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Forscher der EPFL und des MIT haben gezeigt, dass die menschliche Mobilität ein wichtiger Faktor für die Ausbreitung von vektorübertragenen Krankheiten wie Malaria und Dengue-Fieber ist, selbst über kurze Distanzen innerhalb der Stadt. In einem, in Scientific Reports veröffentlichten, Beitrag vergleicht das Team verschiedene Mobilitätsmodelle und kommt zu dem Schluss, dass der Zugang zu Mobilfunkortungsdaten entscheidend für das Verständnis der Dynamik von Krankheitsübertragung sein kann - und letztendlich dazu beiträgt, dass sich ein Ausbruch nicht in eine Epidemie verwandelt. Doch nach Ansicht der Forscher ist diese Art von Informationen schwer zu bekommen. Sie empfehlen, neue Rechtsvorschriften einzuführen, um eine Rechtslücke zu schließen und Wissenschaftlern, NGO und politischen Entscheidungsträgern den Zugang zu Standortdaten von Personen für Erhebungen des Gesundheitswesens zu ermöglichen.
"Urbanisierung, Mobilität, Globalisierung und Klimawandel könnten alle Faktoren für das Entstehen vektorübertragener Krankheiten sein, auch hier in Europa", erklärt Emanuele Massaro, Hauptautorin des Fachartikels und Wissenschaftlerin am EPFL-Labor Human Environment Relations in Urban Systems (HERUS), geleitet von Claudia R. Binder. "Bisher haben die meisten Forscher untersucht, wie sich Mobilität auf die Ausbreitung von Infektionen in größeren Gebieten wie Ländern oder Regionen auswirkt. In dieser Studie haben wir uns auf die gleiche Fragestellung konzentriert, aber diesmal in Städten. Wir wollten auch herausfinden, wann Handy-Standortdaten von Personen nützlich sein könnten."
Die Autoren untersuchten das Zusammenspiel zwischen menschlicher Mobilität und den Ausbrüchen von Dengue-Fieber 2013 und 2014 in Singapur. Sie stellten fest, dass selbst ein geringes Mass an Mobilität die Ausbreitung der Epidemie bewirken kann, was die Notwendigkeit eines wirksamen räumlichen Verteilungsmodells unterstreicht.
Dengue ist eine Viruserkrankung, die von der Aedes aegypti-Mücke übertragen wird. Sie kommt in den Tropen und Subtropen vor und ist vor allem in ländlichen Gebieten und armen städtischen Gemeinden verbreitet. Zu den Symptomen gehören Kopfschmerzen und Fieber. Die Sterblichkeitsrate variiert von 1% bei Behandlung bis hin zu 20% bei Nichtbehandlung. Nach Angaben der Weltgesundheitsorganisation hat sich die Häufigkeit von Dengue-Fieber in den letzten 50 Jahren weltweit verzwanzigfacht. Rund 3,9 Milliarden Menschen in 128 Ländern - fast die Hälfte der Weltbevölkerung - sind dem Virus ausgesetzt.
Vergleich von Modellen
Die Forscher verwendeten ein agentenbasiertes Übertragungsmodell, bei dem Mensch und Mücke als Agenten dargestellt werden, die die verschiedenen Epidemiestadien durchlaufen. Anhand digitaler Simulationen verglichen sie, mit tatsächlich gemeldeten Fällen aus den Jahren 2013 und 2014 in Singapur, wo in diesem Jahr ein weiterer Anstieg der Fälle zu verzeichnen war, wie das System auf einen Ausbruch reagiert.
Das Team verglich dann vier verschiedene Mobilitätsmodelle, die jeweils unterschiedliche Datensätze verwenden: Mobilfunk-Standortdaten, Volkszählungsdaten, zufällige Mobilität und theoretische Annahmen. In jedem Modell wurden den Bürgern zwei Orte - Haus und Arbeit - als Orte zugewiesen, die sie täglich aufsuchen und wo sie sich potenziell infizieren könnten. Das Mobilfunkmodell basierte auf anonymisierten Gerätedaten, die von einem singapurischen Mobilfunkbetreiber bezogen wurden, wobei Anrufe, Texte und andere Aktivitätsaufzeichnungen verwendet wurden, um die Privat- und Arbeitsadressen der Benutzer zu ermitteln.
Nützlich während eines Ausbruchs
Die Forscher zeigten, dass die Mobilfunk- und Volkszählungsmodelle die räumliche Verteilung von Fällen von Dengue-Fieber in Singapur effektiv vorhersagen konnten und dass man solche Daten ermitteln kann, ohne die Privatsphäre von Personen zu verletzen. Ihre Ergebnisse laden ein zu weiteren Diskussionen über die Vor- und Nachteile der Verwendung von Mobilfunkdaten zur Modellierung von Krankheitsausbrüchen und anderen möglichen Anwendungen. "Im Notfall hängt alles davon ab, über genaue Informationen zu verfügen", sagt Massaro. "Deshalb sind die Standortdaten des Telefons besser als die jährlichen Volkszählungsdaten. Das Problem ist, dass sich die Daten im Besitz von privaten Unternehmen befinden. Wir müssen ernsthaft über eine Gesetzesänderung für den Zugang zu dieser Art von Informationen nachdenken - nicht nur für die wissenschaftliche Forschung, sondern auch aus Gründen der Prävention und des Gesundheitswesens."
Das Modell des Teams könnte auch auf andere vektorübertragene Krankheiten angewandt werden, die, allen voran Malaria, zusammen 17% aller Infektionskrankheiten ausmachen. Nach Schätzungen der UNO sind über 80 % der Weltbevölkerung mindestens einer vektorübertragenen Krankheit ausgesetzt, während über 50 % zwei oder mehr Krankheiten ausgesetzt sind.