Tidevann, vind, undervannstopografi, ferskvannstilførsel og temperatur er elementer som påvirker havstrømmenes bevegelser og retning.

Hvordan kan man fra noe som er så omskiftelig og dynamisk utvikle en modell til å forutsi smittespredning?

En forskningsgruppe fra Veterinærinstituttet og Norsk Institutt for Vannforskning (NIVA) har innarbeidet data om havstrøm og vannkontakt mellom oppdrettsanlegg i en modell for smittespredning.

Målet har vært å utvikle et bedre verktøy til å forebygge og bekjempe spredning av virus som gir pankreassyke (PD).

Ettersom smitte sannsynligvis spres med vannet, vil det være større risiko for at et smittet anlegg sprer smitten til anlegg som ligger i strømretningen, enn de som ligger motstrøms.

I prosjektet, kalt Aquastrøm, har forskerne utviklet en havstrømsmodell og tilpasset den til et fjordsystem.

Ved å simulere vannkontakt mellom alle par av oppdrettsanlegg, har de greid å trekke ut generelle mønster i vannmassenes bevegelser. Dette er deretter innarbeidet i en smittespredningsmodell.

Vannkontakt kontra sjøavstand

I studien har forskerne testet om hydrodynamiske modeller kan bidra til å beregne sannsynligheten for at oppdrettsfisk blir smittet av PD. Spørsmålet er om vannkontakt mellom oppdrettsanlegg forklarer sykdomsspredning mer presist enn sjøavstand.

For å teste ut dette, har forskerne anvendt en variabel som beskriver smittepresset anleggene utsettes for. Smittepressvariabler beregnet fra sjøavstand og vannkontakt ble testet ut og sammenlignet i spredningsmodeller.

Modellene omfattet spredning av PD til 10 av totalt 23 utsett av laksefisk innefor et område av Sunnfjord i Sogn og Fjordane i perioden 2005-2008.

– Vi fant at beregnet vannkontakt mellom lokaliteter forklarte spredningen av PD betydelig bedre enn fysisk avstand, forteller forsker Peder A. Jansen ved Veterinærinstituttet.

– Når vi følger historien om PD-utbrudd i området, er det ved første øyekast slående lite avvik mellom kronologiske utbrudd og hvordan lokalitetene er beregnet å stå i innbyrdes vannkontakt, forklarer han.

– Grad av vannkontakt er basert på simuleringer og måles ut fra tiden det tar før sporstoff treffer et annet anlegg kombinert med konsentrasjonen av sporstoffet ved dette anlegget.

– Dette gir et sterkt holdepunkt for at PD spres mellom oppdrettsanlegg ved passiv drift av smittestoffet i vannstrømmene. Samtidig utelukker vi ikke at også andre mekanismer kan være med å spre PD-viruset, understreker han.

–Vi må samtidig ta noen forbehold. Resultatene er basert på relativt få utsett av fisk i ett og samme fjordområde. Funnenes gyldighet vil styrkes betraktelig om vi finner det samme mønsteret i andre områder. Dette er vi i gang med å teste, forteller Jansen.

Vannstrøm gir asymmetrisk spredning

Ved å gjenskape generelle mønster i strømforhold og simulere spredning av sporstoff (smittestoff) har forskerne kartlagt og beregnet vannkontakt og vannkontaktnettverkene mellom de ulike anleggene. Simuleringen er gjort slik at ”smitten” kan spores tilbake til det enkelte anlegg.

Slik blir det mulig å kartlegge hvordan smittestoff fra det enkelte anlegg spres i området og hvordan smittekonsentrasjonen endres over en gitt periode.

Forskerne fant en klar asymmetri når det gjaldt vannkontakt.

– Selv om en oppdrettslokalitet bidrar med vann til en annen lokalitet er det ikke nødvendigvis slik at den andre lokaliteten bidrar med vann tilbake, forklarer Jansen.

– Det ble tydelig at enkelte lokaliteter har et stort vannkontaktnettverk, mens andre mer eller mindre er avskjermet fra slik kontakt.

Betydning for smittesikker avstand

– Et av resultatene fra denne smitte-simuleringen viste at oppdrettsanlegg som ligger langt fra hverandre kunne komme i kontakt med hverandre, forteller Jansen.

– Samtidig kan også to anlegg om ligger tett på hverandre være uten vannkontakt. Simuleringen viste også hvordan vann fra et smittet oppdrettsanlegg kan bli spredd over et stort område etter bare noen dager. Dette har betydning for vurdering av smittesikker avstand.

– Oppdrettslokaliteter som bidrar med vann til mange andre lokaliteter, kan slik spille en nøkkelrolle i lokal sykdomspredning, forklarer Jansen.

Ved å bruke dette verktøyet til å kartlegge anleggenes grad av vannkontakt, kan man jobbe mer aktivt og presist for å forebygge og minske risikoen for videre spredning av PD.

Stort potensial og bruksområde

Havstrømsmodellen som er utarbeidet gir grunnlag for å sette opp en oversikt over vannkontaktnettverket mellom oppdrettslokaliteter i områder på 2000-4000 km² i form av en enkel tabell.

– En slik tabell vil kunne være et viktig redskap for å vurdere smitterisiko og innrette tiltak på en effektiv måte.

– Smittesimulering ut fra havstrømsmodeller vil også være nyttig i forbindelse med planlegging og samordning av drift, legger Jansen til.

Mindre risiko

Forskerne ser også for seg at verktøyet på sikt kan brukes for å utarbeide et varslingssystem for smittsomme sykdommer.

Et slik system kan eksempelvis hjelpe den enkelte oppdretter til å kunne sette inn tiltak på de anlegg som ligger i strømretning for potensiell smittekilde. I tillegg ser forskerne at dette kan være et nyttig verktøy når plassering av nye lokaliteter skal avgjøres.

Mulig verktøy mot andre virus og parasitter

Havstrømsmodellen har også potensial til å rettes inn mot andre agens eller parasitter.

Her gjenstår imidlertid arbeid med å tilpasse tidsaspektet i forhold til smittsom periode.

Modellen må også videreutvikles slik at den kan anvendes på et område som er stort nok til å dekke spredningsevnen til aktuelt virus eller gitt parasitt.