Eredményesen előre tudják jelezni a jövőbeli járványokat

A pandémia alatt mindenki számára világossá vált, hogy milyen fontos szerepe lehet a járványok előrejelzéseinek. Hogyan változtatta meg mindez a munkájukat?

A járványterjedés modellezésének gyakorlata néhány országban már több évtizedre nyúlik vissza, ahol ezzel intézményi keretek között foglalkoznak. Az Egyesült Királyságban például régóta kialakított rendszere van a tudományos tanácsadó testületeknek, amelyek minden olyan rendkívüli vészhelyzet esetén, ahol fontos a legújabb tudományos ismeretek bevonása és integrálása az intézkedésekbe, összegzik az evidenciákat és továbbítják a döntéshozók felé. Ilyen helyzet lehet egy járvány, de akár földrengés vagy éppen árvíz is.
Jómagam Kanadában szereztem személyes tapasztalatokat, ahol posztdoktori kutatóként láttam közelről a 2002-2003-as SARS-CoV-1-es járvány utóhatásait. Sok kritika érte akkor az ország felkészületlenségét és ezért alakult egy országos hálózat a járványügy matematikai modellezéssel való támogatására. Ennek lettem 2006-ban én is a tagja, ahol többek között újfajta antivirális szerek stratégiai készletezését modelleztük. Akkor még az volt a fő aggodalom, hogy a madárinfluenzának kialakul egy olyan törzse, amely magas halálozási arány mellett képes lesz az emberek közötti terjedésre is, ezért aztán egy influenza pandémiára készült a világ. Egyre jobban beleástam magam a területbe, így amikor visszatértem Szegedre, indítottam egy matematikai járványtan kurzust az egyetemen.

A koronavírus-járvány ideje alatt ismertük meg a járványmatematika kifejezést, de mit is jelent ez pontosan?

Valóban, a járványmatematika kifejezés a pandémia alatt terjedt el, röviden az alkalmazott matematika azon ága, amely járványok terjedésének modellezésével foglalkozik. Miután egyre nagyobb és komplexebb adattömeg keletkezik a járványokról, ennek feldolgozása és megértése komolyabb matematikai módszereket igényel. Arizonában, az Egyesült Államokban is dolgoztam egy ideig járványmodellezésen, majd egy uniós pályázat segítségével meg tudtam alakítani Szegeden Magyarország első matematikai járványtani kutatócsoportját 2010-ben. Ekkor indult tehát hazánkban ez a típusú kutatás, amiben hazai és külföldi kollégák is részt vettek: japán, koreai, francia, olasz, német, spanyol kutatók költöztek Szegedre hogy ebben a projektben dolgozzanak. A program lezárultát követően másfél évig Oxfordban kutattam, ám hamarosan kezdődött a Covid-19 járvány.

Ekkor került igazán fókuszba a járványmatematika szerepe, fontossága.

Igen, hiszen a koronavírussal már a pandémia elején elkezdtünk foglalkozni. Amikor 2020 januárjában lezárták Vuhan városát Kínában, azzal egy időben indult a mi munkánk is. Akkoriban az volt a legnagyobb kérdés, hogy vajon hol fog felbukkanni a vírus Európában, melyik ország lehet a következő gócpont. Egy, a globális utazási szokásokat elemző, hosszú évek alatt felépült adatbázisra alapozva meg tudtuk becsülni, hol fog sok fertőzött megjelenni és ez milyen kockázatokat jelent.
Tanulmányunk már előrevetítette Olaszország veszélyes helyzetét, ami aztán igazolódott is. Februárban megkeresett a New Scientist tudományos magazin újságírója, aki olvasta a tanulmányunkat. Az ő kérdésére, egy gyors számolást végezve, előrejeleztük az akkor még titkolt nagy számú iráni fertőzöttet. Ez később a magyar médiában is hírré vált, és ekkor vált a nagyközönség számára is világossá, milyen nagy szerepe lehet a járványmatematikának.

Mennyiben változtatta meg a járvány a mindennapi munkát?

Teljesen felforgatta az életünket, az első hetekben nem sokat aludtunk. Nyugodtabb időszakokban a kutatók utólag elemzik a történteket, miután minden adatot összegyűjtöttek, megtisztítottak és rendszereztek. Egy ilyen helyzetben viszont valós időben kell modellezni, ami a legnagyobb kihívás ezen a területen. Már a 2009-es H1N1 járvány idején is készítettünk modellezéseket az Országos Tisztifőorvosi Hivatal számára, de a Covid-19 pandémia alatt a modellezéssel szemben támasztott igények mind gyorsaságban, mind bonyolultságban nagyságrendekkel nagyobbak voltak. Néha egy-két nap alatt kellett olyan szcenárió-elemzéseket készítenünk, ami normálisan több hónap munkája egy felkészült csoport számára. Közben a kutatás is interdiszciplinárissá vált, nagyon szorosan együtt dolgozott a modellezés, az epidemiológia és a biostatisztika, de sok más terület szakértői is bekapcsolódtak. Együtt kellett működni az államigazgatás különböző szereplőivel is, ami számomra egy teljesen új dolog volt. Viszonylag korán, 2020 márciusában alakult meg a Járványmatematikai Modellező és Epidemiológiai Elemző Munkacsoport, ami ezt a komplex feladatot végezte.

2022. november 3-án mutatkozott be az Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium a Szegedi Tudományegyetemen. Ahogy itt elhangzott, a járványok előrejelzésére, megelőzésére, matematikai modellezésére, a kórokozókkal és az inváziós fajokkal kapcsolatos ökológiai kockázatok feltárására, digitális egészségügyi adatok elemzésére hozták létre ezt a kutatói hálózatot. Mit takar ez pontosan?

Feladatunk a különböző helyekről érkező adatok összegzése, elemzése, a helyzetértékelés és kockázati elemzések készítése. Nem csak szemlélőként szeretnénk azonban a munkánkat végezni, hanem szeretnénk alakítani is a folyamatokat, hozzájárulni a megelőzéshez és a felkészüléshez. Modellezzük, hogy mi várható a jövőben, szcenáriókat vázolunk fel a lehetséges különböző forgatókönyvek mellett, monitorozzuk hogy mi zajlik a környezetben, az egészségügyi ellátórendszerben, de a társadalom viselkedését és attitűdjeit is követjük. Ez utóbbi is nagymértékben befolyásolja az eseményeket, például a pandémia első fázisában közel 90 százalékkal kevesebb kapcsolatot tartottunk fent, mint korábban, ennek köszönhető, hogy az első hullám idején a vírus nem tudott elterjedni a társadalom széles rétegeiben.

A kutatócsoport egyik fontos feladata, hogy letegye a tudományos alapjait az adatokra és elemzésekre épülő döntés-előkészítésnek az egészségügy, a járványmegelőzés és az ökológiai rendszerek területén. Miként tudják ezt megvalósítani?

Ennek a lényege, hogy az eddig elszigetelten dolgozó kutatócsoportok most egy hálózatba szerveződve egyesíteni tudják az adataikat, ismereteiket és speciális szaktudásukat közös célok érdekében. Szervezett formában tudjuk segíteni a döntés-előkészítést a legfrissebb szakmai eredményekkel, elemzésekkel, modellezéssel. Kiemelt jelentősége van, hogy a tudományos evidenciák minél gyorsabban eljussanak a döntéshozókhoz, akik erre támaszkodhatnak és megalapozott intézkedéseket hozhatnak.

Milyen szakembereket tömörít az Egészségbiztonság Nemzeti Laboratórium?

Van közöttünk epidemiológus, biostatisztikus, matematikai modellező, evolúcióbiológus, adattudós, hálózatkutató, egészségügyi menedzser, közegészségügyi szakember, matematikus, ökológus, de társadalomtudós is.

Melyek az ökológiai kutatások fő területei?

Járványmatematikai, a járványökológiai, az invázióbiológiai és az adatvezérelt egészség divíziókban az első megfigyelésektől a járványterjedés modellezésén át az egészségügyi ellátórendszer felkészítéséig folynak majd a kutatások. Az ökológia egy lépéssel még előrébb megy a járványmegelőzésben, hiszen a vírusok gyakran az állatvilágból érkeznek és kerülnek át az emberre, gondoljunk csak a majomhimlőre vagy magára a koronavírusra. Sokat segíthet, ha már ott csökkentjük a kockázatokat. Kiemelt téma a biológiai invázió, vagyis annak figyelése, hogy milyen új fajok érkeznek Magyarországra, ezek képesek-e hosszabb távon megtelepedni, milyen ökológiai, gazdasági, vagy egészségügyi problémákat okozhatnak, milyen kórokozókat hoznak magukkal. Járványügyi szempontból nagyon fontos az állati rezervoárok feltárása is, ahol ezek a kórokozók fenn tudnak maradni, majd később ismét visszatérni az emberi populációba, esetleg már mutálódott formában. Az ökológiai kérdéskörben legalább ennyire fontosak az úgynevezett vektorok, például a szúnyogok vagy kullancsok, amik közvetítik a kórokozókat. A kutatói hálózatunk magának vallja a „One Health” (magyarul „Egy Egészség”) koncepciót, amely felismeri, hogy az emberek egészsége szorosan összefügg az élővilág és a közös környezetünk egészségével. Ez a szemlélet világszerte erősödik.

Mit jelent a gyakorlatban az, hogy modern, adatvezérelt tudományos módszerekre alapozva elemeznék a Magyarországon megjelenő egészségbiztonsági kockázatokat?

Az egészségügy digitalizációja igazi korszakváltást hoz, és a feldolgozható adatok mennyiségének robbanásszerű növekedését vetíti elő. Emellett a potenciális adatforrásaink is jelentősen kibővültek, és nem csak az egészségügyi rendszerben regisztrált adatokat tudjuk használni. A pandémia alatt például online és hagyományos, reprezentatív kérdőívek készültek a társadalmi viselkedésről, amelyek révén a mintegy 300 ezer résztvevő válaszai egy hatalmas adatbázist hoztak létre. Ott vannak még a mobilapplikációkból valamint a közösségi médiából származó adatok, és az infokommunikációs technológiák is új lehetőségeket nyitottak a kutatások kibővítése előtt. Ne feledjük a génszekvenálás lehetőségét sem, amit több ország már hatékonyan alkalmazott a vírus terjedésének előrejelzéséhez: ennek segítségével követhetjük, hogy mikor, honnan, hova került a kórokozó, de képesek vagyunk detektálni az új variánsokat és a terjedésükről előrejelzéseket készíteni. Az új Nemzeti Laboratórium egészségbiztonsági kutatásait innovatív surveillance rendszerek, big data és mesterséges intelligencia módszerek, valamint a matematikai modellezés eredményei támogatják majd.

Az új laboratórium is a korai felismerést és gyors reagálás szükségességét hangsúlyozza.

A pandémia egy olyan egészségügyi vészhelyzet, amikor versenyt kell futni az idővel. Az utazások elképesztően felgyorsították egy-egy kórokozó globális terjedési lehetőségeit. Gondoljunk csak arra, hogy a koronavírus Omikron variánsát 2021. november végén azonosították Dél-Afrikában, és januárban már nagy járvány volt nálunk. Mivel felgyorsultak a folyamatok, ezért nekünk is gyorsabbnak kell lenni. Ezért is fontos a nemzeti laboratórium, hogy folyamatos készenlétben legyenek a kutatók és szükség esetén azonnal reagálni tudjanak minden olyan helyzetben, ami a lakosság egészségbiztonságát veszélyeztetheti.