Прогнозируется рост случаев лихорадки Западного Нила в Нью-Йорке и Коннектикуте из-за изменения климата

Ученые из Университета Олбани и Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк (NYSDOH) прогнозируют, что общее число случаев лихорадки Западного Нила (West Nile virus, WNV) будет увеличиваться и станет более распространенным географически в Нью-Йорке и Коннектикуте в будущие годы из-за тенденции к потеплению.

Ученые из рабочей группы по изменению климата и возникающим инфекционным заболеваниям (CCEID) создали две статистические модели на основе машинного обучения. Они используют комбинацию наблюдаемых климатических данных и текущего числа случаев WNV у людей для оценки будущих показателей вируса.

• Региональная модель обучалась на данных каждого штата с разбивкой по округам.
• Аналоговая модель обучалась на данных из Мэриленда, Вирджинии, Вашингтона, округ Колумбия, и Делавэра — региона, который, как ожидается, будет иметь схожий климат в будущем.

Результаты прогнозов:

• Обе модели предсказали значительное увеличение будущих случаев WNV в обоих штатах.
• В некоторых округах, включая Нью-Йорк и Лонг-Айленд, где в настоящее время самый высокий риск, прогнозируется снижение числа случаев.
• При группировке округов по регионам: восемь регионов должны показать рост случаев WNV у людей, два — снижение, и в одном изменений не ожидается.

Независимая модель, основанная на реакции комаров и вируса на изменения температуры, также предсказала будущий рост случаев WNV в обоих штатах.

Исследование опубликовано в Global Change Biology.

"Исследования вируса Западного Нила и возникающих инфекционных заболеваний важны для защиты общественного здоровья, особенно в контексте изменения климата", — сказал ведущий автор статьи Александр "Саша" Кейел. — "Многие из этих систем заболеваний могут меняться сложными и неинтуитивными способами при изменении климата и землепользования".

Улучшение прогнозирования трансмиссивных болезней

За последние 20 лет в США WNV инфицировал более 50 000 человек и стал причиной более 2200 смертей. Заболевания, вызванные укусами клещей, комаров и блох, более чем утроились в США в период с 2004 по 2016 год.

Рабочая группа CCEID создала статистическую модель "Random Forest", которая использует ряд климатических переменных и других факторов (население региона, численность комаров, наличие очистных сооружений) для сезонного прогнозирования WNV и определения мест с повышенным риском.

Это новое исследование дополняет предыдущие выводы группы о том, что низкая влажность почвы и/или теплые летние ночи связаны с увеличением числа случаев WNV. Большинство случаев заражения людей происходит с июля по сентябрь.

"Установление причинно-следственных связей между климатом и уровнем инфицирования WNV — сложная исследовательская задача, которую можно решить только с помощью междисциплинарного сотрудничества", — отметил соавтор статьи Оливер Элисон Тимм. — "Мы использовали современные инструменты машинного обучения для анализа больших наборов климатических и экологических данных. Чтобы убедиться, что наши будущие прогнозы — не просто статистический артефакт, мы применили три независимые модели и определили надежность наших результатов".