Omgaan met door muggen overgedragen ziekten via EYWA: een Europees instrument om volksgezondheidsautoriteiten te ondersteunen bij het voorkomen van epidemieën

Muggen zijn de zenders van ziekteverwekkers. De belangrijkste ziekten die via hen in Europa worden overgedragen en die grote volksgezondheidsproblemen veroorzaken, zijn:

• West Nile Fever en West Nile Neuroinvasive Disease, veroorzaakt door het West Nile Virus (WNV), nu endemisch in delen van Europa. In verschillende gebieden van Griekenland zijn WNV-infecties bij mensen en dieren vastgesteld, die in verband worden gebracht met uitzonderlijk hoge temperaturen in de regio in de jaren 2010-2014 en 2017-2019. WNV-infecties zijn echter ook in andere delen van Europa gemeld en bereikten in 2018 een piekaantal infecties in vergelijking met voorgaande jaren (WHO).
• Malaria, overgedragen door muggen van het geslacht Anopheles;
• Chikungunya, Dengue Fever en Zika, overgebracht naar Europa door de Aedes albopictus mug, bekend als de tijgermug. Tussen 2018 en 2021 werden meer dan 3000 gevallen van knokkelkoorts gemeld in Europa (in Kroatië, Spanje, Frankrijk, Italië en Portugal).

De weersomstandigheden, zoals benadrukt door het ECDC, zijn van invloed op de overlevings- en voortplantingspercentages van vectoren en hebben dus gevolgen voor de geschiktheid, verspreiding en abundantie van de habitat; de intensiteit en het temporele patroon van vectoractiviteit gedurende het hele jaar en de ontwikkelings-, overlevings- en voortplantingspercentages van ziekteverwekkers binnen vectoren. De verspreiding en overdracht van door vectoren overgedragen ziekten worden al beïnvloed door de klimaatverandering, aangezien muggenpopulaties in Europa verder naar het noorden trekken en ziekteverwekkers naar plaatsen brengen waar ze in het verleden niet waren.

In de afgelopen twee decennia zijn specifieke acties en praktijken vastgesteld om deze ziekten te bestrijden, en het belang van systemen voor vroegtijdige waarschuwing is toegenomen.

Het EYWA-systeem voor vroegtijdige waarschuwing is gebaseerd op een overvloed aan satelliet- en in-situgegevens en geavanceerde technologische hulpmiddelen. De primaire rol van het systeem is het informeren van de activiteiten van de nationale volksgezondheidsorganisaties, Vector Counter Actors en burgers. De specifieke doelstellingen zijn: betere paraatheid van de gezondheids- en gezondheidszorgstelsels en hun vermogen om huidige en toekomstige bedreigingen voor de volksgezondheid op te sporen, te monitoren en te beheersen; ii) geoptimaliseerde muggenbestrijding, door intensieve entomologische en epidemiologische surveillance te ondersteunen en preventieve maatregelen te nemen om de verspreiding van MBD's in Europa tegen te gaan; iii) betere informatie voor de Europese burgers over het complexe gezondheidsprobleem van MBD's.

Meer in detail zijn de algemene doelstellingen van de EYWA:

• Op het gebied van strategische visie streeft de EYWA ernaar uitbraken van MBD aan te pakken; de verbeterde besluitvorming en anticipatie op vectorbeheersingsmaatregelen op betrouwbare wijze ondersteunen door beoordelingen van de abundantie van vectoren en het MBD-risico te verstrekken; een lijst op te stellen van EU-normen op het gebied van MBD-controle; en de belangrijkste belanghebbenden in Europa en de rest van de wereld voortdurend bij het proces te betrekken.
• Op technologisch gebied streeft EYWA ernaar het effectieve beheer van grote satellietgegevens en de fusie ervan met niet-EO-gegevens uit meerdere bronnen (in situ, burger) aan te tonen; het voorspellen van uitbraken van MBD en het verbeteren van de beoordeling van gezondheidsrisico’s door het ontwikkelen van doeltreffende gegevensgestuurde entomologische en epidemiologische voorspellende modellen die werken op verschillende schalen en prognosehorizon’s; en levert databanken die een enorme hoeveelheid gegevens verwerken, API’s die open toegang bieden en een platform dat de gegevens vrij en op grote schaal beschikbaar stelt.
• Op het gebied van wetenschap streeft EYWA ernaar de gegenereerde gegevens, resultaten en intellectuele eigendom te verspreiden die door wetenschappers en innovatoren in nationale en internationale onderzoeksprojecten moeten worden benut, en ook de transnationale wetenschappelijke samenwerking te ondersteunen die de ontwikkeling van nieuwe instrumenten en modellen op het gebied van epidemieën bevordert.
• Wat ten slotte de sociaal-economische aspecten betreft, wordt verwacht dat de EYWA zal bijdragen tot de preventie en vermindering van gevallen van MBD; de impact van MBD op de gemeenschappen te verminderen; optimaal beheer van de middelen van muggen- en vectorcontrole (die meestal beperkt zijn); en bepalen welke kritieke gebieden moeten worden bereikt om de bevolking te informeren over verwachte ziekte-uitbraken.

EYWA communiceert en verspreidt wetenschappelijke expertise ter ondersteuning van open data en open wetenschap door middel van een robuust en betrouwbaar instrument in de handen van de nationale en internationale volksgezondheidsautoriteiten en -organisaties: het EYWA-webplatform.

Gegevens van de vijf Europese landen die lid zijn van het consortium (Frankrijk, Duitsland, Griekenland, Italië en Servië) zijn tot nu toe geïntegreerd, waaronder: entomologisch; epidemiologisch; bodembedekking (bv. de Normalized Difference Vegetation Index); klimatologische en meteorologische (temperatuur, neerslag) en ecologische datasets. Bronnen zoals Copernicus, GEOSS en EEA werden gebruikt om de modellen van de EYWA te ontwikkelen op basis van gegevensgestuurde en dynamische modellering.

Via het EYWA-webplatform wordt een aantal diensten verleend aan twee verschillende groepen belanghebbenden:

Voor de publieke gebruikers:

• Overzicht van het opnieuw opduikende probleem van MBD in Europa, inclusief totale gemelde gevallen van West-Nijlvirus, malaria, dengue, zika en chikungunya vanaf 2008 in de EU-landen en buurlanden van het Europees Centrum voor ziektepreventie en -bestrijding (ECDC).
• Grafieken met gegevens over de totale gerapporteerde gevallen per jaar per land waar de EYWA momenteel operationeel is.
• Visualisatie van het entomologische vangnetwerk in heel Europa voor de muggen die betrokken zijn bij de overdracht van deze ziekten (soorten Culex, Aedes albopictus en Anopheles, samen met een legende die de permanente en tijdelijke vanglocaties uitlegt).

Om toegang te krijgen tot de door de gebruiker geautoriseerde delen van het platform (d.w.z. epidemiologische gegevens en voorspellingen van risico's) moeten ze een institutionele rol spelen in het kader van ziektebestrijding. Zij kunnen contact opnemen met de coördinator van het platform met de bedoeling toegang te krijgen en de algemene vergadering van het EYWA-consortium beslist of zij toegang moeten krijgen. De geautoriseerde gebruikers hebben toegang tot:

• Entomologische gegevens: tijdreeksen van entomologische, milieu- en meteorologische gegevens voor elke vanglocatie
• Epidemiologische gegevens: West-Nijlvirus meldde gevallen van 2008 tot nu
• Voorspelling van de abundantie van muggen voor Culex (zender van het West-Nijlvirus) voor Griekenland, Servië, Italië, Frankrijk en Duitsland, Aedes albopictus voor Frankrijk en Anopheles voor Italië. Het datagestuurde model voorspelt een grootte van de muggenpopulatie op elke vanglocatie (elke 15 van 30 dagen) en bij elke nederzetting (elke week).
• Risicovoorspelling van menselijke gevallen:
  • Generieke dynamische model toegepast op gemeente/provincie niveau in Griekenland en Italië met het risico van WNV menselijke gevallen en de mediaan van de uitgezonderde weken van WNV transmissie.
  • Datagestuurd model met een hogere ruimtelijke resolutie en locatiespecifiek model voor het voorspellen van dorpen/nederzettingen met een toenemend risico op WNV (alleen Griekenland)

EYWA verstrekt maandelijkse rapporten aan besluitvormers, met vermelding van de meest recente beschikbare epidemiologische gegevens, de muggenovervloed op maandelijkse en wekelijkse schaal via verschillende modellen en het geschatte risico op aanwezigheid van het West-Nijlvirus bij muggen en bij mensen. Op basis van deze verzamelde gegevens maken verwerkingsverantwoordelijken en volksgezondheidsautoriteiten gebruik van de risicokaarten om de uitrol van monitoringnetwerken en -processen te herschikken om mitigatiemaatregelen op lokaal niveau te richten.

De EYWA-modellen en -instrumenten hebben de volksgezondheidsautoriteiten van vier prefecturen in Griekenland (Centraal-Macedonië, Thessalië, West-Griekenland en Kreta) en Veneto (Italië) ondersteund bij het monitoren van de circulatie van ziekteverwekkers door middel van gerichte steekproefcontroles en de identificatie van dorpen met een hoog risico om controleoperaties uit te voeren, waardoor de gevallen van WNV bij mensen effectief zijn verminderd. De modelvoorspellingen worden continu verspreid tijdens de operationele periode tussen mei en oktober via het webplatform en speciale rapporten worden rechtstreeks naar de autoriteiten gestuurd om hun muggenbestrijdingsacties te ondersteunen.

Bovendien ondersteunden de prognoses van MIMESIS en BAR aanvullende preventieve maatregelen, zoals intensiever larviciding rond en binnen risicodorpen, en aanvullende bewustmakingscampagnes voor persoonlijke beschermingsmaatregelen. In 2021 bereikten de door de EYWA geleide bewustmakingscampagnes in de regio Centraal-Macedonië in Griekenland meer dan 31 000 huishoudens via huis-aan-huisbezoeken en folders.

Naast de maatregelen die rechtstreeks door EYWA worden uitgevoerd, is de mobiele applicatie Mosquito Vision, die is gebaseerd op EYWA-gegevens, ontwikkeld en gelanceerd om burgers gemakkelijk en onmiddellijk te informeren, met name voor kwetsbare bevolkingsgroepen. De aanvraag omvat: irritante prognoses, preventieve en controle-instructies voor persoonlijke bescherming en formulieren voor burgers om informatie te verstrekken over plagen en mogelijke hotspots voor te stellen. Het kan ook door burgers worden gebruikt om contact op te nemen met de betrokken wetenschappelijke instanties. De app werd aanvankelijk gebruikt in de vier regio's van Griekenland, waar het duizenden burgers in meer dan 2400 dorpen informeerde over sanitaire voorzieningen en persoonlijke beschermingsmaatregelen. Er bestaan plannen om het servicegebied voor de toepassing uit te breiden.

Deelname van belanghebbenden is een belangrijk onderdeel van het EYWA-project. Het EYWA-platform wordt gehost door het Nationaal Observatorium van Athene (NOA) en de werking ervan ligt bij alle bijdragende partners. EYWA is een resultaatgerichte actie van vrijwilligerswerk in heel Europa, waarbij 37 belanghebbenden op wereldschaal worden betrokken die bijdragen aan de ontwikkeling van co-design. Tussen 2019 en 2021 is het netwerk uitgebreid met veel belanghebbenden die geïnteresseerd zijn in het project, waaronder de wetenschappelijke gemeenschap, regeringen, de WHO, het Robert Koch Institute, het AIR-modelleringsbedrijf voor rampen, het Vector Control Research Centre (VCRC) van India en de Europese Commissie, d.w.z. DG ECHO en het Gemeenschappelijk Centrum voor onderzoek, dat de epidemieën beheert: Dynamics and Control (EPICO) project en richt zich ook op opkomende vector-overgedragen ziekten.

De belanghebbenden zijn bij de meeste operaties betrokken door middel van: i) het verzamelen en analyseren van entomologische gegevens en gegevens over ziekteverwekkers; ii) de analyse van de resultaten door feedback te geven die zowel het platform als de voorspellende modellen kan helpen verbeteren; en iii) het geven van kritische aanwijzingen voor het project.

Openheid is de leidraad voor alle EYWA-activiteiten, aangezien dit een strategische beslissing van het consortium is, om de grootst mogelijke impact en koppelingen met EU-/wereldwijde initiatieven te bereiken. De gegevens zijn open en beschikbaar via de Europese NextGEOSS-datahub en kunnen mogelijk worden aangeboden via andere portalen en EU-infrastructuren met behulp van opendatanormen, zoals het GEOSS-portaal, Open Health Data, Data Europa en Climate ADAPT.

Begin 2022 kende de Europese Innovatieraad EYWA en zijn coördinatiepartner, het BEYOND-centrum voor EO-onderzoek en satellietdetectie op afstand van NOA, de EIC-Horizonprijs voor vroegtijdige waarschuwing voor epidemieën toe. Met de prijs werd het project beloond met 5 miljoen euro, omdat hiermee wordt erkend dat de EYWA erin is geslaagd wetenschappelijke kennis om te zetten in een besluitvormingsinstrument dat de bestrijding van door muggen overgedragen ziekten ondersteunt.

Het MAMOTH-voorspellingsmodel voor muggenovervloed vertoonde een hoge efficiëntie, flexibiliteit en aanpassingsvermogen door te worden overgedragen en toegepast op 5 Europese regio's voor nog twee muggensoorten behalve Culex. Het model gaf een hoge mate van vertrouwen in de voorspelling van muggenpopulaties voor de verschillende combinaties van regio's / landschappen en muggen: bv. voor WNV-transmissie vanuit Culex in Veneto (Italië), Vojvodina (Servië) en Baden-Württemberg (Duitsland); overdracht van malaria vanuit Anopheles in Veneto (Italië); CHIK-, Dengue- en Zika-transmissie van Aedes albopictus op Corsica en Grand Est (Frankrijk).

Het is echter belangrijk om ook enkele beperkingen van het EYWA-project op te merken. Ten eerste variëren de systeemgevoeligheid en nauwkeurigheid in verschillende geografische contexten en schalen. Het is mogelijk dat de specifieke lokale en regionale prioriteiten en kwetsbaarheidskwesties niet grondig en nauwkeurig worden vastgesteld. Ten tweede kan het gebruik van de instrumenten worden beperkt door bureaucratie, terughoudendheid om nieuwe instrumenten te integreren in de besluitvorming en de dagelijkse praktijken, alsook door andere prioriteiten van het economisch en gezondheidsstelsel die van invloed zijn op de beschikbaarheid van middelen voor onderzoek en innovatie op het gebied van VBD.

De financiële duurzaamheid van de EYWA wordt gewaarborgd door financiering uit lopende projecten; directe institutionele financiering; en raamcontracten voor diensten die door de partners worden beheerd in het kader van hun constitutionele en/of zakelijke rol op het gebied van MBD-autoriteiten. Volgens het financiële plan van de EYWA dekt de gewaarborgde financiering 67 % van de totale uitgaven in de periode 2020-2025 om in de vijf betrokken landen actief te blijven. Er wordt verwacht dat aanvullende financiering zal komen via andere concurrerende kaders en financiering door derden (bv. trustfondsen, Horizon Europa, cohesiefondsen).

De voordelen van het project liggen in het volgende:

• Ontwikkelen en publiceren van kennis die is afgeleid van verzamelde gegevens en modellen met betrekking tot de muggenpopulatie en voorspelde risico's voor uitbraken van de ziekte van Mosquito Borne.
• Faciliteren van het optimale beheer van de seizoensgebonden ingezette middelen en capaciteiten (veldinspecteurs, analisten en voertuigen, bespuiten van helikopters en drones, duizenden muggenkweekplaatsen), door gerichte acties aan te geven voor implementatie op lokale, regionale en nationale schaal ,, waardoor mogelijk honderden miljoenen euro's voor de operaties worden bespaard.

EYWA is ontwikkeld in het kader van de EuroGEO-actiegroep “Earth Observation for Epidemics of Vector-borne Diseases” in verband met het GEO-werkprogramma 2017-2019, met name met de communautaire activiteiten: Earth Observations for Health (EO4HEALTH), met inbegrip van door vectoren overgedragen infectieziekten, Copernicus Atmospheric Monitoring Service (CAMS) en Copernicus Climate Change Service (C3S).

EYWA startte in 2018 met een eerste onderzoek naar de beschikbare projecten en onderzoek op het gebied van Vector Borne Diseases. Voortbouwend op dit initiële onderzoek werden het platform en de voorspellende modellen ontwikkeld en bereikte het project in april 2020 een operationele status in Griekenland en Italië. Vanaf 2021 worden regio’s in Frankrijk, Duitsland en Servië ondersteund bij het verzamelen van gegevens en modelvoorspellingen. Vanaf 2022 worden nieuwe niet-Europese locaties in Ivoorkust en Thailand aan het platform toegevoegd.

De ontwikkeling van de EYWA is een voortdurende actie en de geraamde duur van de activiteiten ervan zal ten minste tot 2025 voortduren, zoals bepaald in de door het EYWA-consortium ondertekende partnerschapsovereenkomst. Meer landen en ziekten worden geleidelijk opgenomen in het geïntegreerde EYWA-systeem met de visie om een Europees/wereldwijd systeem voor vroegtijdige waarschuwing te ontwikkelen.

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: Een Earth Observational Data-Driven Model voor Mosquitoes Abundance Prediction. Sensing op afstand, 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: Een Scoping Review. Sens op afstand. 2019, 11, 1862. https://doi.org/10.3390/rs11161862

Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019). Beoordeling van het risico van overdracht van het West-Nijlvirus aan de hand van een weersafhankelijk epidemiologisch model en een mondiaal kader voor gevoeligheidsanalyse. Acta tropica, 193, 129-141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003

Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021). Een klimaatafhankelijk ruimtelijk epidemiologisch model voor het transmissierisico van het West-Nijlvirus op lokale schaal. One Health, deel 13, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330