Aedes aegypti on useiden arbovirusten (kuten dengue-, chikungunya- ja Zika-kuume) ensisijainen vektori, jotka aiheuttavat usein ihmistautiepidemioita trooppisilla ja subtrooppisilla alueilla. Näiden epidemioiden hallinta perustuu vektorien torjuntaan, usein aikuisiin naarashyttysiin kohdistuvien hyönteismyrkkysumutteiden muodossa. Optimaalisen tehokkuuden edellyttämä ruiskutuksen alueellinen kattavuus ja tiheys ovat kuitenkin epäselviä. Tässä tutkimuksessa kuvaamme sisätiloissa tehtävän erittäin pienivolyymisten (ULV) pyretroidihyönteismyrkkyjen ruiskutuksen vaikutusta kotitalouksien Aedes aegypti -hyttyspopulaatioihin.
Tuloksemme osoittavat, että Aedes aegypti -kantojen väheneminen kotitalouksien sisällä johtuu pääasiassa samassa kotitaloudessa tehdyistä ruiskutuksista, eikä naapuritalouksissa tehdyillä ruiskutuksilla ole lisävaikutusta. Ruiskutuksen tehokkuutta tulisi mitata viimeisimmästä ruiskutuksesta kuluneen ajan perusteella, koska emme havainneet peräkkäisten ruiskutusten kumulatiivista vaikutusta. Mallissamme arvioimme, että ruiskutuksen tehokkuus laskee 50 % noin 28 päivää ruiskutuksen jälkeen.
Aedes aegypti -lajien määrän väheneminen kotitaloudessa johtui pääasiassa siitä, kuinka monta päivää oli kulunut viimeisimmästä ruiskutuksesta kyseisessä kotitaloudessa, mikä korostaa ruiskutuspeittävyyden merkitystä korkean riskin alueilla. Ruiskutustiheys riippuu paikallisesta viruksen leviämisdynamiikasta.
Tässä tutkimuksessa käytimme tietoja kahdesta laajasta kenttäkokeesta, joissa käytettiin toistuvaa erittäin pientä määrää pyretroideja sisätiloissa Iquitosin kaupungissa Perun Amazonin alueella. Arvioimme erittäin pienten määrästen ruiskutusten vaikutusta yksittäisiin Aedes aegypti -hyttyspopulaatioihin kotitaloudessa ja yksittäisen kotitalouden rajojen ulkopuolella. Aiemmissa tutkimuksissa on arvioitu erittäin pienten käsittelyjen vaikutusta sen perusteella, olivatko kotitaloudet laajemman interventioalueen sisällä vai ulkopuolella. Tässä tutkimuksessa pyrimme erittelemään käsittelyjen vaikutukset yksittäisten kotitalouksien tarkemmalla tasolla ymmärtääksemme kotitalouksien sisäisten käsittelyjen suhteellisen osuuden verrattuna naapurikotitalouksien käsittelyihin. Ajan myötä arvioimme toistuvien ruiskutusten kumulatiivisen vaikutuksen verrattuna viimeisimpään ruiskutukseen Aedes aegypti -hyttysten vähenemiseen siipikarjarakennuksissa ymmärtääksemme tarvittavan ruiskutuksen tiheyden ja arvioidaksemme ruiskutuksen tehokkuuden laskua ajan myötä. Tämä analyysi voi auttaa vektorien torjuntastrategioiden kehittämisessä ja tarjota tietoa mallien parametrisointiin niiden tehokkuuden ennustamiseksi.
Kiinnostava tulos määritellään kotitaloutta i kohden kerättyjen aikuisten Aedes aegypti -yksilöiden kokonaismääränä ajanhetkellä t, joka mallinnetaan monitasoisella Bayes-kehyksellä käyttäen negatiivista binomijakaumaa ylihajoamisen huomioon ottamiseksi, erityisesti koska kerättiin suuri määrä nolla-aikuisia Aedes aegypti -yksilöitä. Ottaen huomioon kahden tutkimuksen väliset erot sijainnissa ja kokeellisissa asetteluissa, kaikki ehdokasmallit sovitettiin S-2013- ja L-2014-aineistoihin. Ehdokasmallit kehitetään yleisen muodon mukaisesti:
a edustaa mitä tahansa joukosta ehdokasmuuttujia, jotka mittaavat ruiskutuksen vaikutusta kotitalouteen i ajanhetkellä t, kuten alla on kuvattu.
b edustaa mitä tahansa joukosta ehdokasmuuttujia, jotka mittaavat ruiskutuksen vaikutusta kotitalouden i ympärillä oleviin naapureihin ajanhetkellä t, kuten alla on kuvattu.
Testasimme yksinkertaista b-tilastoa laskemalla niiden kotitalouksien osuuden renkaan sisällä tietyllä etäisyydellä kotitaloudesta i, jotka ruiskutettiin viikkoa ennen t:tä.
jossa h on kotitalouksien lukumäärä renkaassa r ja r on renkaan ja kotitalouden i välinen etäisyys. Renkaiden välinen etäisyys määräytyy seuraavien tekijöiden perusteella:
Suhteellinen mallin sopivuus aikapainotetuille kotitalouden sisäisille ruiskutusaltistusfunktioille. Paksumpi punainen viiva edustaa parhaiten sopivaa mallia, paksuimman viivan edustaessa parhaiten sopivaa mallia ja muut paksut viivat edustavat malleja, joiden WAIC-arvo ei eroa merkittävästi parhaiten sopivan mallin WAIC-arvosta. BA-hajoamisfunktiota sovelletaan viimeisimmästä ruiskutuksesta kuluneiden päivien lukumäärään, jotka ovat viiden parhaiten sopivan mallin joukossa kahden kokeen keskimääräisen WAIC-sijoituksen perusteella.
Malli arvioi, että ruiskutuksen tehokkuus heikkeni 50 % noin 28 päivää ruiskutuksen jälkeen, kun taas Aedes aegypti -populaatiot olivat lähes täysin toipuneet noin 50–60 päivää ruiskutuksen jälkeen.
Tässä tutkimuksessa kuvaamme sisätilojen erittäin pienen pyretriiniruiskutuksen vaikutusta sisätiloissa sijaitseviin Aedes aegypti -populaatioihin suhteessa ruiskutustapahtumiin, jotka tapahtuvat ajallisesti ja paikallisesti lähellä kotia. Parempi ymmärrys ruiskutuksen kestosta ja alueellisesta laajuudesta Aedes aegypti -populaatioihin auttaa tunnistamaan optimaaliset tavoitteet vektorien torjuntatoimenpiteiden aikana tarvittavan ruiskutuksen alueelliselle peitolle ja tiheydelle ja tarjoaa perustan erilaisten mahdollisten vektorien torjuntastrategioiden vertailulle. Tuloksemme osoittavat, että kotitalouksien sisäisten Aedes aegypti -populaatioiden väheneminen johtuu yhden kotitalouden ruiskutuksista, eikä naapurialueiden kotitalouksien ruiskutuksilla ole lisävaikutusta. Ruiskutuksen vaikutus sisätilojen Aedes aegypti -populaatioihin riippuu ensisijaisesti viimeisimmästä ruiskutuksesta kuluneesta ajasta ja vähenee vähitellen 60 päivän aikana. Aedes aegypti -populaatioiden vähenemistä ei havaittu useiden kotitalouksien sisäisten ruiskutustapahtumien kumulatiivisen vaikutuksen vuoksi. Kaiken kaikkiaan Aedes aegypti -populaatio on vähentynyt. Aedes aegypti -hyttysten määrä kotitaloudessa riippuu pääasiassa siitä, kuinka kauan on kulunut viimeisimmästä ruiskutuksesta kyseisessä taloudessa.
Tutkimuksemme tärkeä rajoitus on, ettemme ottaneet huomioon kerättyjen aikuisten Aedes aegypti -hyttysten ikää. Näiden kokeiden aiemmat analyysit [14] osoittivat, että aikuisten naaraiden ikäjakauma oli L-2014-ruiskutusvyöhykkeellä yleensä nuorempi (syntymättömien naaraiden osuus kasvoi) verrattuna puskurivyöhykkeeseen. Vaikka emme löytäneet ympäröivien kotitalouksien ruiskutustapahtumilla lisäselitystä Aedes aegypti -hyttysten runsauteen tietyssä kotitaloudessa, emme voi olla varmoja siitä, ettei Aedes aegypti -populaation dynamiikkaan ole alueellisia vaikutuksia alueilla, joilla ruiskutuksia esiintyy usein.
Tutkimuksemme muita rajoituksia ovat kyvyttömyys ottaa huomioon terveysministeriön hätäruiskutuksia, jotka tapahtuivat noin kaksi kuukautta ennen L-2014:n kokeellista ruiskutusta, koska sen sijainnista ja ajoituksesta ei ole yksityiskohtaista tietoa. Aiemmat analyysit ovat osoittaneet, että näillä ruiskutuksilla oli samanlainen vaikutus koko tutkimusalueella ja ne muodostivat yhteisen Aedes aegypti -tiheyden lähtötason. Itse asiassa kokeellisen ruiskutuksen alkaessa Aedes aegypti -populaatiot olivat alkaneet elpyä. Lisäksi tulosten ero kahden kokeellisen ajanjakson välillä voi johtua tutkimusasetelman eroista ja Aedes aegypti -lajien erilaisesta herkkyydestä sypermetriinille, sillä S-2013 on herkempi kuin L-2014.
Lopuksi tuloksemme osoittavat, että sisätiloissa tehdyn ruiskutuksen vaikutukset rajoittuivat kotitalouteen, jossa ruiskutusta tehtiin, eikä naapuritaloissa tehty ruiskutus vähentänyt Aedes aegypti -populaatioita entisestään. Aikuiset Aedes aegypti -hyttyset voivat pysyä talojen lähellä tai sisällä, kerääntyä 10 metrin säteelle ja matkustaa keskimäärin 106 metrin matkan. Siten talon ympäristön ruiskuttaminen ei välttämättä vaikuta merkittävästi kyseisen talon Aedes aegypti -populaatioon. Tämä tukee aiempia havaintoja, joiden mukaan talon ulkopuolella tai ympärillä tapahtuvalla ruiskutuksella ei ole vaikutusta. Kuten edellä mainittiin, Aedes aegypti -populaation dynamiikkaan voi kuitenkin vaikuttaa alueellisesti, eikä malliamme ole suunniteltu havaitsemaan tällaisia vaikutuksia.
Yhteenvetona voidaan todeta, että tuloksemme korostavat, kuinka tärkeää on tavoittaa jokainen tartuntariskissä oleva kotitalous epidemian aikana, sillä kotitaloudet, joita ei ole äskettäin suihkutettu, eivät voi luottaa lähellä oleviin toimenpiteisiin tai edes useisiin aiempiin toimenpiteisiin nykyisten hyttyspopulaatioiden vähentämiseksi. Koska jotkut talot olivat saavuttamattomissa, alkuperäiset ruiskutusyritykset johtivat aina osittaiseen peittoon. Toistuvat käynnit käsittelemättömissä kotitalouksissa voivat lisätä peittoa, mutta tuotto pienenee jokaisella yrityskerralla ja kustannukset kotitaloutta kohden nousevat. Siksi vektorien torjuntaohjelmia on parannettava kohdentamalla ne alueille, joilla denguekuumeen leviämisriski on suurempi. Denguekuumeen leviäminen on heterogeenistä paikallisesti ja ajallisesti, ja paikallisen korkean riskin alueiden arvioinnin, mukaan lukien väestötieteelliset, ympäristölliset ja sosiaaliset olosuhteet, tulisi ohjata kohdennettuja vektorien torjuntatoimia. Muut kohdennetut strategiat, kuten sisätilojen jäännössumutusten yhdistäminen kontaktien jäljitykseen, ovat olleet tehokkaita aiemmin ja voivat olla onnistuneita joissakin olosuhteissa. Matemaattiset mallit voivat myös auttaa valitsemaan optimaaliset vektorien torjuntastrategiat tartuntojen vähentämiseksi kussakin paikallisessa ympäristössä ilman kalliita ja logistisesti monimutkaisia kenttäkokeita. Tuloksemme tarjoavat yksityiskohtaisen parametrisoinnin erittäin pienten volyymien sisäruiskutuksen spatiaalisista ja ajallisista vaikutuksista, mikä voi antaa tietoa tuleville mekanistisille mallinnuspyrkimyksille.
Julkaisun aika: 13. tammikuuta 2025