Voorspellen en monitoren van vector-overgedragen ziektes
Jaarlijks worden meer dan een miljard mensen getroffen door ziektes die door vectoren overgedragen worden of door ziektes die veroorzaakt worden door parasieten, virussen en bacteriën. Maar hoe kunnen we de evolutie van deze ziektes volgen? En nog belangrijker, hoe kunnen we onze monitoring-technieken verbeteren zodat we nieuwe uitbraken kunnen voorkomen?
Ontdek meer over FARSEER, een gloednieuwe tool die satellietgegevens van onder andere MODIS-, VIIRS-, PROBA-V- en Sentinel-satellieten gebruikt om vector-overgedragen ziektes te voorspellen en te monitoren, om zo mogelijke nieuwe uitbraken te voorkomen.
De evolutie van vector-overgedragen ziektes
Vector-overgedragen ziektes (vector-borne diseases) zijn ziektes die het gevolg zijn van een infectie die wordt overgedragen op mensen en andere dieren door zogenaamde ‘vectoren’ zoals muggen, teken en vlooien. Malaria, Knokkelkoorts of de ziekte van Lyme zijn enkele van de meest voorkomende vector-overgedragen ziekten.
Jaarlijks worden meer dan een miljard mensen getroffen door door vector overgedragen ziektes die voor het grootste deel te wijten zijn aan een overdracht door muggen. De Wereldgezondheidsorganisatie, die verantwoordelijk is voor het verstrekken van richtlijnen voor een dringende versterking van het controleren van vectoren en het voorkomen van uitbraken van ziekten, schat dat door vectoren overgedragen ziekten meer dan 17% van alle infectieziekten uitmaken, waarbij meer dan de helft van de wereldbevolking in gevaar is.
Het is daarom belangrijk dat we deze ziekten monitoren en voorspellen om toekomstige uitbraken te voorkomen. FARSEER, een nieuwe online tool ontwikkeld door een consortium van drie Europese publieke instituten en drie kmo's (Avia-GIS, CISC, Ergo, Irideon, UPF en BPI), stelt ons in staat om talloze infecties te voorkomen en dus eventuele sterfgevallen te beperken of vermijden. FARSEER maakt gebruik van onder andere satellietbeelden en hun afgeleide producten zoals bodembedekkingskaarten. We gebruiken zowel een lagere als een hogere ruimtelijke en temporele resolutie om de risico’s die deze ziektes met zich meebrengen in te schatten.
Toekomstige uitbraken beter voorspellen met FARSEER
Hoe werkt het?
Knokkelkoorts is bijvoorbeeld een van 's werelds meest voorkomende vector-overgedragen ziektes die voorkomen in de tropen. Veel Europese landen behoren niet tot een van deze risicogebieden, maar met de opkomst van bijvoorbeeld de onlangs geïntroduceerde tijgermug in Europa kan dit snel veranderen. Het afgelopen jaar zien we meer kleine lokale uitbraken van Dengue Chikungunya in Zuid-Europa, onder meer in Spanje.
In een wereld waarin we zo sterk zijn met elkaar verbonden kunnen vector-overgedragen ziektes zich steeds gemakkelijker verspreiden naar andere landen of continenten. FARSEER's gegevens en kennis stellen ons nu in staat om het risico van een dergelijke verspreiding in te schatten. We bieden een interface om elk van de geschatte risico's en betrokken voorspelvariabelen (vectorenverdeling/verspreiding en toekomstige verspreiding, gastheren en ziekteverdeling, klimatologische variabelen) te visualiseren. Ruimtelijke en tijdreeksweergaven worden beschikbaar gesteld voor eenvoudige interpretatie.
Het FARSEER platform biedt drie belangrijke applicaties die ons helpen deze uitdagingen aan te pakken:
- VECMAP: softwarepakket voor de kostenefficiënte planning, implementatie en follow-up van vectorbewakings- en monitoringcampagnes
- VECTRACK: een slim systeem dat AI gebruikt om het aantal, de soorten en de leeftijd van muggen die in de val komen te registreren
- MOSQUITO ALERT: een citizen science tool waarmee iedereen Aziatische tijgermuggenbeten in slechts een paar klikken kan melden
Aanpasbaar systeem voor specifieke behoeften
Al deze gegevens worden verzameld in het FARSEER-platform en gecombineerd met de FARSEER-weersvoorspelling, indexvoorspellingen, bodembedekkingsgegevens van satellieten, sociaal-demografische gegevens, informatie over gebieden met uitbraken, mobiliteitsgegevens van zowel lucht- als landverkeer. Dit stelt de gebruikers in staat om het systeem aan te passen om aan specifieke behoeften te voldoen en geen ‘black box’-oplossing te bieden:
- beoordeel de invoervariabelen op een gebruiksvriendelijke manier
- kies een risicobeoordelingsscenario met betrekking tot de output die u wenst te bekomen
- pas het scenario aan uw specifieke behoeften aan
Momenteel richt FARSEER zich op knokkelkoorts (dengue) in Spanje met Barcelona als use case, maar dit kan eenvoudig worden uitgebreid naar Europa en andere ziektes.
Belanghebbenden
- Gezondheids- en milieubeschermingsinstanties,
waaronder de WHO - Civiele verdedigingsorganisaties
- Publieke en private Integrated Pest Management (IPM) professionals
- Vector controle technici
- Universiteiten
- Farmaceutische bedrijven
- Defensie
Wat is het voordeel van het gebruik van verschillende data?
FARSEER ontwikkelt innovatieve en bruikbare wetenschap. FARSEER omvat niet alleen state-of-the-art wiskundige frameworks (statistisch: multi-level ruimtelijke regressiemodellen; willekeurige forests; mechanistisch: SEIR/SIR, enz.), maar gebruikt ook innovatieve technologieën om datasets, waarmee we vectoren en ziekten kunnen monitoren en voorspellen, te automatiseren. De FARSEER-aanpak biedt meerdere objectieve informatie en voordelen voor de gebruiker. Het FARSEER platform:
- Genereert objectieve schattingen van vectordichtheden en interacties tussen vectoren en mensen
- Integreert het feit dat vectoren getransporteerd worden in auto's en het risico van ziekten die door reizigers worden geïmporteerd
- Biedt gegevens voor hergebruik en andere systeemontwikkeling (wetenschappelijke gemeenschap, softwareontwikkelaars)
- Bevordert de snelle invoering van geïntegreerde bewakingsprogramma's met ongekende nauwkeurigheid en responsiviteit, waarmee heel wat werkuren en dus kosten (van handmatige inspectie) worden bespaard
- Maakt het mogelijk om ziektevectorsoorten eerder en nauwkeuriger te detecteren, waardoor uitbraken beter kunnen worden beheerst en populaties beter kunnen worden beschermd tegen virulente ziektes, het redt levens en miljoenen euro's aan kosten voor de volksgezondheid kunnen worden bespaard.
De op maat gemaakte services en gegevensintegratieniveaus die door FARSEER worden aangeboden, zullen echter privé toegankelijk zijn voor belanghebbenden, uitgaande van een serviceofferte die opnieuw zal worden geïnvesteerd in de duurzaamheid van het systeem voor vroegtijdige waarschuwing. Dit stelt professionals in de bestrijding van ziektevectoren en volksgezondheidsexperts in staat om automatisch vector- en ziektemodelvoorspellingen uit te voeren, risicobeoordelingen uit te voeren, waarschuwingen uit te vaardigen en historische analyses te maken van besmette gebieden zonder dat ze zelf geschoolde statistici, GIS-experten of specialisten op het gebied van aardobservatiegegevens hoeven te zijn.
Deze case is gepubliceerd in samenwerking met Cedric Marsboom - Avia-GIS,
één van de partners van het FARSEER consortium.
