Temperaturas em alta e Vírus do Oeste do Nilo na Califórnia
Estudo liga temperaturas mais altas a mais casos de vírus do Nilo Ocidental na Califórnia.
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Índice
O Vírus do Nilo Ocidental (WNV) é uma doença que se espalha principalmente por picadas de mosquito. Ele apareceu pela primeira vez na Califórnia em 2003 e se espalhou rápido pelo estado. A Califórnia teve mais Casos de WNV nos Estados Unidos, respondendo por 18% das infecções reportadas de 2009 a 2018. Curiosamente, apenas cerca de 20% das pessoas infectadas mostram sintomas. Um número bem pequeno, menos de 1%, pode ter problemas neurológicos graves. Apesar das taxas baixas de doença severa, a Califórnia relatou 326 mortes por doenças neuroinvasivas do Nilo Ocidental entre 2003 e 2018.
O WNV circula principalmente entre Mosquitos e certos pássaros, como corvos e pardais. Os humanos pegam o vírus apenas quando mordidos por uma fêmea de mosquito infectada, e não conseguem passar o vírus entre si. Outros animais, incluindo cavalos e galinhas, também podem se infectar. Monitorar infecções em pássaros e mosquitos ajuda a prever o risco de infecções humanas. Fatores como temperatura e chuvas afetam fortemente o comportamento e a reprodução dos mosquitos, o que, por sua vez, influencia como o vírus se espalha.
Impacto Ambiental no WNV
Vários fatores ambientais ajudam a determinar a transmissão do WNV. As condições necessárias para os mosquitos se reproduzirem e se comportarem estão profundamente ligadas aos padrões climáticos. Por exemplo, um aumento na temperatura pode levar a uma taxa maior de infecções humanas. Pesquisas mostraram que certas condições de temperatura podem acelerar o desenvolvimento dos mosquitos e aumentar as chances de espalharem o vírus. Muitos estudos realizados nos Estados Unidos e no Canadá destacaram esses fatores ambientais como elementos-chave para prever casos de WNV, o que pode se aplicar também a outras regiões com desafios semelhantes.
Embora algumas pesquisas tenham investigado o impacto da temperatura e de outras variáveis ambientais no WNV na Califórnia, não se fez muito para avaliar como as mudanças nas condições climáticas podem levar a mais casos. Com a mudança climática prevista para aumentar as Temperaturas, é crucial entender como essas mudanças podem resultar em mais casos de WNV no futuro.
Objetivos da Pesquisa
Nossa pesquisa teve como objetivo analisar como o aumento das temperaturas poderia afetar o número de casos de WNV na Califórnia. Focamos em um período de seis anos, de 2017 a 2022, usando dados de condados com alta carga populacional, com mais de 250.000 habitantes. Usando um modelo estatístico especial, exploramos a relação entre temperatura e casos de WNV, procurando estimar o número de infecções adicionais que provavelmente ocorreria com temperaturas mais altas.
Esperávamos que temperaturas mais quentes estivessem correlacionadas com mais casos de WNV, ajustando para chuvas e outros fatores. Também queríamos ver se variáveis ambientais, como pássaros mortos Infectados e taxas de infecção de mosquitos, poderiam prever casos futuros.
Coleta de Dados
Os dados para este estudo foram obtidos do Departamento de Saúde Pública da Califórnia, que coleta regularmente informações sobre casos de WNV. Em vez de usar dados semanais, focamos em relatórios mensais para abordar inconsistências na forma como os casos eram reportados. O estudo incluiu 11 condados: Fresno, Kern, Los Angeles, Merced, Orange, Riverside, Sacramento, San Bernardino, San Joaquin, Stanislaus e Tulare. Escolhemos esses condados por terem um maior número de casos reportados ao longo do período de seis anos, garantindo ao mesmo tempo que as identidades dos casos permanecessem protegidas.
Dados de temperatura e chuvas foram coletados da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica. Informações adicionais sobre mosquitos e pássaros infectados foram obtidas através do programa VectorSurv da Califórnia.
Modelagem Estatística
Para analisar a relação entre temperatura e WNV, usamos duas abordagens estatísticas diferentes. Primeiro, utilizamos um modelo com zeros inflacionados para levar em conta os muitos meses sem casos reportados. Esse modelo entende que alguns meses terão zero casos, especialmente durante o inverno. Nosso segundo método usou um modelo autorregressivo que capturou a correlação nos casos ao longo do tempo, reconhecendo que o número de casos em um mês pode influenciar os números nos meses anteriores e seguintes.
Retardamos os dados de temperatura e chuvas em um mês para contabilizar o tempo que leva para as infecções se manifestarem e para os casos serem relatados. Comparando os dois modelos, conseguimos medir quanto o aumento da temperatura estava contribuindo para os casos de WNV.
Resultados sobre Temperatura e Casos de WNV
Nossa análise revelou uma conexão clara entre temperatura e incidência de WNV nos condados estudados. Descobrimos que, a cada aumento de um grau na temperatura, a chance de casos de WNV aumentava. Essa descoberta foi consistente em ambos os modelos estatísticos usados.
Também projetamos o que poderia acontecer se as temperaturas da Califórnia aumentassem em dois graus Fahrenheit, o que alguns especialistas preveem que pode ocorrer nas próximas décadas. O modelo com zeros inflacionados indicou que essa mudança poderia resultar em uma média de cerca de 25 casos adicionais de WNV a cada ano.
Previsões para Casos Futuros
Criamos modelos de previsão para os casos de WNV em 2022, usando dados de anos anteriores. Esses modelos visavam prever quantos casos poderiam ocorrer com base em diferentes conjuntos de variáveis, incluindo dados meteorológicos e informações sobre infecções de mosquitos e pássaros.
Tanto o modelo com zeros inflacionados quanto o modelo autorregressivo mostraram que a temperatura, junto com dados de infecção de mosquitos e pássaros, desempenhou papéis significativos na previsão de casos futuros de WNV. Nossos achados sugeriram que usar todos os dados disponíveis levou a previsões mais precisas do que se basear apenas em dados de temperatura ou dados de infecção isoladamente.
A Importância dos Dados de Mosquitos e Pássaros
O estudo destacou que, enquanto a temperatura é essencial, ter informações sobre mosquitos e pássaros infectados é igualmente valioso para prever casos de WNV. Na ausência de dados climáticos, a presença de mosquitos e pássaros infectados ainda pode oferecer insights úteis sobre a probabilidade de futuras infecções. Embora muitos fatores diferentes possam prever casos de WNV, a combinação de todos os dados relevantes leva a previsões mais precisas.
Limitações do Estudo
Apesar de suas forças, este estudo tem limitações. Os dados foram agregados mensalmente, o que significa que podemos ter perdido alguns detalhes mais finos sobre flutuações nas condições climáticas e infecções que poderiam ocorrer em períodos mais curtos. Além disso, a natureza dos dados de vigilância significa que nem todas as infecções são reportadas, especialmente aquelas que são assintomáticas.
Analisar os condados selecionados juntos pode mascarar variações nas dinâmicas de transmissão e padrões climáticos em diferentes regiões. Pesquisas mais abrangentes poderiam fornecer insights valiosos sobre como a temperatura afeta o WNV em uma escala menor, como dentro de condados individuais ou até mesmo em bairros.
Recomendações para Pesquisa Futura
Pesquisas futuras devem aprofundar as relações entre padrões climáticos e casos de WNV. Especificamente, analisar como variações na chuva sazonal e temperatura influenciam infecções futuras poderia render insights importantes.
Pesquisas focadas em como a mudança climática pode impactar as interações entre humanos e as espécies de mosquitos que transmitem o WNV podem ajudar a refinar nossa compreensão desse problema. É vital continuar construindo sobre essa pesquisa para que os oficiais de saúde pública possam se preparar e responder aos desafios que o WNV apresenta em meio a mudanças nas condições climáticas.
Conclusão
Este estudo demonstra uma conexão clara entre o aumento das temperaturas e o aumento dos casos de vírus do Nilo Ocidental na Califórnia. Dados de infecção de mosquitos e pássaros, junto com dados meteorológicos, podem melhorar significativamente as previsões de incidência futura do WNV. À medida que o aquecimento global continua a esquentar nosso planeta, entender essas relações será crucial para estratégias de saúde pública e esforços de prevenção visando mitigar o impacto do vírus do Nilo Ocidental.
Título: Exploring the role of temperature and other environmental factors in West Nile virus incidence and prediction in California counties from 2017-2022
Resumo: West Nile virus (WNV) is the most common mosquito-borne disease in the United States, resulting in hundreds of reported cases yearly in California alone. The transmission cycle occurs mostly in birds and mosquitoes, making meteorological conditions, such as temperature, especially important to transmission characteristics. Given that future increases in temperature are all but inevitable due to worldwide climate change, determining associations between temperature and WNV incidence in humans, as well as making predictions on future cases, are incredibly important to public health agencies in California. Using surveillance data from the California Department of Public Health (CDPH), meteorological data from the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), and vector and host data from VectorSurv, we created GEE autoregressive and zero-inflated regression models to determine the role of temperature and other environmental factors in WNV incidence and predictions. An increase in temperature was found to be associated with an increase in incidence in 11 high-burden Californian counties between 2017-2022 (IRR = 1.06), holding location, time of year, and rainfall constant. A hypothetical increase of two degrees Fahrenheit -- predicted for California by 2040 -- would have resulted in upwards of 20 excess cases per year during our study period. Using 2017-2021 as a training set, meteorological and host/vector data were able to well-predict 2022 incidence, though the models did overestimate the peak number of cases. The zero-inflated model closely predicted the low number of cases in winter months but performed worse than the GEE model during high-transmission periods. These findings suggests that climate change will, and may be already, altering transmission dynamics and incidence of WNV in California, and provides tools to help predict incidence into the future. Author SummaryWest Nile Virus is a disease that is spread by mosquitoes. Though it commonly infects birds, transmission to humans is possible and can lead to severe health effects. Temperature is known to affect the transmission cycle of West Nile virus, but it is unclear how global warming might change who, or how many people, may get infected with the virus. In this study, the researchers looked at how climate change may affect West Nile virus in California, and how health officials may better be able to predict future cases. The study found that there could be an increase in West Nile virus cases in humans due to increases in temperature in the next 20 years, but that we already have many tools and sources of data to predict cases. These findings reinforce the possible consequences of climate change on human health, and aid in the understanding in the complex relationship between climate and infectious diseases.
Autores: Noah Parker
Última atualização: 2024-03-08 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.06.24303902
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.06.24303902.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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