Наблюдения от космоса помагат в борбата с комарите

Пренасяните и предавани от кръвосмучещи комари болести са причина за смъртта на около 700 000 души в глобален мащаб (снимка: CC0 Public Domain)

Всяка година почти три четвърти милион души умират от болести, пренасяни от комари, а с изменението на климата проблемът се влошава. Учени от ЕС дават на здравните власти нужните им инструменти, за да предприемат бързо целенасочени действия.

Някои от най-смъртоносните животни имат най-миниатюрните ухапвания. Неоспорим факт е, че повече от един милиард души ежегодно се поддават на болести като малария, денга, зика и жълта треска. Всяка година тези инфекции, пренасяни и предавани от кръвосмучещи комари, са причина за смъртта на близо 700 000 души в световен мащаб. Маларията, която е виновна за повече от половината от тях, за жалост е най-смъртоносна при деца под петгодишна възраст.

Ендемията не само че вече е факт в цяла Африка на юг от Сахара, в Югоизточна Азия и Латинска Америка, но съществуват и предупредителни сигнали за приближаването на тези болести все по-близо до Европа. Глобалната търговия и пътуванията предлагат маршрути за разпространение на комарите. Променящите се метеорологични модели, усложнени от изменението на климата, осигуряват условията за някои видове, вече изпратени в учебниците по история, да възстановят своите популации в Европа.

Глобално роене

Тази заплаха е онагледена най-добре в таблото за управление на Системата за ранно предупреждение за болести, пренасяни от комари (EYWA). Всички графики за вирусите на малария, денга, зика, чикунгуня и западнонилска треска показват подобна, тревожна възходяща траектория. От 2008 г. случаите на малария в Европа са се увеличили с 62 %, тези на денга, зика и чикунгуня са нараснали със забележителните 700 %, а случаите на вирус на западнонилска треска драматично скочиха през 2018 г.

„Проблемът наистина е голям“, казва д-р Харис Контоес, директор „Научни изследвания“ в Института по астрономия, астрофизика, космически приложения и дистанционно наблюдение към Националната обсерватория в Атина и координатор на мрежата EYWA. „Проблемът винаги е бил голям, като се има предвид, че са засегнати милиони хора из целия свят, но през последните 10 години тези болести все повече се предават в Европа, дори в северноевропейски държави“, пояснява той.

Като изтъква последните големи наводнения, довели до покачване на броя на комарите в Германия до десет пъти, Контоес смята, че изменящият се климат стимулира тази тенденция, като проблемът става все по-сериозен: „В миналото тези болести са били познати основно в тропическите зони, но изменението на климата променя екосистемите и развитието на популациите от комари в цяла Европа.“

Изпреварване на кривата

В отговор на това Контоес и неговият екип в EO BEYOND Center към Националната обсерватория в Атина, в сътрудничество с основните партньори, Ecodevelopment и Лабораторията за физика на атмосферата към университета в Патра, както и колеги от още 13 партньорски организации от Германия, Гърция, Италия, Сърбия и Франция, разработиха Системата за ранно предупреждение за болести, пренасяни от комари (EYWA).

Системата помага на местните власти да спечелят крачка преднина, преди комарите да доведат до епидемия, тъй като ранното предупреждение осигурява време за предприемането на превантивни действия. Тя комбинира усъвършенствано моделиране с данни от наблюдения на Земята от спътниците на програмата „Коперник“, заедно с най-новите статистически данни за здравето, ентомологията (клонът на зоологията, занимаващ се изучаване на насекомите), хората и околната среда.

Неотдавна EYWA получи първата награда „Хоризонт“ на Европейския съвет по иновациите (ЕСИ) за ранното предупреждение за епидемии, която им донесе финансиране в размер на 5 милиона евро за по-нататъшно развитие.

„Преди EYWA не познавахме много добре конкретните региони с висок риск от предаване на патогени“, казва Контоес. „С EYWA имаме точни и по-подробни сведения къде се очаква размножаване на комари. Като знаят това отрано, здравните власти могат отрано да вземат мерки за борба срещу комарите.“

Такива превантивни мерки включват интензивно пръскане във високорисковите зони, но също и целенасочени кампании от врата на врата за убеждаване на хората да не оставят застояла вода в резервоари, където комарите се размножават. Кампаниите включват и мобилизиране на научни общности за поставяне на капани за комари.

„След като знаем от данните от капани каква е популацията и нивото на заразените с вируси комари, можем да имаме много по-ясна представа каква точно е епидемиологичната и ентомологична заплаха“, пояснява Контоес. В деветте европейски региона, където EYWA е действала през последните три години, е установено чувствително намаление на комарите: почти наполовина. В дългосрочен план това може драстично да намали броя на сериозно заболелите хора.

Екипът използва също и мобилни приложения, като например Mosquito Vision and e-bite за по-добро взаимодействие с гражданите при тревожни нива на броя на комарите.

Нови данни от наука с участието на гражданите

Контоес и партньорите му не са единствените начело на амбициозни технологични решения, насочени към нарастващата заплаха от комари. Експертът по компютърна екология, професор Фредерик Бартумеус от Висшия съвет за научни изследвания в Каталония, Испания, е посветил цялата си кариера на анализа на данни за движението на животните. Но, от павианите в саваната до морските птици в Тихия океан, събития през 2013 г. изменят неговия фокус върху екологичните взаимодействия човек—комар.

„Имаше много тигрови комари в североизточната част на Испания и исках да помогна за справянето с проблем, засягащ моя регион“, казва той. Неговото решение? Ново мобилно приложение, което насърчава хората да поемат ролята на учени, като снимат комари и записват ухапванията от тях, за да допълнят данните и подобрят точността на прогнозиране с модели.

Седем години напред във времето и Mosquito Alert — приложението, разработено от Бартумеус и социологът Джон Палмър, има стотици хиляди изтегляния. Изглежда, че поканата към потребителите да снимат комари и да записват техните ухапвания, е изненадващо популярна: „Хората го харесват! С времето изграждаме картина на гъстотата и активността, която можем да използваме за сортиране и определяне на видовете с помощта на машинно обучение“, добави той.

Mosquito Alert е ключова част от FARSEER: следващото поколение система за ранно предупреждение за преносители на болести, един от другите финалисти за наградата „Хоризонт“ на ЕСИ. FARSEER съчетава науката с участието на граждани чрез Mosquito Alert с интелигентни капани, които автоматично идентифицират видовете, и усъвършенствано моделиране, интегрирано в система за подпомагане на пространствени решения. Системата вече е демонстрирана на ниво община в Барселона.

За здравните власти тази система предлага навременни и насочени карти на риска с висока степен на точност — до 20 метра. За учените това е отворен проект, който трябва да ускори намирането на решения. За гражданите това е двупосочен процес на обществена ангажираност, който разчита на техния принос и спомага за подобряване на осведомеността им.

Справяне с денга в Югоизточна Азия

Екипът зад базираната на спътници система за модели за прогнозиране на денга (D-MOSS) — друг финалист за наградата „Хоризонт“ на ЕСИ, се е заел с предизвикателствата, поставени от треската денга в Югоизточна Азия.

„Основната причина да се фокусираме върху денга е фактът, че в световен мащаб тя е най-бързо разпространяващата се болест, пренасяна от комари, броят на хората, живеещи в риск от възникване на огнища на денга, значително се е увеличил вследствие на изменението на климата, а същевременно липсва конкретно лечение“, пояснява д-р Джина Царучи от изследователската организация HR Wallingford, която ръководи консорциума.

D-MOSS комбинира спътниковите данни с най-актуалната статистика за случаи на денга от партньори на място — главно в Малайзия, Шри Ланка и Виетнам. Целта е проста — да се осигури информация месеци по-рано, за да се помогне на властите по-добре да насочват ресурсите и да контролират огнищата.

„По традиция държавите предприемат действия едва след като случаите на заболели от денга достигнат определено ниво. D-MOSS им помага да предприемат превантивни действия, което дългосрочно ще им помогне да спестяват ресурси и да спасяват животи“, казва Царучи.

Благодарение на добрите взаимоотношения с местни партньори, екипът на D-MOSS успя да разработи на инструмента така, че той да отговаря на конкретните им нужди. Част от това развитие е обучението на местни служители, което им помага по-ясно да разбират как да тълкуват и прилагат вероятностните прогнози, генерирани от D-MOSS.

„Разбира се, възможностите на инструмента стигат само толкова далеч“, казва Царучи. „Той може например да ви даде 60 % вероятност за възникване до три месеца на огнище на заболяване в провинция на Виетнам. Не може обаче да ви каже какво точно да правите с тази информация.“ С помощта на Световната здравна организация (СЗО) се водят отделни разговори с министерства на здравеопазването, за да се определят праговите нива за превантивни действия.

С поглед напред

Какво е бъдещето на тези системи и могат ли да работят заедно?

EYWA понастоящем разширява своята мрежа — само тази година към системата са добавени две нови държави извън Европа: Кот д’Ивоар и Тайланд. Вече си сътрудничи със Съвместния изследователски център на Европейската комисия, за да подпомага властите в справянето с бъдещ риск от пандемия и задаването на нови стандарти за ЕС. Неотдавна бе интегрирана като пилотен проект в e-shape community на ЕС — водещият проект за подобряване прилагането на данните от космоса EuroGeo.

Екипът на FARSEER ще продължи да се фокусира върху развитието на отделните ѝ компоненти и ще търси възможности за разширяване. „Настроен съм много оптимистично за бъдещето“, казва Бартумеус. „Смятам, че това, което се опитваме да правим, ще стане стандарт за контролиране на пренасяните от комари болести. Тези идеи за генериране на данни от различни източници, на данни от мрежи и общности имат бъдеще.“

Що се отнася до D-MOSS, екипът зад системата ще се опита да разшири нейния обхват в други части на Азия — на прицел са Бангладеш, Камбоджа, Индия, Пакистан, Филипините, Сингапур и Тайланд. Царучи е положително настроена за бъдещето и потенциалното ѝ въздействие: „Можем да предоставим D-MOSS на разположение на всяка държава, която се нуждае от нея, и тя може да доведе до намаляване на случаите на денга.“

А има ли възможност за сътрудничество между тримата финалисти? „Със сигурност съществува възможност да се допълваме взаимно от сега нататък“, казва Контоес. „Ще потърсим общи възможности и ще се опитаме да разберем дали можем да обединим силите си.“

Изследването в тази статия е финансирано от ЕС. Тя е публикувана първоначално в  Horizon, списанието за научни изследвания и иновации на ЕС.