Tecnologías de vigilancia mundial de enfermedades infecciosas y protocolos de intercambio de datos

Jie Huang^1*Zhiyan Ding²Jiaying Li^3*

En este tema de investigación titulado «Tecnologías globales de vigilancia de enfermedades infecciosas y protocolos de intercambio de datos», En la época del primer brote de SARS a principios de este siglo, el concepto de vigilancia de aguas residuales era inimaginable. Hoy, se ha convertido en una realidad, presentando un componente prometedor de una red global integrada de vigilancia genómica basada en aeronaves.¹ También recibimos con agrado las contribuciones técnicas que emplean inteligencia artificial (IA) y tecnologías blockchain para permitir el intercambio de datos global transparente y en tiempo real. Como se expresó en nuestra convocatoria inicial: «Una vez que la situación de la pandemia global pueda monitorearse y verificarse desde cualquier teléfono inteligente, como los que se utilizan para el clima y la contaminación atmosférica, la noble ideología de la prevención global de pandemias se hará realidad, desde la base». Este tema de investigación recibió un total de nueve artículos, cuatro de ellos centrados principalmente en metodologías de muestreo y experimentales (estudios «húmedos»), mientras que cuatro se centraron en el modelado estadístico y computacional (estudios «secos»). En diciembre de 2022, durante la transición de China en las estrategias de control de la COVID-19, publicamos un comentario titulado «El mundo necesita una solución ‘pandámica’ para un problema pandémico».²

En él, introdujimos el término «pandámico» (pan-da-mic). En este contexto, «da» se refiere a aplicaciones de datos ampliamente utilizadas y necesarias para combatir y prevenir pandemias, mientras que «mic» se refiere a la microbiología y, en particular, a diversas tecnologías ómicas. Por lo tanto, el concepto de «pandámico» enfatiza la convergencia esencial de la biotecnología (húmeda) y la tecnología de la información (seca) en los marcos de vigilancia modernos.

Una contribución particularmente notable en esta colección es la revisión de Lipsitch et al., titulada «Necesidades de vigilancia de enfermedades infecciosas en Estados Unidos: Lecciones de la COVID-19».³ Los autores presentaron una hoja de ruta integral para mejorar los sistemas nacionales y mundiales de vigilancia de enfermedades infecciosas. Basándose en la información obtenida de la pandemia de COVID-19, el artículo identificó tipos de datos críticos y elementos de infraestructura necesarios para respaldar la toma de decisiones en tiempo real. Los autores enfatizaron la integración de diversos flujos de datos, incluyendo patrones de movilidad, tendencias de búsqueda en internet, diagnósticos clínicos y señales de aguas residuales, en sistemas específicos y con capacidad de respuesta. Es importante destacar queEl artículo destacó la importancia de sistemas equitativos y adaptativos a nivel local, capaces de fundamentar intervenciones no solo durante crisis agudas, sino también para afrontar los desafíos actuales de salud pública. Tres de los estudios sobre aguas residuales incluyen el término «aguas residuales» en sus títulos, lo que refleja la creciente importancia de la vigilancia basada en aguas residuales en el panorama mundial de la vigilancia de enfermedades infecciosas. Jones et al. investigaron la viabilidad de utilizar aguas residuales de buques de pasajeros como herramienta de vigilancia de patógenos virales que cruzan fronteras marítimas.4 Su estudio demostró la detección exitosa de SARS-CoV-2 y norovirus en aguas negras recogidas de transbordadores de corta distancia que operan entre el Reino Unido e Irlanda. Estos hallazgos validaron el potencial de la vigilancia basada en aguas residuales marítimas para rastrear la transmisión de patógenos a través de fronteras internacionales, ofreciendo una importante herramienta de monitoreo en el contexto de los viajes internacionales. Maida et al. presentó la vigilancia de aguas residuales urbanas en Sicilia durante la temporada de influenza 2022/2023.5 Se encontró que las tendencias temporales del ARN viral de la influenza en aguas residuales reflejaban las tendencias de los casos clínicos, lo que indica el potencial de la vigilancia basada en aguas residuales como un complemento no invasivo y rentable a la vigilancia tradicional de la influenza en entornos urbanos europeos. Dinssa et al. realizaron un estudio longitudinal del SARS-CoV-2 en aguas residuales de Etiopía a lo largo de 2023.6 Encontraron una alta tasa de positividad en muestras de aguas residuales sin tratar y una fuerte correlación entre los niveles de ARN viral y las tendencias de casos de COVID-19. Su trabajo subrayó la capacidad de la vigilancia basada en aguas residuales en entornos de bajos recursos, donde el acceso limitado a diagnósticos clínicos puede llevar a una subestimación de la prevalencia de la infección. Este trabajo proporcionó evidencia convincente de que la vigilancia basada en aguas residuales puede llenar brechas críticas de vigilancia en contextos con recursos limitados. El cuarto estudio de Dama et al. Se describió la implementación de un sistema integrado de referencia de muestras en Burkina Faso.7 Este sistema empleó las redes de mensajería existentes para transportar muestras biológicas humanas para enfermedades prioritarias, incluida la COVID-19, desde clínicas distritales hasta laboratorios de referencia en Burkina Faso. Este innovador sistema logró una entrega puntual de más del 99 % con integridad preservada de las muestras, lo que demuestra que una infraestructura logística escalable y rentable puede mejorar significativamente los resultados de la vigilancia de enfermedades, especialmente para afecciones urgentes o de alto riesgo como la pandemia de COVID-19. En conjunto, estos cuatro estudios ejemplifican enfoques diversos y pragmáticos para mejorar la recopilación de datos de primera línea para la vigilancia de enfermedades infecciosas, abarcando desde nuevas aplicaciones de la vigilancia basada en aguas residuales hasta innovaciones en la logística de bioespecímenes.

Los cuatro estudios en seco incluyen la palabra «modelo(s)» en sus títulos y, en conjunto, reflejan un amplio espectro de estrategias de modelado y aplicaciones regionales.Bowie y Friston evaluaron la validez predictiva de un modelo causal dinámico (MCD) para los resultados a largo plazo de la pandemia de COVID-19.8 Si bien el MCD capturó varias dinámicas pandémicas clave, tendió a sobreestimar las tasas de mortalidad y hospitalización debido a suposiciones fijas sobre la persistencia de la virulencia. Su trabajo ofreció una reflexión crítica sobre las suposiciones de modelado y propuso marcos de modelos más adaptativos que incorporan la evolución de la inmunidad poblacional. Hou aplicó métodos de series temporales y aprendizaje automático para examinar la epidemiología de la fiebre hemorrágica con síndrome renal (FHSR) en relación con los factores ambientales.9 Mediante la integración de datos meteorológicos y de contaminantes atmosféricos mediante modelos no lineales de retardo distribuido y máquinas de vectores de soporte, el estudio proporcionó un marco de riesgo estacional refinado para los brotes de FHSR, destacando el papel de la calidad del aire como predictor significativo de brotes de enfermedades. Zheng et al. evaluaron los modelos ARIMAX para predecir la incidencia de influenza en Fuzhou, China, incorporando contaminantes atmosféricos e indicadores meteorológicos.10 Encontraron que PM10 era un predictor particularmente sólido y demostraron que la inclusión de indicadores ambientales mejoraba la precisión del modelo. Estos hallazgos proporcionaron implicaciones prácticas para el pronóstico de la influenza en tiempo real y los sistemas de alerta temprana de salud pública. Vijayalakshmi et al. desarrollaron un marco de control óptimo para la transmisión del dengue utilizando ecuaciones diferenciales de orden fraccional basadas en el cálculo de Atangana-Baleanu Caputo (ABC).11

Su modelo matemático tuvo en cuenta tanto las infecciones sintomáticas como las asintomáticas y demostró que las estrategias de refuerzo inmunitario y tratamiento clínico podrían reducir significativamente la carga de enfermedad cuando se integran en las políticas de control. En conjunto, estos cuatro artículos de modelado presentaron la riqueza y diversidad de los enfoques analíticos que pueden respaldar la predicción de enfermedades infecciosas, la evaluación de riesgos ambientales y la optimización de intervenciones en diversos contextos geográficos y epidemiológicos. La pandemia de COVID-19, que en su momento fue una crisis mundial definitoria, ahora parece un recuerdo lejano. Sin embargo, hoy en día, su urgencia ha desaparecido en gran medida de la conciencia pública y las agendas institucionales. Como sugiere la teoría de la evolución de Darwin, los humanos son notablemente adaptativos. Pero la adaptación no debería convertirse en sinónimo de complacencia. Este momento plantea preguntas difíciles, pero necesarias: ¿Ha cambiado algo fundamentalmente en el panorama académico, operativo o de políticas de la salud pública mundial?

Si mañana surgiera una pandemia similar a la COVID-19, ¿responderían los responsables políticos y las sociedades con mayor prudencia, rapidez y eficacia? En China, desde julio de 2025, la enfermedad infecciosa que actualmente acapara titulares es el virus chikunguña, transmitido por mosquitos.¹² En respuesta, las autoridades sanitarias han animado a la población a drenar el agua estancada y aplicar repelente de insectos.

Estas medidas, si bien útiles, se han mantenido prácticamente sin cambios durante más de un siglo.Dicha intervención de salud pública debería reflejar el avance en infraestructura, tecnología o gobernanza que refleja las lecciones de la COVID-19. Los ecos de «Tengo un sueño» de Martin Luther King Jr. y «Decidimos ir a la Luna» del presidente Kennedy siguen inspirando el pensamiento visionario. En el ámbito de la vigilancia global de enfermedades infecciosas, ¿cuáles son las aspiraciones equivalentes? ¿Tenemos un «sueño» unificador o una «apuesta a la luna» colectiva en este espacio? ¿O seguimos navegando por un panorama fragmentado de agendas nacionales y esfuerzos desconectados? La salud pública se define clásicamente como «la ciencia y el arte de prevenir enfermedades, prolongar la vida y promover la salud mediante el esfuerzo organizado y las decisiones informadas de la sociedad». 13

Si bien la biología y la medicina constituyen la base científica, el «arte» reside en la política, la cultura, la comunicación y las complejidades del comportamiento humano. Desde esta perspectiva, la salud pública es, por lo tanto, inherentemente interdisciplinaria, pero esta misma amplitud también corre el riesgo de que se difumine el enfoque y se genere falta de rendición de cuentas. Sin sistemas concretos y estructuras ejecutables, los nobles ideales de la salud pública siguen siendo vulnerables a la deriva. En este contexto, la Organización Mundial de la Salud (OMS) debería evolucionar de un organismo reactivo a un líder mundial proactivo. Debería articular una estrategia clara, realista y viable para la vigilancia mundial de enfermedades infecciosas que impulse a las naciones a coordinar esfuerzos. Al igual que el Comité Olímpico Internacional (COI), que estableció protocolos universales antidopaje e inspiró un marco común para la integridad atlética, la OMS debería proporcionar la inspiración y la infraestructura necesarias para coordinar la preparación sanitaria mundial. Debería ser no solo la autoridad moral, sino también el artífice de soluciones escalables, estableciendo estándares globales vinculantes y orientando las inversiones estratégicas para garantizar que ningún país se quede atrás. En nuestra convocatoria original de artículos, hicimos referencia al protocolo mundial antidopaje como modelo ilustrativo: «Un ejemplo es el protocolo de control mundial del dopaje, donde todas las naciones están obligadas por el Comité Olímpico Internacional (COI) a someterse en cualquier momento a un análisis de muestras en un laboratorio acreditado por la AMA». Desarrollamos esta idea con más detalle en un artículo reciente de Viewpoint, inspirados por una observación simple pero impactante: las sedes de la Agencia Mundial Antidopaje (AMA) y la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI) se encuentran a tan solo 30 metros de distancia en Montreal.¹⁴

Si bien gobiernan ámbitos muy diferentes en el deporte y la aviación, respectivamente, estas dos organizaciones tienen éxito mediante la cooperación internacional, la aplicación transfronteriza de las normas y los protocolos estandarizados. Propusimos que la OACI podría adoptar un sistema similar al de la AMA, integrando la vigilancia de enfermedades infecciosas en los viajes aéreos internacionales. Si se diseña e implementa con rigor científico, equidad y transparencia,un sistema de este tipo podría servir como arquitectura fundacional para la vigilancia global de enfermedades infecciosas en tiempo real y escalable. Esta propuesta es concreta y factible, y representa un paso significativo hacia una infraestructura de respuesta global coordinada, adaptable y ejecutable. Observaciones finales Los nueve artículos en este tema de investigación demuestran colectivamente la diversidad, creatividad y compromiso globales en el avance de la vigilancia y preparación para enfermedades infecciosas. Desde puertos de ferry en el Reino Unido hasta plantas de aguas residuales en Etiopía, desde modelos de transmisión del dengue en India hasta pronósticos de influenza en China, estos estudios refuerzan la necesidad crítica tanto de una recolección robusta de datos de primera línea como de capacidades analíticas sofisticadas. Juntos, reafirman la importancia crítica de la colaboración interdisciplinaria entre epidemiología, ciencia de datos y tecnología. Como lo ha demostrado la pandemia de COVID-19, una infraestructura de vigilancia en tiempo real, transparente y descentralizada ya no es una aspiración sino una necesidad. Alentamos a la comunidad mundial de salud pública a continuar expandiendo los límites de la innovación en esta intersección de tecnología, ciencia de datos y epidemiología, asegurando que los conocimientos científicos se traduzcan en preparación operativa. Esperamos que esta colección sirva de reflexión e inspiración para armonizar la ciencia, las políticas y la tecnología al servicio de la seguridad sanitaria mundial. Si bien los ideales pueden inspirar, solo los marcos tangibles y los estándares aplicables pueden impulsar un cambio significativo. Esta distinción, entre sueños y soluciones viables, es la base de este tema de investigación. Sin estructuras que rindan cuentas a los gobiernos e instituciones, sin sistemas interoperables que faciliten el intercambio oportuno de datos, y sin acuerdos globales vinculantes que trasciendan los intereses nacionales, incluso las declaraciones más visionarias corren el riesgo de volverse simbólicas en lugar de sustanciales. Hacemos un llamamiento a investigadores, responsables políticos e instituciones globales para que pasen de la retórica al rigor, de la ambición a la arquitectura.y la infraestructura de vigilancia descentralizada ya no es una aspiración sino una necesidad. Animamos a la comunidad mundial de salud pública a seguir ampliando los límites de la innovación en esta intersección de la tecnología, la ciencia de datos y la epidemiología, garantizando que los conocimientos científicos se traduzcan en la preparación operativa.

Esperamos que esta colección sirva tanto de reflexión como de inspiración para armonizar la ciencia, la política y la tecnología al servicio de la seguridad sanitaria mundial.

Si bien los ideales pueden inspirar, solo los marcos tangibles y los estándares exigibles pueden impulsar un cambio significativo. Esta distinción, entre sueños y soluciones prácticas, se encuentra en el corazón de este tema de investigación.

Sin estructuras que rindan cuentas a los gobiernos e instituciones, sin sistemas interoperables que favorezcan el intercambio oportuno de datos y sin acuerdos globales exigibles que trasciendan los intereses nacionales, incluso las declaraciones más visionarias corren el riesgo de volverse simbólicas en lugar de sustanciales.

Hacemos un llamamiento a los investigadores, los responsables políticos y las instituciones globales para que pasen de la retórica al rigor, de la ambición a la arquitectura.y la infraestructura de vigilancia descentralizada ya no es una aspiración sino una necesidad.

Animamos a la comunidad mundial de salud pública a seguir ampliando los límites de la innovación en esta intersección de la tecnología, la ciencia de datos y la epidemiología, garantizando que los conocimientos científicos se traduzcan en la preparación operativa.

Esperamos que esta colección sirva tanto de reflexión como de inspiración para armonizar la ciencia, la política y la tecnología al servicio de la seguridad sanitaria mundial. Si bien los ideales pueden inspirar, solo los marcos tangibles y los estándares exigibles pueden impulsar un cambio significativo.

Esta distinción, entre sueños y soluciones prácticas, se encuentra en el corazón de este tema de investigación. Sin estructuras que rindan cuentas a los gobiernos e instituciones, sin sistemas interoperables que favorezcan el intercambio oportuno de datos y sin acuerdos globales exigibles que trasciendan los intereses nacionales, incluso las declaraciones más visionarias corren el riesgo de volverse simbólicas en lugar de sustanciales. Hacemos un llamamiento a los investigadores, los responsables políticos y las instituciones globales para que pasen de la retórica al rigor, de la ambición a la arquitectura.