Anwendungsbereiche von künstlicher Intelligenz im Kontext von One Health mit Fokus auf antimikrobielle Resistenzen

Abstract

Die Gesundheit der Menschen steht vor einer Reihe neuer Herausforderungen, die maßgeblich durch den fortschreitenden Klimawandel, den demografischen Wandel und die Globalisierung angetrieben werden. Der One-Health-Ansatz basiert auf dem Verständnis, dass die Gesundheit von Menschen, Tieren und Umwelt eng verknüpft ist. Bei der Umsetzung von One Health in die Praxis ergibt sich die Notwendigkeit, in der Forschung diverse und heterogene Datenströme und -typen aus den verschiedenen Sektoren zu kombinieren und zu analysieren. Verfahren der künstlichen Intelligenz (KI) bieten dabei neue Möglichkeiten zur sektorübergreifenden Beurteilung von heutigen und zukünftigen Gesundheitsgefahren.

Dieser Beitrag gibt einen Überblick über verschiedene Anwendungsbereiche von KI-Verfahren im Zusammenhang mit One Health und zeigt Herausforderungen auf. Am Beispiel der Ausbreitung antimikrobieller Resistenzen (AMR), die eine zunehmende globale Gefahr im One-Health-Kontext darstellt, werden bestehende und zukünftige KI-basierte Lösungsansätze zur Eindämmung und Prävention beschrieben. Diese reichen von neuartiger Arzneientwicklung und personalisierter Therapie über gezieltes Monitoring der Antibiotikanutzung in Tierhaltung und Landwirtschaft bis hin zu einer umfassenden Umwelt-Surveillance für zukünftige AMR-Risikobewertungen.

Societal health is facing a number of new challenges, largely driven by ongoing climate change, demographic ageing, and globalization. The One Health approach links human, animal, and environmental sectors with the goal of achieving a holistic understanding of health in general. To implement this approach, diverse and heterogeneous data streams and types must be combined and analyzed. To this end, artificial intelligence (AI) techniques offer new opportunities for cross-sectoral assessment of current and future health threats. Using the example of antimicrobial resistance as a global threat in the One Health context, we demonstrate potential applications and challenges of AI techniques.

This article provides an overview of different applications of AI techniques in the context of One Health and highlights their challenges. Using the spread of antimicrobial resistance (AMR), an increasing global threat, as an example, existing and future AI-based approaches to AMR containment and prevention are described. These range from novel drug development and personalized therapy, to targeted monitoring of antibiotic use in livestock and agriculture, to comprehensive environmental surveillance.