XIII Curso de Experto Universitario en Epidemiología y Nuevas Tecnologías Aplicadas.

           Por Jose Ignacio Vitón Asenjo        

 

   Primera parte

I-a) Seleccione un problema de salud que sometería a vigilancia en su comunidad.

SÍNDROME DE DESPOBLAMIENTO APÍCOLA
O
“TRASTORNO DEL COLAPSO DE COLONIAS”

(CCD) Colony Collapse Disorder

El síndrome CCD se puede diferenciar de las pérdidas de colonias causadas por otros medios a través de una rápida reducción de la población de abejas adultas y no hay indicios de abejas muertas dentro de las colmenas o en la región del apiario. A menudo, la reina se queda con un pequeño grupo de trabajadores que asisten a jóvenes. Lo que es realmente extraño es que los productos de la colmena no son robados por otras abejas y hasta la cera no se echa a perder por la polilla de la cera como suele ocurrir cuando una colmena abandonada se deja en el campo. Las pérdidas de abejas a gran escala con causas aparentemente desconocidas se han demostrado que se producen a lo largo de la historia, y el fenómeno es bastante constante a través de los años. Los investigadores se están centrando en una amplia gama de agentes patógenos y las causas externas (parásitos, virus, polen, néctar, los pesticidas y el estrés), pero por el momento aún no se ha encontrado un patógeno individual responsable del síndrome.

I-b) Fundamente la elección desde un punto de vista sanitario y epidemiológico.

Los polinizadores proveen un servicio ecosistémico esencial. El déficit o desaparición paulatina de la población de insectos polinizadores ha sido ya descrito por la FAO como uno de los problemas más apremiantes a los que se enfrenta hoy la agricultura.

La polinización es un proceso esencial para los ecosistemas terrestres naturales y los gestionados por el hombre. Es un servicio crucial que depende en gran medida de la simbiosis entre especies, la polinizada y la polinizadora. En muchas ocasiones, es el resultado de intricadas relaciones entre plantas y animales, y la pérdida o disminución de cualquiera de ellas repercutirá en la supervivencia de ambas. La polinización es vital para la producción de alimentos y los medios de vida de los seres humanos, y relaciona directamente los ecosistemas silvestres con los sistemas de producción agrícola.

Es cierto que los cultivos básicos como el trigo, maíz, y arroz no necesitan de la polinización para reproducirse. Sin embargo es vital para la mayoría de frutas y hortalizas que cada vez tienen más importancia para la agricultura mundial. El 75% de los cultivos mundiales dependen en cierta medida de los polinizadores y una falta de éstos, no provocaría su extinción pero sí el descenso de su rendimiento de hasta un 90%. Además, los cultivos que dependen de la polinización son cinco veces más valiosos que los que no la necesitan. La polinización es el proceso que nos permite contar con una amplia variedad de alimentos, principalmente de cultivos hortofrutícolas. De hecho, los polinizadores como los insectos, las aves y los murciélagos inciden sobre el 35 % de la producción agrícola mundial, aumentando el rendimiento de 87 de los principales cultivos de todo el mundo, así como de numerosas medicinas de origen vegetal.

Entre los motivos de la desaparición de los polinizadores están la pérdida del hábitat, la agricultura intensiva, el uso indiscriminado de plaguicidas, el cambio climático y las patologías o epidemias propias de cada especie. En Europa, donde el seguimiento está más avanzado que en otros lugares del mundo, existen cada vez más pruebas de las disminuciones paralelas de los polinizadores salvajes y las plantas que dependen de ellos.

I-c) Establezca el objetivo de la vigilancia sobre el problema seleccionado en términos de la intervención de control y prevención de epidemias.

 

El objetivo de este plan de vigilancia es la prevención del Síndrome del Colapso de las Colonias de abejas (CCD), mediante un sistema que sirva para observar el comportamiento de los principales agentes causales de la enfermedad y establecer modelos de predicción. Este objetivo lleva consigo los siguientes sub-objetivos:

  • Caracterización de la enfermedad a través de sus principales agentes causales.
  • Conocimiento sobre las relaciones entre los diferentes factores y la magnitud de su dependencia entre sí.
  • Detección temprana de una posible epidemia de alguno de los agentes causales del CCD.
  • Identificación de puntos críticos con el fin de repoblar polinizadores en los terrenos agrícolas.
  • Sensibilización de la necesidad de desarrollar una política agrícola.
  • Desarrollar planes de gestión de la polinización, y mediante la introducción de la polinización adicional en los programas agrícolas.
  • Encontrar medios para apoyar a los polinizadores sin reducir los rendimientos.
  • Predecir el valor económico de un cultivo en función del grado de polinización obtenido

 


I-d) Describa el tipo de datos que necesitaría para alcanzar el objetivo propuesto.

Lo primero sería una correcta definición del caso. Aristóteles hablaba de la dependencia de dos factores:
• Características comunes de todos los individuos enfermos
• Diferencias entre individuos enfermos y no enfermos.

La unidad de medida epidemiológica a considerar será la colmena. Por lo que consideraremos a un individuo enfermo no a una sola abeja sino a la colmena en general. En este tipo de enfermedad la caracterización del caso suele ser simple y reconocible, aunque en algunas ocasiones se requiere una confirmación en laboratorio sobre con vistas a añadir mayor especificidad.
Será necesario conocer la densidad de población de polinizadores en este caso se medirá a través del nº de colonias o colmenas en un área de interés. También podría ser de interés la diversidad de especies. Por otro lado, deberán obtenerse los datos sobre la cercanía y densidad y diversidad de recursos florales a cada una de las colonias. Estos datos se pueden obtener de un estudio de campo, datos cartográficos y topográficos, mapas de satélite, e incluso de la literatura científica.
En cuanto a la enfermedad, el síntoma más evidente del CCD es el descenso rápido de abejas adultas en una colmena, sin embargo este indicador no es muy específico. Un indicador indirecto podría ser la cantidad de proteínas totales en larvas, pues los individuos de una colonia con CCD no son capaces de conseguir el alimento suficiente para nutrir a sus larvas y en todo caso aunque no se trate de una medida directa de presencia de CCD sí que es un factor de riesgo para que dicha colonia contraiga CCD. Otro factor indirecto podría ser la asimetría o tamaño y peso de los adultos, que expresan las carencias nutricionales durante su época de larva.

Existen otros factores que se pueden cuantificar y que tienen conocidos efectos sobre la salud de las colonias interviniendo de manera directa en el CCD. Algunos de ellos son por ejemplo: el ácaro Varroa, el hongo Nosema ceranae o la Bacteria Melissococcus plutonius. Este último está implicado con grandes pérdidas recientes experimentados por los apicultores españoles. En el estudio actual, se toma en consideración la presencia de varios organismos que abarcan estos diferentes grupos usando técnicas basadas entre otras en PCR.
La exposición a plaguicidas es también un factor de riesgo cuantificable que se debe tomar en consideración en este sistema de vigilancia. Se puede medir la prevalencia y carga de diferentes pesticidas en la cera, jalea real, cría y abejas adultas.

Por otro lado, se sabe que el mantenimiento de los hábitats de los polinizadores y la diversidad de polinizadores cercanos a los cultivos, puede ser esencial para asegurar la producción de alimentos, su calidad y su seguridad. Por tanto mediante cartografía y los datos de agricultura se pueden fijar en un mapa los puntos de interés que circunden las zonas de cultivo susceptibles de ser polinizadas.

Estudios recientes demuestran que la disponibilidad de lugares de anidamiento (en suelo, arboles) así como los recursos florales (néctar y polen) en hábitats naturales y semi-naturales puede influenciar fuertemente la diversidad y abundancia de polinizadores en una región. A mayor aislamiento de los cultivos frente a los hábitats naturales, menor contribución recibirán por parte de los polinizadores y por tanto la polinización disminuirá. Por tanto es necesario determinar la disponibilidad de recursos florales por colonia en una región. Además, si se va a incluir el efecto sobre los cultivos humanos, las distancias de estos cultivos frente a los lugares de anidamiento también serán una característica a tener en cuenta. Estas distancias se pueden categorizar en función de la capacidad de vuelo de las abejas.
Si finalmente se incluye el impacto sobre los cultivos humanos, será necesario obtener el nivel de polinización que puede ser medido de manera bastante precisa como el número de granos de polen viables y compatibles que alcanzan el estigma de la flor durante el periodo de polinización.

I-e) Describa el tipo de datos disponibles. ¿Se modifica el objetivo? ¿Es necesario establecer entonces un mecanismo especial de producción de datos básicos?

En la actualidad los datos que se recopilan se centran en la producción de miel, y otros subproductos de la apicultura. Por otro lado la FAO dispone de un informe y un protocolo orientado a la detección y evaluación del déficit de polinización en cultivos, que permite hacer uso de mediciones de niveles de polinización para después actuar sobre la misma y mejorarla.

Sin embargo, aunque similar, el objetivo de este protocolo de la FAO no es exactamente el mismo, pues sus análisis se orientan más a la producción agraria y no a la vigilancia del síndrome CCD. Estos datos de producción agraria resultan de utilidad en mediciones de la población polinizadora circundante a los cultivos que sí nos son útiles de manera indirecta, e incluso se podrían utilizar datos sobre producción agraria en ciertos tipos de cultivo como indicador indirecto de la población de insectos polinizadores en la región.

 

Por otro lado numerosos estudios sobre el impacto de ciertas parasitosis, o de ciertos patógenos específicos del síndrome CCD pueden resultar de utilidad y se alinean con el objetivo perseguido en este programa de vigilancia. Los apicultores, más concienciados con las pérdidas causadas por el CCD realizan mediciones más frecuentes y concretas y observan más detenidamente posibles síntomas. Las administraciones públicas, incluidos organismos europeos de evaluación de riesgos han elaborado informes y propuesto planes de intervención al respecto que pueden ser de utilidad.

Sin embargo, a pesar de toda esta información, será necesario construir un sistema especial de producción de datos básicos, que coordine, centralice y analice la información de todas las regiones bajo los mismos criterios. Para ello, habría que realizar un protocolo de toma de datos básicos para que los organismos competentes en la materia enviaran regularmente los resultados obtenidos y alimenten de esta manera el sistema de vigilancia.

 

I-f) Describa las fuentes de datos primarios, los formatos de recolección, la forma de transmisión, consolidaciones, agrupaciones a diferentes niveles, controles de calidad, enlaces entre niveles del sistema y a un mismo nivel, periodicidad de registro y envío, accesos a resultados según niveles del sistema de vigilancia.

Una vez seleccionadas las regiones o áreas de interés, los datos primarios se recolectarán mediante encuestas vía papel o electrónica que reflejen los datos necesarios sobre el terreno (geolocalización, características de la zona, distancias a forraje y cultivos, tipos de cultivos circundantes, etc), y mediante la recogida de muestras que ayuden a determinar el estado de salud de la colonia y la especie característica. Estas muestras si se analizan de forma descentralizada, se harán bajo un mismo protocolo y sus datos serán remitidos vía electrónica mediante un sistema de vigilancia Web.

En cuanto a la producción y calidad de los cultivos, estos datos se podrán obtener por parte de las consejerías de agricultura y de las propias asociaciones de agricultores o cofradías. Estos datos ayudarán a calcular el impacto indirecto que tiene el CCD sobre la producción agraria y el consumo humano. Por tanto, el sistema sería capaz de monitorizar e incluso de predecir en caso de brote el impacto económico sobre la zona. Estos datos se pueden extraer de los informes periódicos de estas unidades.

De la literatura científica o de otros sistemas de vigilancia ecológica, se pueden extraer datos de estudios sobre cambio climático, procesos de reforestación, aumento de la densidad de los cultivos, o incluso introducción de especies no autóctonas, que ayudan a caracterizar la susceptibilidad de una colonia. Asimismo pueden ser de utilidad artículos científicos de los departamentos de agronomía de las universidades, asociaciones regionales de apicultores, biólogos, entomólogos, Expertos en Medio ambiente, apicultores y agricultores, etc., que realicen estudios dentro de sus campos de especialización en las regiones que nos resulten de interés.


NIVELES:
Los datos se pueden agrupar en tres tipos:
Datos de población: nº colonias, tipos (macho, obrera, larva), pirámide poblacional por tipos y variedad de especies
Datos geográficos: localización de las colonias, distancias de forrajeo y entre colonias, distancias a cultivos compatibles.
Datos ecológicos: clima y cambio climático, tipo de vegetación y si es compatible, zonas adecuadas de anidamiento, densidad de cultivos, presencia de competidores o especies invasoras.
Datos sanitarios: Estado de salud y forma física de cada colmena: presencia de patógenos, concentración de plaguicidas, niveles de proteína total, estado físico general de los individuos de la colmena. Diagnóstico de CCD.

FRECUENCIA:
Se estima que los datos geográficos y ecológicos no precisan de mucha frecuencia de muestreo. Dada la naturaleza estacional de los cultivos, vegetación y de los insectos polinizadores, se sabe que existen periodos “óptimos” que deben tenerse en cuenta a la hora de tomar datos. Se plantea un registro estacional de los mismos. Se puede plantear también el uso de modelos epidemiológicos de predicción que ofrezcan estos datos.

En cambio los datos de población y sanitarios son los más susceptibles de variar y por tanto su muestreo debería someterse a periodos lo más cortos de tiempo posible, especialmente teniendo en cuenta los periodos estacionales óptimos.

RESULTADOS / RELACIONES:
De los datos geográficos, población y estado de salud podrán obtenerse mapas de la región en estudio. De cada región se obtendrán distintos planos o subdivisiones, donde se distingan las colonias individualmente por especie polinizadora su flora compatible estados de salud, etc. Mediante los datos sanitarios se obtiene el propio diagnóstico de CCD. Y los datos ecológicos junto con algunos de los datos de salud, nos darán indicadores que ayuden a evaluar el riesgo de cada colonia a contraer el síndrome.
Los datos geográficos sobre distancias y la información derivada de los modelos de comportamiento de las colonias de abejas que nos ayuden a predecir las distancias y posibles direcciones de vuelo en busca de alimento, permitirán a este modelo de vigilancia estudiar la dinámica de contagio de determinados patógenos.

VALIDACIÓN / CALIDAD:
Como ya se ha indicado anteriormente, la toma de datos mediante un protocolo fijo puede ser un buen control de calidad. Más aún si se procura siempre que sea posible, que éstos sean tomados o analizados por una misma persona o bajo un mismo criterio lo más estandarizado posible. Aún así, las observaciones no serán siempre son 100% objetivas, y por tanto existirá un sesgo. Por otro lado los datos obtenidos mediante modelos de predicción se pueden comparar alternativamente con datos reales para validarlos.

I-g) Describa las modificaciones que propone al mecanismo usual de producción y tránsito de datos primarios para lograr el objetivo de su sistema de vigilancia.

Actualmente, no existe un mecanismo usual de producción de datos a este respecto y con el objetivo propuesto, salvo en lo que se refiere a la producción de alimentos para el consumo humano derivados de la apicultura. En ese sentido sí hay una recolección de datos cuyo estudio puede verse reflejado en términos de impacto económico y sobre la producción de estos subproductos de origen animal. Estos datos pueden ser un indicador más y ayudar a calcular el impacto sobre la alimentación humana, pero no persiguen el objetivo principal del sistema de vigilancia.

La principal modificación por tanto es la construcción de un mecanismo usual de producción y traslado de datos primarios, la designación de las unidades o personas encargadas de la recolección y transmisión de los mismos y un sistema informático que permita editar y publicar los datos en tiempo real.

I-h) Describa brevemente las formas de resultados que desearía obtener para cada nivel de gestión del sistema de vigilancia. ¿Se lo posibilitan los datos disponibles? Modifique los resultados en función de los datos disponibles. ¿Afectan los cambios el objetivo del sistema de vigilancia?

Los datos geográficos deberán facilitarse en forma de coordenadas, pudiendo calcular el sistema informático las distancias de forma inmediata, añadiendo factores como impedimentos causados por accidentes geográficos.
En cuanto a los datos de población, no sólo se trata de establecer el número de colmenas y especies en la zona, sino población medio de cada colmena, clasificada en obreras, machos y larvas y a ser posible la pirámide poblacional en cuanto a edades de cada uno de los tipos de individuos.

Los datos ecológicos históricos y predicciones pueden extraerse de AEMET. Interesa obtener factores determinantes para la vida de las colonias, fundamentalmente temperatura, humedad y frecuencia de precipitaciones. Por otro lado la densidad de los cultivos se puede medir como extensión ocupada por zonas de cultivo / área total, e incluso categorizar en baja, normal y alta densidad. El mismo tratamiento se puede realizar para establecer la densidad de zonas adecuadas para el anidamiento (área de las zonas adecuadas/área total) y a su vez categorizarlas.

La presencia de vegetación compatible con las especies presentes de abejas y la presencia o no de especies invasoras que pueden reflejar como variables dicotómicas.

En cuanto a los datos sanitarios, las variables continuas como los niveles medios de proteína total o concentración de plaguicidas, dada la complejidad del sistema de vigilancia en sí se pueden categorizar. Por otro lado, se observarán variables dicotómicas como la presencia o no de un patógeno, aunque en este caso debería caracterizarse si es posible si dicha presencia es significativa o no mediante una escala. Por último el estado físico general de la colonia y de sus individuos, se trata de una medida subjetiva que puede estandarizarse mediante medidas objetivas de peso, forma y comportamiento de las abejas. Es importante que estos datos sanitarios de cada colmena se diferencien por tipo de individuos (obrera, macho, larva, e incluso reina), pues se pueden hallar indicios de brote epidémico en de manera más temprana si se determina que uno de los tipos es más susceptible.

I-i) Defina las unidades espacio-temporales que emplearía en un subsistema de evaluación del riesgo epidémico empleando información sobre la incidencia de casos estimada a través de las notificaciones de consultas. ¿Por qué esa unidad y no otra? (Le advertimos que esta elección podrá verse afectada con lo que aprenderá en el Tema 8).

Los centros de recogida de datos provinciales o autonómicos serán la unidad básica del subsistema. Desde estos centros se trasmitirá la información a un organismo central.

El largo periodo de incubación y de latencia asintomático y la variedad de agentes causales con historias naturales distintas, complican la determinación de los periodos más adecuados para definir las unidades espacio-temporales. Lo más lógico a priori, sería una medición estacional mínima. De esta forma, al menos se podrá evitar la confusión causada por las fluctuaciones estacionales de todos los factores incluidos en el estudio.

I-j) De acuerdo al comportamiento de la tasa de incidencia acumulada de consultas notificadas, ¿qué tipo de modelo escogería para establecer un canal de endemia?. ¿Por qué?.


Dado que el síndrome CCD depende de múltiples factores que no necesariamente son determinantes de manera individual para la aparición de la enfermedad y que además están interrelacionados entre sí, el modelo WSARE (Wong, Moore, Cooper, & Wagner, 2002). Podría ser el más apropiado. Además interesa detectar variaciones en cierta combinación de factores para detectar un rango de alerta o de epidemia.

Este modelo busca respuestas a la pregunta: “¿qué hay de raro en los eventos recientes, en los que mirando datos individuales no parece que haya nada anómalo y sin embargo se produce un cambio significativo en las interrelaciones de algunas características monitorizadas?”. Está diseñado para realizar una tarea diferente y complementaria a la detección de los sistemas tradicionales que se centran en uno de los datos, por lo general un recuento total diaria como el número de casos respiratorios en un determinado día. El síndrome CCD, que depende de varios factores que no necesariamente son determinantes para la aparición de la enfermedad y que están interrelacionados entre sí parece encajar en este modelo.

 

Los métodos tradicionales son muy sensibles a la detección de enfermedades específicas, aquellas para las que fueron diseñados. Pero no son lo suficientemente sensibles para detectar una enfermedad insidiosa que sólo afecte a un grupo específico pero no cause suficiente perturbación en el recuento total diario. El modelo WSARE aborda este problema mediante la detección de anomalías en los datos utilizando unas reglas determinadas.
Un ejemplo sería: "Prodrome = respiratorio AND Home CP =84102"
Esta regla determina si el número de casos con problemas respiratorios en el área de código postal 84102 son inusuales o no. El modelo analiza las últimas horas con respecto a los datos de un “t” pasado.

WSARE considera todas las reglas posibles y selecciona las que es estadísticamente más significativa mediante test de aleatorización para evitar errores en las pruebas de múltiples hipótesis. El sistema ofrece como resultado final, la regla acompañada de la posible perturbación y si ésta es estadísticamente significativa. La versión actual de WSARE utiliza redes bayesianas para predecir que distribución tienen los casos esperados, en base a factores conocidos. (clima, plaguicidas, parásitos, etc), de este modo se detectan de forma más exacta las desviaciones. Las redes bayesianas se alimentarían de los datos históricos. WSARE analiza interrelaciones de las múltiples características o variables analizadas.

 

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