Að meðhöndla fluguberandi sjúkdóma í gegnum EYWA: evrópskt tæki til að styðja við lýðheilsuyfirvöld í að koma í veg fyrir farsóttir

Moskítóflugur eru sendir sýkla. Mikilvægustu sjúkdómarnir, sem berast í gegnum þá í Evrópu og valda alvarlegum lýðheilsuvandamálum, eru:

• West Nile Fever og West Nile neuroinvasive Disease, komið af stað af West Nile veira (WNV), sem nú er landlægur í hlutum Evrópu. WNV sýking í mönnum og dýrum hefur verið skráð á ýmsum svæðum Grikklands, í tengslum við óvenju hátt hitastig á svæðinu á árunum 2010-2014 og 2017-2019. Hins vegar hefur einnig verið greint frá WNV sýkingum í öðrum hlutum Evrópu og náði hámarksfjölda sýkinga árið 2018 samanborið við fyrri ár (WHO).
• Malaríu, sem berast með moskítóflugum af ættkvíslinni Anopheles,
• Chikungunya, Dengue Fever og Zika, send til Evrópu með Aedes albopictus moskító, þekktur sem tígrisdýr moskító. Á árunum 2018 til 2021 voru tilkynnt um 3000 tilfelli af dengue í Evrópu (í Króatíu, Spáni, Frakklandi, Ítalíu og Portúgal).

Veðurskilyrði, eins og Sóttvarnastofnun Evrópu leggur áherslu á, hafa áhrif á lifun og fjölgun smitbera og hafa þannig áhrif á hentugleika, dreifingu og þéttleika búsvæða; styrkleiki og tímamynstur smitferjunnar allt árið og hraða þroskunar, lifunar og æxlunar sjúkdómsvalda innan genaferja. Útbreiðsla og útbreiðsla sjúkdóma sem berast með smitberum (VBD) eru nú þegar fyrir áhrifum af loftslagsbreytingum, þar sem moskítóstofnar flytjast lengra norður í Evrópu sem bera sjúkdómsvalda til staða þar sem þeir voru ekki áður.

Á síðustu tveimur áratugum hafa sérstakar aðgerðir og venjur verið samþykktar til að verjast þessum sjúkdómum og mikilvægi viðvörunarkerfa hefur farið vaxandi.

The EYWA Early Warning System er byggt á ofgnótt af gervitungl og á staðnum gögn og ástand-af-the-list tækni verkfæri. Meginhlutverk kerfisins er að upplýsa um starfsemi National Public Health Organizations, Vector Counter Actors og borgara. Sértæku markmiðin eru: i. að bæta viðbúnað heilbrigðis- og heilbrigðiskerfa og getu þeirra til að greina, fylgjast með og stjórna ógnum við lýðheilsu í núverandi og framtíð; II) bestu varnir gegn moskítóflugum með því að styðja við öflugt skordýrafræðilegt og faraldsfræðilegt eftirlit og gera forvarnarráðstafanir til að draga úr útbreiðslu MBDs í Evrópu; III) bættar upplýsingar fyrir evrópska borgara um flókna heilbrigðisvandamálið í MBD-sjúkdómi.

Í smáatriðum eru heildarmarkmið EYWA:

• Á stefnumótandi framtíðarsýn, EYWA miðar að því að takast á við MBD braust; styðja með áreiðanlegum hætti við aukna ákvarðanatöku og væntingar um varnir gegn smitferjum með því að leggja fram mat á magni smitferja og áhættu vegna MBD-veiki, búa til lista yfir ESB staðla í MBD stjórn; auk þess að taka stöðugt þátt í lykilaðilum í Evrópu og á heimsvísu.
• Á tækni framhliðinni leitast EYWA við að sanna skilvirka stjórnun stórra gervihnattagagna og samruna þeirra við non-EO gögn frá mörgum heimildum (á staðnum, borgari); spá fyrir um uppkomu MBD og bæta mat á áhættu fyrir heilbrigði með því að þróa skilvirk gagnadrifin gagnafræðileg og faraldsfræðileg forspárlíkön sem vinna þvert á mismunandi mælikvarða og spátímabil, auk þess að afhenda gagnagrunna sem meðhöndla mikið magn gagna, API veita opinn aðgang, sem og vettvangur sem gerir gögnin aðgengileg frjálslega og víða.
• EYWA miðar að því að miðla þeim gögnum, niðurstöðum og IP sem vísindamenn og frumkvöðlar munu nýta í innlendum og alþjóðlegum rannsóknarverkefnum og styðja einnig fjölþjóðlegt vísindasamstarf sem stuðlar að þróun nýrra tækja og líkana á sviði farsótta.
• Loks á félagshagfræðilegan hátt að vænta niðurstaða EYWA að stuðla að því að koma í veg fyrir og draga úr MBD málum. draga úr áhrifum MBD í samfélögum; framkvæma bestu stjórnun á auðlindum moskítóflugna og vektorstýringar (sem venjulega eru takmarkaðar), og tilgreina þau hættusvæði sem þarf að ná til í því skyni að upplýsa íbúana um væntanlegar uppkomur sjúkdóma.

Eywa miðlar og miðlar vísindalegri sérþekkingu sem styður opin gögn og opin vísindi með öflugu og áreiðanlegu tæki í höndum innlendra og alþjóðlegra opinberra heilbrigðisyfirvalda og stofnana: the EYWA vefur vettvangur.

Gögn frá þeim fimm Evrópulöndum sem eru aðilar að samtökunum (Frakklandi, Þýskalandi, Grikklandi, Ítalíu og Serbíu) hafa hingað til verið felld inn, þ.m.t.: skordýrafræðileg, faraldsfræði, landþekju (t.d. normalized Difference Vegetation Index), loftslags- og veðurfræði (hitastig, úrkoma) og vistfræðileg gagnasöfn. Heimildir, þar á meðal Copernicus, GEOSS, EEA, voru notaðar til að þróa líkön EYWA sem byggjast á gagnadrifnum og kvikum líkanagerð.

Í gegnum EYWA vefinn eru ýmis þjónusta veitt fyrir tvo mismunandi hópa hagsmunaaðila:

Fyrir almenning:

• Yfirlit yfir enduruppgötvandi vandamál vegna MBD í Evrópu, þ.m.t. heildarfjölda tilkynntra tilvika af Vestur-Nílarveiru, malaríu, dengue, zika og chikungunya frá 2008 í ESB löndum og nágrannalöndum Sóttvarnastofnunar Evrópu (ECDC).
• Línurit sem veita gögn um heildarfjölda tilkynntra tilvika á ári fyrir hvert land þar sem EYWA er nú starfrækt.
• Myndun skordýrafræðilegs gildrunets víðsvegar um Evrópu fyrir moskítóflugur sem taka þátt í útbreiðslu þessara sjúkdóma (Culex, Aedes albopictus og Anopheles tegundir, ásamt goðsögnum sem útskýra varanlegar og tímabundnar gildrur).

Til þess að einhver geti fengið aðgang að þeim hlutum vettvangsins sem notandi hefur leyfi fyrir (þ.e. faraldsfræðileg gögn og spár um áhættu) verða þeir að gegna stofnanalegu hlutverki í tengslum við sjúkdómavarnir. Þeir geta haft samband við samræmingaraðila vettvangsins í þeim tilgangi að fá aðgang og Allsherjarþing EYWA samtakanna ákveður hvort þeim skuli veittur aðgangur. Viðurkenndir notendur geta fengið aðgang að:

• Skordýrafræðileg gögn: tímaraðir skordýrafræðilegra gagna, umhverfis- og veðurfræðilegra gagna fyrir hvern gildrustað
• Faraldsfræðileg gögn: Vestur-Nílarveiran greindi frá tilvikum frá 2008 til þessa
• Moskító gnægð spá fyrir Culex (sendandi Vestur Níl veira) fyrir Grikkland, Serbíu, Ítalíu, Frakkland og Þýskaland, Aedes albopictus fyrir Frakkland og Anopheles fyrir Ítalíu. Gagnadrifið líkan spáir stærð moskítóstofns á hverjum veiðistað (á hverjum 30 daga fresti) og við hverja uppkomu (í hverri viku).
• Spá um áhættu fyrir menn:
  • Almennt virkt líkan, sem notað er á vettvangi sveitarfélags/héraðs í Grikklandi og Ítalíu, sem veitir hættu á WNV-smiti í mönnum, sem og miðgildi fyrir undanþegnar vikur WNV-smits.
  • Gagnadrifið líkan í hærri landupplausn og staðarsértæku líkani sem spáir fyrir um þorp/uppgjör með aukinni hættu á WNV (aðeins í Grikklandi)

Eywa veitir þeim sem taka ákvarðanir mánaðarlegar skýrslur, sem gefa til kynna nýjustu fyrirliggjandi faraldsfræðileg gögn, magn moskítóflugna á mánaðarlegum og vikulegum skala með mismunandi líkönum og áætlaðri hættu á tilvist West Nílarveiru í moskítóflugum og mönnum. Á grundvelli þessara gagna sem safnað er nýta ábyrgðaraðilar og lýðheilsuyfirvöld áhættukortin til að endurskipuleggja útbreiðslu vöktunarneta og ferli til að miða við ráðstafanir til að draga úr áhættu á staðarvísu.

EYWA-líkönin og verkfærin hafa stutt opinber heilbrigðisyfirvöld í fjórum héruðum Grikklands (Mið-Makedónía, Þessalónía, Vestur-Grikklandi og Krít) og Veneto, Ítalíu við eftirlit með dreifingu sjúkdómsvalda með markvissum úrtakskönnunum og greiningu þorpa sem eru í mikilli áhættu í því skyni að beita eftirlitsaðgerðum og draga á áhrifaríkan hátt úr WNV tilvikum manna. Spám líkansins er dreift samfellt allt rekstrartímabilið milli maí og október um vefvettvanginn og sérstakar skýrslur sem sendar eru beint til yfirvalda til að aðstoða við eftirlitsaðgerðir þeirra með moskítóflugum.

Enn fremur studdu spár MIMESIS og BAR-spár um viðbótarforvarnaraðgerðir, s.s. markvissari larviciding umhverfis þorp og inni í þorpum, sem eru í hættu, og viðbótarherferðir til vitundarvakningar um persónulegar verndarráðstafanir. Árið 2021 náðu upplýsingaherferðir EYWA í Mið-Makedóníu svæðinu í Grikklandi til meira en 31000 heimila í gegnum heimsóknir og bæklinga.

Til viðbótar við þær ráðstafanir sem EYWA framkvæmdi beint var Mosquito Vision farsímaforritið, sem byggist á EYWA gögnum, þróað og hleypt af stokkunum til að veita borgurum auðveldar og tafarlausar upplýsingar, sérstaklega fyrir viðkvæma íbúa. Umsóknin felur í sér: Pirance spár, forvarnir og eftirlit leiðbeiningar um persónulega vernd, og eyðublöð fyrir borgara til að upplýsa um smit og benda hugsanlega hotspots. Það er einnig hægt að nota af borgurum til að hafa samband við viðkomandi vísindastofnanir. Forritið var upphaflega notað á fjórum svæðum Grikklands, þar sem það upplýsti þúsundir borgara í yfir 2400 þorpum um hreinlætisaðstöðu og persónulegar verndarráðstafanir. Áætlanir eru til að auka þjónustusvæðið fyrir umsóknina.

Þátttaka hagsmunaaðila er lykilatriði í EYWA-verkefninu. EYWA pallurinn er hýstur af National Observatory of Athens (NOA) og rekstur þess liggur á öllum samstarfsaðilum sem taka þátt. Eywa er árangursrík aðgerð í sjálfboðastarfi víðsvegar um Evrópu, með þátttöku 37 hagsmunaaðila á heimsvísu sem stuðla að þróun samhönnunar þess. Milli 2019 og 2021 hefur netið stækkað þannig að það taki til margra hagsmunaaðila sem hafa áhuga á verkefninu, þar á meðal vísindasamfélagið, ríkisstjórnir, WHO, Robert Koch Institute, AIR hamfaralíkanafyrirtæki, Vector Control Research Centre (VCRC) frá Indlandi og framkvæmdastjórn Evrópusambandsins, þ.e. DG ECHO og Sameiginleg rannsóknarmiðstöð, sem rekur faraldursfræðina: Dynamics and Control (EPICO) verkefni og einnig fjallar um vaxandi vektor-borinn sjúkdóma.

Hagsmunaaðilar taka þátt í flestum aðgerðum með því að: I) söfnunar- og greiningarferli gagna um skordýra- og sjúkdómsvalda; II) greiningu á niðurstöðunum með því að veita endurgjöf sem getur hjálpað til við að bæta bæði vettvanginn og forspárlíkönin, og iii. leggja fram mikilvægar leiðbeiningar um verkefnið.

Openness fylgir öllum aðgerðum EYWA, sem er stefnumótandi ákvörðun samtakanna, til að ná sem mestu mögulegu áhrifum og tengslum við ESB/Heimsverkefni. Gögnin eru opin og aðgengileg í gegnum European NextGEOSS Data Hub og gæti hugsanlega verið boðið upp á gegnum aðrar gáttir og innviði ESB með því að nota opna gagnastaðla, svo sem GEOSS vefgátt, Open Health Data Data, Data Europa og Climate ADAPT.

Í byrjun árs 2022 veitti Evrópska nýsköpunarráðið EYWA og samræmingarsamstarfsaðila, BEYOND miðstöð EO rannsókna og gervihnattafjarkönnunar á NOA, með EIC Horizon-verðlaununum um snemmviðvörun fyrir faraldursfræði. Verðlaunin verðlaunuðu verkefnið með 5 milljónum evra þar sem það viðurkennir velgengni EYWA við að breyta vísindalegri þekkingu í ákvarðanatökutæki sem styður við að stjórna sjúkdómum sem berast með flugum.

Spálíkanið MAMOTH fyrir moskítóflugur sýndi mikla skilvirkni, sveigjanleika og aðlögunarhæfni með því að vera flutt og beitt á 5 Evrópusvæði fyrir tvær moskítótegundir til viðbótar nema Culex. Líkanið skilaði miklu trausti til að spá fyrir um moskítóstofna fyrir hinar ýmsu samsetningar svæða/landslands og moskítóflugna: t.d. fyrir WNV sendingu frá Culex í Veneto (Ítalíu), Vojvodina (Serbíu) og Baden-Württemberg (Þýskalandi), Sending malaríu frá Anopheles í Veneto (Ítalía); Chik, Dengue og Zika sending frá Aedes albopictus í Korsíku og Grand Est (Frakklandi).

Hins vegar er mikilvægt að hafa í huga nokkrar takmarkanir á EYWA verkefninu. Í fyrsta lagi, kerfið næmi og nákvæmni mismunandi í mismunandi landfræðilegum samhengi og vog. Ekki er víst að sérstök staðbundin og svæðisbundin forgangsmál og viðkvæmni séu ekki skilgreind ítarlega og nákvæmlega. Í öðru lagi getur notkun tækjanna takmarkast af skrifræði, tregðu við að samþætta ný tæki við ákvarðanatöku og daglegar starfsvenjur, sem og með öðrum forgangsatriðum í efnahags- og heilbrigðiskerfum sem hafa áhrif á aðgengi að sjóðum rannsókna og nýsköpunar á vímuefnavanda.

Fjárhagsleg sjálfbærni EYWA er tryggð með fjármögnun yfirstandandi verkefna, bein fjármögnun stofnana, og rammasamningar sem gerðir eru af samstarfsaðilum sem hluti af stjórnskipulegu og/eða viðskiptalegu hlutverki þeirra á sviði yfirvalda í MBD. Samkvæmt fjárhagsáætlun EYWA nemur tryggt fjármagn 67 % af heildarútgjöldum á tímabilinu 2020-2025 til að halda áfram starfsemi í þeim fimm löndum sem hlut eiga að máli. Gert er ráð fyrir að viðbótarfjármögnun fari í gegnum aðra samkeppnisramma og fjármögnun þriðju aðila (t.d. fjárvörslusjóði, Horizon Europe, Samheldnisjóði).

Ávinningurinn af verkefninu liggur í eftirfarandi:

• Þróa og birta þekkingu sem fengin er úr gögnum og líkönum að því er varðar íbúa moskítóflugna og spár um áhættu fyrir uppkomu moskítóflugnaveiki.
• Að greiða fyrir bestu stjórnun á árstíðabundnum tilföngum og afkastagetu (skoðunarmenn á vettvangi, greinendur og ökutæki, úðunarþyrlur og dróna, þúsundum ræktunarstaða fyrir flugur), með því að gefa til kynna markvissar aðgerðir til framkvæmdar á staðbundnum, svæðisbundnum og landsbundnum mælikvarða og þannig hugsanlega spara hundruð milljóna evra fyrir starfsemina.

Eywa hefur verið þróað innan ramma EuroGEO Action Group "Earth Observation for Epidemics of Vector-borne Diseases" sem tengist GEO 2017-2019 vinnuáætluninni, einkum í tengslum við starfsemi Bandalagsins: Earth Observations for Health (EO4HEALTH) sem felur í sér smitbera smitsjúkdóma, Copernicus Atmospheric Monitoring Service (CAMS) og Copernicus Climate Change Service (C3S).

Eywa hóf árið 2018 með fyrstu rannsókn á tiltækum verkefnum og rannsóknum á sviði vektor Borne sjúkdóma. Að halda áfram og byggja á þessum fyrstu rannsóknum voru vettvangurinn og forspárlíkönin þróuð og verkefnið náði rekstrarstöðu í apríl 2020 í Grikklandi og Ítalíu. Frá og með 2021 hafa svæði í Frakklandi, Þýskalandi og Serbíu verið studd í gagnasöfnun og spálíkönum. Frá og með 2022 verða nýjar síður utan Evrópu á Fílabeinsströndinni og Tælandi bætt við vettvanginn.

Þróun EYWA er samfelld aðgerð og áætlaður starfstími hennar mun halda áfram í a.m.k. til 2025, eins og gert er ráð fyrir í samstarfssamningnum sem EYWA samtökin undirrituðu. Fleiri lönd og sjúkdómar eru smám saman hluti af samþætta EYWA kerfinu með framtíðarsýninni um að þróa evrópskt/alþjóðlegt snemmviðvörunarkerfi.

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: Earth Observational Data-Driven Model for Mosquitoes Abundance Prediction (e. Earth Observational Data-Driven Model for Mosquitoes Abundance Prediction). Remote Sensing, 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: A Scoping Review. Fjartengd skynjun. 2019, 11, 1862. https://doi.org/10.3390/rs11161862

Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019). Mat á smithættu af völdum veðurháðs faraldsfræðilegs líkans og hnattræns næmisgreiningarramma. ACTA tropica, 193, 129-141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003

Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021). Loftslagsháð faraldsfræðilegt líkan fyrir smithættu Vesturnílarveiru á staðbundnum skala. One Health, Volume 13, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330