Tässä projektissa analysoitiin tietoja kahdesta laajamittaisesta kokeesta, joihin sisältyi kuusi sisätilojen pyretroidiruiskutuskierrosta kahden vuoden aikana Perun Amazonin kaupungissa Iquitosissa. Kehitimme spatiaalisen monitasomallin tunnistaaksemme Aedes aegypti -populaation vähenemisen syitä, jotka johtuivat (i) kotitalouksien viimeaikaisesta erittäin pienten määrien (ULV) hyönteismyrkkyjen käytöstä ja (ii) naapuri- tai lähellä sijaitsevien kotitalouksien ULV-käytöstä. Vertasimme mallin sopivuutta useisiin mahdollisiin ruiskutuksen tehokkuuden painotusjärjestelmiin, jotka perustuivat erilaisiin ajallisiin ja spatiaalisiin hajoamisfunktioihin ULV-hyönteismyrkkyjen viiveellä ilmenevien vaikutusten havaitsemiseksi.
Tuloksemme osoittavat, että A. aegypti -sienen runsauden väheneminen kotitaloudessa johtui pääasiassa saman kotitalouden sisäisistä ruiskutuksista, kun taas naapuritalouksissa tehdyillä ruiskutuksilla ei ollut lisävaikutusta. Ruiskutustoimien tehokkuutta tulisi arvioida viimeisimmästä ruiskutuksesta kuluneen ajan perusteella, koska emme havainneet kumulatiivista vaikutusta peräkkäisistä ruiskutuksista. Mallissamme arvioimme, että ruiskutuksen tehokkuus heikkeni 50 % noin 28 päivää ruiskutuksen jälkeen.
Kotitalouksien Aedes aegypti -hyttysten populaation väheneminen riippui ensisijaisesti viimeisimmästä käsittelystä kuluneiden päivien määrästä tietyssä kotitaloudessa, mikä korostaa ruiskutuspeittävyyden merkitystä korkean riskin alueilla, ja ruiskutustiheys riippuu paikallisesta leviämisdynamiikasta.
Aedes aegypti on useiden arbovirusten ensisijainen vektori, jotka voivat aiheuttaa suuria epidemioita, mukaan lukien denguevirus (DENV), chikungunyavirus ja Zikavirus. Tämä hyttyslaji syö pääasiassa ihmisiä ja usein myös ihmisiä. Se on sopeutunut hyvin kaupunkiympäristöön [1,2,3,4] ja on asuttanut monia alueita trooppisilla ja subtrooppisilla alueilla [5]. Monilla näistä alueista denguekuume-epidemiat toistuvat ajoittain, ja niiden arvioidaan aiheuttavan 390 miljoonaa tartuntatapausta vuosittain [6, 7]. Hoidon tai tehokkaan ja laajalti saatavilla olevan rokotteen puuttuessa denguekuumeen leviämisen ehkäisy ja torjunta perustuvat hyttyspopulaatioiden vähentämiseen erilaisilla vektorien torjuntatoimenpiteillä, tyypillisesti ruiskuttamalla aikuisiin hyttysiin kohdistuvia hyönteismyrkkyjä [8].
Tässä tutkimuksessa käytimme tietoja kahdesta laajamittaisesta, toistetusta kenttäkokeesta, joissa tutkittiin erittäin pienten määrien sisätiloissa tapahtuvaa pyretroidiruiskutusta Iquitosin kaupungissa Perun Amazonilla [14], arvioidaksemme erittäin pienten määrien ruiskutusten paikallisesti ja ajallisesti viiveellä olevia vaikutuksia kotitalouksien Aedes aegypti -runsauteen yksittäisen kotitalouden ulkopuolella. Aiemmassa tutkimuksessa arvioitiin erittäin pienten määrien käsittelyjen vaikutusta riippuen siitä, olivatko kotitaloudet laajemman interventioalueen sisällä vai ulkopuolella. Tässä tutkimuksessa pyrimme hajottamaan käsittelyjen vaikutukset hienommalla tasolla yksittäisen kotitalouden tasolla ymmärtääksemme kotitalouksien sisäisten käsittelyjen suhteellisen osuuden verrattuna naapurikotitalouksien käsittelyihin. Ajallisesti arvioimme toistuvien ruiskutusten kumulatiivisen vaikutuksen viimeisimpään ruiskutukseen kotitalouksien Aedes aegypti -runsauden vähentämisessä ymmärtääksemme tarvittavan ruiskutuksen tiheyden ja arvioidaksemme ruiskutuksen tehokkuuden laskua ajan myötä. Tämä analyysi voi auttaa vektorien torjuntastrategioiden kehittämisessä ja tarjota tietoa mallien parametrisoinnille niiden tehokkuuden ennustamiseksi [22, 23, 24].
Rengasetäisyyskaavion visuaalinen esitys, jota käytetään laskemaan niiden kotitalouksien osuus renkaan sisällä tietyllä etäisyydellä kotitaloudesta i, joita käsiteltiin hyönteismyrkkyillä viikkoa ennen t:tä (kaikki kotitaloudet i ovat 1000 metrin säteellä puskurivyöhykkeestä). Tässä L-2014-esimerkissä kotitalous i oli käsitellyllä alueella ja aikuisten tutkimus tehtiin toisen ruiskutuskierroksen jälkeen. Etäisyysrenkaat perustuvat etäisyyksiin, joilla Aedes aegypti -hyttysten tiedetään lentävän. Etäisyysrenkaat B perustuvat tasaiseen jakaumaan 100 metrin välein.
Testasimme yksinkertaista mittaa b laskemalla niiden kotitalouksien osuuden tietyllä etäisyydellä kotitaloudesta i olevan renkaan sisällä, joita käsiteltiin torjunta-aineilla viikkoa t edeltävänä aikana (lisätiedosto 1: taulukko 4).
jossa h on kotitalouksien lukumäärä kehässä r ja r on renkaan ja kotitalouden i välinen etäisyys. Renkaiden väliset etäisyydet määritetään ottaen huomioon seuraavat tekijät:
Aikapainotetun kotitalouden sisäisen ruiskutusvaikutuksen funktion suhteellinen mallin sopivuus. Paksummat punaiset viivat edustavat parhaiten sopivia malleja, joissa paksuin viiva edustaa parhaiten sopivia malleja ja muut paksut viivat edustavat malleja, joiden WAIC ei eroa merkittävästi parhaiten sopivan mallin WAIC:sta. B Hajoamisfunktio sovellettuna viimeisimmän ruiskutuksen jälkeisiin päiviin, jotka olivat viidessä parhaiten sopivassa mallissa, järjestettynä keskimääräisen WAIC:n mukaan molemmissa kokeissa.
Arvioitu Aedes aegypti -kantojen väheneminen kotitaloutta kohden liittyy viimeisimmästä ruiskutuksesta kuluneiden päivien määrään. Annettu yhtälö ilmaisee vähenemisen suhteena, jossa määräsuhde (RR) on ruiskutusskenaarion suhde ruiskuttamattomaan lähtötasoon.
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 sisätiloissa tehtävän erittäin pienen pyretroidiruiskutuksen vaikutuksia kotitalouksien Aedes aegypti -hyttysten runsauteen ruiskutuksen ajoituksen ja alueellisen laajuuden funktiona kotitalouden lähellä. Parempi ymmärtäminen ruiskutuksen kestosta ja alueellisesta laajuudesta Aedes aegypti -populaatioihin auttaa tunnistamaan optimaaliset tavoitteet vektorien torjuntatoimenpiteiden aikana vaadittavalle alueelliselle peitolle ja ruiskutustiheydelle sekä antaa tietoa mallinnukseen, jossa vertaillaan erilaisia mahdollisia vektorien torjuntastrategioita. Tuloksemme osoittavat, että Aedes aegypti -populaation väheneminen yksittäisessä kotitaloudessa johtui saman kotitalouden ruiskutuksesta, kun taas naapurialueiden kotitalouksien ruiskutuksella ei ollut lisävaikutusta. Ruiskutuksen vaikutukset kotitalouksien Aedes aegypti -hyttysten runsauteen riippuivat ensisijaisesti viimeisimmästä ruiskutuksesta kuluneesta ajasta ja vähenivät vähitellen 60 päivän aikana. Aedes aegypti -populaatioiden vähenemistä ei havaittu useiden kotitalouksien ruiskutusten kumulatiivisen vaikutuksen seurauksena. Lyhyesti sanottuna Aedes aegypti -hyttysten määrä on vähentynyt. Aedes aegypti -hyttysten määrä kotitaloudessa riippuu pääasiassa ajasta, joka on kulunut viimeisimmästä ruiskutuksesta kyseisessä kotitaloudessa.
Tutkimuksemme tärkeä rajoitus on, ettemme ottaneet huomioon kerättyjen aikuisten Aedes aegypti -hyttysten ikää. Näiden kokeiden aiemmat analyysit [14] osoittivat suuntauksen kohti aikuisten naaraiden nuorempaa ikäjakaumaa (synnyttämättömien naaraiden osuus kasvoi) L-2014-käsitellyillä alueilla verrattuna puskurivyöhykkeeseen. Näin ollen, vaikka emme löytäneetkään lähellä olevien kotitalouksien ruiskutuksella lisäselitysvaikutusta A. aegypti -hyönteisten runsauteen tietyssä kotitaloudessa, emme voi olla varmoja siitä, ettei A. aegypti -populaatiodynamiikkaan ole alueellista vaikutusta alueilla, joilla ruiskutusta tapahtuu usein.
Tutkimuksemme muita rajoituksia ovat kyvyttömyys ottaa huomioon terveysministeriön noin kaksi kuukautta ennen L-2014-kokeellista ruiskutusta suorittamaa hätäruiskutusta, koska sen sijainnista ja ajoituksesta ei ole yksityiskohtaista tietoa. Aiemmat analyysit ovat osoittaneet, että näillä ruiskutuksilla oli samanlaisia vaikutuksia koko tutkimusalueella, mikä muodostaa yhteisen lähtötason Aedes aegypti -tiheyksille; Aedes aegypti -populaatiot alkoivatkin elpyä, kun kokeellinen ruiskutus tehtiin [14]. Lisäksi kahden kokeellisen jakson tulosten ero voi johtua tutkimusasetelman eroista ja Aedes aegypti -lajien erilaisesta herkkyydestä sypermetriinille, sillä S-2013 on herkempi kuin L-2014 [14]. Raportoimme kahden tutkimuksen johdonmukaisimmat tulokset ja sisällytämme L-2014-kokeeseen sovitetun mallin lopulliseksi malliksemme. Koska L-2014-koeasetelma soveltuu paremmin arvioimaan viimeaikaisten ruiskutusten vaikutusta Aedes aegypti -hyttyspopulaatioihin ja koska paikalliset Aedes aegypti -populaatiot olivat kehittäneet resistenssin pyretroideille vuoden 2014 lopulla [41], pidimme tätä mallia konservatiivisempana valintana ja sopivampana tämän tutkimuksen tavoitteiden saavuttamiseksi.
Tässä tutkimuksessa havaittu ruiskutusaineen hajoamiskäyrän suhteellisen tasainen kulmakerroin voi johtua sypermetriinin hajoamisnopeuden ja hyttysten populaatiodynamiikan yhdistelmästä. Tässä tutkimuksessa käytetty sypermetriinihyönteismyrkky on pyretroidi, joka hajoaa pääasiassa fotolyysin ja hydrolyysin kautta (DT50 = 2,6–3,6 päivää) [44]. Vaikka pyretroidien katsotaan yleensä hajoavan nopeasti levityksen jälkeen ja että jäämiä on vähän, pyretroidien hajoamisnopeus on paljon hitaampi sisätiloissa kuin ulkona, ja useat tutkimukset ovat osoittaneet, että sypermetriini voi säilyä sisäilmassa ja pölyssä kuukausia ruiskutuksen jälkeen [45,46,47]. Iquitosin talot on usein rakennettu pimeisiin, kapeisiin käytäviin, joissa on vain vähän ikkunoita, mikä voi selittää fotolyysin aiheuttaman hitaamman hajoamisnopeuden [14]. Lisäksi sypermetriini on erittäin myrkyllistä herkille Aedes aegypti -hyttysille pieninä annoksina (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Jäännöskypermetriinin hydrofobisen luonteen vuoksi on epätodennäköistä, että se vaikuttaisi vesihyttysten toukkiin. Tämä selittää aikuisten toukkien toukkien toukkien toutumisen aktiivisista elinympäristöistä ajan myötä, kuten alkuperäisessä tutkimuksessa on kuvattu. Käsitellyillä alueilla on suurempi osuus ei-munivia naaraita kuin puskurivyöhykkeillä [14]. Aedes aegypti -hyttysen elinkaari munasta aikuiseksi voi kestää 7–10 päivää lämpötilasta ja hyttyslajista riippuen.[49] Aikuisten hyttyspopulaatioiden toipumisen viivästymistä voidaan selittää edelleen sillä, että jäännöskypermetriini tappaa tai karkottaa joitakin uusia aikuisia ja joitakin käsitellyiltä alueilta tulleita aikuisia yksilöitä, sekä munintatoiminnan vähenemisellä aikuisten lukumäärän vähenemisen vuoksi [22, 50].
Malleilla, jotka sisälsivät koko aiemman kotitalouksien ruiskutushistorian, oli heikompi tarkkuus ja heikommat vaikutusarviot kuin malleilla, jotka sisälsivät vain viimeisimmän ruiskutuspäivämäärän. Tätä ei pidä pitää todisteena siitä, etteikö yksittäisiä kotitalouksia tarvitsisi käsitellä uudelleen. Tutkimuksessamme ja aiemmissa tutkimuksissa [14] havaittu A. aegypti -populaatioiden elpyminen pian ruiskutuksen jälkeen viittaa siihen, että kotitaloudet on käsiteltävä uudelleen paikallisen tartuntadynamiikan määräämällä tiheydellä A. aegypti -kannan tukahduttamiseksi. Ruiskutustiheyden tulisi ensisijaisesti pyrkiä vähentämään naaraspuolisten Aedes aegypti -hyönteisten tartunnan todennäköisyyttä, joka määräytyy ulkoisen itämisajan (EIP) odotetun pituuden mukaan – ajan, joka kuluu tartunnan saaneen veren nauttineen vektorin tarttumiseen seuraavaan isäntään. EIP puolestaan riippuu viruskannasta, lämpötilasta ja muista tekijöistä. Esimerkiksi denguekuumeen tapauksessa, vaikka hyönteismyrkky ruiskutus tappaisi kaikki tartunnan saaneet aikuiset vektorit, ihmispopulaatio voi pysyä tarttuvana 14 päivää ja voi tartuttaa uusia hyttysiä [54]. Denguekuumeen leviämisen hillitsemiseksi ruiskutuskertojen välisten välien tulisi olla lyhyempiä kuin hyönteismyrkkykäsittelyjen välisten välien, jotta voidaan eliminoida tartunnan saaneita isäntiä purevat uudet hyttyset ennen kuin ne ehtivät tartuttaa muita hyttysiä. Seitsemää päivää voidaan käyttää ohjeena ja kätevänä mittayksikkönä vektorien torjuntayksiköille. Näin ollen viikoittainen hyönteismyrkkyruiskutus vähintään kolmen viikon ajan (isännän koko tartunta-ajan kattamiseksi) riittäisi estämään denguekuumeen leviämisen, ja tuloksemme viittaavat siihen, että edellisen ruiskutuksen tehokkuus ei vähenisi merkittävästi tuohon aikaan mennessä [13]. Iquitosissa terveysviranomaiset onnistuivat vähentämään denguekuumeen leviämistä epidemian aikana suorittamalla kolme kierrosta erittäin pienimääräisiä hyönteismyrkkyruiskutuksia suljetuissa tiloissa useiden viikkojen tai useiden kuukausien aikana.
Lopuksi tuloksemme osoittavat, että sisätilojen ruiskutuksen vaikutus rajoittui kotitalouksiin, joissa sitä tehtiin, eikä naapurikotitalouksien ruiskuttaminen vähentänyt Aedes aegypti -populaatioita entisestään. Aikuiset Aedes aegypti -hyttyset voivat jäädä kuoriutumispaikan lähelle tai sisälle, kerääntyä jopa 10 metrin päähän ja matkustaa keskimäärin 106 metrin matkan.[36] Näin ollen kodin ympäristön ruiskuttaminen ei välttämättä vaikuta merkittävästi Aedes aegypti -populaatioihin kyseisessä kodissa. Tämä tukee aiempia havaintoja, joiden mukaan kotien ulkopuolella tai ympärillä tehdyllä ruiskutuksella ei ollut vaikutusta [18, 55]. Kuten edellä mainittiin, A. aegypti -populaation dynamiikkaan voi kuitenkin vaikuttaa alueellisesti, eikä mallimme pysty havaitsemaan niitä.
Julkaisun aika: 06.02.2025