Обнаружение болезней диких животных с помощью системы раннего оповещения

От отравления домоевой кислотой у морских птиц до собачьей чумы у енотов представители дикой природы сталкиваются с множеством угроз и болезней. Некоторые из этих болезней передаются людям и домашним животным в нашей все более общей среде.

Обнаружение болезней диких животных с помощью системы раннего оповещения

Обнаружение болезней диких животных с помощью системы раннего оповещения

Новая система наблюдения за дикой природой на раннем этапе помогает выявлять необычные паттерны болезней и смертей почти в реальном времени, используя данные организаций по реабилитации диких животных по всей Калифорнии. Эта система имеет потенциал для расширения на национальном и глобальном уровнях. Он был создан учеными из Школы ветеринарной медицины Калифорнийского университета в Дэвисе совместно с партнерами из Калифорнийского департамента рыб и дикой природы и некоммерческой организацией Wild Neighbours Database Project.

Обнаружение болезней диких животных с помощью системы раннего оповещения

«Нарушения, вызванные деятельностью человека, вносят свой вклад в широкий спектр угроз – потеря среды обитания, интродукция инвазивных видов, загрязнение, болезни, лесные пожары», – сказала Терра Келли, эпидемиолог дикой природы из Института здоровья Дэвиса Университета Калифорнии и центра здоровья дикой природы Дрейера при Школе ветеринарной медицины. «Это говорит о необходимости такой системы, в которой мы сможем лучше понимать угрозы, с которыми сталкиваются популяции диких животных, и своевременно реагировать на них, чтобы дикой природе было меньше вреда».

Обнаружение болезней диких животных с помощью системы раннего оповещения

Работники реабилитации дикой природы – первые лица, оказывающие помощь в свободном животном мире. Именно они сперва принимают больных и раненых диких животных и ухаживают за ними. В их клинических отчетах содержится огромное количество информации, которая при совместном использовании может указать на более широкие закономерности.

До недавнего времени такие клинические отчеты хранились в основном на бумаге или в отдельных компьютерных файлах. В 2012 году соучредители проекта «База данных диких соседей» Девин Домбровски и Рэйчел Авилла создали Медицинскую базу данных реабилитации диких животных, или WRMD, бесплатный онлайн-инструмент, который сейчас используется более чем 950 реабилитационными организациями в 48 штатах и 19 странах для мониторинга ухода за пациентами.

Обнаружение болезней диких животных с помощью системы раннего оповещения

Домбровски и Авилла представили инструмент CDFW, который связался с давними партнерами из Калифорнийского университета в Дэвисе для пилотирования системы оповещения, использующей базу данных в качестве основы.

«Я очень рад, что WRMD не только полезен для тысяч реабилитаторов диких животных, но и что собранные ими данные используются для мониторинга заболеваемости и смертности», – сказал соавтор исследования Домбровски. «Быть свидетелем того, как система предупреждений WMME выявляет аномалии данных и предупреждает следователей, – это невероятно».

CDFW использует систему для определения и определения приоритетов потребностей дикой природы и усилий по сохранению.

Обнаружение болезней диких животных с помощью системы раннего оповещения

«Информация, предоставляемая этой системой в режиме реального времени, позволила нам быстро провести диагностическое тестирование для выявления проблемы», – сказала Криста Роджерс, старший научный сотрудник лаборатории здоровья дикой природы CDFW. «Эта система также сыграла важную роль в определении географического диапазона и серьезности угрозы».

Как это работает

Чтобы протестировать систему, ученые проанализировали 220 000 историй болезни, собранные в период с начала 2013 года по конец 2018 года, чтобы установить пороговые значения для срабатывания предупреждений. Набор данных включал записи о 453 различных видах, от обычных до редких.

Авторы подчеркивают, что система оповещения является преддиагностической. Она предупреждает агентства о необычных закономерностях, которые могут потребовать дальнейшего расследования для определения конкретных угроз для здоровья.

Обнаружение болезней диких животных с помощью системы раннего оповещения

Система обнаружила несколько ключевых событий, в том числе большие допущения:

Морские птицы вдоль побережья центральной и южной Калифорнии в конце весны 2016 года. Патологоанатомические исследования подтвердили, что они голодают.
Морские птицы в апреле 2017 года. Позднее было подтверждено, что причиной смерти стала токсичность домоевой кислоты.
Инвазивные евразийские голуби с воротником в 2016 году с энцефалитом и заболеванием почек. Исследования выявили голубиный парамиксовирус-1 как причину происшествия. Это было первое обнаружение вируса у евразийских голубей в этом районе Калифорнии.
Сизые голуби в районе залива Сан-Франциско в 2017 году с появляющимся паразитом.
Зяблики в 2016 и 2017 годах с сезонным конъюнктивитом из-за заражения бактериями Mycoplasma.

Келли отмечает, что возможность отслеживать и быстро обнаруживать такие события важна для всех видов, включая человека. Например, отравление домоевой кислотой вызывается вредоносным цветением водорослей, которое увеличивается в прибрежных и пресноводных системах и угрожает как дикой природе, так и здоровью человека. Другой пример – вирус Западного Нила, где гибель птиц может служить чувствительным индикатором риска для домашних животных и людей.

Обнаружение болезней диких животных с помощью системы раннего оповещения

Система оповещения – это дополнительный, недорогой и эффективный инструмент, который можно добавить к инструментам наблюдения государственных агентств по охране дикой природы. Он сочетает в себе алгоритмы машинного обучения, обработку естественного языка и статистические методы, используемые для классификации случаев и установления пороговых значений для предупреждений, с экологией и распределением дикой природы в Калифорнии, сказал один из ведущих авторов Пранав Пандит, исследователь из UC Davis One Health Institute. и его EpiCenter for Disease Dynamics.

«Данные организаций по реабилитации диких животных вносят такой ценный вклад», – добавил Пандит. «Все это собрано в этой легко адаптируемой системе наблюдения».

Исследование финансировалось Государственным грантом дикой природы CDFW.

Терра Р. Келли, Пранав С. Пандит, Николь Карион, Девин Ф. Домбровски, Криста Х. Роджерс, Стелла К. Макмиллин, Дина Л. Клиффорд, Энтони Рибери, Майкл Х. Зиккарди, Эрика Л. Доннелли-Гринэн, Кристин К. Джонсон. Раннее выявление заболеваемости и смертности диких животных с помощью системы эпиднадзора на основе событий. Труды Королевского общества B: биологические науки, 2021 г.; 288 (1954): 20210974 DOI: 10.1098 / rspb.2021.0974