Development and Implementation of a Prototype Early Warning System for Near-Real-Time Disease Surveillance for COVID-19 Epidemic in Kuwait

الملخص:
الفيروسـات الناشـئة الجديـدة ذات اإلمكانيـة الوبائيـة، عـى وجـه الخصـوص ، هـي دائمـا مـا تسـبب آثـار الوخيمـة عـى الصحـة العامـة واالقتصـاد العالمـي
ويرجـع ذلـك بشـكل رئيسـي إىل العـدوى غيـر المتوقعـة، وعواقبهـا الصحيـة، وجهـود احتوائهـا الباهظـة الثمـن. ويعـزى ذلـك إىل النمـو السـريع للسـكان،
ًـا بسـرعة يف جميـع أنحـاء
وتغيـر المنـاخ، والتحضـر غيـر المسـتدام، وفقـدان التنـوع البيولوجـي. منـذ نهايـة عـام ،2019 انتشـرت -19COVID الناشـئة حديث
العالـم، بمـا يف ذلـك دولـة الكويـت، ممـا تسـبب يف اعتـال ووفيـات كبيـرة. يمكـن أن توفـر األدوات الوبائيـة الحديثـة مثـل النمـاذج الرياضيـة الزمانيـة و
المكانيــة، و الــذكاء االصطناعــي، ونمــاذج التطــور البيولوجــي رؤى جديــدة وأعمــق يف ديناميكيــات أمــراض المســتجدة مثــل -19COVID. وبالتالــي، فــإن
الهـدف مـن الدراسـة المقترحـة هـو النمذجـة والتنبـؤ بالديناميكيـات الزمانيـة والمكانيـة والتطوريـة لوبـاء -19COVID يف الكويـت. عـاوة عـى ذلـك، نقتـرح
تقييـم اسـتراتيجيات المراقبـة والوقايـة واحتـواء الوبـاء المسـتجد. ستشـمل البيانـات عـى معلومـات عـن حـاالت -19COVID القديمـة و الجديـدة و التـي ً نظامـا اولـي إللنـذار المبكـر الـذي يمكـن أن يسـتخدم بشـكل مسـتدام وسـهل، يف تصويـر ، وتحليـل، ،و إيصـال النتائـج بشـكل شـبه فـوري لتسـاعد عـى
سـيتم جمعهـا مـن سـجل مستشـفى جابـر األحمـد الصبـاح، كذلـك سـيتم جمـع البيانـات الديموغرافيـة العامـة التـي تقدمهـا الهيئـة العامـة للمعلومـات
ًا عـى تحديـد وتقديـر
المدنيـة، وبيانـات التسلسـل الجينـي الكاملـة المتاحـة يف شـبكة االنترنـت عـى مسـتوى العالـم . سـيكون نموذجنـا األولـي المقتـرح قـادر
تطـور الوبـاء -19COVID، وانتقالـه المجتمعـي، والتكتـات الزمانيـة والمكانيـة ، وتوزيـع المخاطـر الجغرافيـة ، وعوامـل الخطـر المرتبطـة بهـا، باإلضافـة
إىل معـدل الطفـرات الجينيـة واألصـول التطوريـة والجغرافيـة. المـدة المقترحـة للمشـروع هـي عـام واحـد بميزانيـة إجماليـة تبلـغ 17،600 دينـار كويتـي،
وسـيتضمن أربـع مهـام )اسـتخراج البيانـات ومعالجتهـا، وتحليـل البيانـات، توحيـد وتشـغيل النمـوذج االولـي للنظـام، وإعـداد التقاريـر (. سـوف تشـمل
ًـا متكامـ ًا وفعـاًل ً إللنـذار المبكـر قائمـا عـى النمـاذج الوبائيـة الحديثـة التـي تـم إنشـاؤها لصنـاع القـرار يف وزارة الصحـة
ومستشـفى جابـر األحمـد الصبـاح مـن أجـل المراقبـة الفعالـة والوقايـة والسـيطرة وبـاء -19COVID بشـكل فـوري يف الكويـت. ً المخرجـات الفنيـة نظامـا أولي
مسـاهمة المـؤسسـة: 8,500 د.ك. التكلفـــة اإلجماليـــة: 8,500 د.ك.

Novel emerging viruses with pandemic potential, in particular, are responsible for
severe implications on global public health and the economy mainly due to the
unpredicted infections, their health consequences, and expensive intervention
efforts. This is attributed to the rapid growth of human populations, climate change,
unsustainable urbanization, and biodiversity loss. Since the end of 2019, the newly
emerging COVID-19 spread rapidly worldwide, including the State of Kuwait, causing
substantial morbidities and mortalities. Modern epidemiological tools such as
temporally explicit mathematical models, spatiotemporal, machine learning, and
Bayesian phylodynamic models can provide novel and deeper insights into disease
dynamics of emerging pathogens such as COVID-19. Thus, the objective of the
proposed study is to model and predict temporal, spatial, and evolutionary dynamics
of the COVID-19 epidemic in Kuwait. Further, we propose a prototype early warning
system that can provide sustainable, easy access, visualization, analyses, and
communication capabilities to evaluate COVID-19 surveillance, prevention, and
control strategies in near-real-time. Data will include retrospective and prospective
COVID-19 cases registered at Jaber Al-Ahmad Al-Sabah Hospital, general
demographic data provided by the public authority for civil information, and publicly
available full genome sequence data collected worldwide. Our proposed prototype
will be able to identify and quantify COVID-19 epidemic progression, community
transmission, space-time clustering, geographical risk distribution, and associated
risk factors, as well as genetic mutation rate, evolutionary, and geographical origins.
This project will be of one-year duration with a total budget of KD 17,600 and will
include four tasks (data extraction and processing, data analysis, prototype
integration and implementation, and reporting). The primary technical outcome will
include an integrated and functional early warning system prototype based modern
epidemiological methods established for decision-makers at the ministry of health
and Jaber Al-Ahmad Al-Sabah Hospital toward efficient surveillance, prevention, and
control of emerging and re-emerging COVID-19 epidemics in Kuwait.