Riadenie chorôb prenášaných komármi prostredníctvom EYWA: európsky nástroj na podporu orgánov verejného zdravotníctva pri prevencii epidémií

Komáre sú vysielačmi patogénov. Najdôležitejšími chorobami, ktoré sa prenášajú v Európe a spôsobujú vážne problémy v oblasti verejného zdravia, sú:

• Západonílska horúčka a západonílske neuroinvazívne ochorenie vyvolané západonílskym vírusom (WNV), ktoré je v súčasnosti endemické v niektorých častiach Európy. Infekcia vírusom WNV u ľudí a zvierat bola zaznamenaná v rôznych oblastiach Grécka v súvislosti s mimoriadne vysokými teplotami v regióne v rokoch 2010 – 2014 a 2017 – 2019. Infekcie WNV však boli hlásené aj v iných častiach Európy , pričom najvyšší počet infekcií dosiahol v roku 2018 v porovnaní s predchádzajúcimi rokmi (WHO).
• malária, prenášaná komármi rodu Anopheles;
• Chikungunya, horúčka dengue a zika, prenášané do Európy komárom Aedes albopictus, známym ako tiger komár. V rokoch 2018 až 2021 bolo v Európe nahlásených viac ako 3 000 prípadov horúčky dengue (v Chorvátsku, Španielsku, Francúzsku, Taliansku a Portugalsku).

Poveternostné podmienky, ako zdôraznilo ECDC, ovplyvňujú mieru prežitia a reprodukcie vektorov, čím ovplyvňujú vhodnosť, distribúciu a abundanciu biotopu; intenzita a časový model aktivity vektorov počas celého roka a miera vývoja, prežitia a reprodukcie patogénov v rámci vektorov. Šírenie a prenos chorôb prenášaných vektormi sú už ovplyvnené zmenou klímy, keďže populácie komárov sa v Európe presúvajú ďalej na sever a prenášajú patogény na miesta, kde v minulosti neboli.

V posledných dvoch desaťročiach boli prijaté osobitné opatrenia a postupy na kontrolu týchto chorôb a rastie význam systémov včasného varovania.

Systém včasného varovania EYWA je založený na množstve satelitných údajov a údajov in situ a najmodernejších technologických nástrojov. Primárnou úlohou systému je informovať o činnostiach národných organizácií verejného zdravia, subjektov pôsobiacich v oblasti boja proti vektorom a občanov. Konkrétnymi cieľmi sú: i) lepšia pripravenosť systémov zdravotníctva a zdravotnej starostlivosti a ich schopnosť odhaľovať, monitorovať a kontrolovať súčasné a budúce ohrozenia verejného zdravia; ii) optimalizovaná kontrola komárov podporou intenzívneho entomologického a epidemiologického dohľadu a prijatím preventívnych opatrení na obmedzenie šírenia MBD v Európe; iii) lepšie informovanie európskych občanov o komplexnom zdravotnom probléme MBD.

Podrobnejšie sú celkové ciele EYWA:

• Pokiaľ ide o strategickú víziu, EYWA sa zameriava na riešenie ohnísk MBD; spoľahlivo podporovať posilnené rozhodovanie a predvídanie opatrení na kontrolu vektorov poskytovaním posúdení abundancie vektorov a rizika MBD; vytvoriť zoznam noriem EÚ v oblasti kontroly MBD; ako aj neustále zapájať kľúčové zainteresované strany v Európe a na celom svete.
• Pokiaľ ide o technológie, EYWA sa snaží preukázať účinné riadenie veľkých satelitných údajov a ich zlúčenie s údajmi, ktoré nie sú údajmi EO, z viacerých zdrojov (in situ, občania); predpovedať výskyt ohnísk MBD a zlepšiť posudzovanie zdravotných rizík vypracovaním účinných entomologických a epidemiologických prediktívnych modelov založených na údajoch, ktoré fungujú v rôznych škálach a prognostických horizontoch; ako aj poskytovať databázy, v ktorých sa spracúva obrovské množstvo údajov, rozhrania API poskytujúce otvorený prístup, ako aj platformu, ktorá údaje sprístupňuje voľne a vo veľkom rozsahu.
• Pokiaľ ide o vedu, cieľom EYWA je šíriť získané údaje, výsledky a duševné vlastníctvo, ktoré majú využívať vedci a inovátori vo vnútroštátnych a medzinárodných výskumných projektoch, a tiež podporovať nadnárodnú vedeckú spoluprácu, ktorá podporuje vývoj nových nástrojov a modelov v oblasti epidémií.
• Napokon, pokiaľ ide o sociálno-ekonomickú stránku, očakávaným výsledkom EYWA je prispieť k prevencii a zníženiu počtu prípadov MBD; znížiť vplyv MBD v komunitách; vykonávať optimálne riadenie zdrojov regulácie komárov a vektorov (ktoré sú zvyčajne obmedzené); a identifikovať kritické oblasti, do ktorých sa treba dostať s cieľom informovať obyvateľstvo o očakávaných ohniskách choroby.

EYWA komunikuje a šíri vedecké odborné znalosti podporujúce otvorené údaje a otvorenú vedu prostredníctvom silného a spoľahlivého nástroja v rukách vnútroštátnych a medzinárodných orgánov a organizácií verejného zdravia: webová platforma EYWA.

Doteraz boli integrované údaje z piatich európskych krajín, ktoré sú členmi konzorcia (Francúzsko, Nemecko, Grécko, Taliansko a Srbsko), vrátane: entomologické; epidemiologické; krajinná pokrývka (napr. normalizovaný index rozdielnej vegetácie); klimatické a meteorologické (teplota, zrážky) a ekologické súbory údajov. Zdroje vrátane programov Copernicus, GEOSS a EEA sa použili na vývoj modelov EYWA založených na dynamickom modelovaní založenom na údajoch.

Prostredníctvom webovej platformy EYWA sa poskytuje niekoľko služieb pre dve rôzne skupiny zainteresovaných strán:

Pre verejných používateľov:

• Prehľad opätovne sa objavujúceho problému MBD v Európe vrátane celkového počtu nahlásených prípadov západonílskeho vírusu, malárie, horúčky dengue, ziky a chikungunya od roku 2008 v krajinách EÚ a susedných krajinách Európskeho centra pre prevenciu a kontrolu chorôb (ECDC).
• Grafy s údajmi o celkovom počte nahlásených prípadov za rok podľa krajín, v ktorých EYWA v súčasnosti funguje.
• Vizualizácia siete entomologického odchytu v Európe pre komáre, ktoré sa podieľajú na prenose týchto chorôb (druhyCulex, Aedes albopictus a Anopheles, spolu s legendou vysvetľujúcou trvalé a dočasné miesta pascí).

Aby niekto získal prístup k častiam platformy schváleným používateľom (t. j. epidemiologickým údajom a predpovediam rizika), musí mať inštitucionálnu úlohu v kontexte kontroly chorôb. Môžu sa obrátiť na koordinátora platformy so zámerom získať prístup a valné zhromaždenie konzorcia EYWA rozhodne, či by sa im mal poskytnúť prístup. Oprávnení používatelia majú prístup k:

• Entomologické údaje: časové rady entomologických, environmentálnych a meteorologických údajov pre každé miesto odchytu
• Epidemiologické údaje: Vírus West Nile hlásil prípady od roku 2008 do súčasnosti
• Predpoveď výskytu komárov pre Culex (vysielač západonílskeho vírusu) pre Grécko, Srbsko, Taliansko, Francúzsko a Nemecko, Aedes albopictus pre Francúzsko a Anopheles pre Taliansko. Model založený na údajoch predpovedá veľkosť populácie komárov na každom mieste odchytu (každých 15 z 30 dní) a pri každom usadení (každý týždeň).
• Predpovedanie rizika ľudských prípadov:
  • Generický dynamický model uplatňovaný na úrovni obcí/provincií v Grécku a Taliansku, ktorý poskytuje riziko prípadov WNV u ľudí, ako aj medián vylúčených týždňov prenosu WNV.
  • Model založený na údajoch vo vyššom priestorovom rozlíšení a model špecifický pre danú lokalitu, ktorý predpovedá dediny/osady so zvyšujúcim sa rizikom WNV (len Grécko)

EYWA poskytuje subjektom s rozhodovacou právomocou mesačné správy, v ktorých uvádza najnovšie dostupné epidemiologické údaje, početnosť komárov v mesačnom a týždennom meradle prostredníctvom rôznych modelov a odhadované riziko výskytu vírusu západonílskej horúčky u komárov a u ľudí. Na základe týchto zhromaždených údajov prevádzkovatelia a orgány verejného zdravia využívajú mapy rizík na zmenu usporiadania zavádzania monitorovacích sietí a procesu s cieľom zamerať sa na zmierňujúce opatrenia na miestnej úrovni.

Modely a nástroje EYWA podporili orgány verejného zdravotníctva štyroch prefektúr v Grécku (Stredná Makedónia, Tesália, Západné Grécko a Kréta) a Benátsku (Taliansko) pri monitorovaní cirkulácie patogénov prostredníctvom cielených kontrol vzoriek a identifikácie vysoko rizikových dedín s cieľom uplatňovať kontrolné operácie, čím sa účinne znížil počet prípadov WNV u ľudí. Predpovede modelu sa priebežne šíria počas celého prevádzkového obdobia od mája do októbra prostredníctvom webovej platformy a špecializované správy sa zasielajú priamo orgánom na pomoc pri ich opatreniach na kontrolu komárov.

Prognózy MIMESIS a BAR okrem toho podporili doplnkové preventívne opatrenia, ako je intenzívnejšia larvizácia v okolí ohrozených dedín a vnútri nich a doplnkové kampane na zvyšovanie informovanosti o osobných ochranných opatreniach. V roku 2021 oslovili informačné kampane vedené EYWA v regióne Stredné Macedónsko v Grécku viac ako 31 000 domácností prostredníctvom podomových návštev a letákov.

Okrem opatrení, ktoré priamo vykonáva EYWA, bola vyvinutá a spustená mobilná aplikácia Mosquito Vision, ktorá je založená na údajoch EYWA, s cieľom poskytnúť občanom jednoduché a okamžité informácie, najmä zraniteľným skupinám obyvateľstva. Aplikácia obsahuje: predpovede obťažovania, preventívne a kontrolné pokyny na osobnú ochranu a formuláre pre občanov na informovanie o zamorení a navrhovanie potenciálnych hotspotov. Občania ho môžu využiť aj na kontaktovanie zúčastnených vedeckých orgánov. Aplikácia bola pôvodne používaná v štyroch regiónoch Grécka, kde informovala tisíce občanov vo viac ako 2400 dedinách o hygienických a osobných ochranných opatreniach. Existujú plány na rozšírenie oblasti služieb pre aplikáciu.

Účasť zainteresovaných strán je kľúčovým prvkom projektu EYWA. Platformu EYWA prevádzkuje Národné observatórium v Aténach (NOA) a jej prevádzku zabezpečujú všetci prispievajúci partneri. EYWA je výsledkom dobrovoľníckej činnosti v celej Európe, do ktorej sa zapája 37 zainteresovaných strán v celosvetovom meradle, ktoré prispievajú k jej spoločnému navrhovaniu. V rokoch 2019 až 2021 sa sieť rozšírila o mnohé zainteresované strany, ktoré majú záujem o projekt, vrátane vedeckej komunity, vlád, WHO, Inštitútu Roberta Kocha, spoločnosti na modelovanie katastrof AIR, Indického výskumného centra pre kontrolu vektorov (VCRC) a Európskej komisie, t. j. GR ECHO a Spoločného výskumného centra, ktoré prevádzkuje Epidemics: Projekt Dynamika a kontrola (EPICO) sa zaoberá aj novými chorobami prenášanými vektormi.

Zainteresované strany sú zapojené do väčšiny operácií prostredníctvom: i) proces zberu a analýzy entomologických údajov a údajov o patogénoch; ii) analýzu výsledkov poskytnutím spätnej väzby, ktorá môže pomôcť zlepšiť platformu aj prediktívne modely; a iii) poskytovanie kritických usmernení pre projekt.

Otvorenosť usmerňuje všetky činnosti EYWA, ktoré sú strategickým rozhodnutím konzorcia, s cieľom dosiahnuť čo najväčší vplyv a prepojenia s iniciatívami EÚ/globálnymi iniciatívami. Údaje sú otvorené a dostupné prostredníctvom Európskeho dátového centra NextGEOSS a potenciálne by sa mohli ponúkať prostredníctvom iných portálov a infraštruktúr EÚ využívajúcich normy otvorených údajov, ako je portál GEOSS, Open Health Data, Data Europa a Climate ADAPT.

Začiatkom roka 2022 Európska rada pre inováciu udelila EYWA a jej koordinačnému partnerovi, centru BEYOND pre výskum pozorovania Zeme a satelitné diaľkové snímanie NOA, cenu EIC Horizont za včasné varovanie pred epidémiami. Ocenením bol projekt odmenený sumou 5 miliónov EUR, keďže sa ním uznáva úspech EYWA pri premene vedeckých poznatkov na nástroj rozhodovania, ktorý podporuje kontrolu chorôb prenášaných komármi.

Model predikcie hojnosti komárov MAMOTH preukázal vysokú účinnosť, flexibilitu a prispôsobivosť tým, že bol prenesený a aplikovaný do 5 európskych regiónov pre ďalšie dva druhy komárov s výnimkou Culex. Model vrátil vysokú úroveň dôvery v predpovedanie populácií komárov pre rôzne kombinácie regiónov/krajín a komárov: napr. v prípade prenosu WNV z Culexu v Benátsku (Taliansko), Vojvodine (Srbsko) a Bádensku-Württembersku (Nemecko); Prenos malárie z Anopheles v Benátsku (Taliansko); prenos CHIK, Dengue a Zika z Aedes albopictus na Korzike a Grand Est (Francúzsko).

Je však dôležité poukázať aj na určité obmedzenia projektu EYWA. Po prvé, citlivosť a presnosť systému sa líšia v rôznych geografických kontextoch a mierkach. Špecifické miestne a regionálne priority a otázky zraniteľnosti nemusia byť identifikované dôkladne a presne. Po druhé, využívanie nástrojov môže byť obmedzené byrokraciou, neochotou integrovať nové nástroje do rozhodovania a každodenných postupov, ako aj inými prioritami hospodárskeho systému a systému zdravotnej starostlivosti, ktoré ovplyvňujú dostupnosť finančných prostriedkov na výskum a inovácie v oblasti VBD.

Finančná udržateľnosť EYWA je zabezpečená financovaním z prebiehajúcich projektov; priame inštitucionálne financovanie; a rámcové zmluvy o poskytovaní služieb, ktoré partneri uzatvárajú v rámci svojej ústavnej a/alebo obchodnej úlohy v oblasti orgánov MBD. Podľa finančného plánu EYWA zabezpečené financovanie pokrýva 67 % celkových výdavkov v období 2020 – 2025 na pokračovanie prevádzky v piatich dotknutých krajinách. Očakáva sa, že dodatočné financovanie bude pochádzať z iných konkurenčných rámcov a financovania treťou stranou (napr. trustové fondy, program Horizont Európa, Kohézny fond).

Výhody projektu spočívajú v:

• Rozvoj a uverejňovanie poznatkov odvodených zo zozbieraných údajov a modelov v súvislosti s populáciou komárov a predpokladanými rizikami prepuknutia boreálnej choroby komárov.
• Uľahčenie optimálneho riadenia sezónne nasadených zdrojov a kapacít (inšpektori v teréne, analytici a vozidlá, postrekovacie helikoptéry a drony, tisíce miest na rozmnožovanie komárov) uvedením cielených opatrení na vykonávanie na miestnej, regionálnej a vnútroštátnej úrovni, čím sa potenciálne ušetria stovky miliónov EUR na operácie.

EYWA bola vypracovaná v rámci akčnej skupiny EuroGEO „pozorovanie epidémií vektormi prenášaných chorôb“ spojenej s pracovným programom GEO na roky 2017 – 2019, najmä s činnosťami Spoločenstva: pozorovanie Zeme pre zdravie (EO4HEALTH), ktoré zahŕňa infekčné choroby prenášané vektormi, službu monitorovania atmosféry programu Copernicus (CAMS) a službu monitorovania zmeny klímy programu Copernicus (C3S).

EYWA začala v roku 2018 s počiatočným vyšetrovaním dostupných projektov a výskumu v oblasti vektorových Borne Diseases. V nadväznosti na tento počiatočný výskum sa vyvinula platforma a prediktívne modely a projekt dosiahol prevádzkový stav v apríli 2020 v Grécku a Taliansku. Od roku 2021 sa pri zbere údajov a predpovediach modelov podporujú regióny vo Francúzsku, Nemecku a Srbsku. Od roku 2022 budú do platformy pridané nové mimoeurópske lokality na Pobreží Slonoviny a v Thajsku.

Rozvoj EYWA je nepretržitým opatrením a jeho odhadované trvanie činnosti bude pokračovať aspoň do roku 2025, ako sa predpokladá v partnerskej dohode podpísanej konzorciom EYWA. Do integrovaného systému EYWA sa postupne začleňuje viac krajín a chorôb s víziou vytvoriť európsky/globálny systém včasného varovania.

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). Matematika: Model pozorovania Zeme založený na údajoch pre predpoveď hojnosti komárov. Diaľkové snímanie, 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: Scoping Review (Prehľad rozsahu pôsobnosti). Vzdialený Sens. 2019, 11, 1862. https://doi.org/10.3390/rs11161862.

Kioutsioukis, I., & Stilianakis, N. I. (2019). Posúdenie rizika prenosu vírusu západonílskeho regiónu na základe epidemiologického modelu závislého od počasia a globálneho rámca analýzy citlivosti. Acta tropica, 193, 129 – 141. https://doi.org/10.1016/j.actatropica.2019.03.003

Angelou, A., Kioutsioukis, I. & Stilianakis, N. I. (2021). Priestorový epidemiologický model rizika prenosu západonílskeho vírusu na miestnej úrovni závislý od klímy. Jedno zdravie, zväzok 13, 2021, 100330. https://doi.org/10.1016/j.onehlt.2021.100330.