У цьому проекті проаналізовано дані двох великомасштабних експериментів, які включали шість циклів обприскування піретроїдом у приміщеннях протягом дворічного періоду в перуанському місті Ікітос в Амазонії. Ми розробили просторову багаторівневу модель для виявлення причин скорочення популяції Aedes aegypti, які були спричинені (i) недавнім використанням інсектицидів у наднизькому обсязі (ULV) у домогосподарствах і (ii) використанням ULV у сусідніх чи прилеглих домогосподарствах. Ми порівняли придатність моделі з рядом можливих схем зважування ефективності розпилення, заснованих на різних функціях розпаду в часі та просторі, щоб охопити відсталі ефекти інсектицидів ULV.
Наші результати вказують на те, що зменшення чисельності A. aegypti в домогосподарстві було насамперед пов’язане з обприскуванням в одному домогосподарстві, тоді як обприскування в сусідніх домогосподарствах не мало додаткового ефекту. Ефективність обприскування слід оцінювати на підставі часу, що минуло з моменту останнього обприскування, оскільки ми не виявили кумулятивного ефекту від послідовного обприскування. Базуючись на нашій моделі, ми підрахували, що ефективність обприскування знизилася на 50% приблизно через 28 днів після обприскування.
Зменшення популяції комарів Aedes aegypti в домогосподарствах в першу чергу залежало від кількості днів після останньої обробки в даному домогосподарстві, що підкреслює важливість оприскування зон високого ризику, причому частота обприскування залежить від місцевої динаміки передачі.
Aedes aegypti є основним переносником кількох арбовірусів, які можуть викликати великі епідемії, включаючи вірус денге (DENV), вірус чикунгунья та вірус Зіка. Цей вид комарів харчується в основному людьми і часто харчується людьми. Він добре пристосований до міського середовища [1,2,3,4] і колонізував багато територій у тропіках і субтропіках [5]. У багатьох із цих регіонів спалахи лихоманки денге періодично повторюються, що призводить до приблизно 390 мільйонів випадків щорічно [6, 7]. За відсутності лікування або ефективної та широко доступної вакцини профілактика та контроль передачі лихоманки денге покладаються на зменшення популяції комарів за допомогою різноманітних заходів боротьби з переносниками, як правило, розпилення інсектицидів, спрямованих на дорослих комарів [8].
У цьому дослідженні ми використали дані двох великомасштабних повторних польових випробувань наднизького об’ємного обприскування піретроїдом у приміщеннях у місті Ікітос, перуанська Амазонія [14], щоб оцінити просторово та тимчасово відстаючі ефекти наднизького обприскування на чисельність Aedes aegypti у домогосподарствах за межами окремого домогосподарства. У попередньому дослідженні оцінювався вплив ультрамалооб’ємних обробок залежно від того, чи перебувають домогосподарства в більшій зоні втручання чи за її межами. У цьому дослідженні ми намагалися розкласти ефекти лікування на більш тонкому рівні, на рівні окремого домогосподарства, щоб зрозуміти відносний внесок лікування всередині домогосподарства порівняно з лікуванням у сусідніх домогосподарствах. Тимчасово ми оцінили кумулятивний ефект повторного обприскування порівняно з останнім обприскуванням на зменшення кількості Aedes aegypti в домогосподарствах, щоб зрозуміти необхідну частоту обприскування та оцінити зниження ефективності обприскування з часом. Цей аналіз може допомогти у розробці стратегій векторного керування та надати інформацію для параметризації моделей для прогнозування їх ефективності [22, 23, 24].
Візуальне представлення схеми кільцевої відстані, яка використовується для розрахунку частки домогосподарств у межах кільця на заданій відстані від домогосподарства i, які були оброблені інсектицидами за тиждень до t (усі домогосподарства i знаходяться в межах 1000 м від буферної зони). У цьому прикладі з L-2014 домогосподарство i перебувало в обробленій зоні, а опитування дорослих було проведено після другого циклу обприскування. Кільця дистанцій базуються на відстанях, які, як відомо, пролітають комарі Aedes aegypti. Дистанційні кільця B базуються на рівномірному розподілі кожні 100 м.
Ми протестували простий показник b, обчисливши частку домогосподарств у межах кільця на заданій відстані від домогосподарства i, які були оброблені пестицидами за тиждень до t (додатковий файл 1: таблиця 4).
де h – кількість домогосподарств у кільці r, а r – відстань між кільцем та домогосподарством i. Відстані між кільцями визначаються з урахуванням таких факторів:
Відносне наближення моделі до функції ефекту розпилення в межах домогосподарства з часовою шкалою. Товстіші червоні лінії представляють моделі, що найкраще підходять, де найтовстіша лінія представляє моделі, що найкраще підходять, а інші товсті лінії представляють моделі, WAIC яких суттєво не відрізняється від WAIC моделі, що найкраще підходять. B Функція спаду застосовується до днів з моменту останнього розпилення, які входили до п'яти моделей, що найкраще підходять, ранжованих за середнім WAIC в обох експериментах.
Приблизне зменшення чисельності Aedes aegypti на домогосподарство залежить від кількості днів після останнього обприскування. Наведене рівняння виражає зменшення у вигляді співвідношення, де коефіцієнт швидкості (RR) є відношенням сценарію обприскування до базової лінії без розпилення.
Модель оцінила, що ефективність обприскування знизилася на 50% приблизно через 28 днів після обприскування, тоді як популяції Aedes aegypti майже повністю відновилися приблизно через 50–60 днів після обприскування.
У цьому дослідженні ми описуємо вплив наднизького об’ємного обприскування піретроїдом у приміщеннях на чисельність Aedes aegypti у домогосподарствах як функцію часу та просторового обсягу обприскування поблизу домогосподарства. Краще розуміння тривалості та просторового масштабу впливу обприскування на популяції Aedes aegypti допоможе визначити оптимальні цілі для просторового охоплення та частоти обприскування, необхідних під час втручань з боротьби з переносниками, і інформуватиме моделювання, порівнюючи різні потенційні стратегії боротьби з переносниками. Наші результати показують, що скорочення популяції Aedes aegypti в одному домогосподарстві було спричинене обприскуванням всередині того самого домогосподарства, тоді як обприскування домогосподарств у сусідніх районах не мало додаткового ефекту. Вплив обприскування на чисельність Aedes aegypti в домогосподарствах в першу чергу залежав від часу після останнього обприскування та поступово зменшувався протягом 60 днів. Не спостерігалося подальшого зменшення популяції Aedes aegypti в результаті кумулятивного ефекту багаторазових домашніх обприскувань. Одним словом, кількість Aedes aegypti зменшилася. Кількість комарів Aedes aegypti у домогосподарстві залежить головним чином від часу, що минув з моменту останнього обприскування в цьому домогосподарстві.
Важливим обмеженням нашого дослідження є те, що ми не контролювали вік зібраних дорослих комарів Aedes aegypti. Попередні аналізи цих експериментів [14] виявили тенденцію до молодшого розподілу дорослих самок (збільшення частки ненароджуючих самок) у районах, оброблених L-2014, порівняно з буферною зоною. Таким чином, хоча ми не знайшли додаткового пояснювального ефекту обприскування в сусідніх домогосподарствах на чисельність A. aegypti в даному домогосподарстві, ми не можемо бути впевнені, що немає регіонального впливу на динаміку популяції A. aegypti в областях, де обприскування відбувається часто.
Інші обмеження нашого дослідження включають неможливість врахувати екстрене обприскування, проведене Міністерством охорони здоров’я приблизно за 2 місяці до експериментального обприскування L-2014 через відсутність детальної інформації про його місце та час. Попередні аналізи показали, що ці спреї мали подібний вплив на всю досліджувану територію, утворюючи загальну базову лінію для щільності Aedes aegypti; дійсно, популяції Aedes aegypti почали відновлюватися, коли було проведено експериментальне обприскування [14]. Крім того, різниця в результатах між двома експериментальними періодами може бути пов’язана з відмінностями в дизайні дослідження та різною чутливістю Aedes aegypti до циперметрину, при цьому S-2013 є більш чутливим, ніж L-2014 [14]. Ми повідомляємо про найбільш послідовні результати двох досліджень і включаємо модель, підігнану до експерименту L-2014, як нашу остаточну модель. З огляду на те, що експериментальний план L-2014 більш підходить для оцінки впливу нещодавнього обприскування на популяції комарів Aedes aegypti, і що місцеві популяції Aedes aegypti розвинули резистентність до піретроїдів наприкінці 2014 року [41], ми вважали цю модель більш консервативним вибором і більш прийнятною для досягнення цілей цього дослідження.
Відносно плоский нахил кривої розпаду розпилення, який спостерігався в цьому дослідженні, може бути наслідком поєднання швидкості деградації циперметрину та динаміки популяції комарів. Інсектицид циперметрин, який використовується в цьому дослідженні, є піретроїдом, який розкладається переважно шляхом фотолізу та гідролізу (DT50 = 2,6–3,6 дня) [44]. Хоча зазвичай вважається, що піретроїди швидко розкладаються після нанесення, а залишки мінімальні, швидкість розкладання піретроїдів набагато повільніша в приміщенні, ніж на відкритому повітрі, і кілька досліджень показали, що циперметрин може зберігатися в повітрі та пилу в приміщенні протягом місяців після розпилення [45,46,47]. Будинки в Ікітосі часто будуються в темних, вузьких коридорах з невеликою кількістю вікон, що може пояснити зниження швидкості деградації через фотоліз [14]. Крім того, циперметрин є високотоксичним для чутливих комарів Aedes aegypti у низьких дозах (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Через гідрофобну природу залишків циперметрину малоймовірно, що він впливатиме на личинок водних комарів, що пояснює відновлення дорослих особин з активних середовищ існування личинок з часом, як описано в оригінальному дослідженні, з вищою часткою яйцекладних самок в оброблених зонах, ніж у буферних зонах [14]. Життєвий цикл комара Aedes aegypti від яйця до дорослої особини може тривати від 7 до 10 днів залежно від температури та виду комара.[49] Затримку у відновленні популяції дорослих комарів можна додатково пояснити тим фактом, що залишковий циперметрин вбиває або відлякує деяких нових дорослих особин і деяких інтродукованих дорослих особин з територій, які ніколи не були оброблені, а також зменшенням відкладання яєць через зменшення кількості дорослих особин [22, 50].
Моделі, що враховували всю історію минулих обприскувань домогосподарств, мали нижчу точність та слабші оцінки ефекту, ніж моделі, що враховували лише дату останнього обприскування. Це не слід сприймати як доказ того, що окремі домогосподарства не потребують повторної оброблення. Відновлення популяцій A. aegypti, яке спостерігалося в нашому дослідженні, а також у попередніх дослідженнях [14], невдовзі після обприскування, свідчить про те, що домогосподарства необхідно обробляти повторно з частотою, що визначається місцевою динамікою передачі, щоб відновити пригнічення A. aegypti. Частота обприскування повинна бути спрямована насамперед на зниження ймовірності зараження самок Aedes aegypti, яка визначатиметься очікуваною тривалістю зовнішнього інкубаційного періоду (ЗІП) – часом, необхідним переноснику, який наситився інфікованою кров’ю, щоб стати інфікованим для наступного хазяїна. У свою чергу, ЗІП залежатиме від штаму вірусу, температури та інших факторів. Наприклад, у випадку лихоманки денге, навіть якщо обприскування інсектицидами знищує всіх інфікованих дорослих переносників, людська популяція може залишатися інфікованою протягом 14 днів і може заразити нових комарів [54]. Для контролю поширення лихоманки денге інтервали між обприскуваннями повинні бути коротшими, ніж інтервали між обробками інсектицидами, щоб знищити комарів, що з'явилися на світ і можуть вкусити заражених господарів, перш ніж вони зможуть заразити інших комарів. Сім днів можна використовувати як орієнтир та зручну одиницю вимірювання для агентств боротьби з переносниками. Таким чином, щотижневого обприскування інсектицидами протягом щонайменше 3 тижнів (щоб охопити весь інфекційний період господаря) буде достатньо для запобігання передачі лихоманки денге, і наші результати свідчать про те, що ефективність попереднього обприскування до цього часу не буде суттєво знижена [13]. Дійсно, в Ікітосі органи охорони здоров'я успішно знизили передачу лихоманки денге під час спалаху, провівши три раунди обприскування інсектицидами наднизького об'єму в закритих приміщеннях протягом періоду від кількох тижнів до кількох місяців.
Нарешті, наші результати показують, що вплив внутрішнього обприскування був обмежений домогосподарствами, де воно проводилося, а обприскування сусідніх домогосподарств не призвело до подальшого зменшення популяції Aedes aegypti. Дорослі комарі Aedes aegypti можуть залишатися біля будинку або всередині нього, де вони вилуплюються, збираються на відстані до 10 м і долають середню відстань 106 м.[36] Таким чином, обприскування території навколо будинку може не мати значного впливу на чисельність Aedes aegypti у цьому будинку. Це підтверджує попередні висновки про те, що обприскування ззовні або навколо будинків не мало ефекту [18, 55]. Однак, як згадувалося вище, можливі регіональні впливи на динаміку популяції A. aegypti, які наша модель не може виявити.
Час публікації: 06 лютого 2025 р