mind a platform, mind a prediktív modellek javításában; és iii. kritikus irányok kijelölése a projekt számára.

A nyitottság vezérli az EYWA valamennyi tevékenységét, amely a konzorcium stratégiai döntése, a lehető legnagyobb hatás és az uniós/globális kezdeményezésekkel való kapcsolatok elérése érdekében. Az adatok nyíltak és elérhetők az európai NextGEOSS adatközponton keresztül, és potenciálisan más portálokon és uniós infrastruktúrákon keresztül is kínálhatók a nyílt adatszabványok, például a GEOSS portál, a nyílt egészségügyi adatok, a Data Europa és a Climate ADAPT használatával.

2022 elején az Európai Innovációs Tanács az EYWA-t és annak koordinációs partnerét, a BEYOND Centre of EO Research and Satellite Remote Sensing of NOA-t ítélte oda az EIC korai járványügyi előrejelzési Horizont díjával. A díj 5 millió euróval jutalmazta a projektet, elismerve az EYWA sikerét abban, hogy a tudományos ismereteket olyan döntéshozatali eszközzé alakította, amely támogatja a szúnyogok által terjesztett betegségek elleni védekezést.

A MAMOTH szúnyogbőség-előrejelzési modell nagy hatékonyságot, rugalmasságot és alkalmazkodóképességet mutatott azáltal, hogy a Culex kivételével további két szúnyogfaj esetében 5 európai régióra került átvitelre és alkalmazásra. A modell visszaadta a szúnyogpopulációk előrejelzésének magas szintű megbízhatóságát a régiók / tájak és szúnyogok különböző kombinációira: pl. a Veneto (Olaszország), a Vajdaság (Szerbia) és a Baden-Württemberg (Németország) területén található Culexből történő WNV-átvitel esetében; Malária terjedése Anophelesből Venetóban (Olaszország); CHIK, Dengue és Zika adás a korzikai és a franciaországi Grand Est-i Aedes albopictustól.

Fontos azonban megemlíteni az EYWA projekt néhány korlátját is. Először is, a rendszer érzékenysége és pontossága különböző földrajzi kontextusokban és skálákon változik. Előfordulhat, hogy a konkrét helyi és regionális prioritások és a kiszolgáltatottsággal kapcsolatos kérdések nem határozhatók meg alaposan és pontosan. Másodszor, az eszközök elterjedését korlátozhatja a bürokrácia, az új eszközöknek a döntéshozatalba és a napi gyakorlatokba való integrálásától való vonakodás, valamint a gazdasági és egészségügyi rendszer egyéb prioritásai, amelyek befolyásolják a források rendelkezésre állását a VBD-vel kapcsolatos kutatás és innováció terén.

Az EYWA pénzügyi fenntarthatóságát a folyamatban lévő projektekből származó finanszírozás biztosítja; közvetlen intézményi finanszírozás; valamint a partnerek által a piacvédelmi hatóságok területén betöltött alkotmányos és/vagy üzleti szerepük részeként működtetett szolgáltatási keretszerződések. Az EYWA pénzügyi terve szerint a biztosított finanszírozás a 2020–2025-ös időszakban az összes kiadás 67%-át fedezi annak érdekében, hogy az öt érintett országban folytathassák működésüket. További finanszírozás várható más versenykereteken és harmadik fél általi finanszírozáson keresztül (pl. vagyonkezelői alapok, Horizont Európa, Kohéziós Alap).

A projekt előnyei a következőkben rejlenek:

• Az összegyűjtött adatokból és modellekből származó ismeretek fejlesztése és közzététele a szúnyogpopuláció és a szúnyog Borne-betegség kitörésének előre jelzett kockázatai tekintetében.
• A szezonálisan telepített erőforrásokkal és kapacitásokkal (helyszíni ellenőrök, elemzők és járművek, helikopterek és drónok permetezése, több ezer szúnyogtenyésztési helyszín) való optimális gazdálkodás elősegítése helyi, regionális és nemzeti szintű célzott végrehajtási intézkedések megjelölésével, ezáltal potenciálisan több százmillió eurót takarítva meg a műveletek számára.

Az EYWA-t „A vektorok által terjesztett betegségek járványainak Föld-megfigyelése” elnevezésű EuroGEO cselekvési csoport keretében fejlesztették ki a 2017–2019-es GEO munkaprogramhoz kapcsolódóan, különösen a következő közösségi tevékenységekkel: Föld-megfigyelések az egészség szolgálatában (EO4HEALTH), amely magában foglalja a vektorok által terjesztett fertőző betegségeket, a Kopernikusz légkörmegfigyelési szolgáltatást (CAMS) és a Kopernikusz éghajlat-változási szolgáltatást (C3S).

Az EYWA 2018-ban indult a vektorok által okozott betegségek területén rendelkezésre álló projektek és kutatások kezdeti vizsgálatával. Előrehaladva és e kezdeti kutatásra építve kidolgozták a platformot és a prediktív modelleket, és a projekt 2020 áprilisában működőképessé vált Görögországban és Olaszországban. 2021-től kezdődően Franciaország, Németország és Szerbia régióit támogatták az adatgyűjtésben és a modell-előrejelzésekben. 2022-től új, nem európai helyszínekkel bővül a platform Elefántcsontparton és Thaiföldön.

Az EYWA fejlesztése folyamatos tevékenység, és tevékenységének becsült időtartama legalább 2025-ig tart, amint azt az EYWA konzorcium által aláírt partnerségi megállapodás előirányozza. Egyre több országot és betegséget vonnak be fokozatosan az integrált EYWA rendszerbe azzal a céllal, hogy európai/globális korai előrejelző rendszert dolgozzanak ki.

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: A Föld-megfigyelési adatok által vezérelt modell a szúnyogok bőségének előrejelzésére. Távérzékelés, 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 (Műholdas Föld-megfigyelési adatok a malária, a dengue és a nyugat-nílusi vírus epidemiológiai modellezésében): Felülvizsgálat. Távoli érzékelők. 2019, 11, 1862. https://doi.org/10.3390/rs11161862

Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019). A nyugat-nílusi vírus terjedési kockázatának értékelése időjárásfüggő epidemiológiai modell és globális érzékenységi elemzési keret alapján. Acta tropica, 193, 129-141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003

Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021). Éghajlatfüggő térbeli epidemiológiai modell a nyugat-nílusi vírus helyi szintű terjedésének kockázatára. One Health, 13. kötet, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330