Beispiele für Nachverfolgung und Nutzung von Analytics: Erkenntnisse aus der datengesteuerten Bekämpfung von Ebola und Malaria

Die COVID-19-Krise und die damit verbundene Vielzahl der Entscheidungen zum Schließen von Unternehmen, Schulen, Restaurants und der meisten anderen nicht systemrelevanten öffentlichen Räume führen zu noch nie dagewesenen Maßnahmen zum Schutz der Familie, von Freunden und Nachbarn in unserer Lebensumgebung vor dem Virus. Bei den meisten von uns ist angekommen, dass sie zu Hause bleiben, sich die Hände waschen und dabei zweimal „Happy Birthday“ singen sowie in der Öffentlichkeit eine Maske tragen sollen. Viele kommen aber jetzt zum ersten Mal mit den Bereichen öffentliche Gesundheit und Epidemiologie in Berührung. In den vergangenen Wochen haben Sie wahrscheinlich auch von dem Begriff „Kontaktverfolgung“ (oder „Umgebungsuntersuchung“) gehört.

Für die Epidemiologie ist dies eine große Chance, sich der Öffentlichkeit zu vermitteln. Wissenschaftler und Mitarbeiter der Gesundheitsbehörden sind plötzlich überall in den Medien zu sehen und zu hören. Dort erläutern sie u. a. die Bedeutung der Nachverfolgung jedes Kontakts, der zur Verbreitung einer Seuche geführt haben kann, um diese zu begrenzen.

Vielleicht kennen Sie das Konzept der Kontaktverfolgung ja bereits aus dem 2006 TED Talk von Dr. Larry Brilliant. Dort wird gezeigt, wie damit die Pocken ausgerottet werden konnten. Brilliant beschreibt ausführlich, wie er und sein dafür ausgebildetes Team durch Indien gereist sind, um jeden aufgetretenen Pockenfall und jede potenzielle Verbindung dazu zu ermitteln, bis schließlich kein Fall mehr aufgetreten ist. Er hat außerdem die Herausforderung, mit der wir jetzt konfrontiert sind, schon lange vorhergesagt. Brilliant simulierte einen unkontrollierten Ausbruch des SARS-Virus in jedem Land der Erde innerhalb von drei Wochen. Das Ergebnis dieser Simulation führte zu seinem unmissverständlichen Aufruf, in Systeme für eine „frühzeitige Erkennung und Reaktion“ zu investieren, um die Verbreitung solcher Seuchen zu begrenzen.

Bei der Tableau Foundation haben wir festgestellt, wie effektiv Kontaktverfolgung und gründliche Datenerfassung für das Nachverfolgen und Eindämmen einige der zerstörerischsten Krankheiten weltweit sein können. Seit Jahren unterhalten wir Partnerschaften mit gemeinnützigen Organisationen und lokalen Behörden weltweit, um datengesteuerte Maßnahmen im Kampf gegen einige der tödlichsten Krankheiten weltweit möglich zu machen: Malaria. Tuberkulose. HIV/AIDS. Ebola.

Bei jeder Pandemie beruht die Kontrolle und letztendliche Bekämpfung der Verbreitung solcher Seuchen in erster Linie auf zwei sehr einfachen Gedanken: Jeder mögliche Kontakt mit infizierten Personen soll aufgespürt und die Informationen sollen schneller als die Verbreitung der Erkrankung bereitgestellt werden.

Nirgendwo war der positive Effekt offenkundiger als im Kampf gegen Ebola in Westafrika im Jahr 2014. Durch Zusammenarbeit mit unseren Partnern bei Dimagi und NetHope und durch eine Partnerschaft mit The Earth Institute der Columbia University konnten wir Tableau-basierte Analytics-Systeme bereitstellen, mit denen die Verantwortlichen im Gesundheitswesen und in der Politik die Schritte ermittelt haben, die zur Reduzierung der drohenden Ausbreitung der Seuche erforderlich waren.

Einerseits gab es durchaus einen großen Bedarf an Technologien zur Erfassung und Analyse der Fälle in Guinea, Liberia und Sierra Leone. Andererseits waren die Methoden zur Datenerfassung bewusst wenig techniklastig. Die Basis waren Gespräche mit infizierten Patienten darüber, mit wem sie Kontakt hatten, wie lange das her ist und im besten Fall wie die anderen Personen heißen, mit denen sie in Kontakt gekommen sind.

Mithilfe zusammenfassender Dashboards aus Guinea konnten alle Behörden den aktuellen Stand und das Ausmaß der Verbreitung nachvollziehen.

Dafür mussten die verantwortlichen Personen oft unter Missachtung lokaler Bräuche und sozialer Normen tätig werden. Das galt insbesondere für Großfamilien eng verbundener Gemeinschaften, in denen alles von der gemeinschaftlichen Nahrungsaufnahme bis zur Vorbereitung der Leichen Verstorbener für Beerdigungsrituale ein Übergreifen des Virus von einer Person auf die andere begünstigt. Den Menschen musste vermittelt werden, wie sich die Krankheit ausbreitet, und sie mussten davon überzeugt werden, ihr Verhalten zu ändern, bis das Virus verschwunden ist. Dieses Wissen wurde dann auch zur Grundlage der Interviews, die Mitarbeiter der Gesundheitsbehörden mit allen potenziellen Kontaktpersonen durchgeführt haben, sowie für die Diskussion der Schritte zur Verhinderung der Übertragung.

Mithilfe der Technologie von Dimagi konnte bei diesem Vorgehen der Zeitaufwand für die Aggregation und Visualisierung der Daten für die lokalen Amtsträger von einer Woche auf wenige Stunden reduziert werden. Mit Unterstützung dieser Daten ließ sich systematisch der Kontakt zwischen infizierten Personen und der übrigen Bevölkerung verhindern. Möglicherweise war genau dieses Vorgehen dafür entscheidend, dass die Verbreitung der Seuche, die über 19.000 Menschen infiziert und über 7.500 Menschen das Leben gekostet hat, gestoppt werden konnte.

Ein Großteil dieser Vorgehensweise wurde mit dem zweiten Ebola-Ausbruch in der Demokratischen Republik Kongo (DRC) im Jahr 2018 auf die Probe gestellt. Unsere Partnerorganisation PATH gehörte zu einem großen öffentlich-privaten Konsortium, das eine schnelle Reaktion auf den Ausbruch in der Provinz Équateur möglich gemacht hat. Dieses Mal waren die Gesundheitsmitarbeiter mit einem wirksamen Impfstoff ausgestattet, dessen begrenzte Kapazität sie durch Kontaktverfolgung gezielt dort einsetzen konnten, wo er gebraucht wurde.

In der DRC wurden die Kontaktdaten in nationalen und regionalen Notfallzentren (Emergency Operation Centers, EOCs) in Verbindung mit einer Vielzahl demografischer, epidemiologischer und sozio-ökonomischer Daten analysiert, um festzustellen, welche Gemeinschaften am meisten gefährdet sind und wie man zu deren Schutz Ressourcen bereitstellen kann. Die Verantwortlichen hatten die Möglichkeit, sowohl persönlich wie virtuell für die tägliche Entscheidungsfindung und für eine Prüfung des erreichten Fortschritts auf diese Daten zuzugreifen.

Durch die Lehren aus dem Ausbruch im Jahr 2014 konnten in der DRC durch schnelleres und effektiveres Handeln fraglos Leben gerettet werden. Gegen Ende von 2019 – Monate nach der Ermittlung der ersten Fälle – gab es 3.400 bestätigte Erkrankungen und 2.200 gemeldete Todesfälle, die der Seuche zugeordnet werden konnten.

Der Gesundheitsminister der Demokratischen Republik Kongo prüft das Ebola-Dashboard auf seinem Tablet, um sich in Echtzeit über die Situation vor Ort zu informieren. Foto: Gesundheitsminister der DRC mit freundlicher Genehmigung von PATH.org.

Auch wenn sich die Symptome und die Verbreitung des neuartigen Coronavirus von Ebola unterscheiden, ist der Mechanismus des Virus der gleiche wie bei jeder anderen Seuche. Das Virus ist ein Passagier und der menschliche Körper ist das Transportmittel. Nach dem, was wir bis jetzt wissen, verbreitet es sich in erster Linie über Tröpfchen, die entstehen, wenn eine infizierte Person hustet oder niest. Das Verständnis und die Nachverfolgung der Übertragungswege, also der Krankheitsüberträger, sind für die Begrenzung der Virusausbreitung entscheidend. Bei der Kontaktverfolgung geht es ganz einfach darum, die infizierten Personen zu ermitteln und dann jede Person zu erfassen, mit der sie Kontakt hatten. Reuters veröffentlichte kürzlich einen Artikel mit eindrucksvollen Visualisierungen, die den Prozess der Nachverfolgung der COVID-19-Verbreitung in ausgewählten Gemeinschaften in Südkorea veranschaulichen.

Die an sich simple Idee der Kontaktverfolgung wird dabei schnell zu einem komplexen Vorgang. Während Daten in vielen Bereichen unseres Arbeits- und Privatlebens zunehmend allgegenwärtig sind, lassen sich Daten zu diesen Formen kurzzeitiger oder auch intensiver persönlicher Begegnungen sehr viel schwerer erfassen.

„Wir haben es mit einer Krankheit zu tun, bei der Zeit der wichtigste Faktor ist. Wenn Kontakte nicht kontrolliert werden können, lässt sich auch die Seuche nicht kontrollieren.“

– Anne Liu, Associate Director for Health Systems Development des Earth Institute

Die Kontaktverfolgung wird oft – und entscheidend – durch asymptomatische Überträger der Krankheit extrem verkompliziert. Forscher haben herausgefunden, dass bei COVID-19 signifikante hohe Raten asymptomatischer Überträger auftreten können. Das erschwert die Ermittlung und Verfolgung erheblich. Wenn jemand gar nicht weiß, dass er die Krankheit hat, kann er nicht sofort in den Daten als bestätigter Fall erfasst werden. Wenn aber die Gesundheitsbehörden die Möglichkeit haben, seinen Kontakt zu einem bekannten Fall zurückzuverfolgen, kann er getestet und als potentieller Überträger eingestuft werden.

COVID-19 ist aber bei weitem nicht die einzige Seuche, die oft asymptomatisch übertragen wird. Etwa 80 % der Überträger von Malaria weisen zum Beispiel keine verdächtigen Anzeichen einer Infektion auf wie Fieber, Schüttelfrost und – am augenfälligsten – Übelkeit. Wenn eine Malariabehandlung verfügbar ist, lassen sich durch Überwachung, Tests und Behandlung die Infektionsraten senken. Wo dies richtig angewendet wurde, konnte ein Rückgang von 80 % bei gemeldeten Malariafällen und von 90 % bei damit verbundenen Todesfällen festgestellt werden. Die Kontaktverfolgung ist der zentrale Faktor für diesen Erfolg. Wenn ein Fall von einer Klinik diagnostiziert wird, werden die Gesundheitsarbeiter in das Dorf des Betroffenen zurückgeschickt, um alle, die ihm nahe gekommen sind, auf Malaria zu testen, auch wenn sie noch keine Symptome aufweisen. Die positiv getesteten Personen erhalten dann zur Behandlung die entsprechende Medizin, bevor sich das Virus in der Gemeinschaft ausbreiten kann.

Es liegt auf der Hand, was dies für die aktuelle Situation mit dem Coronavirus bedeutet. Ausgangsbeschränkungen sollen zwar Kontakte reduzieren. Das Virus kann sich aber weiter – eventuell unbemerkt – über Familienmitglieder, Nachbarn, Dienstleister und andere verbreiten, mit denen immer noch Kontakt besteht. Wenn dann die Verantwortlichen die Rückkehr zur Normalität ins Auge fassen, wird die Ermittlung dieser Interaktionen noch einmal ein Stück komplizierter.

Da nun die Diskussion um die Aufhebung einiger Ausgangsbeschränkungen und um den Neustart einiger Wirtschaftsbereiche einsetzt, stimmt es optimistisch, dass einige Gouverneure wie Jay Inslee im Bundesstaat Washington der Kontaktverfolgung Vorrang in ihren Plänen eingeräumt haben. Vor diesem Hintergrund gibt es immer noch mehr Fragen als Antworten dazu, wie diese tatsächlich durchgeführt werden soll.

Apple und Google haben am 10. April Schlagzeilen in den USA gemacht, als sie die Zusammenarbeit bei einer neuen Plattform für ein freiwilliges Kontaktverfolgungssystem mithilfe von iOS- und Android-unterstützten Geräten bekannt gaben. Dabei handelte es sich nicht um die ersten Bemühungen zur Anwendung der Mobiltechnologie. China, Singapur und Südkorea nutzen bereits ähnliche Ansätze zur Verfolgung von Interaktionen und zur Ermittlung der näheren Kontakte eines potenziellen Überträgers.

Dimagi, das Unternehmen, dessen Technologie bereits zur Bekämpfung des Ebola-Ausbruchs in Guinea 2014 angewendet wurde, hat in Zusammenarbeit mit 16 Behörden weltweit für die Bekämpfung von COVID-19 die App „CommCare“ bereitgestellt. Zu diesen Partnern gehört auch das Gesundheitsamt der Stadt San Francisco, das gemeinsam mit der University of California CommCare als primäre Technologie zur Kontaktverfolgung zur Verfügung stellen will.

„Wenn die Zeit für die Lockerung der Ausgangsbeschränkungen gekommen ist, benötigen wir dieses Programm zur Kontaktverfolgung, damit wir auf neue Fälle reagieren und die unkontrollierte Ausbreitung des Virus verhindern können“, teilt London N. Breed, Bürgermeister von San Francisco Mayor, in einer kürzlichen Presseveröffentlichung über das Programm mit.

Über die CommCare-Plattform können sich Fallkontakte für die Zusendung täglicher Textnachrichten oder für Telefonanrufe zu ihrem Gesundheitszustand und zu möglichen Symptomen während der 14-tägigen Überwachungsperiode anmelden. Sie haben auch die Möglichkeit, über Textnachrichten Symptome selbst zu melden und so die Gesundheitsbehörden sofort darüber zu informieren, dass möglicherweise eine Verlaufskontrolle oder ein Test bei ihnen erforderlich ist.

Allerdings gibt es noch keine klaren Antworten auf zentrale Fragen zu Datenschutz und Mitwirkung. Wer hat Zugriff auf die Daten und wie werden sie gespeichert? Können sich Benutzer bei dem Programm zeitlich begrenzt anmelden oder gibt es einen automatischen Registrierungsvorgang und die einzelnen Personen müssen sich gezielt abmelden?

Hinzu kommt die ebenso wichtige Frage, wer davon komplett ausgeschlossen ist. Die Bekämpfung des Coronavirus hat viele der Benachteiligungen durch die digitale Spaltung in den USA offen gelegt. In Gemeinden mit niedrigerem Einkommen – speziell solche mit einer Bevölkerung afro-amerikanischer Herkunft ist der Anteil an Verstorbenen überproportional hoch. Würde eine übermäßige Konzentration auf die digitale Kontaktverfolgung eine solche Entwicklung verschärfen? Jede einzelne dieser Fragen muss sorgfältig abgewogen und geklärt werden. Die Debatte über Datenschutz und Technologie wird bereits seit Jahren geführt und wird sich auch in den nächsten Jahren fortsetzen.

Trotz dieser offenen Fragen wissen wir aber aus unserer Arbeit im Rahmen von Ebola- und Malariaseuchen, dass jeder Tag mit Untätigkeit Menschenleben kostet. Außerdem verfügen wir mit der Kontaktverfolgung über eines der effektivsten Hilfsmittel im Bereich der öffentlichen Gesundheitsvorsorge und Epidemiologie, mit dem die Ausbreitung der Seuche sofort beschränkt werden kann. Deshalb sollten wir es in der Praxis anwenden und gleichzeitig versuchen, die drängenden Fragen zu Chancengleichheit und Datenschutz zu beantworten, und zwar nicht nur, was die Reaktion auf die Pandemie betrifft, sondern auch im Hinblick auf die Bemühungen bei der Rückkehr zur Normalität. Es macht aber auch keinen Sinn, mit dem Handeln bis zum Ende der Debatten zu warten.

Diese Art der Kontaktverfolgung finden vielleicht viele von uns in den globalen Technologiezirkeln etwas schlicht. Deren lange Erfolgsgeschichte in Bezug auf einige der tödlichsten Krankheiten der Welt sollte aber den fehlenden Glanz der Innovation wettmachen. Diese Kampagnen gegen Ebola und Malaria wären zwar ohne Technologie nicht möglich gewesen. Im Zentrum der Arbeit standen aber Menschen, die Informationen von Patienten erfasst und ihre Verbindungen genutzt haben.

Dass es sich dabei eher um eine evolutionäre als um eine revolutionäre Technologie handelt, sollte uns nicht davon abhalten, das Momentum zu nutzen. Die Maßnahmen zur Kontaktverfolgung, die wir heute schon ergreifen können, um die Ausbreitung der Seuche verstehen und begrenzen zu können, reduzieren das Gesundheitsrisiko und retten Leben. Wir sind zwar möglicherweise schon über den Punkt der „frühzeitigen Erkennung und Reaktion“ hinaus, den Dr. Brilliant vor 14 Jahren angemahnt hatte. Es ist aber immer noch ein Zeitpunkt, an dem Handeln zum nächsten Schritt in Richtung auf Kontrolle und eventuelle Auslöschung des Virus führen kann.