W ramach tego projektu przeanalizowano dane z dwóch eksperymentów na dużą skalę, obejmujących sześć rund oprysków pyretroidami w pomieszczeniach w okresie dwóch lat w peruwiańskim mieście Iquitos w Amazonii. Opracowaliśmy przestrzenny model wielopoziomowy, aby zidentyfikować przyczyny spadku populacji Aedes aegypti spowodowane (i) niedawnym użyciem insektycydów o bardzo małej objętości (ULV) w gospodarstwach domowych oraz (ii) użyciem ULV w sąsiednich lub pobliskich gospodarstwach domowych. Porównaliśmy dopasowanie modelu do szeregu możliwych schematów ważenia skuteczności oprysku opartych na różnych funkcjach rozpadu czasowego i przestrzennego, aby uchwycić opóźnione efekty insektycydów ULV.
Nasze wyniki wskazują, że zmniejszenie liczebności A. aegypti w gospodarstwie domowym było spowodowane przede wszystkim opryskiem w tym samym gospodarstwie domowym, podczas gdy opryskiwanie w sąsiednich gospodarstwach domowych nie miało dodatkowego efektu. Skuteczność oprysków należy oceniać na podstawie czasu od ostatniego oprysku, ponieważ nie stwierdziliśmy kumulatywnego efektu kolejnych oprysków. Na podstawie naszego modelu oszacowaliśmy, że skuteczność oprysków spadła o 50% około 28 dni po oprysku.
Redukcja populacji komarów Aedes aegypti w gospodarstwach domowych zależała przede wszystkim od liczby dni, które upłynęły od ostatniego oprysku w danym gospodarstwie domowym, co podkreśla znaczenie pokrycia opryskiem obszarów wysokiego ryzyka, przy czym częstotliwość oprysków zależała od lokalnej dynamiki transmisji.
Aedes aegypti jest głównym wektorem kilku arbowirusów, które mogą powodować duże epidemie, w tym wirusa dengi (DENV), wirusa chikungunya i wirusa Zika. Ten gatunek komara żywi się głównie ludźmi i często żywi się ludźmi. Jest dobrze przystosowany do środowisk miejskich [1,2,3,4] i skolonizował wiele obszarów w tropikach i subtropikach [5]. W wielu z tych regionów epidemie dengi powtarzają się okresowo, co skutkuje szacunkowo 390 milionami przypadków rocznie [6, 7]. W przypadku braku leczenia lub skutecznej i szeroko dostępnej szczepionki, zapobieganie i kontrola transmisji dengi polegają na zmniejszaniu populacji komarów za pomocą różnych środków kontroli wektorów, zazwyczaj opryskiwaniu insektycydami skierowanymi na dorosłe komary [8].
W tym badaniu wykorzystaliśmy dane z dwóch dużych, powtórzonych prób terenowych opryskiwania pyretroidami w pomieszczeniach o bardzo małej objętości w mieście Iquitos w peruwiańskiej Amazonii [14], aby oszacować opóźnione przestrzennie i czasowo efekty opryskiwania o bardzo małej objętości na liczebność Aedes aegypti w gospodarstwach domowych poza indywidualnym gospodarstwem domowym. Poprzednie badanie oceniało wpływ zabiegów o bardzo małej objętości w zależności od tego, czy gospodarstwa domowe znajdowały się w obrębie, czy poza większym obszarem interwencji. W tym badaniu staraliśmy się rozłożyć efekty zabiegów na drobniejszym poziomie, na poziomie poszczególnych gospodarstw domowych, aby zrozumieć względny wkład zabiegów wewnątrz gospodarstwa domowego w porównaniu do zabiegów w sąsiednich gospodarstwach domowych. Czasowo oszacowaliśmy skumulowany efekt powtarzanego opryskiwania w porównaniu z ostatnim opryskiwaniem na zmniejszenie liczebności Aedes aegypti w gospodarstwach domowych, aby zrozumieć częstotliwość potrzebnych oprysków i ocenić spadek skuteczności oprysku w czasie. Analiza ta może pomóc w opracowaniu strategii sterowania wektorowego i dostarczyć informacji na potrzeby parametryzacji modeli w celu przewidywania ich skuteczności [22, 23, 24].
Wizualna reprezentacja schematu odległości pierścieniowej używanego do obliczenia proporcji gospodarstw domowych w pierścieniu w danej odległości od gospodarstwa domowego i, które zostały poddane działaniu insektycydów w tygodniu poprzedzającym t (wszystkie gospodarstwa domowe i znajdują się w odległości 1000 m od strefy buforowej). W tym przykładzie z L-2014 gospodarstwo domowe i znajdowało się w obszarze poddanym działaniu, a badanie osobników dorosłych przeprowadzono po drugiej rundzie opryskiwania. Pierścienie odległościowe są oparte na znanych odległościach, jakie komary Aedes aegypti potrafią pokonać. Pierścienie odległościowe B są oparte na równomiernym rozkładzie co 100 m.
Przetestowaliśmy prosty pomiar b, obliczając odsetek gospodarstw domowych w obrębie pierścienia w danej odległości od gospodarstwa domowego i, w których zastosowano pestycydy w tygodniu poprzedzającym t (plik dodatkowy 1: tabela 4).
gdzie h jest liczbą gospodarstw domowych w pierścieniu r, a r jest odległością między pierścieniem a gospodarstwem domowym i. Odległości między pierścieniami są określane z uwzględnieniem następujących czynników:
Względne dopasowanie modelu funkcji efektu rozpylania wewnątrz gospodarstwa domowego ważonej czasem. Grubsze czerwone linie oznaczają najlepiej dopasowane modele, gdzie najgrubsza linia oznacza najlepiej dopasowane modele, a pozostałe grube linie oznaczają modele, których WAIC nie różni się znacząco od WAIC najlepiej dopasowanego modelu. B Funkcja zaniku zastosowana do dni od ostatniego rozpylenia, które znajdowały się w pierwszej piątce najlepiej dopasowanych modeli, uszeregowanych według średniego WAIC w obu eksperymentach
Szacunkowa redukcja liczby Aedes aegypti na gospodarstwo domowe jest związana z liczbą dni od ostatniego oprysku. Podane równanie wyraża redukcję jako stosunek, gdzie stosunek stawki (RR) jest stosunkiem scenariusza oprysku do scenariusza bez oprysku.
Model oszacował, że skuteczność oprysku spadła o 50% w ciągu około 28 dni po wykonaniu oprysku, podczas gdy populacje Aedes aegypti niemal w pełni zregenerowały się w ciągu około 50–60 dni po wykonaniu oprysku.
W tym badaniu opisujemy skutki opryskiwania pyretroidami o bardzo małej objętości w pomieszczeniach na liczebność Aedes aegypti w gospodarstwach domowych jako funkcję czasu i zasięgu przestrzennego opryskiwania w pobliżu gospodarstwa domowego. Lepsze zrozumienie czasu trwania i zasięgu przestrzennego efektów opryskiwania na populacje Aedes aegypti pomoże zidentyfikować optymalne cele dla zasięgu przestrzennego i częstotliwości opryskiwania wymaganej podczas interwencji kontroli wektorów oraz poinformuje o modelowaniu porównującym różne potencjalne strategie kontroli wektorów. Nasze wyniki pokazują, że redukcje populacji Aedes aegypti w obrębie jednego gospodarstwa domowego były spowodowane opryskiwaniem w obrębie tego samego gospodarstwa domowego, podczas gdy opryskiwanie gospodarstw domowych na sąsiednich obszarach nie miało dodatkowego wpływu. Skutki opryskiwania na liczebność Aedes aegypti w gospodarstwach domowych zależały przede wszystkim od czasu od ostatniego oprysku i stopniowo malały w ciągu 60 dni. Nie zaobserwowano dalszej redukcji populacji Aedes aegypti w wyniku kumulatywnego efektu wielokrotnych oprysków w gospodarstwach domowych. Krótko mówiąc, liczba Aedes aegypti zmniejszyła się. Liczba komarów Aedes aegypti w gospodarstwie domowym zależy przede wszystkim od czasu, jaki upłynął od ostatniego oprysku w tym gospodarstwie domowym.
Ważnym ograniczeniem naszych badań jest to, że nie kontrolowaliśmy wieku zebranych dorosłych komarów Aedes aegypti. Poprzednie analizy tych eksperymentów [14] wykazały tendencję w kierunku młodszego rozkładu wieku dorosłych samic (zwiększony udział samic pierwiastków) na obszarach poddanych działaniu L-2014 w porównaniu ze strefą buforową. Tak więc, chociaż nie znaleźliśmy dodatkowego wyjaśniającego efektu opryskiwania pobliskich gospodarstw domowych na liczebność A. aegypti w danym gospodarstwie domowym, nie możemy być pewni, że nie ma regionalnego wpływu na dynamikę populacji A. aegypti na obszarach, na których opryskiwanie odbywa się często.
Inne ograniczenia naszego badania obejmują brak możliwości uwzględnienia awaryjnego oprysku przeprowadzonego przez Ministerstwo Zdrowia około 2 miesiące przed eksperymentalnym opryskiem L-2014 z powodu braku szczegółowych informacji na temat jego lokalizacji i czasu. Poprzednie analizy wykazały, że opryski te miały podobne skutki na całym badanym obszarze, tworząc wspólną linię bazową dla zagęszczenia Aedes aegypti; w rzeczywistości populacje Aedes aegypti zaczęły się regenerować, gdy przeprowadzono eksperymentalne opryskiwanie [14]. Ponadto różnica w wynikach między dwoma okresami eksperymentalnymi może wynikać z różnic w projekcie badania i różnej podatności Aedes aegypti na cypermetrynę, przy czym S-2013 jest bardziej wrażliwy niż L-2014 [14]. Przedstawiamy najbardziej spójne wyniki z obu badań i dołączamy model dopasowany do eksperymentu L-2014 jako nasz ostateczny model. Biorąc pod uwagę, że eksperymentalny projekt L-2014 jest bardziej odpowiedni do oceny wpływu niedawnego oprysku na populacje komarów Aedes aegypti i że lokalne populacje komarów Aedes aegypti rozwinęły odporność na pyretroidy pod koniec 2014 r. [41], uznaliśmy ten model za wybór bardziej konserwatywny i bardziej odpowiedni do osiągnięcia celów niniejszego badania.
Stosunkowo płaskie nachylenie krzywej rozpadu oprysku zaobserwowane w tym badaniu może wynikać z połączenia szybkości degradacji cypermetryny i dynamiki populacji komarów. Insektycyd cypermetrynowy stosowany w tym badaniu jest pyretroidem, który ulega degradacji głównie poprzez fotolizę i hydrolizę (DT50 = 2,6–3,6 dni) [44]. Chociaż uważa się, że pyretroidy ulegają degradacji szybko po zastosowaniu, a pozostałości są minimalne, szybkość degradacji pyretroidów jest znacznie wolniejsza w pomieszczeniach niż na zewnątrz, a kilka badań wykazało, że cypermetryna może utrzymywać się w powietrzu i kurzu w pomieszczeniach przez miesiące po oprysku [45,46,47]. Domy w Iquitos są często budowane w ciemnych, wąskich korytarzach z niewielką liczbą okien, co może wyjaśniać zmniejszoną szybkość degradacji spowodowaną fotolizą [14]. Ponadto cypermetryna jest wysoce toksyczna dla podatnych komarów Aedes aegypti w niskich dawkach (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Ze względu na hydrofobową naturę resztkowej cypermetryny mało prawdopodobne jest, aby miała ona wpływ na larwy komarów wodnych, co wyjaśnia regenerację osobników dorosłych z aktywnych siedlisk larw w czasie, jak opisano w oryginalnym badaniu, z wyższym odsetkiem samic niejajorodnych na obszarach poddanych działaniu środka niż w strefach buforowych [14]. Cykl życiowy komara Aedes aegypti od jaja do osobnika dorosłego może trwać od 7 do 10 dni w zależności od temperatury i gatunku komara. [49] Opóźnienie w regeneracji populacji dorosłych komarów można dodatkowo wyjaśnić faktem, że resztkowa cypermetryna zabija lub odstrasza niektóre nowo wyklute osobniki dorosłe i niektóre wprowadzone osobniki dorosłe z obszarów, które nigdy nie były poddane działaniu środka, a także zmniejszeniem składania jaj z powodu zmniejszenia liczby osobników dorosłych [22, 50].
Modele uwzględniające całą historię wcześniejszych oprysków domowych miały gorszą dokładność i słabsze szacunki efektów niż modele uwzględniające tylko ostatnią datę oprysku. Nie należy tego traktować jako dowodu na to, że poszczególne gospodarstwa domowe nie muszą być ponownie poddane zabiegowi. Odnowienie populacji A. aegypti zaobserwowane w naszym badaniu, jak również w poprzednich badaniach [14], wkrótce po oprysku sugeruje, że gospodarstwa domowe muszą być ponownie poddane zabiegowi z częstotliwością określoną przez lokalną dynamikę transmisji, aby ponownie ustanowić tłumienie A. aegypti. Częstotliwość oprysków powinna być ukierunkowana przede wszystkim na zmniejszenie prawdopodobieństwa zakażenia żeńskich osobników Aedes aegypti, co zostanie określone przez oczekiwaną długość okresu inkubacji zewnętrznej (EIP) – czasu potrzebnego wektorowi, który nasycił się zakażoną krwią, aby stać się zakaźnym dla następnego żywiciela. Z kolei EIP będzie zależeć od szczepu wirusa, temperatury i innych czynników. Na przykład w przypadku gorączki denga, nawet jeśli opryskiwanie insektycydami zabije wszystkie zarażone dorosłe wektory, populacja ludzka może pozostać zakaźna przez 14 dni i może zarażać nowo pojawiające się komary [54]. Aby kontrolować rozprzestrzenianie się gorączki denga, odstępy między opryskami powinny być krótsze niż odstępy między zabiegami insektycydowymi, aby wyeliminować nowo pojawiające się komary, które mogą gryźć zainfekowanych żywicieli, zanim zdążą zainfekować inne komary. Siedem dni można traktować jako wskazówkę i wygodną jednostkę miary dla agencji kontroli wektorów. Tak więc cotygodniowe opryskiwanie insektycydami przez co najmniej 3 tygodnie (aby objąć cały okres zakaźny żywiciela) byłoby wystarczające, aby zapobiec przenoszeniu gorączki denga, a nasze wyniki sugerują, że skuteczność poprzedniego opryskiwania nie uległaby znacznemu zmniejszeniu w tym czasie [13]. Rzeczywiście, w Iquitos władze ds. zdrowia skutecznie ograniczyły przenoszenie denga podczas epidemii, przeprowadzając trzy rundy opryskiwania insektycydami o bardzo małej objętości w zamkniętych przestrzeniach w okresie od kilku tygodni do kilku miesięcy.
Wreszcie, nasze wyniki pokazują, że wpływ opryskiwania wewnątrz pomieszczeń ograniczał się do gospodarstw domowych, w których było ono przeprowadzane, a opryskiwanie sąsiednich gospodarstw domowych nie spowodowało dalszego zmniejszenia populacji Aedes aegypti. Dorosłe komary Aedes aegypti mogą przebywać w pobliżu lub wewnątrz domu, gdzie się wylęgają, gromadzą się w odległości do 10 m i pokonują średnią odległość 106 m.[36] Tak więc opryskiwanie obszaru wokół domu może nie mieć znaczącego wpływu na liczebność Aedes aegypti w tym domu. Potwierdza to wcześniejsze ustalenia, że opryskiwanie na zewnątrz lub wokół domów nie miało żadnego wpływu [18, 55]. Jednak, jak wspomniano powyżej, mogą występować regionalne skutki dla dynamiki populacji A. aegypti, których nasz model nie jest w stanie wykryć.
Czas publikacji: 06-02-2025