Risk assessment for bluetongue virus vectors occurrence based on geographical information systems and statistical modelling

Dissertação de Mestrado Integrado em Medicina VeterináriaBluetongue (BTD) is amongst the World Animal Health Organization (OIE) listed diseases due to its potential for rapid spread and serious economic impact on livestock. Because of its epidemiology, in the past, only Southern European countries were affected by the disease. However in the latter half of 2006 an unprecedented outbreak of Bluetongue virus (BTV)-8 occurred in North-western European countries. To define potential regions that are at risk for BTD epidemics it’s essential to study the vector’s distribution and abundance. Thus, this study is concerned with the BTD vectors spread, mostly in Austria. The objective is to produce risk maps with the more suitable areas for the occurrence of the vectors, hence to support and conduct the process of preventing and controlling the BTD. The introductory review gives an overview of the epidemiology of the disease with focus on the vectors, the recent outbreaks in North-western Europe and the importance of statistical modelling and Geographical Information Systems (GIS) in the process of prediction, prevention and control of BTD. The statistical analysis is based mainly on data from Austrian entomological surveillance system, weather stations and topographical information. A multiple linear regression model was fitted to the data to predict the occurrence of the BTV vectors and subsequently to create the risk maps for the whole country. Despite the fact that the limited nature of the data does not allow precise estimation, in general, the models indicated that each vector has preferential areas to occur where they can be very abundant. A more detailed analysis should be carried out with a multidisciplinary team including epidemiologists, biologists, meteorologists, entomologists, statisticians, among others. In this way the complexity of BTD epidemiology might be better understood, resulting in a more efficient process of prevention and control of this disease.RESUMO - Análise do risco da ocorrência de vectores da Língua Azul com base em Sistemas de Informação Geográfica e modelos estatísticos. - A Língua Azul (LA) está entre as doenças da lista da Organização Mundial de Saúde Animal (OIE) devido ao seu potencial de rápida disseminação e do grave impacto económico na pecuária. No passado, devido à sua epidemiologia, apenas os países do sul da Europa eram afectados pela doença. No entanto, no segundo semestre de 2006, um surto sem precedentes, de infecção pelo vírus da Língua Azul (BTV) serotipo 8, ocorreu em países do norte da Europa Ocidental. Para definir as regiões em potencial risco de epidemias de LA é essencial o estudo da distribuição e abundância do vector. O presente estudo baseia-se assim na dispersão de vectores de febre catarral ovina na Áustria. O objectivo é a criação de mapas de risco com as áreas de preferência para esses vectores, no sentido de apoiar e conduzir o processo de prevenção e controle da doença. A revisão bibliográfica introdutória, contém uma visão geral sobre a epidemiologia da doença com especial destaque para os vectores, para os recentes surtos no Norte da Europa Ocidental e para a importância da aplicação de modelos estatísticos e de Sistemas de Informação Geográfica (SIG) no processo de previsão, prevenção e controle da LA. A análise estatística baseia-se essencialmente nos dados do sistema de vigilância entomológica Austríaco, estações meteorológicas e da topografia do país. Os dados foram analisados com um modelo de regressão linear múltipla com o objectivo de prever a abundância dos vectores da LA e subsequentemente criar os mapas de risco para todo o país. Apesar do carácter limitado dos dados não permitir uma estimativa precisa, em geral, os modelos indicaram que os vectores possuem áreas preferenciais nas quais podem atingir grande número. Uma análise mais detalhada deve ser realizada por uma equipe multidisciplinar, incluindo epidemiologistas, biólogos, meteorologistas, entomologistas, estatísticos, entre outros. Desta forma, a complexidade da epidemiologia da LA poderá ser mais facilmente compreendida resultando numa maior eficiência na prevenção e controle da doença