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

A szúnyogok a kórokozók közvetítői. A legfontosabb betegségek, amelyek ezeken keresztül terjednek Európában, és amelyek jelentős közegészségügyi problémákat okoznak, a következők:

• Nyugat-nílusi láz és nyugat-nílusi neuroinvazív betegség, amelyet a nyugat-nílusi vírus (WNV) vált ki, amely ma Európa egyes részein endémiás. Görögország különböző területein emberi és állati WNV-fertőzést regisztráltak, amely a 2010–2014-es és a 2017–2019-es időszakban a régió kivételesen magas hőmérsékletéhez kapcsolódott. A WNV-fertőzésekről azonban Európa más részein is beszámoltak, és a fertőzések száma 2018-ban érte el a csúcsot a korábbi évekhez képest (WHO).
• Malária, amelyet az Anopheles nemhez tartozó szúnyogok továbbítanak;
• Chikungunya, Dengue-láz és Zika, amelyeket az Aedes albopictus szúnyogok, más néven tigrisszúnyogok közvetítenek Európába. 2018 és 2021 között több mint 3000 dengue-esetet jelentettek Európában (Horvátországban, Spanyolországban, Franciaországban, Olaszországban és Portugáliában).

Amint azt az ECDC is kiemelte, az időjárási viszonyok befolyásolják a vektorok túlélési és szaporodási arányát, ezáltal befolyásolják az élőhelyek alkalmasságát, eloszlását és bőségét; a vektoraktivitás intenzitása és időbeli mintázata egész évben, valamint a kórokozók fejlődésének, túlélésének és szaporodásának aránya a vektorokon belül. A vektorok által terjesztett betegségek terjedését és terjedését már most is befolyásolja az éghajlatváltozás, mivel a szúnyogpopulációk egyre északabbra vándorolnak Európában, kórokozókat szállítva olyan helyekre, ahol korábban nem voltak jelen.

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

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, a vektorellenes szereplők és a polgárok tevékenységeit. A konkrét célok a következők: i. az egészségügyi és egészségügyi rendszerek fokozott felkészültsége, valamint a jelenlegi és jövőbeli népegészségügyi veszélyek észlelésére, nyomon követésére és ellenőrzésére való képességük; ii. optimalizálja a szúnyogok elleni védekezést az intenzív entomológiai és járványügyi felügyelet támogatása, valamint a piacalapú eszközök európai terjedésének megfékezését célzó megelőző intézkedések meghozatala révén; iii. az európai polgárok jobb tájékoztatása a piacalapú eszközök összetett egészségügyi problémájáról.

Részletesebben az EYWA általános célkitűzései a következők:

• A stratégiai jövőképet illetően az EYWA célja az MBD-járványok kezelése; megbízhatóan támogassa a kórokozó-átvivők elleni védekezésre irányuló intézkedésekkel kapcsolatos fokozott döntéshozatalt és előrejelzést azáltal, hogy értékelést nyújt a kórokozó-átvivők abundanciájáról és az MBD-kockázatról; az MBD-ellenőrzésre vonatkozó uniós szabványok jegyzékének létrehozása; valamint folyamatosan bevonja a legfontosabb érdekelt feleket Európában és világszerte.
• A technológia terén az EYWA arra törekszik, hogy bizonyítsa a nagy műholdas adatok hatékony kezelését és azoknak a több forrásból (in situ, polgár) származó, nem EO-adatokkal való összevonását; a piaci alapú eszközök által okozott járványok előrejelzése és az egészségügyi kockázatok értékelésének javítása olyan hatékony, adatvezérelt entomológiai és epidemiológiai prediktív modellek kidolgozása révén, amelyek különböző skálákon és előrejelzési horizontokon átívelően működnek; valamint hatalmas mennyiségű adatot kezelő adatbázisokat, nyílt hozzáférést biztosító API-kat, valamint az adatokat szabadon és széles körben hozzáférhetővé tevő platformot biztosít.
• A tudomány területén az EYWA célja, hogy terjessze a létrehozott adatokat, eredményeket és szellemi tulajdont, amelyeket a tudósoknak és az innovátoroknak a nemzeti és nemzetközi kutatási projektekben fel kell használniuk, valamint támogassa a transznacionális tudományos együttműködést, amely elősegíti új eszközök és modellek kifejlesztését a járványok területén.
• Végezetül, a társadalmi-gazdasági fronton az EYWA várható eredménye az, hogy hozzájárul a piacalapú eszközökkel kapcsolatos esetek megelőzéséhez és csökkentéséhez; a piaci alapú eszközök közösségekre gyakorolt hatásának csökkentése; a szúnyogok és vektorok elleni védekezés erőforrásainak optimális kezelése (amelyek általában korlátozottak); valamint meg kell határozni azokat a kritikus területeket, amelyeket el kell érni annak érdekében, hogy a lakosságot tájékoztassák a várható járványkitörésekről.

Az EYWA a nyílt adatokat és a nyílt tudományt támogató tudományos szakértelmet kommunikálja és terjeszti egy szilárd és megbízható eszköz segítségével a nemzeti és nemzetközi közegészségügyi hatóságok és szervezetek kezében: az EYWA webes platformja.

A konzorciumban részt vevő öt európai ország (Franciaország, Németország, Görögország, Olaszország és Szerbia) adatait eddig integrálták, beleértve a következőket: entomológiai; epidemiológiai; felszínborítás (pl. a normalizált növényzeti különbség 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 webes platformján keresztül számos szolgáltatást nyújtanak az érdekelt felek két különböző csoportja számára:

A lakossági felhasználók számára:

• Az MBD Európában újra megjelenő problémájának áttekintése, beleértve a nyugat-nílusi vírus, a malária, a dengue, a zika és a chikungunya összes bejelentett esetét 2008-tól az uniós országokban és a szomszédos országokban az Európai Betegségmegelőzési és Járványvédelmi Központtól (ECDC).
• Grafikonok, amelyek adatokat szolgáltatnak az évente bejelentett összes esetről országonként, ahol az EYWA jelenleg működik.
• Az e betegségek átvitelében részt vevő szúnyogok (Culex, Aedes albopictus és Anopheles fajok) európai entomológiai csapdázási hálózatának megjelenítése, valamint az állandó és ideiglenes csapdázási helyeket magyarázó legenda.

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

• Entomológiai adatok: az egyes csapdázási helyekre vonatkozó entomológiai, környezeti és meteorológiai adatok idősorai
• Járványügyi adatok: A nyugat-nílusi vírus 2008-tól napjainkig jelentett eseteket
• Szúnyogbőség-előrejelzés a Culex (a nyugat-nílusi vírus transzmittere) esetében Görögországban, Szerbiában, Olaszországban, Franciaországban és Németországban, az Aedes albopictus esetében Franciaországban és az Anopheles esetében Olaszországban. Az adatvezérelt modell előrejelzi a szúnyogpopuláció méretét minden egyes befogási helyen (30 naponként 15 naponként) és minden településen (hetente).
• Emberi esetek kockázat-előrejelzése:
  • A görögországi és olaszországi települések/tartományok szintjén alkalmazott általános dinamikus modell, amely megadja a WNV emberi előfordulásának kockázatát, valamint a WNV átvitelének kivételt képező heteinek mediánját.
  • Adatvezérelt modell nagyobb térbeli felbontással és helyspecifikus modell a WNV növekvő kockázatával rendelkező falvak/települések előrejelzésére (csak Görögországban)

Az EYWA havi jelentéseket nyújt be a döntéshozóknak, feltüntetve 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. Az összegyűjtött adatok alapján az adatkezelők és a népegészségügyi hatóságok felhasználják a kockázati térképeket, hogy átszervezzék a nyomonkövetési hálózatok kiépítését és a folyamatot a helyi szintű mérséklési intézkedések megcélzása érdekében.

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 és a magas kockázatú falvak azonosítása révén történő nyomon követésében az ellenőrzési műveletek alkalmazása érdekében, hatékonyan csökkentve a WNV emberi eseteit. A modell előrejelzéseit a május és október közötti működési időszakban folyamatosan terjesztik a webes platformon keresztül, és célzott jelentéseket küldenek közvetlenül a hatóságoknak, hogy segítsék a szúnyogok elleni védekezést.

Ezen túlmenően a MIMESIS és a BAR előrejelzései támogatták a kiegészítő megelőző intézkedéseket, például a veszélyeztetett falvak körüli és azokon belüli intenzívebb tisztogatást, valamint a személyes védelmi intézkedésekre irányuló kiegészítő figyelemfelkeltő kampányokat. 2021-ben az EYWA által irányított figyelemfelkeltő kampányok a görögországi Közép-Makedónia régióban 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 kiszolgáltatott helyzetben lévő lakosság számára. A kérelem a következőket tartalmazza: bosszúság-előrejelzések, a személyes védelemre vonatkozó megelőző és ellenőrzési utasítások, valamint űrlapok a polgárok számára a fertőzésekről való tájékoztatáshoz és a potenciális uniós fogadóállomásokra való javaslattételhez. A polgárok arra is használhatják, hogy felvegyék a kapcsolatot 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 az önkéntesség eredménye Európa-szerte, és 37 olyan érdekelt felet von be globális szinten, akik hozzájárulnak a közös tervezés fejlesztéséhez. 2019 és 2021 között a hálózat kiterjedt a projekt iránt érdeklődő számos érdekelt félre, köztük 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 új, vektorok által terjesztett betegségekkel is foglalkozik.

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

A nyitottság vezérli az EYWA valamennyi tevékenységét, amely a konzorcium stratégiai döntése, a lehető legnagyobb hatás elérése és az uniós/globális kezdeményezésekkel való kapcsolat megteremtése érdekében. Az adatok nyílt hozzáférésűek és az európai NextGEOSS adatközponton keresztül érhetők el, és potenciálisan más portálokon és uniós infrastruktúrákon keresztül is rendelkezésre bocsáthatók a nyílt hozzáférésű adatokra vonatkozó szabványok, 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 koordinációs partnerét, a NOA Föld-megfigyelési Kutatási és Műholdas Távérzékelési Központját (BEYOND Centre of EO Research and Satellite Remote Sensing of NOA) az EIC „Horizont Prize on Early Warning for Epidemics” díjával tüntette ki. A díj 5 millió euróval jutalmazta a projektet, mivel elismeri az EYWA sikerét abban, hogy a tudományos ismereteket olyan döntéshozatali eszközzé alakítsa, amely támogatja a szúnyogok által terjesztett betegségek elleni védekezést.

A MAMOTH szúnyogok abundanciájára vonatkozó előrejelzési modell nagy hatékonyságot, rugalmasságot és alkalmazkodóképességet mutatott azáltal, hogy a Culex kivételével további két szúnyogfaj esetében 5 európai régióban került átadásra és alkalmazásra. A modell nagyfokú bizalmat adott vissza a szúnyogpopulációk előrejelzésében a régiók/tájak és szúnyogok különböző kombinációi esetében: például a Venetóban (Olaszország), Vajdaságban (Szerbia) és Baden-Württembergben (Németország) található Culexből történő WNV-átvitel esetében; Malária terjedése a venetói (Olaszország) Anophelesből; CHIK, Dengue és Zika adás a korzikai Aedes albopictusból és Grand Estből (Franciaország).

Fontos azonban megemlíteni az EYWA projekt néhány korlátozását is. Először is, a rendszer érzékenysége és pontossága különböző földrajzi kontextusokban és skálákon változik. Előfordulhat, hogy a konkrét helyi és regionális prioritások és a sebezhetőségi problémák nem azonosíthatók pontosan és alaposan. 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 VBD-vel kapcsolatos kutatás és innováció forrásainak rendelkezésre állását.

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

A projekt előnyei a következők:

• A szúnyogpopulációra vonatkozó összegyűjtött adatokból és modellekből származó ismeretek fejlesztése és közzététele, valamint a szúnyogok Borne-betegsége kitörésének előre jelzett kockázatai.
• a szezonálisan telepített erőforrások és kapacitások (helyszíni ellenőrök, elemzők és járművek, helikopterek és drónok permetezése, több ezer szúnyog költőhely) optimális kezelésének megkönnyítése a helyi, regionális és nemzeti szintű végrehajtásra irányuló célzott intézkedések megjelölésével ,, ezáltal potenciálisan több százmillió eurót takarítva meg a műveletek számára.

Az EYWA-t a GEO 2017–2019-es munkaprogramjához kapcsolódó „Földmegfigyelés a vektorok által terjesztett betegségek járványaira” elnevezésű EuroGEO akciócsoport keretében dolgozták ki, különösen a következő közösségi tevékenységekkel: Föld-megfigyelés az egészségügyben (EO4HEALTH), amely magában foglalja a vektorok által terjesztett fertőző betegségeket, a Kopernikusz légkörmonitoring szolgáltatását (CAMS) és a Kopernikusz éghajlatváltozással kapcsolatos szolgáltatását (C3S).

Az EYWA 2018-ban kezdte meg a rendelkezésre álló projektek és kutatások kezdeti vizsgálatát a Vector Borne Diseases területén. Előrehaladva és erre a kezdeti kutatásra építve kidolgozták a platformot és a prediktív modelleket, és a projekt 2020 áprilisában Görögországban és Olaszországban operatív státuszt ért el. 2021-től kezdődően Franciaország, Németország és Szerbia régióit támogatták az adatgyűjtésben és a modell-előrejelzésekben. 2022-től a platform új, nem európai helyszínekkel egészül ki Elefántcsontparton és Thaiföldön.

Az EYWA fejlesztése folyamatos tevékenység, és a tevékenység becsült időtartama legalább 2025-ig folytatódik, amint azt az EYWA konzorciuma által aláírt partnerségi megállapodás előirányozza. Egyre több országot és betegséget vonnak be fokozatosan az integrált EYWA rendszerbe azzal az elképzeléssel, hogy kifejlesszenek egy európai/globális korai előrejelző rendszert.

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: Föld-megfigyelési adatvezérelt 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): A Scoping Review-ban. 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 területi epidemiológiai modell a nyugat-nílusi vírus helyi terjedési kockázatára vonatkozóan. One Health, 13. kötet, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330