Sporing og forudsigelse af udbrudsrisiko for dengue, Zika og andre Aedes-overførte sygdomme

Forskere ledet af Columbia University's Internationale Forskningsinstitut for Klima og Samfund og Pan-American Health Organization har udviklet et system til at overvåge og forudsige den miljømæssige egnethed af transmission af Zika, dengue feber, chikungunya og andre sygdomme båret af arter af Aedes myg i USA og naboregioner.

Deres resultater viser, at det nye systems prognosefærdigheder er meget gode, med 'hotspots' med højere færdigheder i Guatemala, Honduras, El Salvador, Cuba, Haiti, Dominikanske republik, Jamaica og Puerto Rico.

Holdet offentliggjorde sine resultater i Videnskabelige rapporter .

Det nye system, hedder Ae DES (aedes.iri.columbia.edu), forventes at hjælpe de offentlige sundhedsmyndigheder med at identificere udsatte områder mindst en måned før tid, forbedring af respons og planlægning af operationer.

Som en demonstration, forskerne brugte Ae DES at forudsige, at det nuværende dengue-udbrud i Mellemamerika vil fortsætte i resten af ​​2020 og højst sandsynligt forværres. Den sammensatte effekt af dengue og den igangværende COVID-pandemi forventes at øge antallet af co-infektioner i regionen, skriver forfatterne.

Aedes -overførte sygdomme forårsager mere end 50 millioner infektioner hvert år på verdensplan, herunder i USA, og tilfælde er steget med 30 gange i de sidste 50 år på grund af ændringer i klimaet, arealanvendelse og befolkning.

Disse sygdomme, som med alle myggebårne sygdomme, er klimafølsomme - risikoen for udbrud stiger eller falder delvist baseret på temperatur, nedbør og fugt, som påvirker insekternes liv og reproduktionscyklus.

Superladet klima-epidemiologisk modellering

"Dette er det første system for regionen til at overvåge og forudsige i realtid de forhold, der er nødvendige for transmission af Aedes -bårne sygdomme, " sagde Ángel Muñoz, klimaforsker ved IRI og hovedforfatter af papiret.

"Vi har kombineret flere R ₀ epidemiologiske modeller med flere klimamodeller, samt syv årtiers historiske klimadata, " sagde Muñoz. (Epidemiologer bruger R ₀ at beskrive, hvor smitsom en infektionssygdom er. En værdi på 2, for eksempel, betyder, at en person, der har sygdommen, i gennemsnit smitter to andre mennesker.)

Når klimacentre laver probabilistiske prognoser for vejr og klima, de bruger multimodel-ensembler - som genererer mange simuleringer fra mange modeller for at give en række mulige resultater.

Muñoz og hans kolleger tilpassede denne tilgang til Ae DES, kombinerer fire velkendte R ₀ modeller med de 96 medlemmer (eller samlede henrettelser pr. måned) i øjeblikket i North American Multi-Model Ensemble (NMME). Som resultat, holdet genererer 384 simuleringer, hver gang det kører Ae DES.

"Fordi vi har sådan en stor prøve at trække fra, de probabilistiske prognoser genereret fra disse kørsler er virkelig robuste, " sagde Muñoz.

Folkesundhedsspecialister kan også bruge Ae DES, som er drevet af IRI's databibliotek, at beregne og visualisere den miljømæssige egnethed af sygdomsoverførsel måned for måned tilbage til 1948, sætter dem i stand til bedre at forstå, hvordan klimaændringer har påvirket forskellige regioner.

"Fordelen ved Ae DES er, at sundhedsministeriets personale, der arbejder på land- og subnationalt niveau, vil være i stand til at tilpasse prognoser til deres specifikke lokaliteter, gøre det muligt for feltaktioner at være meget mere målrettede og skræddersyede til deres lokale forhold, " sagde medforfatter Ana Rivière-Cinnamond, fra Pan-American Health Organization. "Også, internationale og nationale sundhedsorganisationer kunne bruge systemet til at hjælpe med at identificere fremtidige risikoområder for vektorbårne sygdomme - ved grænseområder, for eksempel, for at advare myndighederne på forhånd om at handle."

I 2015 konfronteret med en potentiel nødsituation for folkesundheden i flere lande forårsaget af Zika-virussen, PAHO bad IRI om at udvikle et system, der brugte klimavariabler til at forsøge at være et skridt foran fremtidige udbrud. Baseret på de lovende resultater af dette indledende samarbejde (for mere, læs her, her og her), både PAHO og National Oceanic and Atmospheric Administration's Climate Program Office ydede yderligere støtte til IRI for at udvikle og udvide systemet til det, der er nu Ae DES.

Muñoz og hans team var også i stand til at integrere NextGen-prognosesystemet og metodologien (faktaark) udviklet som en del af Adapting Agriculture to Climate Today, til Tomorrow (ACToday) Columbia World Project.

"Det er et godt eksempel på, hvordan fremskridt vi var i stand til at gøre på grund af Columbias forpligtelse til ACToday - et projekt fokuseret på fødevaresikkerhed førte til fremskridt for folkesundhedssamfundet, " sagde Muñoz.

De to er ikke uafhængige, Muñoz tilføjede. "COVID-19 har skabt en alvorlig fødevaresikkerhedskrise i Mellemamerika, og dette forværrer det nuværende dengue-udbrud der. Det er ikke kun vigtigt at forene kræfterne mellem disse to projekter, det er vores pligt at gøre det."