Obrazový kredit: NASA
V loňském roce zemřelo na malárii více než milion lidí, většinou v subsaharské Africe. Ohniska horečky dengue, hantaviru, horečky West Nile, horečky Rift Valley a dokonce i mor stále občas zasáhnou vesnice, města a celé regiony. Pro desítky nebo stovky lidí, kteří trpí bolestivou smrtí, a jejich blízkým, se musí tyto nemoci zdát, že na ně pramení z ničeho.
Přesto tyto nemoci nejsou bez rýmu a důvodu. Když se objeví ohnisko, často je to proto, že podmínky prostředí, jako jsou srážky, teploty a vegetace, stanovily půdu pro populační nárůst u škůdců přenášejících choroby. Komáři nebo myši nebo klíšťata se daří a nemoci, které přenášejí, se rychle šíří.
Proč tedy nepozorovat tyto environmentální faktory a varovat, když jsou zralé podmínky pro ohnisko? Vědci byli touto možností uchváceni již od chvíle, kdy byla tato myšlenka poprvé vyjádřena ruským epidemiologem E. N. Pavlovským v 60. letech 20. století. Nyní technologie a vědecké know-how tuto myšlenku dobíhají a zdá se, že na dosah je systém včasného varování před vypuknutím nemoci v celé oblasti.
Ronald Welch z globálního hydrologického a klimatického centra NASA v Huntsville v Alabamě je jedním z vědců pracujících na vývoji takového systému včasného varování. "Byl jsem v malátných oblastech Guatemaly i Indie," říká. "Obvykle mě v těchto oblastech zasáhla chudoba, na úrovni, která se ve Spojených státech zřídka vyskytuje." Lidé jsou vřelí a přátelští a jsou vděční, protože vědí, že jsme tam, abychom jim pomohli. Je velmi dobré vědět, že přispíváte k úlevě od nemoci ak prevenci smrti, zejména dětí. “
Přístup, který používá Welch a další, kombinuje data z high-tech environmentálních satelitů se staromódními „khaki šortky a prašnými botami“ v terénu. Vědci ve skutečnosti vyhledávají a navštěvují místa s výskytem nemocí. Poté zkoumají satelitní snímky, aby zjistili, jak z vesmíru vycházejí podmínky nemocné. Satelity pak mohou sledovat tyto podmínky v celém regionu, zemi nebo dokonce na kontinentu, když tiše klouže po obloze jednou denně, každý den.
Například v Indii, kde Welch provádí výzkum, hovoří zdravotničtí činitelé o zavedení satelitního systému včasného varování proti malárii pro celou zemi. Ve spolupráci s matematikem Jia Li z University of Alabama v Huntsville a indickým výzkumným střediskem malárie uvítá Welch pilotní studii v Mewatu, převážně venkovské oblasti Indie jižně od Nového Dillí. Tato oblast je domovem pro více než 700 000 lidí, kteří žijí ve 491 vesnicích a 5 městech, přesto je na Rhode Islandu jen asi dvě třetiny.
"Očekáváme, že budeme moci varovat před vysokým rizikem nemoci pro danou vesnici nebo oblast až měsíc předem," říká Welch. "Tyto" červené vlajky "umožní zdravotnickým funkcionářům zaměřit své očkovací programy, postřik komárů a další úsilí v oblasti boje proti nemocem v oblastech, které je nejvíce potřebují, a možná zabránit propuknutí choroby dříve, než k tomu dojde."
Ohniska jsou způsobena matoucími faktory.
Například u druhu komára, který nese malárii ve studijní oblasti Welch, by ohnisko s ohniskem mělo bazény stojaté vody, kde dospělí komáři mohou ukládat svá vejce, aby dospěli do nových dospělých. Mohly to být přetrvávající louže na husté, jílovité půdě po silných deštích, poblíž bažin nebo dokonce kbelíky plné deště, které vesničané obvykle nechali venku. Hotspot malárie by byl teplejší než 18 ° C, protože v chladnějším počasí parazit jednobuněčného „plazmodia“, který ve skutečnosti způsobuje malárii, působí příliš pomalu na to, aby prošel infekčním cyklem, než hostitelský komár zemře. Ale počasí nesmí být příliš horké, jinak by se komáři museli skrýt ve stínu. Vlhkost se musí pohybovat v rozmezí 55% až 75%, které tito komáři potřebují k přežití. Ve vzdálenosti 1 km od komárů by byl s výhodou skot nebo jiná hospodářská zvířata, protože tito škůdci by se raději živili krví zvířat.
Pokud se všechny tyto podmínky shodují, pozor!
Zdokumentování některých z těchto faktorů, jako je typ půdy a místní zvyky opouštějící kbelík, vyžaduje úvodní práce vědců v terénu, poznamenává Welch. Tyto informace jsou zapojeny do počítačového mapovacího systému nazývaného databáze geografických informačních systémů (GIS). Práce v terénu je také nutná k charakterizaci chování místních druhů komárů. Zahryzává lidi uvnitř nebo venku nebo obojí? Do GIS mapy jsou vkládány další faktory, jako je umístění pastvin pro skot a lidské obydlí, založené na satelitních snímcích s vysokým rozlišením od komerčních satelitů, jako jsou Ikonos a QuickBird, které mohou na zemi pozorovat předměty o průměru pouhých 80 cm. Pak jsou proměnné pro celou oblast, jako je teplota, srážky, typy vegetace a půdní vlhkost, odvozeny ze satelitních dat se středním rozlišením, jako například ze Landsat 7 nebo senzoru MODIS na satelitu Terra NASA. (MODIS je zkratka pro zobrazovací spektrometr s rozlišením MODerate.)
Vědci vkládají všechny tyto informace do počítačové simulace, která běží na digitální mapě krajiny. Sofistikované matematické algoritmy žvýkají všechny tyto faktory a vyplivují odhad rizika ohniska.
Základní spolehlivost tohoto přístupu pro odhad rizika onemocnění byla potvrzena předchozími studiemi. Skupina z University of Nevada a Desert Research Institute byla schopna „předpovídat“ historické míry infekce jelena-myší virem Sin Nombre s přesností až 80%, založenou pouze na typu vegetace a hustotě, nadmořské výšce a sklonu pozemní a hydrologické funkce, vše odvozené ze satelitních dat a GIS map. Společná studie NASA Ames / University of California v Davis dosáhla 90% úspěšnosti při určování toho, která rýžová pole v centrální Kalifornii by chovala velké množství komárů a která by chovala méně, na základě údajů Landsata. Jiný projekt Ames předpověděl 79% vesnic s vysokým moskytem v mexickém regionu Chiapas na základě krajinných prvků viditelných na satelitních snímcích.
Dokonalé předpovědi pravděpodobně nikdy nebudou možné. Stejně jako počasí je fenomén lidských chorob příliš komplikovaný. Tyto povzbudivé výsledky však naznačují, že přiměřeně přesných odhadů rizik lze dosáhnout kombinací staromódní práce v terénu s nejnovějšími satelitními technologiemi.
"Jsou tam všechny potřebné kousky puzzle," říká Welch a nabízí naději, že brzy vypuknutí nemoci, která, jak se zdá, pochází "z ničeho", bude lidi méně často hlídat.
Původní zdroj: NASA Science Story
