Big Data-Planetary Health approach for evaluating the Brazilian Dengue Control Program / Abordagem Big Data-Saúde Planetária para avaliação do Programa de Combate à Dengue

ABSTRACT OBJECTIVE This study aims to integrate the concepts of planetary health and big data into the Donabedian model to evaluate the Brazilian dengue control program in the state of São Paulo. METHODS Data science methods were used to integrate and analyze dengue-related data, adding context to the structure and outcome components of the Donabedian model. This data, considering the period from 2010 to 2019, was collected from sources such as Department of Informatics of the Unified Health System (DATASUS), the Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE), WorldClim, and MapBiomas. These data were integrated into a Data Warehouse. K-means algorithm was used to identify groups with similar contexts. Then, statistical analyses and spatial visualizations of the groups were performed, considering socioeconomic and demographic variables, soil, health structure, and dengue cases. OUTCOMES Using climate variables, the K-means algorithm identified four groups of municipalities with similar characteristics. The comparison of their indicators revealed certain patterns in the municipalities with the worst performance in terms of dengue case outcomes. Although presenting better economic conditions, these municipalities held a lower average number of community healthcare agents and basic health units per inhabitant. Thus, economic conditions did not reflect better health structure among the three studied indicators. Another characteristic of these municipalities is urbanization. The worst performing municipalities presented a higher rate of urban population and human activity related to urbanization. CONCLUSIONS This methodology identified important deficiencies in the implementation of the dengue control program in the state of São Paulo. The integration of several databases and the use of Data Science methods allowed the evaluation of the program on a large scale, considering the context in which activities are conducted. These data can be used by the public administration to plan actions and invest according to the deficiencies of each location.

RESUMO OBJETIVO Integrar os conceitos de Saúde Planetária e Big Data ao modelo de Donabedian, para avaliar o Programa de Combate à Dengue no estado de São Paulo. MÉTODOS Foram adotados métodos de Ciência de Dados para integração e análise de dados relacionados à dengue, agregando o contexto aos componentes de estrutura e de resultado do modelo de Donabedian. Esses dados, considerando o período de 2010 a 2019, foram coletados de fontes como Datasus, Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE), WorldClim e MapBiomas, e integrados em um Data Warehouse. Para a identificação de grupos com contextos similares, foi utilizado o algoritmo K-means. Em seguida, foram realizadas análises estatísticas e visualizações espaciais dos grupos, considerando variáveis socioeconômicas, demográficas, solo, estrutura de saúde e casos de dengue. RESULTADOS Com o uso das variáveis climáticas, o algoritmo K-means identificou quatro grupos de municípios com características similares. A comparação dos seus indicadores revelou certos padrões nos municípios com pior desempenho quanto aos resultados de casos de dengue. Embora tivessem melhores condições econômicas, eles tinham menor número médio de agentes comunitários e de unidades básicas de saúde por habitante. Dessa forma, as condições econômicas não refletiram em melhor estrutura de saúde nos três indicadores avaliados. Outra característica desses municípios é a urbanização. Os municípios de pior desempenho tinham maior taxa de população urbana e de modificações antrópicas relacionadas à urbanização. CONCLUSÕES Por meio desta metodologia, foi possível identificar importantes deficiências nas condições para a execução do programa de combate à dengue no estado de São Paulo. A integração de diversas bases de dados e a utilização de métodos de Ciência de Dados permitiram a avaliação do programa em larga escala, considerando o contexto em que as ações são executadas. Dessa forma, a gestão pública pode utilizar as informações coletadas para planejar ações e investir de acordo com as deficiências de cada local.

Effect of social isolation in dengue cases in the state of Sao Paulo, Brazil: An analysis during the COVID-19 pandemic

Background Studies have shown that human mobility is an important factor in dengue epidemiology. Changes in mobility resulting from COVID-19 pandemic set up a real-life situation to test this hypothesis. Our objective was to evaluate the effect of reduced mobility due to this pandemic in the occurrence of dengue in the state of São Paulo, Brazil. Method It is an ecological study of time series, developed between January and August 2020. We use the number of confirmed dengue cases and residential mobility, on a daily basis, from secondary information sources. Mobility was represented by the daily percentage variation of residential population isolation, obtained from the Google database. We modeled the relationship between dengue occurrence and social distancing by negative binomial regression, adjusted for seasonality. We represent the social distancing dichotomously (isolation versus no isolation) and consider lag for isolation from the dates of occurrence of dengue. Results The risk of dengue decreased around 9.1% (95% CI: 14.2 to 3.7) in the presence of isolation, considering a delay of 20 days between the degree of isolation and the dengue first symptoms. Conclusions We have shown that mobility can play an important role in the epidemiology of dengue and should be considered in surveillance and control activities.

Use of an Extended Premise Condition Index for detection of priority areas for vector control actions

The Premise Condition Index (PCI), proposed by Tun-Lin and colleagues in 1995, is a score that considers the conditions of a premise as well its yards and degree of shading. They hypothesized that the higher its value the greater the probability of the premise having the presence of Aedes aegypti. This study aimed to evaluate if there is a correspondence between PCI and Ae. aegypti infestation in four areas of a large city in the State of São Paulo, Brazil, if the inclusion of new categories related to the presence of animals in premises would increase the probability of detecting predictive areas for vector control actions and, if so, to propose an expanded PCI. The positivity of the premises for the presence of Ae. aegypti was modeled considering a Bernoulli probability distribution, in a Bayesian context using the Integrated Nested Laplace Approximation. The study showed that, in general, the higher the value of the PCI of a premise, the more likely it is to have the presence of Ae. aegypti, and the inclusion of information on the animals' presence can increase the discriminatory power of PCI. These results support the proposition of an extended PCI that would consider, in addition to the conditions of the premise, the presence of animals to classify it regarding the risk of the presence of Ae. aegypti.

Vectors of arboviruses in the state of São Paulo: 30 years of Aedes aegypti and Aedes albopictus / Vetores de arboviroses no estado de São Paulo: 30 anos de Aedes aegypti e Aedes albopictus

ABSTRACT OBJECTIVE To describe the infestation of the municipalities of São Paulo by the vectors Aedes aegypti and Aedes albopictus, characterize seasonality and analyze average temperatures and larval densities. METHODS We used maps with information on the infestation of municipalities between 1986 and 2015. The analysis of larval density of the species by the Wilcoxon test used the Breteau index values for Ae. aegypti and Ae. albopictus obtained from the Superintendency for Endemic Diseases Control database. In the seasonal description, arithmetic means of each vector were calculated by month and year. Mean temperature analyses were presented on maps with color gradients. RESULTS The state of São Paulo is currently almost totally infested, with co-occurrence of species in 93.64% of the municipalities. The seasonality analysis showed the first quarter as the most favorable period for larval abundance. The increase of mean temperatures in geographical areas coincided with the temporal trajectory of Ae. aegypti territorial expansion. The mean larval density found was higher for Ae. aegypti than for Ae. albopictus (p = 0.00). CONCLUSIONS Initially, these Culicidae occupied distinct and opposing areas. Over time, however, co-occurrence showed how great their capacity for adaptation is, even in the face of different social and urban conjunctures. The increase of the mean temperature contributed to Ae. Aegypti 's geographic expansion, as well as to the clearly seasonal profile of both species. In general, larval infestation by Ae. aegypti prevailed, which evidenced its competitive superiority. These data provide a better understanding of the dynamics of arboviral transmission in the state of São Paulo and can be used in vector surveillance and control.

RESUMO OBJETIVO Descrever a infestação dos municípios paulistas pelos vetores Aedes aegypti e Aedes albopictus , caracterizar a sazonalidade e analisar as temperaturas médias e as densidades larvárias. MÉTODOS Foram empregados mapas com informações sobre a infestação dos municípios entre 1986 e 2015. A análise da densidade larvária das espécies pelo teste de Wilcoxon utilizou os valores do índice de Breteau para Ae. aegypti e Ae. albopictus obtidos no banco de dados da Superintendência de Controle de Endemias. Na descrição sazonal, foram calculadas as médias aritméticas de cada um por mês e ano. As análises de temperaturas médias foram apresentadas em mapas com gradientes de cores. RESULTADOS O estado de São Paulo apresenta-se na atualidade quase totalmente infestado, com coocorrência das espécies em 93,64% dos municípios. A análise da sazonalidade evidenciou o primeiro trimestre como o período mais favorável para a abundância larval. Observou-se elevação das temperaturas médias em áreas geográficas coincidentes com a trajetória temporal da expansão territorial de Ae. aegypti . O valor médio da densidade larvária de Ae. aegypti foi maior do que o verificado para Ae. albopictus (p = 0,00). CONCLUSÕES Esses culicídeos apresentaram, inicialmente, ocupação em áreas distintas e opostas. Entretanto, no decorrer do tempo, a coocorrência mostrou quão grande é a capacidade de adaptação, mesmo em face de conjunturas sociais e urbanas diferentes. A elevação da temperatura média contribuiu para a expansão geográfica de Ae. aegypti , assim como para o perfil nitidamente sazonal de ambas as espécies. No geral, a infestação larvária por Ae. aegypti foi predominante, o que evidenciou sua superioridade competitiva. Tais dados propiciam maior entendimento da dinâmica de transmissão de arboviroses no estado de São Paulo e são subsídios para a vigilância e o controle desses vetores.

Influence of strategic points in the dispersion of Aedes aegypti in infested areas / Influência de pontos estratégicos na dispersão de Aedes aegypti em áreas infestadas

ABSTRACT OBJECTIVE: To evaluate whether sites with large amount of potential breeding sites for immature forms of Aedes aegypti, called strategic points, influence in the active vector's dispersion into properties in their surroundings. METHODS: We selected four areas in the municipality of Campinas, three of them with strategic points classified as high, moderate, and low risk according to infestation and a control area, without strategic points. Between October 2015 and September 2016, we monthly installed oviposition traps and evaluated the infestation by Ae. aegypti in all properties of each selected area. To verify if there was vector dispersion from each strategic point, based on its location, we investigated the formation of clusters with excess of eggs or larvae or pupae containers, using the Gi spatial statistics. RESULTS: The amount of eggs collected in the ovitraps and the number of positive containers for Ae. aegypti did not show clusters of high values concerning its distance from the strategic point. Both presented random distribution not spatially associated with the positioning of strategic points in the area. CONCLUSIONS: Strategic points are not confirmed as responsible for the vector's dispersion for properties in their surroundings. We highlight the importance of reviewing the current strategy of the vector control program in Brazil, seeking a balance from the technical, operational, and economic point of view, without disregarding the role of strategic points as major producers of mosquitoes and their importance in the dissemination of arboviruses in periods of transmission.

RESUMO OBJETIVO: Avaliar se locais com grande quantidade de potenciais criadouros de formas imaturas de Aedes aegypti, denominados pontos estratégicos, influenciam a dispersão ativa do vetor aos imóveis no seu entorno. MÉTODOS: Foram selecionadas quatro áreas no município de Campinas, três delas com pontos estratégicos classificados como alto, médio e baixo risco segundo a infestação e uma área controle, sem ponto estratégico. Entre outubro de 2015 e setembro de 2016, instalaram-se mensalmente armadilhas de oviposição e avaliou-se a infestação por Ae. aegypti em todos os imóveis de cada área selecionada. Para verificar se houve dispersão do vetor a partir de cada ponto estratégico, com base em sua localização, investigou-se a formação de aglomerados com excesso de ovos ou de recipientes com larvas ou pupas, utilizando a estatística espacial Gi. RESULTADOS: o número de ovos coletados nas ovitrampas e o número de recipientes positivos para Ae. aegypti não apresentaram aglomerados de altos valores relativos à sua distância do ponto estratégico. Ambos apresentaram distribuição aleatória não associada espacialmente com o posicionamento dos pontos estratégicos na área. CONCLUSÕES: Pontos estratégicos não se confirmaram como responsáveis pela dispersão do vetor para os imóveis no seu entorno. Destaca-se a importância de rever a estratégia atual do programa de controle de vetores do Brasil, buscando um equilíbrio do ponto de vista técnico, operacional e econômico, sem desconsiderar o papel dos pontos estratégicos como grandes produtores de mosquitos e sua importância na disseminação de arboviroses em momentos de transmissão.

LABORATORY EVALUATION OF THE DEVELOPMENT OF Aedes aegypti IN TWO SEASONS: INFLUENCE OF DIFFERENT PLACES AND DIFFERENT DENSITIES / A avaliação do desenvolvimento do Aedes aegypti em duas estações do ano: influência de diferentes locais e densidades

Aedes aegypti is an important vector in Brazil being the main vector of the dengue-fever. This paper employs survival curves to describe the time in days from larvae to adult forms of Aedes aegypti raised, individually and collectively, and compares it during winter and spring when positioned inside and outside a laboratory. The study was conducted in São Vicente, a coastal city in Southeastern Brazil. The lowest water temperature in winter and in spring was 20 °C and the highest was 26 °C in spring. Higher and more stable temperatures were measured in the intra compared to the peri in both seasons. Consequently, larvae positioned in the intra resulted in the lowest median time to develop in the individual and collective experiment (nine and ten days, respectively). At least 25% of the larvae positioned in the intra in the individual experiment in the spring took only seven days to reach adulthood. Sex ratios and the median time development by sex did not show significant differences. These results indicate that efforts to control Aedes aegypti must be continuous and directed mainly to prevent the intra-domiciliary sites that can be infested in a week in order to reduce the human-vector contact.

Foram utilizadas curvas de sobrevida para analisar o tempo de desenvolvimento do Aedes aegypti, principal vetor da dengue no Brasil. Foram comparadas as curvas de sobrevida dos vetores criados individualmente e coletivamente quando posicionados dentro e fora do laboratório no inverno e na primavera. O estudo foi realizado em São Vicente, cidade costeira do sudeste do Brasil. A temperatura mínima da água atingiu 20 °C no inverno e na primavera, e a máxima 26 °C na primavera. As temperaturas mais elevadas e estáveis foram medidas dentro do laboratório em comparação com as medidas fora em ambas as estações. Consequentemente as larvas posicionadas dentro apresentaram menor tempo mediano de desenvolvimento no experimento individual e coletivo (nove e dez dias, respectivamente). Pelo menos 25% das larvas criadas individualmente dentro do laboratório levaram apenas sete dias para atingir a forma adulta. As proporções macho/fêmea e o tempo de desenvolvimento por sexo não diferiu significativamente. Estes resultados indicam que as medidas para controlar o Aedes aegypti e reduzir o contato humano com o vetor devem ser contínuas e dirigidas, principalmente para os locais dentro dos domicílios uma vez que o ciclo do vetor pode durar apenas uma semana nestes locais.

Vigilância epidemiológica da doença de Chagas no estado de São Paulo no período de 2010 a 2012 / Epidemiological Surveillance of Chagas disease in the State of São Paulo, Brazil, 2010-2012

Objetivo: descrever os indicadores da vigilância epidemiológica da doença de Chagas no estado de São Paulo, Brasil. Métodos: foi realizado estudo descritivo dos indicadores entomológicos e epidemiológicos obtidos a partir das atividades desenvolvidas pela Superintendência de Controle de Endemias (Sucen) no período de 2010 a 2012. Resultados: foram realizadas 3.867 notificações de insetos, dos quais 72,0 por cento eram triatomíneos; das 2.785 notificações de triatomíneos recebidas, as pesquisas realizadas nos atendimentos resultaram no encontro do vetor em 746 domicílios; onde foram coletados 15.634 exemplares de triatomíneos, 3,4 por cento deles positivos para Trypanosoma cruzi; a espécie mais coletada foi a Triatoma sordida, predominantemente no peridomicílio; não foi constatada reação positiva para T. cruzi em qualquer das amostras de morador examinadas. Conclusão: apesar do elevado número de notificações de triatomíneos e da constatação de positividade para T. cruzi nesses vetores, não foram encontradas evidências de transmissão da doença de Chagas.

Objective: to describe epidemiological surveillance indicators of Chagas disease in the State of São Paulo, Brazil. Methods: this was a descriptive study of entomological and epidemiological indicators obtained based on activities undertaken by the Endemic Disease Control Department (SUCEN) between 2010-2012. Results: there were 3,867 notifications of insects, of which 72.0 per cent were triatomines. Of the 2,785 triatomine notifications received, the vector was subsequently found in 746 households visited, 15,634 specimens of triatomines were collected, 3.4 per cent were positive for Trypanosoma cruzi. Triatoma sordida was the most collected species and was predominantly found in housebold surroundings. Sample household residents had no positive reaction for T. cruzi. Conclusion: despite the high number of triatomine notifications and T. cruzi positive results in these vectors, no evidence was found of Chagas’ disease transmission.

Indicadores de infestação larvária e influência do porte populacional na transmissão de dengue no estado de São Paulo, Brasil: um estudo ecológico no período de 2007-2008 / Larval infestation indicators and influence of population size on dengue transmission in the State of São Paulo, Brazil: an ecological study in the periodo 2007-2008

Objetivo: descrever indicadores de infestação larvária e analisar a associação entre ocorrência de dengue, porte populacional e distância entre municípios no estado de São Paulo. Métodos: estudo ecológico utilizando indicadores larvários, segundo tipo de imóvel, e regressão logística. Foram utilizados dados dos sistemas da Superintendência de Controle de Endemias (Sucen) e do Centro de Vigilância Epidemiológica (CVE) dos anos 2007 e 2008. Resultados: o Índice de Infestação Predial e a positividadede Pontos Estratégicos e Imóveis Especiais apresentaram valores maiores em municípios com dengue. Nos municípios contidos num raio de 50km dos municípios-pólo, a chance de ocorrência de dengue foi o dobro dos municípios mais distantes. Naqueles com população maior que 50.000 habitantes, a chance de ocorrência de dengue foi cinco vezes aquela em municípios menores. Conclusão: é evidenciada a importância da adoção de estratégias de controle baseadas nos indicadores entomológicos, sobretudo nos municípios de grande porte.

Objective: to describe larval indicators and analyze the association of occurrence of dengue and population size and distance between municipalities in the State of São Paulo, Brazil. Methods: ecological study utilizing larval indicators according to property type and logistic regression. The data was obtained from the systems of Endemics Control Bureau and Center of Epidemiological Vigilance in 2007 and 2008. Results: household Index Infestation andpositivity of Strategic Points and Special Property were higher in municipalities with dengue. The chance of occurrence of dengue in municipalities less than 50km away from the major municipalities was twice as likely. The municipalities with populations greater than 50.000 inhabitants hadfive times more chance of dengue occurrence compared to the small municipalities. Conclusion: this study emphasizes the importance of adopting control strategies based on entomological indicators, especially in big municipalities.

Comportamento de formas imaturas de Aedes aegypti, no litoral do Estado de São Paulo / Behavior of immatures Aedes aegypti in the coast State of São Paulo, Brazil

INTRODUÇÃO: Em região de alta incidência de dengue, no litoral do Estado de São Paulo, selecionaram-se 9 áreas, com objetivo de avaliar o comportamento de formas imaturas de Aedes aegypti. MÉTODOS: As 9 áreas foram agrupadas em 4 estratos, diferenciados pelo uso e ocupação do solo. Foram coletadas larvas e pupas numa amostra de cerca de 500 imóveis em cada área. RESULTADOS: Apesar do pneu e lona apresentarem as maiores taxas de positividade para Aedes aegypti, o ralo, juntamente com outros recipientes fixos nas edificações foram altamente predominantes entre os recipientes positivos (32 a 76 por cento dos recipientes positivos). As áreas coletivas de prédios e os imóveis não residenciais de grande porte apresentaram as maiores taxas de positividade para Aedes aegypti enquanto os apartamentos, as menores. Os níveis de infestação foram maiores na área residencial com predominância de prédios de apartamentos, onde 76 por cento dos criadouros detectados foram recipientes fixos nas edificações. CONCLUSÕES: Esses conhecimentos são importantes subsídios para a estratégia de controle, pois reforçam a necessidade de atenção especial para determinados tipos de imóveis, bem como da adequação da norma técnica de ralo de água pluvial e da melhoria de manutenção das edificações. Além disso, são necessárias observações sistemáticas que permitam acompanhar a dinâmica de ocupação de diferentes imóveis e recipientes por Aedes aegypti e a incorporação desses conhecimentos nas ações de controle do vetor na região.

INTRODUCTION: In a region of high dengue incidence, on the coast of the State of São Paulo, 9 areas were selected to evaluate the behavior of immature Aedes aegypti. METHODS: The 9 areas were grouped into 4 strata according to soil use and occupation. Larvae and pupas were collected in a sample of approximately 500 buildings in each area. RESULTS: Although tires and canvas presented the highest positive rates for Aedes aegypti, drains and other containers fixed to the buildings were highly predominant among positive containers; 32 to 76 percent of the positive containers in the 4 study strata. Public areas of apartment buildings and large non-residential premises presented the highest positive rates for Aedes Aegypti, while apartments presented the lowest. Infestation levels were greater in residential areas with predominance of apartment buildings, where 76 percent of the breeding sites detected were containers fixed to the buildings. CONCLUSIONS: This knowledge is an important tool in the control strategy, since it reinforces the need for special attention regarding certain types of buildings and the adjustment of technical norms for pluvial water drains and improvement of building maintenance. Moreover, systematic observations are required to follow-up the occupancy dynamic of different buildings and containers by Aedes aegypti and the incorporation of this knowledge in the control of vectors in the region.

Análise da distribuição espaço-temporal de dengue e da infestação larvária no município de Tupã, Estado de São Paulo / Analysis on the spatial-temporal distribution of dengue and larval infestation in the municipality of Tupã, State of São Paulo

INTRODUÇÃO: O vírus da dengue é transmitido pela picada do mosquito Aedes aegypti e, o atual programa de controle não atinge o objetivo de impedir sua transmissão. Este trabalho objetivou analisar a relação entre a distribuição espaço-temporal de casos de dengue e os indicadores larvários no município de Tupã, de janeiro de 2004 a dezembro de 2007. MÉTODOS: Foram construídos indicadores larvários por quarteirão e totalidade do município. Utilizou-se o método cross-lagged correlation para avaliar a correlação entre casos de dengue e indicadores larvários. Foi utilizado estimador kernel para análise espacial. RESULTADOS: A correlação cruzada defasada entre casos de dengue e indicadores larvários foi significativa. Os mapas do estimador Kernel da positividade de recipientes indicam uma distribuição heterogênea, ao longo do período estudado. Nos dois anos de transmissão, a epidemia ocorreu em diferentes regiões. CONCLUSÕES: Não ficou evidenciada relação espacial entre infestação larvária e ocorrência de dengue. A incorporação de técnicas de geoprocessamento e análise espacial no programa, desde que utilizados imediatamente após a realização das atividades, podem contribuir com as ações de controle, indicando os aglomerados espaciais de maior incidência.

INTRODUCTION: The dengue virus is transmitted by the bite of the mosquito Aedes aegypti and the current control program has not met the target of preventing its transmission. This study aimed to analyze the relationship between the spatial-temporal distribution of dengue cases and the larval indices in the municipality of Tupã between January 2004 and December 2007. METHODS: Larval indices were built up block by block and for the entire municipality. We used the cross-lagged correlation method to assess the correlation between dengue cases and larval indices. The kernel estimator was used for spatial analysis. RESULTS: The cross-lagged correlation between dengue cases and larval indices was significant. The kernel estimator maps of positive findings among recipients indicated heterogeneous distribution over the course of the study period. Over two years of transmission, the epidemic occurred in different regions. CONCLUSIONS: There was no evidence of a relationship between larval infestation and dengue occurrence. Incorporation of geoprocessing techniques and spatial analysis into the program, if used immediately after completion of activities, might contribute towards the control actions, thereby indicating spatial agglomerations of higher incidence.

Doença de Chagas no estado de São Paulo: dos primórdios do controle vetorial à vigilância sustentável. / Chagas' disease in São Paulo state: from the beginning of vector control to sustainable surveillance.

São apresentados os resultados do controle dos transmissores da doença de Chagas no estado de São Paulo que levaram à eliminação do Triatoma infestans do solo paulista. São descritas as fases pelas quais passou o programa, destacando os fatores, somados às ações de controle, que contribuíram para o seu êxito. Finalmente, são descritas as ações de vigilância dos vetores vigentes no estado, desencadeadas a partir de notificações de insetos, originadas pela população, cujos resultados apontam continuidade e garantem sustentabilidade ao Programa.

We show in this article the results of Chagas? disease vector control program in São Paulo state, Brazil, which resulted in the eradication of Triatoma infestans from the state territory. We describe the various phases of the program, emphasizing the factors which complemented such control actions and contributed to their success. Then, we describe the vector surveillance actions in effect in this state, based on insect notification by the population, which show continuity and warrant the sustainability of the program.