Handtering av myggborne sjukdommar gjennom EYWA: eit europeisk verktøy for å støtte offentlege helsestyresmakter i førebygging av epidemiar

Mygg er sendarar av patogenar. Dei viktigaste sjukdommane, som overførast gjennom dei i Europa og forårsaka store folkehelseproblemer, er:

• West Nile Fever og West Nile Neuroinvasive Disease, utløyst av West Nile Virus (WNV), no endemisk i delar av Europa. WNV-infeksjon hos menneske og dyr har vorte registrert i ulike område av Hellas, forbunde med eksepsjonelt høge temperaturar i regionen i åra 2010-2014 og 2017-2019. WNV-infeksjonar har imidlertid også blitt rapportert i andre delar av Europa, og nådde eit topptal av infeksjonar i 2018 samanlikna med tidlegare år (WHO).
• Malaria, overført av mygg av slekta Anopheles;
• Chikungunya, Dengue feber og Zika, overførast til Europa av Aedes albopictus mygg, kjend som tiger mygg. Mellom 2018 og 2021 vart det rapportert over 3000 tilfelle av denguefeber i Europa (i Kroatia, Spania, Frankrike, Italia og Portugal).

Vêrforholda, som framheva av ECDC, påverkar overlevings- og reproduksjonsraten til vektorar, og påverkar dermed habitatets eignethet, fordeling og førekomst. Intensiteten og tidsmønsteret for smitteberaraktivitet gjennom heile året samt utviklings-, overlevings- og reproduksjonsraten for sjukdomsframkallande stoff i vektorar. Spreiinga og overføringa av vektorborne sjukdommar (VBD) påverkast allereie av klimaendringar, då myggpopulasjonar bevegar seg lenger nord i Europa som berar patogener til stader der dei ikkje var tidlegare.

I dei siste to tiåra har det vorte vedteke spesifikke tiltak og praksis for å kontrollere desse sjukdommane, og betydninga av tidlege varslingssystemer har vakse.

EYWA Early Warning System er basert på ei mengd satellitt- og in situ-data og toppmoderne teknologiske verktøy. Den primære rolla til systemet er å informere aktivitetane til National Public Health Organisations, Vector Counter Actors og borgarar. Dei spesifikke måla er: i) forbetra helse- og helsevesenas beredskap og deira evne til å oppdage, overvaka og kontrollere noverande og framtidige truslar mot folkehelsa, II) optimert myggbekjempar ved å støtte intensiv entomologisk og epidemiologisk overvåking og treffe førebyggjande tiltak for å avgrense spreiinga av MBD i Europa, IIi) forbetra informasjon til europeiske borgarar om det komplekse helseproblemet ved MBD-ar.

Dei overordna måla for EYWA er:

• På den strategiske visjonsfronten har EYWA som mål å handtere MBD-utbrot; på ein påliteleg måte støtte forbetra beslutningstaking og forventing om tiltak for smitteberarkontroll ved å gje vurderingar av førekomst av smitteberarar og MBD-risiko, utarbeida ei liste over EU-standardar i MBD-kontroll, I tillegg til kontinuerleg å engasjere viktige interessentar i Europa og globalt.
• På teknologifronten freistar EYWA å bevise effektiv styring av store satellittdata og deira fusjon med ikkje-EO-data frå flere kilder (in-situ, borgar); prognose MBD-utbrot og forbetra helserisikovurderinga ved å utvikle effektive datadrivne entomologiske og epidemiologiske prediktive modellar som fungerer på tvers av forskjellsskalaer og prognosehorisontar, I tillegg til å levere databasar som handterer store mengder data, leverer API-ar open tilgang, samt ei plattform som gjer dataa tilgjengelege fritt og breitt.
• På vitskapsfronten har EYWA som mål å spreie dei genererte dataa, resultata og IP som skal utnyttast av forskarar og innovatørar i nasjonale og internasjonale forskingsprosjekter, og òg støtte det transnasjonale vitskaplege samarbeidet som fremjar utviklinga av nye verktøy og modellar på epidemiområdet.
• Til slutt, på den sosioøkonomiske fronten, er det forventa resultatet av EYWA å bidra til førebygging og reduksjon av MBD-tilfelle; redusere verknaden av MBD i lokalsamfunna; utføre optimal styring av ressursane til mygg- og vektorkontroll (som vanlegvis er avgrensa); og identifisere dei kritiske områda å nå ut til for å informere folkesetnaden om forventa sjukdomsutbrot.

EYWA kommuniserer og formidlar vitskapleg ekspertise som støttar opne data og open vitskap gjennom eit robust og påliteleg verktøy i hendene på nasjonale og internasjonale offentlege helsestyresmakter og organisasjonar: EYWA Web Platform (engelsk).

Data frå dei fem europeiske landa som er medlem av konsortiet (Frankrike, Tyskland, Hellas, Italia og Serbia) har vorte integrert så langt, inkludert: entomologisk, epidemiologisk, arealdekke (t.d. normalisert differansevegetasjonsindeks), klimatiske og meteorologiske (temperatur, nedbør) og økologiske datasett. Kilder som Copernicus, GEOSS og EEA vart brukt til å utvikle EYWAs modellar basert på datadrive og dynamisk modellering.

Gjennom EYWAs nettplattform tilbys ei rekkje tenester for to ulike interessentgrupper:

For offentlege brukarar:

• Oversikt over det nye problemet med MBD i Europa, inkludert totale rapporterte tilfelle av West Nile Virus, malaria, dengue, zika og chikungunya frå 2008 i EU-landa og nabolanda frå European Centre for Disease Prevention and Control (ECDC).
• Grafar som gjev data om dei totale rapporterte tilfella per år per land der EYWA for tida er i drift.
• Visualisering av det entomologiske fangstnettverket rundt om i Europa for myggane som er involvert i overføring av desse sjukdommane (Culex,Aedes albopictus og Anopheles-artar, saman med ei legende som forklarar dei permanente og mellombelse fellesstadane).

For at nokre skal få tilgang til dei brukarautoriserte delane av plattforma (dvs. epidemiologiske data og prediksjonar av risiko) må dei ha ei institusjonell rolle i samanheng med sjukdomskontroll. Dei kan kontakta plattformens koordinator med den hensikt å få tilgang, og EYWA-konsortiets generalforsamling bestemmer om dei skal få tilgang. Dei autoriserte brukarane kan få tilgang til:

• Entomologiske data: tidsseriar av entomologiske, miljømessige og meteorologiske data for kvart fangstområde
• Epidemiologiske data: West Nile-viruset rapporterte tilfelle frå 2008 til no
• Mygg overflod prediksjon for Culex (sendar av West Nile Virus) for Hellas, Serbia, Italia, Frankrike og Tyskland, Aedes albopictus for Frankrike og Anopheles for Italia. Den datadrivne modellen føreseier ein storleik på myggpopulasjonen på kvart fangststad (kvar 15. 30. dag) og ved kvart oppgjer (kvar veke).
• Menneskelege tilfelle risiko prediksjon:
  • Generisk dynamisk modell brukt på kommune-/provinsnivå i Hellas og Italia som gjev risiko for WNV menneskelege tilfelle samt medianen for dei unnateke vekene med WNV-overføring.
  • Datadriven modell med høgare romleg oppløysing og stadsspesifikk modell som føreseier landsbyar/busettingar med aukande risiko for WNV (berre Hellas)

EYWA gjev månadlege rapportar til beslutningstakarar, som indikerer dei nyaste tilgjengelege epidemiologiske data, mygg overflod på ein månadleg og vekentleg skala via ulike modellar, og estimert risiko for West Nile Virus tilstedeværelse i mygg og hos menneske. Basert på desse dataa som samlast inn, brukar kontrollørar og offentlege helsestyresmakter risikokarta for å omorganisere distribusjonen av overvåkingsnettverk og prosessen for å målrette tiltak på lokalt nivå.

EYWA-modellane og verktøya har støtta offentlege helsestyresmakter i fire prefekturar i Hellas (Sentral-Makedonia, Thessalia, Vest-Hellas og Kreta) og Veneto, Italia i overvåking av patogensirkulasjon gjennom målretta prøvekontrollar og identifisering av landsbyar med høg risiko for å kunne bruke kontrolloperasjonar, og effektivt redusere WNV-menneskesaker. Modellprognosane spreiast kontinuerleg gjennom heile driftsperioden mellom mai og oktober via nettplattforma og dedikerte rapportar sendast direkte til styresmaktene for å hjelpe deira myggkontrollhandlingar.

Vidare støtta MIMESIS og BAR prognosar supplerande førebyggjande tiltak, som meir intensiv larviciding rundt og inne i landsbyar i fare, og komplementære medvitskampanjar for personlege beskyttelsestiltak. I 2021 nådde medvitskampanjar leia av EYWA i Sentral-Makedonia-regionen i Hellas ut til meir enn 31000 hushaldningar gjennom dør-til-dør-besøk og brosjyrar.

I tillegg til tiltaka som er direkte implementert av EYWA, vart Mosquito Vision-mobilapplikasjonen, som er basert på EYWA-data, utvikla og lansert for å gje innbyggjarane enkel og umiddelbar informasjon, spesielt for sårbare folkesetnader. Søknaden omfattar: irriterande prognosar, førebyggjande og kontrollinstruksjonar for personleg beskyttelse, og skjema for borgarar å informere om åtak og foreslå potensielle hotspots. Det kan òg brukast av borgarar til å kontakte dei involverte vitskaplege organar. Appen vart opphavleg brukt i dei fire regionane i Hellas, der den informerte tusenvis av innbyggjarar i over 2400 landsbyar om sanitære og personlege beskyttarstiltak. Det foreliggar planar om å utvide tenesteområdet for applikasjonen.

Interessentmedverknad er eit sentralt element i EYWA-prosjektet. EYWA-plattforma er vert for National Observatory of Athens (NOA), og drifta ligg på alle medverkande partnarar. EYWA er eit resultativt tiltak av friviljug arbeid over heile Europa, og engasjerer 37 interessentar på ein global skala som bidreg til utviklinga av co-design. Mellom 2019 og 2021 har nettverket utvida seg til å omfatte mange interessentar som er interessert i prosjektet, inkludert vitskaplege samfunn, regjeringar, WHO, Robert Koch Institute, AIR katastrofe modellering selskap, Vector Control Research Centre (VCRC) i India og EU-kommisjonen, dvs. Dynamics and Control (EPICO) prosjekt og tek òg opp nye vektorborne sjukdommar.

Interessentane er involverte i dei fleste operasjonar gjennom: i) innsamlings- og analyseprosessen for entomologiske opplysningar og opplysningar om sjukdomsframkallande stoff, II) analyse av resultata ved å gje tilbakemeldingar som kan bidra til å forbetra både plattforma og dei prediktive modellane, og (ii) gje kritiske retningar til prosjektet.

Openheit vegleiar alle EYWA-aktivitetar, som er ei strategisk beslutning frå konsortiet, mot å oppnå høgast mogleg innverknad og samanheng med EU/Globale initiativer. Dataa er opne og tilgjengelege gjennom European NextGEOSS Data Hub og kan potensielt tilbyast gjennom andre portalar og EU-infrastrukturar ved hjelp av opne datastandardar, til dømes GEOSS-portalen, Open Health Data, Data Europa og Climate ADAPT.

Tidleg i 2022 tildelte Det europeiske innovasjonsrådet EYWA og dets samordningspartnar, BEYOND Centre of EO Research and Satellite Remote Sensing of NOA, EIC Horizon Prize on Early Warning for Epidemics. Prisen belønna prosjektet med EUR 5 millionar som den anerkjenner EYWA suksess i å snu vitskapleg kunnskap til eit beslutningsverktøy som støttar kontroll av myggborne sjukdommar.

Moth mygg overflod prediksjon modell viste høg effektivitet, fleksibilitet og tilpasningsevne ved å bli overført og brukt til 5 europeiske regionar for to flere mygg artar unntatt Culex. Modellen returnerte høge nivåar av tillit til prediksjon av myggpopulasjonar for dei ulike kombinasjonane av regionar/landskap og mygg: t.d. for WNV-overføring frå Culex i Veneto (Italia), Vojvodina (Serbia) og Baden-Württemberg (Tyskland); Malaria overføring frå Anopheles i Veneto (Italia); Chik, Dengue og Zika overføring frå Aedes albopictus på Korsika og Grand Est (Frankrike).

Det er imidlertid viktig å merke seg nokre begrensningar i EYWA-prosjektet. For det første varierer systemfølsemda og nøyaktigheita i ulike geografiske samanhengar og skalaer. Dei spesifikke lokale og regionale prioriteringane og sårbarheitsproblema kan ikkje identifiserast grundig og presist. For det andre kan bruken av verktøya avgrensast av byråkrati, motvilje mot å integrere nye verktøy i beslutningsprosessar og dagleg praksis, samt av andre økonomiske prioriteringar og helsesystemprioriteringar som påverkar tilgjengelegheita av midlar til forsking og innovasjon på VBD.

Den økonomiske berekrafta til EYWA er sikra ved finansiering frå pågåande prosjekter; direkte institusjonell finansiering, og rammeservicekontraktar som drivast av partnarane som ein del av deira konstitusjonelle og/eller forretningsmessige rolle innan MBD-styresmakter. Den sikra finansieringa dekkjer 67 % av dei totale utgiftene i perioden 2020-2025 for å halde fram drifta i dei fem landa som er involvert. Ytterlegare finansiering forventast å kome gjennom andre konkurransedyktige rammer og tredjepartsfinansiering (til dømes Trust Funds, Horizon Europe, Cohesion Funds).

Fordelane med prosjektet ligg i følgjande:

• Utvikle og publisere kunnskap utleidd frå innsamla data og modellar med omsyn til myggpopulasjonen og prognostisert risiko for utbrot av myggboren sjukdom.
• Tilrettelegging for optimal styring av sesongbaserte ressursar og kapasitetar (feltinspektørar, analytikarar og køyretøy, sprøyting av helikopter og dronar, tusenvis av myggavlsområde), ved å indikere målretta tiltak for implementering på lokal, regional og nasjonal skala, og dermed potensielt spare hundrevis av millionar euro for operasjonane.

EYWA er utvikla innanfor ramma av EuroGEO Action Group «Earth Observation for Epidemics of Vector-borne Diseases» knytte til arbeidsprogrammet GEO 2017-2019, særleg med Fellesskapets verksemd: Earth Observations for Health (EO4HEALTH) som inkluderer vektorborne smittsame sjukdommar, Copernicus Atmospheric Monitoring Service (CAMS) og Copernicus Climate Change Service (C3S).

EYWA starta i 2018 med ei innleiande undersøking rundt tilgjengelege prosjekter og forsking innan Vector Borne Diseases. Framover og basert på denne innleiande forskinga vart plattforma og dei prediktive modellane utvikla, og prosjektet oppnådde operasjonell status i april 2020 i Hellas og Italia. Frå 2021 og framover har regionar i Frankrike, Tyskland og Serbia vorte støtta i datainnsamling og modellføreseiingar. Frå 2022 vil nye ikkje-europeiske stader i Elfenbeinskysten og Thailand bli lagt til plattforma.

Utviklinga av EYWA er ei kontinuerleg handling, og den estimerte aktivitetsvarigheita vil halde fram i minst fram til 2025, som føresett i partnarskapsavtalen signert av EYWA-konsortiet. Flere land og sjukdommar vert gradvis inkludert i det integrerte EYWA-systemet med visjonen om å utvikle eit europeisk/globalt system for tidleg varsling.

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). Matlaging: Earth Observational Data-Driven Model for Mosquitoes Abundance Prediction (engelsk). Fjernmåling, 13(13), 2557. https://doi.org/10.3390/rs13132557

Parselia, E., Kontoes, C., Tsouni, A., Hadjichristodoulou, C., Kioutsioukis, I., Magiorkinis, G. & Stilianakis, N.I. Satellitt jordobservasjonsdata i epidemiologisk modellering av malaria, Dengue og West Nile Virus: Ein scooping gjennomgang. Fjernsensor. 2019, 11, 1862. https://doi.org/10.3390/rs11161862

Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019). Vurdering av overføringsrisiko for West Nile-viruset frå ein vêravhengig epidemiologisk modell og eit globalt rammeverk for sensitivitetsanalyse. Acta tropica, 193, 129-141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003

Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021). Ein klimaavhengig romleg epidemiologisk modell for overføringsrisiko for West Nile virus i lokal skala. One Health, bind 13, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330