У цьому проєкті проаналізовано дані двох масштабних експериментів, що включали шість раундів обприскування піретроїдами в приміщеннях протягом двох років у перуанському місті Ікітос, що на амазонському узбережжі. Ми розробили просторову багаторівневу модель для виявлення причин скорочення популяції Aedes aegypti, що було зумовлено (i) нещодавнім використанням інсектицидів наднизької об'ємності (УНО) в домогосподарствах та (ii) використанням УНО в сусідніх або близько розташованих домогосподарствах. Ми порівняли відповідність моделі ряду можливих схем зважування ефективності обприскування на основі різних часових та просторових функцій затухання, щоб врахувати затримку впливу інсектицидів УНО.
Наші результати показують, що зменшення чисельності A. aegypti в межах домогосподарства було зумовлене головним чином обприскуванням у межах того ж домогосподарства, тоді як обприскування в сусідніх домогосподарствах не мало додаткового ефекту. Ефективність обприскування слід оцінювати на основі часу, що минув з моменту останнього обприскування, оскільки ми не виявили кумулятивного ефекту від послідовних обприскувань. На основі нашої моделі ми оцінили, що ефективність обприскування знизилася на 50% приблизно через 28 днів після обприскування.
Скорочення популяції комарів Aedes aegypti у домогосподарствах залежало переважно від кількості днів з моменту останньої обробки в даному домогосподарстві, що підкреслює важливість охоплення обприскуванням у районах високого ризику, при цьому частота обприскування залежала від місцевої динаміки передачі.
Aedes aegypti є основним переносником кількох арбовірусів, які можуть спричиняти великі епідемії, включаючи вірус денге (DENV), вірус чикунгунья та вірус Зіка. Цей вид комарів харчується переважно людьми та часто харчується ними. Він добре адаптований до міського середовища [1,2,3,4] та колонізував багато районів тропіків і субтропіків [5]. У багатьох із цих регіонів спалахи денге періодично повторюються, що призводить до приблизно 390 мільйонів випадків щорічно [6, 7]. За відсутності лікування або ефективної та широкодоступної вакцини, профілактика та контроль передачі денге покладаються на зменшення популяцій комарів за допомогою різних заходів боротьби з переносниками, зазвичай розпилення інсектицидів, спрямованих на дорослих комарів [8].
У цьому дослідженні ми використали дані двох масштабних, повторних польових випробувань наднизькообічного обприскування піретроїдами в приміщенні в місті Ікітос, у перуанській Амазонії [14], щоб оцінити просторово та часово відкладений вплив наднизькообічного обприскування на чисельність Aedes aegypti в домогосподарствах за межами окремого домогосподарства. У попередньому дослідженні оцінювався вплив наднизькообійних обробок залежно від того, чи знаходилися домогосподарства в межах чи за межами більшої зони втручання. У цьому дослідженні ми прагнули розкласти ефекти обробки на більш детальному рівні, на рівні окремого домогосподарства, щоб зрозуміти відносний внесок обробок у межах домогосподарства порівняно з обробками в сусідніх домогосподарствах. У часі ми оцінили кумулятивний ефект повторного обприскування порівняно з останнім обприскуванням на зменшення чисельності Aedes aegypti в домогосподарствах, щоб зрозуміти необхідну частоту обприскування та оцінити зниження ефективності обприскування з часом. Цей аналіз може допомогти в розробці стратегій боротьби з переносниками та надати інформацію для параметризації моделей для прогнозування їхньої ефективності [22, 23, 24].
Візуальне представлення схеми відстані кільця, яка використовується для розрахунку частки домогосподарств у кільці на заданій відстані від домогосподарства i, які були оброблені інсектицидами протягом тижня, що передував t (усі домогосподарства i знаходяться в межах 1000 м від буферної зони). У цьому прикладі з L-2014 домогосподарство i знаходилося в обробленій зоні, а опитування дорослих особин було проведено після другого раунду обприскування. Кільця відстані базуються на відстанях, які, як відомо, пролітають комарі Aedes aegypti. Кільця відстані B базуються на рівномірному розподілі кожні 100 м.
Ми перевірили простий показник b, обчисливши частку домогосподарств у кільці на заданій відстані від домогосподарства i, які були оброблені пестицидами протягом тижня, що передував 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.
Очікуване скорочення чисельності Aedes aegypti на одне домогосподарство пов'язане з кількістю днів з моменту останнього обприскування. Наведене рівняння виражає скорочення як відношення, де коефіцієнт швидкості (RR) – це відношення сценарію обприскування до базового рівня без обприскування.
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 обприскування піретроїдами наднизького об'єму в приміщеннях на чисельність Aedes aegypti в домогосподарствах як функцію часу та просторового охоплення обприскування поблизу домогосподарства. Краще розуміння тривалості та просторового охоплення впливу обприскування на популяції Aedes aegypti допоможе визначити оптимальні цілі для просторового охоплення та частоти обприскування, необхідних під час втручань з боротьби з переносниками, а також дасть інформацію для моделювання, що порівнює різні потенційні стратегії боротьби з переносниками. Наші результати показують, що скорочення популяції Aedes aegypti в межах одного домогосподарства було зумовлене обприскуванням в межах одного 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, що минув з моменту останнього обприскування, і поступово зменшувався протягом 60 днів. Подальшого зменшення популяцій Aedes aegypti в результаті кумулятивного ефекту кількох обприскувань у домогосподарствах не спостерігалося. Коротше кажучи, кількість Aedes aegypti зменшилася. Кількість комарів Aedes aegypti в 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 вікового розподілу дорослих самок (збільшення частки ненароджуючих самок) у районах, оброблених L-2014, порівняно з буферною зоною. Таким чином, хоча ми не виявили додаткового пояснювального впливу 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 районах, 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 брак детальної інформації про його місце та час. Попередні аналізи показали, що ці обприскування мали подібний вплив на всій досліджуваній території, формуючи спільну базову лінію для щільності Aedes aegypti; справді, 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, причому S-2013 є чутливішим, ніж L-2014 [14]. Ми повідомляємо про найбільш узгоджені результати двох досліджень і включаємо модель, адаптовану до експерименту L-2014, як нашу остаточну модель. Враховуючи, що експериментальна модель L-2014 є більш доцільною для оцінки впливу нещодавнього обприскування на популяції комарів Aedes aegypti, і що місцеві популяції Aedes aegypti розвинули стійкість до піретроїдів наприкінці 2014 року [41], ми вважали цю модель більш консервативним вибором і більш доцільною для досягнення цілей цього дослідження.
Відносно пологий нахил кривої розпаду розпилення, що спостерігається в цьому дослідженні, може бути пов'язаний з поєднанням швидкості розкладання циперметрину та динаміки популяції комарів. Інсектицид циперметрин, який використовувався в цьому дослідженні, є піретроїдом, який розкладається переважно шляхом фотолізу та гідролізу (DT50 = 2,6–3,6 дня) [44]. Хоча загалом вважається, що піретроїди швидко розкладаються після застосування, а залишки мінімальні, швидкість розкладання піретроїдів набагато повільніша в приміщенні, ніж на вулиці, і кілька досліджень показали, що циперметрин може зберігатися в повітрі та пилу приміщень протягом місяців після розпилення [45,46,47]. Будинки в Ікітосі часто будуються в темних, вузьких коридорах з невеликою кількістю вікон, що може пояснити знижену швидкість розкладання внаслідок фотолізу [14]. Крім того, циперметрин є високотоксичним для чутливих комарів Aedes aegypti у низьких дозах (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Через гідрофобну природу залишкового циперметрину малоймовірно, що він вплине на личинок водних комарів, що пояснює відновлення дорослих особин з активних личинкових середовищ існування з часом, як описано в оригінальному дослідженні, з вищою часткою неяйцекладних самок в оброблених районах, 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 комарів.[49] Затримку у відновленні популяцій дорослих комарів можна додатково пояснити тим фактом, що залишковий циперметрин вбиває або відлякує деяких нововиведених дорослих особин та деяких завезених дорослих особин з районів, які ніколи не оброблялися, 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.
Зрештою, наші результати показують, що вплив обприскування в приміщеннях обмежувався домогосподарствами, де воно проводилося, а обприскування сусідніх домогосподарств не призвело до подальшого зменшення популяцій Aedes aegypti. Дорослі комарі Aedes aegypti можуть залишатися поблизу або всередині будинку, де вони вилуплюються, скупчуватися на відстані до 10 м і долати середню відстань 106 м.[36] Таким чином, обприскування території навколо будинку може не мати суттєвого впливу на чисельність Aedes aegypti в цьому будинку. Це підтверджує попередні висновки про те, що обприскування зовні або навколо будинків не мало жодного ефекту [18, 55]. Однак, як згадувалося вище, можуть бути регіональні наслідки для динаміки популяції A. aegypti, які наша модель не може виявити.
Час публікації: 06 лютого 2025 р.