Miljölämplighetsprognoser i realtid för dengue-överföring i Centralamerika, för juli till september 2020. Kartan till vänster visar lämpligheten för överföring i termer av sannolikheter för varje kategori:under-normal (i blått), normal (grön) och över normal (i rött). Kartan till höger visar informationen i termer av förväntade R0-värden. R0 beskriver hur snabbt en infektionssjukdom sprider sig i en befolkning. Ett värde på 2, till exempel, innebär att en smittad person kommer att fortsätta att smitta i genomsnitt två andra personer. Kredit:International Research Institute for Climate and Society
Forskare ledda av Columbia Universitys internationella forskningsinstitut för klimat och samhälle och Pan-American Health Organization har utvecklat ett system för att övervaka och förutsäga miljölämpligheten för överföring av Zika, denguefeber, chikungunya och andra sjukdomar som bärs av arter av Aedes myggor i USA och närliggande regioner.
Deras resultat visar att det nya systemets prognosförmåga är mycket bra, med "hotspots" med högre skicklighet i Guatemala, Honduras, El Salvador, Kuba, Haiti, Dominikanska republiken, Jamaica och Puerto Rico.
Teamet publicerade sina resultat i Vetenskapliga rapporter .
Det nya systemet, kallad Ae DES (aedes.iri.columbia.edu), förväntas hjälpa folkhälsomyndigheter att identifiera riskområden minst en månad i förväg, förbättra responsen och planera verksamheten.
Som en demonstration, forskarna använde Ae DES att förutsäga att det nuvarande dengueutbrottet i Centralamerika kommer att fortsätta under resten av 2020 och med största sannolikhet kommer att förvärras. Den sammansatta effekten av dengue och den pågående covid-pandemin förväntas öka antalet saminfektioner i regionen, skriver författarna.
Aedes - Överförda sjukdomar orsakar mer än 50 miljoner infektioner varje år över hela världen, inklusive i USA, och fall har ökat med 30 gånger under de senaste 50 åren på grund av förändringar i klimatet, markanvändning och befolkning.
Dessa sjukdomar, som med alla myggburna sjukdomar, är klimatkänsliga - risken för utbrott går upp eller ner delvis beroende på temperatur, regn och fukt, som påverkar insekternas liv och fortplantningscykel.
Överladdad klimatepidemiologisk modellering
"Detta är det första systemet för regionen att övervaka och prognostisera i realtid de förhållanden som behövs för överföring av Aedes -burna sjukdomar, sa Ángel Muñoz, en klimatforskare vid IRI och huvudförfattare till artikeln.
"Vi har kombinerat flera R 0 epidemiologiska modeller med flera klimatmodeller, såväl som sju decennier av historisk klimatdata, " sa Muñoz. (Epidemiologer använder R 0 att beskriva hur smittsam en infektionssjukdom är. Ett värde på 2, till exempel, betyder att en person som har sjukdomen kommer att smitta i genomsnitt två andra personer.)
När klimatcentra gör probabilistiska prognoser av väder och klimat, de använder multimodellensembler - som genererar många simuleringar från många modeller för att ge en rad möjliga resultat.
Muñoz och hans kollegor anpassade detta tillvägagångssätt för Ae DES, kombinera fyra välkända R 0 modeller med de 96 medlemmarna (eller totalt antal avrättningar per månad) för närvarande i North American Multi-Model Ensemble (NMME). Som ett resultat, teamet genererar 384 simuleringar varje gång det körs Ae DES.
"Eftersom vi har ett så stort prov att dra från, de probabilistiska prognoserna som genereras från dessa körningar är riktigt robusta, sa Muñoz.
Folkhälsospecialister kan också använda Ae DES, som drivs av IRI:s databibliotek, att beräkna och visualisera miljölämpligheten av sjukdomsöverföring månad för månad tillbaka till 1948, gör det möjligt för dem att bättre förstå hur klimatförändringar har påverkat olika regioner.
"Fördelen med Ae DES är att personal inom hälsoministeriet som arbetar på nationell och subnationell nivå kommer att kunna anpassa prognoser till sina specifika platser, göra det möjligt för fältåtgärder att vara mycket mer riktade och skräddarsydda för deras lokala förhållanden, " sa medförfattaren Ana Rivière-Cinnamond, från Pan-American Health Organization. "Också, internationella och nationella hälsoorganisationer skulle kunna använda systemet för att identifiera framtida riskområden för vektorburna sjukdomar - vid gränsområden, till exempel, för att varna myndigheterna i förväg för att vidta åtgärder."
2015, inför en potentiell nödsituation för folkhälsan i flera länder orsakad av Zika-viruset, PAHO bad IRI att utveckla ett system som använde klimatvariabler för att försöka ligga steget före framtida utbrott. Baserat på de lovande resultaten av detta inledande samarbete (för mer, läs här, här och här), både PAHO och National Oceanic and Atmospheric Administrations klimatprogramkontor gav ytterligare stöd till IRI för att utveckla och utöka systemet till det som nu är Ae DES.
Muñoz och hans team kunde också integrera NextGen-prognossystemet och metodiken (faktablad) som utvecklats som en del av Adapting Agriculture to Climate Today, för Tomorrow (ACToday) Columbia World Project.
"Det är ett bra exempel på hur framsteg vi kunde göra på grund av Columbias engagemang för ACToday - ett projekt fokuserat på livsmedelsförsörjning ledde till framsteg för folkhälsosamhället, sa Muñoz.
De två är inte orelaterade, Muñoz lade till. "COVID-19 har skapat en allvarlig livsmedelssäkerhetskris i Centralamerika, och detta förvärrar det nuvarande dengueutbrottet där. Det är inte bara viktigt att förena krafterna mellan dessa två projekt, det är vår plikt att göra det."
