Zarządzanie chorobami komarów za pomocą EYWA: europejskie narzędzie wspierania organów ds. zdrowia publicznego w zapobieganiu epidemiom
(Badanie przypadku opracowane dla Europejskiego Obserwatorium Klimatu i Zdrowia)
Zmiany klimatyczne, globalizacja i inne czynniki wpływają na zmianę warunków ekologicznych komarów, a niektóre obszary stają się bardziej odpowiednie dla nowych gatunków, w tym różnych chorób zakaźnych. Na całym świecie choroby komarów (MBD) zarażają prawie 700 milionów ludzi rocznie i są obecne w ponad 100 krajach, powodując miliony zgonów rocznie.
Europa staje się gorącym miejscem dla pojawiających się chorób zakaźnych, takich jak wirus Zachodniego Nilu (np. epidemie w Europie Południowo-Wschodniej od 2010 r.) lub chikungunya i denga, rozszerzając się lokalnie w Europie kontynentalnej w ostatnich latach. Na przykład w 2018 r. przydatność środowiskowa do przenoszenia dengi przez wektor komarów w krajach europejskich wzrosła o ponad 40 % w porównaniu z poziomem bazowym 1950-1954. W przypadku wysokoemisyjnych scenariuszy zmiany klimatu duża część południowej Europy jest zagrożona inwazją Aedes aegypti. Ponadto przyszłe zmiany klimatu mogą spowodować łagodniejsze zimy, które umożliwiają wirusowe zimowanie w jajach Aedes albopictus, a tym samym utrzymujące się ogniska.
W ramach Grupy Działania EuroGEO „Earth Observation for Epidemics of Vector-borne Diseases – EO4EViDence”, BEYOND Centre of Earth Observation (EO) Research and Satellite Remote Sensing of the National Observatory of Athens (NOA), Ecodevelopment S.A., Laboratorium Fizyki Atmosfery Uniwersytetu w Patras oraz 12 bardziej interdyscyplinarnych organizacji europejskich z Włoch, Francji, Niemiec i Serbii wspólnie opracowało EYWA ( roczny system WArning dla chorób ponoszonych przez komary). Jest to system wczesnego ostrzegania z uwzględnieniem zatwierdzonych modeli epidemiologicznych i entomologicznych w celu prognozowania i monitorowania MBD oraz zaspokajania krytycznych potrzeb w zakresie zdrowia publicznego w zakresie profilaktyki i ochrony przed MBD.
System łączy interdyscyplinarne dziedziny naukowe (entomologia, epidemiologia, ekologia, Obserwacja Ziemi, Big Data Analytics, sztuczna inteligencja/uczenie maszynowe, Ensemble Dynamic/Hybrid vs Data Driven Modele, Data Fusion i nauka obywatelska) do prognozowania epidemii i modelowania decyzji dla aplikacji kontroli wektorów i innych działań łagodzących. Eywa jest innowacją opartą na współpracy w zakresie modelowania i przewidywania epidemii komarów w różnych skalach przestrzennych w Europie i przewiduje opracowanie planów działania dotyczących najnowocześniejszych narzędzi i europejskich standardów dla krajowych organów ds. zdrowia w dziedzinie epidemii chorób komarów. Został on dostosowany do potrzeb krajowych organów ds. zdrowia publicznego, władz lokalnych, podmiotów świadczących opiekę zdrowotną, regionalnych decydentów, operatorów kontroli wektorów i organizacji nadzoru, naukowców obywatelskich i naukowców.
Opis studium przypadku
Wyzwania
Komary są nadajnikami patogenów. Najważniejsze choroby, przenoszone przez nie w Europie i powodujące poważne problemy ze zdrowiem publicznym, to:
- Gorączka Zachodniego Nilu i choroba neuroinwazyjna Zachodniego Nilu wywołana wirusem Zachodniego Nilu (WNV), obecnie endemiczna w niektórych częściach Europy. Zakażenie WNV u ludzi i zwierząt odnotowano w różnych rejonach Grecji, związane z wyjątkowo wysokimi temperaturami w regionie w latach 2010-2014 i 2017-2019. Jednak infekcje WNV odnotowano również w innych częściach Europy, osiągając szczytową liczbę zakażeń w 2018 r. w porównaniu z poprzednimi latami (WHO).
- Malaria przenoszona przez komary z rodzaju Anopheles;
- Chikungunya, Dengue Fever i Zika, przekazane do Europy przez komara Aedes albopictus, znanego jako komary tygrysa. W latach 2018–2021 w Europie zgłoszono ponad 3000 przypadków dengi (w Chorwacji, Hiszpanii, Francji, Włoszech i Portugalii).
Warunki pogodowe, jak podkreśla ECDC, wpływają na przeżywalność i reprodukcję wektorów, wpływając tym samym na przydatność siedliska, jego rozmieszczenie i liczebność; intensywność i czasowy wzorzec aktywności wektorów przez cały rok oraz tempo rozwoju, przetrwania i reprodukcji patogenów wewnątrz wektorów. Rozprzestrzenianie się i przenoszenie chorób przenoszonych przez wektory są już dotknięte zmianami klimatycznymi, ponieważ populacje komarów przemieszczają się dalej na północ w Europie, przenosząc patogeny do miejsc, w których nie były w przeszłości.
W ciągu ostatnich dwóch dekad przyjęto konkretne działania i praktyki w celu zwalczania tych chorób, a znaczenie systemów wczesnego ostrzegania rośnie.
Cele
System wczesnego ostrzegania EYWA opiera się na dużej ilości danych satelitarnych i in-situ oraz najnowocześniejszych narzędzi technologicznych. Podstawową rolą systemu jest informowanie o działaniach krajowych organizacji zdrowia publicznego, podmiotów zajmujących się zwalczaniem wektorów i obywateli. Konkretne cele to: poprawa gotowości systemów opieki zdrowotnej i systemów opieki zdrowotnej oraz ich zdolności do wykrywania, monitorowania i kontrolowania obecnych i przyszłych zagrożeń dla zdrowia publicznego; (II) zoptymalizowana kontrola komarów poprzez wspieranie intensywnego nadzoru entomologicznego i epidemiologicznego oraz podejmowanie środków zapobiegawczych w celu ograniczenia rozprzestrzeniania się MBD w Europie; (III) lepsze informowanie obywateli europejskich o złożonym problemie zdrowotnym dotyczącym środków ochrony zdrowia.
Bardziej szczegółowo ogólne cele EYWA to:
- W odniesieniu do wizji strategicznej EYWA ma na celu zaradzenie epidemiom chorób zakaźnych; niezawodne wspieranie wzmocnionego podejmowania decyzji i przewidywania środków kontroli wektorów poprzez dostarczanie ocen dotyczących liczebności wektorów i ryzyka związanego z MBD; stworzenie wykazu norm UE w zakresie kontroli MBD; a także stale angażować kluczowe zainteresowane strony w Europie i na świecie.
- Na froncie technologicznym EYWA dąży do udowodnienia skutecznego zarządzania dużymi danymi satelitarnymi i ich fuzji z danymi nienależącymi do EO z wielu źródeł (in-situ, obywatel); prognozować ogniska MBD i poprawić ocenę ryzyka dla zdrowia poprzez opracowanie skutecznych opartych na danych modeli predykcyjnych entomologicznych i epidemiologicznych, które działają w różnych skalach i horyzontach prognozowania; oprócz dostarczania baz danych obsługujących ogromną ilość danych, API zapewniające otwarty dostęp, a także platforma udostępniająca dane swobodnie i szeroko.
- W dziedzinie nauki EYWA dąży do rozpowszechniania generowanych danych, wyników i własności intelektualnej, które mają być wykorzystywane przez naukowców i innowatorów w krajowych i międzynarodowych projektach badawczych, a także wspierać transnarodową współpracę naukową, która wspiera rozwój nowych narzędzi i modeli w dziedzinie epidemii.
- Wreszcie, jeśli chodzi o aspekt społeczno-gospodarczy, oczekiwanym wynikiem EYWA jest przyczynienie się do zapobiegania przypadkom MBD i ich ograniczania; zmniejszenie wpływu MBD na społeczności; przeprowadzić optymalne zarządzanie zasobami komarów i kontroli wektorowej (które są zwykle ograniczone); oraz określenie obszarów krytycznych, do których należy dotrzeć w celu poinformowania ludności o spodziewanych ogniskach choroby.
Taktyki adaptacyjne wdrożone w tym przypadku
Rozwiązania
Eywa przekazuje i rozpowszechnia wiedzę naukową wspierającą otwarte dane i otwartą naukę za pomocą solidnego i wiarygodnego narzędzia w rękach krajowych i międzynarodowych organów ds. zdrowia publicznego i organizacji: platforma internetowa EYWA.
Do tej pory zintegrowano dane z pięciu krajów europejskich będących członkami konsorcjum (Francja, Niemcy, Grecja, Włochy i Serbia), w tym: entomologiczne; epidemiologiczne; pokrycie terenu (np. Normalized Difference Indeks Wegetacji); klimatyczne i meteorologiczne (temperatura, opady) i dane ekologiczne. Źródła, w tym Copernicus, GEOSS i EEA, wykorzystano do opracowania modeli EYWA opartych na modelowaniu opartym na danych i modelowaniu dynamicznym.
Za pośrednictwem platformy internetowej EYWA świadczone są szereg usług dla dwóch różnych grup zainteresowanych stron:
W przypadku użytkowników publicznych:
- Przegląd powracającego problemu MBD w Europie, w tym całkowitych zgłoszonych przypadków wirusa Zachodniego Nilu, malarii, dengi, zika i chikungunya od 2008 r. w państwach UE i krajach sąsiadujących z Europejskim Centrum ds. Zapobiegania i Kontroli Chorób (ECDC).
- Wykresy zawierające dane dotyczące łącznych zgłoszonych przypadków rocznie w poszczególnych krajach, w których EYWA jest obecnie operacyjna.
- Wizualizacja sieci entomologicznej chwytania w całej Europie komarów zaangażowanych w transmisję tych chorób (gatunkiCulex, Aedes albopictus i Anopheles, wraz z legendą wyjaśniającą stałe i tymczasowe miejsca pułapek).
Aby ktoś mógł uzyskać dostęp do autoryzowanych przez użytkownika części platformy (tj. danych epidemiologicznych i prognoz ryzyka), musi on pełnić rolę instytucjonalną w kontekście kontroli chorób. Mogą oni skontaktować się z koordynatorem platformy z zamiarem uzyskania dostępu, a Walne Zgromadzenie konsorcjum EYWA decyduje, czy należy im zapewnić dostęp. Upoważnieni użytkownicy mogą uzyskać dostęp do:
- Dane entomologiczne: szeregi czasowe danych entomologicznych, środowiskowych i meteorologicznych dla każdego miejsca odłowu
- Dane epidemiologiczne: Wirus Zachodniego Nilu zgłaszał przypadki od 2008 do teraz
- Prognoza obfitości komarów dla Culex (przekaźnika wirusa Zachodniego Nilu) dla Grecji, Serbii, Włoch, Francji i Niemiec, Aedes albopictus dla Francji i Anopheles dla Włoch. Model oparty na danych przewiduje wielkość populacji komarów w każdym miejscu odłowu (co 15 na 30 dni) i na każdej osadzie (co tydzień).
- Przewidywanie ryzyka u ludzi:
- Ogólny model dynamiczny stosowany na poziomie gminy/prowincji w Grecji i we Włoszech, zapewniający ryzyko wystąpienia przypadków u ludzi WNV, a także mediana z wyjątkiem tygodni transmisji WNV.
- Model oparty na danych o wyższej rozdzielczości przestrzennej i model specyficzny dla danego miejsca przewidywania wiosek/osiedli z rosnącym ryzykiem wystąpienia WNV (tylko Grecja)
Eywa dostarcza miesięczne raporty decydentom, wskazując najnowsze dostępne dane epidemiologiczne, obfitość komarów w skali miesięcznej i tygodniowej za pomocą różnych modeli oraz szacowane ryzyko obecności wirusa Zachodniego Nilu u komarów i ludzi. W oparciu o zebrane dane administratorzy i organy ds. zdrowia publicznego wykorzystują mapy ryzyka do przeorganizowania wdrażania sieci monitorowania i procesu w celu ukierunkowania środków łagodzących na szczeblu lokalnym.
Modele i narzędzia EYWA wspierały organy ds. zdrowia publicznego w czterech prefekturach w Grecji (Macedonia Środkowa, Tesalia, Grecja Zachodnia i Kreta) i Wenecja Euganejska (Włochy) w monitorowaniu obiegu patogenów poprzez ukierunkowane kontrole wyrywkowe i identyfikację wiosek wysokiego ryzyka w celu zastosowania operacji kontrolnych, skutecznie zmniejszając liczbę przypadków u ludzi WNV. Prognozy modelowe są rozpowszechniane w sposób ciągły w okresie operacyjnym między majem a październikiem za pośrednictwem platformy internetowej i specjalnych sprawozdań wysyłanych bezpośrednio do władz w celu wsparcia ich działań w zakresie kontroli komarów.
Ponadto prognozy MIMESIS i BAR wspierały dodatkowe działania zapobiegawcze, takie jak intensywna larwność wokół zagrożonych wsi i wewnątrz nich oraz uzupełniające kampanie informacyjne dotyczące środków ochrony osobistej. W 2021 r. kampanie informacyjne prowadzone przez EYWA w regionie Macedonii Środkowej w Grecji dotarły do ponad 31 000 gospodarstw domowych poprzez wizyty i ulotki od drzwi do drzwi.
Oprócz środków bezpośrednio wdrożonych przez EYWA opracowano i uruchomiono aplikację mobilną Mosquito Vision, która opiera się na danych EYWA, aby zapewnić obywatelom łatwe i natychmiastowe informacje, zwłaszcza dla grup szczególnie wrażliwych. Aplikacja obejmuje: prognozy irytujące, instrukcje prewencyjne i kontrolne dotyczące ochrony osobistej oraz formularze umożliwiające obywatelom informowanie o inwazji i sugerowanie potencjalnych hotspotów. Obywatele mogą z niego korzystać również w celu skontaktowania się z zaangażowanymi organami naukowymi. Aplikacja była początkowo używana w czterech regionach Grecji, gdzie informowała tysiące obywateli w ponad 2400 wsiach o środkach sanitarnych i środkach ochrony osobistej. Istnieją plany rozszerzenia obszaru usług dla aplikacji.
Przydatność
Przypadek opracowany, wdrożony i częściowo sfinansowany jako środek przystosowania się do zmiany klimatu.
Dodatkowe Szczegóły
Udział zainteresowanych stron
Udział zainteresowanych stron jest kluczowym elementem projektu EYWA. Platforma EYWA jest hostowana przez Narodowe Obserwatorium Aten (NOA), a jej działalność polega na wszystkich wnoszących wkład partnerów. Eywa jest wynikiem działań wolontariackich w całej Europie, angażując 37 zainteresowanych stron na skalę światową, które przyczyniają się do jego współprojektowania. W latach 2019–2021 sieć rozszerzyła się o wiele interesariuszy zainteresowanych projektem, w tym środowisko naukowe, rządy, WHO, Instytut Roberta Kocha, firmę zajmującą się modelowaniem katastrof AIR, indyjskie Centrum Badań Kontroli Wektorowej (VCRC) oraz Komisję Europejską, tj. DG ECHO i Wspólne Centrum Badawcze, które prowadzi epidemię: Projekt Dynamics and Control (EPICO), a także dotyczy pojawiających się chorób przenoszonych przez wektory.
Zainteresowane strony są zaangażowane w większość operacji poprzez: i) proces gromadzenia i analizy danych entomologicznych i patogenowych; (II) analizę wyników poprzez dostarczenie informacji zwrotnych, które mogą pomóc w ulepszeniu zarówno platformy, jak i modeli predykcyjnych; oraz (iii) zapewnienie kluczowych kierunków realizacji projektu.
Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające
Otwartość ukierunkowuje wszystkie działania EYWA, będące strategiczną decyzją konsorcjum, zmierzające do osiągnięcia jak największego wpływu i powiązań z inicjatywami UE/Globalnymi. Dane są otwarte i dostępne za pośrednictwem europejskiego centrum danych NextGEOSS i potencjalnie mogą być oferowane za pośrednictwem innych portali i infrastruktur UE z wykorzystaniem otwartych standardów danych, takich jak portal GEOSS, otwarte dane zdrowotne, dane Europa i Climate ADAPT.
Na początku 2022 r. Europejska Rada ds. Innowacji przyznała EYWA i jej partnerowi koordynacyjnemu – BEYOND Centre of EO Research and Satellite Remote Sensing of NOA – nagrodę EIC Horizon za wczesne ostrzeganie o epidemiach. Nagroda ta nagrodziła projekt 5 mln euro, uznając sukces EYWA w przekształceniu wiedzy naukowej w narzędzie decyzyjne, które wspiera kontrolowanie chorób przenoszonych przez komary.
Model prognozowania liczebności komarów MAMOTH wykazał wysoką wydajność, elastyczność i zdolność dostosowawczą poprzez przeniesienie i zastosowanie do 5 regionów europejskich w odniesieniu do dwóch kolejnych gatunków komarów, z wyjątkiem Culex. Model przywrócił wysoki poziom zaufania do przewidywania populacji komarów dla różnych kombinacji regionów/krajobrazów i komarów: np. w przypadku transmisji WNV z Culex w Wenecji Euganejskiej (Włochy), Wojwodinie (Serbia) i Badenii-Wirtembergii (Niemcy); Przenoszenie malarii z Anopheles w Wenecji Euganejskiej (Włochy); Transmisja Chik, Dengue i Zika z Aedes albopictus na Korsyce i Grand Est (Francja).
Należy jednak zwrócić uwagę na pewne ograniczenia projektu EYWA. Po pierwsze, czułość i dokładność systemu różnią się w różnych kontekstach geograficznych i skalach. Konkretne priorytety lokalne i regionalne oraz kwestie podatności na zagrożenia mogą nie zostać dokładnie i dokładnie określone. Po drugie, wykorzystanie tych narzędzi może być ograniczone przez biurokrację, niechęć do włączania nowych narzędzi do podejmowania decyzji i codziennych praktyk, a także inne priorytety w dziedzinie gospodarki i opieki zdrowotnej wpływające na dostępność funduszy na badania i innowacje w zakresie VBD.
Koszty i korzyści
Stabilność finansowa EYWA jest zabezpieczona finansowaniem z bieżących projektów; bezpośrednie finansowanie instytucjonalne; oraz umów ramowych o świadczenie usług zawieranych przez partnerów w ramach ich roli konstytucyjnej lub biznesowej w dziedzinie organów MBD. Zgodnie z planem finansowym EYWA zabezpieczone finansowanie pokrywa 67 % łącznych wydatków w latach 2020–2025, aby kontynuować działalność w pięciu zaangażowanych krajach. Oczekuje się, że dodatkowe finansowanie będzie pochodzić z innych konkurencyjnych ram i finansowania ze strony strony trzeciej (np. fundusze powiernicze, program „Horyzont Europa”, fundusze spójności).
Korzyści płynące z projektu składają się z następujących elementów:
- Opracowywanie i publikowanie wiedzy pochodzącej z zebranych danych i modeli w odniesieniu do populacji komarów oraz prognozowanego ryzyka wystąpienia epidemii choroby komarów.
- Ułatwienie optymalnego zarządzania sezonowo rozmieszczonymi zasobami i zdolnościami (inspektorzy terenowi, analitycy i pojazdy, opryskiwanie śmigłowców i dronów, tysiące terenów rozrodu komarów) poprzez wskazanie ukierunkowanych działań na rzecz wdrożenia na skalę lokalną, regionalną i krajową, co potencjalnie pozwoli zaoszczędzić setki milionów euro na te operacje.
Aspekty Prawne
Eywa została opracowana w ramach Grupy Działania EuroGEO „Obserwacja Ziemi w zakresie epidemii chorób przenoszonych przez wektory” powiązanej z programem prac GEO na lata 2017–2019, w szczególności z działaniami Wspólnoty: Obserwacje Ziemi na rzecz zdrowia (EO4HEALTH), które obejmują choroby zakaźne przenoszone wektorami, usługę monitorowania atmosfery Copernicus (CAMS) i usługę Copernicus w zakresie zmian klimatu (C3S).
Czas wdrożenia
Eywa rozpoczęła się w 2018 roku od wstępnego badania nad dostępnymi projektami i badaniami w dziedzinie chorób wektorowych Borne. Posuwając się naprzód i opierając się na tych wstępnych badaniach, opracowano platformę i modele predykcyjne, a projekt osiągnął status operacyjny w kwietniu 2020 r. w Grecji i we Włoszech. Począwszy od 2021 r. regiony we Francji, Niemczech i Serbii są wspierane w zakresie gromadzenia danych i prognoz modelowych. Od 2022 r. do platformy zostaną dodane nowe obiekty pozaeuropejskie w Wybrzeżu Kości Słoniowej i Tajlandii.
Okres użytkowania
Rozwój EYWA jest ciągłym działaniem, a jego szacowany czas trwania działalności będzie trwał co najmniej do 2025 r., jak przewidziano w umowie o partnerstwie podpisanej przez konsorcjum EYWA. Coraz więcej krajów i chorób jest stopniowo włączanych do zintegrowanego systemu EYWA z wizją opracowania europejskiego/światowego systemu wczesnego ostrzegania.
Źródło informacji
Kontakt
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
Strony internetowe
Źródło
Tsantalidou, A., Parselia, E., Arvanitakis, G., Kyratzi, K., Gewehr, S., Vakali, A., & Kontoes, C. (2021). MAMOTH: An 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. Remote Sens. 2019, 11, 1862. https://doi.org/10.3390/rs11161862
Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019). Assessment of West Nile virus transmission risk from a weather-dependent epidemiological model and a global sensitivity analysis framework. Acta tropica, 193, 129-141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003
Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021). A climate-dependent spatial epidemiological model for the transmission risk of West Nile virus at local scale. One Health, Volume 13, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330
Opublikowane w Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Ostatnia modyfikacja w Climate-ADAPT Apr 18 2024
Skontaktuj się z nami w przypadku jakichkolwiek innych zapytań na temat tego studium przypadku lub w celu udostępnienia nowego studium przypadku (e -mail climate.adapt@eea.europa.eu )
Wpływ na zdrowie:
Słowa kluczowe:
Elementy adaptacyjne:
Sektory:
Wpływ klimatu:
Poziom zarządzania:
Charakterystyka geograficzna:
Europe