umu.sePublikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Climate change may enable Aedes aegypti infestation in major European cities by 2100
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin, Epidemiologi och global hälsa.
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin, Avdelningen för hållbar hälsa. Heidelberg University Medical School, Institute of Public Health, Heidelberg, Germany.
Umeå universitet, Medicinska fakulteten, Institutionen för folkhälsa och klinisk medicin, Avdelningen för hållbar hälsa.
Umeå universitet, Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten, Institutionen för matematik och matematisk statistik. Evolution and Ecology Program, International Institute for Applied Systems Analysis, Laxenburg, Austria.
2019 (Engelska)Ingår i: Environmental Research, ISSN 0013-9351, E-ISSN 1096-0953, Vol. 172, s. 693-699Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Background: Climate change allows Aedes aegyptito infest new areas. Consequently, it enables the arboviruses the mosquito transmits - e.g., dengue, chikungunya, Zika and yellow fever – to emerge in previously uninfected areas. An example is the Portuguese island of Madeira during 2012–13.

Objective: We aim to understand how climate change will affect the future spread of this potent vector, as an aidin assessing the risk of disease outbreaks and effectively allocating resources for vector control.

Methods: We used an empirically-informed, process-based mathematical model to study the feasibility of Aedes aegypti infestation into continental Europe. Based on established global climate-change scenario data, we assess the potential of Aedes aegypti to establish in Europe over the 21st century by estimating the vector population growth rate for five climate models (GCM5).

Results: In a low carbon emission future (RCP2.6), we find minimal change to the current situation throughout the whole of the 21st century. In a high carbon future (RCP8.5), a large parts of southern Europe risks being invaded by Aedes aegypti.

Conclusion: Our results show that successfully enforcing the Paris Agreement by limiting global warming to below 2 °C significantly lowers the risk for infestation of Aedes aegypti and consequently of potential large-scale arboviral disease outbreaks in Europe within the 21st century.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Elsevier, 2019. Vol. 172, s. 693-699
Nyckelord [en]
Aedes aegypti, Vector invasion, Europe, Climate change
Nationell ämneskategori
Folkhälsovetenskap, global hälsa, socialmedicin och epidemiologi Klimatforskning
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:umu:diva-143763DOI: 10.1016/j.envres.2019.02.026ISI: 000468377500079PubMedID: 30884421OAI: oai:DiVA.org:umu-143763DiVA, id: diva2:1172048
Forskningsfinansiär
Vetenskapsrådet, 2015-03917Forskningsrådet Formas, 2017-01300
Anmärkning

Originally included in thesis in manuscript form with title "Climate change may enable Aedes aegypti mosquitoes infestation in major European cities by 2100"

Tillgänglig från: 2018-01-09 Skapad: 2018-01-09 Senast uppdaterad: 2019-06-20Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Climate Change, Dengue and Aedes Mosquitoes: Past Trends and Future Scenarios
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Climate Change, Dengue and Aedes Mosquitoes: Past Trends and Future Scenarios
2018 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Background Climate change, global travel and trade have facilitated the spread of Aedes mosquitoes and have consequently enabled the diseases they transmit (dengue fever, Chikungunya, Zika and yellow fever) to emerge and re-emerge in uninfected areas. Large dengue outbreaks occurred in Athens in 1927 and in Portuguese island, Madeira in 2012, but there are almost no recent reports of Aedes aegypti, the principal vector, in Europe. A dengue outbreak needs four conditions: sufficient susceptible humans, abundant Aedes vector, dengue virus introduction, and conducive climate. Can Aedes aegypti establish themselves again in Europe in the near future if they are introduced? How do the current and future climate affect dengue transmission globally, and regionally as in Europe? This thesis tries to answer these questions.

Methods Two process-based mathematical models were developed in this thesis. Model 1 describes a vector’s ability to transmit dengue – vectorial capacity – based on temperature and diurnal temperature range (DTR). Model 2 describes vector population dynamics based on the lifecycle of Aedes aegypti. From this model, vector abundance was estimated using both climate as a single driver, and climate together with human population and GDP as multiple drivers; vector population growth rate was derived as a threshold condition to estimate the vector’s invasion to a new place.

Results Using vectorial capacity, we estimate dengue epidemic potential globally for Aedes aegypti and in Europe for Aedes aegypti and Aedes albopictus. We show that mean temperature and DTR are both important in modelling dengue transmission, especially in a temperate climate zone like Europe. Currently, South Europe is over the threshold for dengue epidemics if sufficient dengue vectors are present. Aedes aegypti is on the borderline of invasion into the southern tip of Europe. However, by end of this century, the invasion of Aedes aegypti may reach as far north as the middle of Europe under the business-as-usual climate scenario. Or it may be restricted to the south Europe from the middle of the century if the low carbon emission – Paris Agreement – is implemented to limit global warming to below 2°C.

Conclusion Climate change will increase the area and time window for Aedes aegypti’s invasion and consequently the dengue epidemic potential globally, and in Europe in particular. Successfully achieving the Paris Agreement would considerably change the future risk scenario of a highly competent vector – Aedes aegypti’s – invasion into Europe. Therefore, the risk of transmission of dengue and other infectious diseases to the mainland of Europe depends largely on human efforts to mitigate climate change.

Abstract [sv]

Bakgrund Klimatförändringar tillsammans med en ökad frekvens av globala resor och handel har gynnat spridningen av Aedes-myggor och möjliggjort att de sjukdomar som de överför (dengue feber, Chikungunya, Zika och gul feber) etablerar sig i tidigare oinfekterade områden. Det två största utbrotten av dengue i Europa inträffade i Aten 1927 och på den portugisiska ön Madeira 2012 orsakades av Aedes aegypti, men i de allra flesta delar i Europa finns inga rapporter om Aedes aegypti. Ett utbrott av dengue kräver att fyra villkor uppfylls: tillräckligt mottagliga människor, rikligt med Aedes-vektorer, introduktion av dengue-virus, och ett gynnsamt klimat. En stor fråga idag är om Aedes aegypti kan etableras igen i Europa i ett förändrat klimat, och hur nuvarande och framtida klimatförhållanden möjligör dengue smittspridning globalt och regionalt i Europa. Denna avhandling försöker svara på dessa frågor.

Metoder Två processbaserade matematiska modeller utvecklades i arbetet med denna avhandling. En av modellerna beskriver vektorns förmåga att överföra dengue – vektorkapaciteten – baserat på temperatur och dyngstemperaturens varation (DTR). Den andra modellen beskriver vektorpopulationens dynamik baserat på myggans livscykel. Myggornas populationsdynamik och populationstäthet uppskattades med en modell baserat på enbart klimat, samt en modell baserat på klimat, mänsklig befolkning och BNP. Vektorgruppens tillväxthastighet härleddes som ett tröskelvärde för att uppskatta vektorernas invasionsbenägenhet till nya områden i takt med att klimatet förändras.

Resultat Med hjälp av vektorkapacitetmodellen uppskattade vi den epidemiska potentialen av dengue smittad av Aedes aegypti globalt och i Europa av Aedes aegypti och Aedes albopictus. Vi visar att den genomsnittliga temperaturen och DTR båda är viktiga för dengue myggornas kapacitet att starta epidemier, särskilt i tempererade klimatzoner, så som Europa. För närvarande är Syd-Europa tillräckligt gynnsamt för dengueepidemier vissa tider på året om myggpopulationerna är tillräckligt stora. Vi visat att Aedes aegypti möjligen kan etablera sig längs Europas södra utkanter idag. I slutet av detta århundrade kan invasionen av Aedes aegypti nå så långt norrut till mitten av Europa om vi inte begränsar klimatutsläppen mer än vad vi gör idag. Om vi följer klimatavtalet från Paris 2015 där den globala uppvärmningen begränsar till under 2 grader kan invasionen troligtvis förhindras, eller i vilket fall kraftigt begränsas i Europa.

Slutsats Ett varmare klimat kommer att öka antalet geografiska områdena i Europa som är gynnsamt för Aedes aegypti. Det kommer även öka tidsfönstret för vektorernas epidemiska potential globalt, och i synnerhet för Europa. En framgångsrik implementering av klimatavtalet från 2015, som riktar sig mot att begränsa uppvärmingen till under 2 grader, skulle väsentligt minska risken för en framtida invasion av dengue, zika och chikungunya i Europa. Därför beror risken för dengueöverföring och andra infektionssjukdomar i södra Europa till stor del på mänskliga ansträngningar för att med utsläppsminskningar av växthusgaser kontrollera klimatförändringen.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Umeå: Umeå universitet, 2018. s. 100
Serie
Umeå University medical dissertations, ISSN 0346-6612 ; 1931
Nyckelord
dengue, mathematical modelling, vectorial capacity, DTR, Aedes aegypti, Aedes albopictus, climate change, Europe, vector invasion, abundance, dengue, matematisk modellering, vektorkapacitet, DTR, Aedes aegypti, Aedes albopictus, klimatförändring, Europa, vektor invasion
Nationell ämneskategori
Folkhälsovetenskap, global hälsa, socialmedicin och epidemiologi
Forskningsämne
epidemiologi
Identifikatorer
urn:nbn:se:umu:diva-143764 (URN)978-91-7601-798-2 (ISBN)
Disputation
2018-02-02, Hörsal D, Tandläkarhögskolan, By1D, 9 tr, Norrlands universitetssjukhus, Umeå, 09:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Tillgänglig från: 2018-01-12 Skapad: 2018-01-09 Senast uppdaterad: 2018-06-09Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(4339 kB)31 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 4339 kBChecksumma SHA-512
bdd6260c31d13cea419a7982e910e958bf176e2f7b8a4d0cbb43d9f412ee864f4030b58968818d157b791827a895a8fb323b32e0bd4c1908ec260bc5cf26eb85
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMed

Personposter BETA

Liu-Helmersson, JingRocklöv, JoacimSewe, MaquinsBrännström, Åke

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Liu-Helmersson, JingRocklöv, JoacimSewe, MaquinsBrännström, Åke
Av organisationen
Epidemiologi och global hälsaAvdelningen för hållbar hälsaInstitutionen för matematik och matematisk statistik
I samma tidskrift
Environmental Research
Folkhälsovetenskap, global hälsa, socialmedicin och epidemiologiKlimatforskning

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 31 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 391 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf