Този проект анализира данни от два мащабни експеримента, включващи шест кръга пръскане с пиретроид на закрито за период от две години в перуанския град Икитос в Амазония. Разработихме пространствен многостепенен модел, за да идентифицираме причините за намаляването на популацията на Aedes aegypti, които са причинени от (i) скорошна употреба на инсектициди с ултра ниски обеми (ULV) в домакинствата и (ii) употреба на ULV в съседни или близки домакинства. Сравнихме съответствието на модела с редица възможни схеми за претегляне на ефективността на пръскането, базирани на различни времеви и пространствени функции на затихване, за да уловим забавените ефекти на ULV инсектицидите.
Нашите резултати показват, че намаляването на числеността на A. aegypti в домакинството се дължи предимно на пръскане в рамките на същото домакинство, докато пръскането в съседните домакинства не е оказало допълнителен ефект. Ефективността на дейностите по пръскане трябва да се оценява въз основа на времето от последното пръскане, тъй като не открихме кумулативен ефект от последователни пръскания. Въз основа на нашия модел, ние изчислихме, че ефективността на пръскането е намаляла с 50% приблизително 28 дни след пръскането.
Намаляването на популацията на домашните комари Aedes aegypti зависи предимно от броя дни от последното третиране в дадено домакинство, което подчертава значението на покритието с пръскане в районите с висок риск, като честотата на пръскане зависи от местната динамика на предаване.
Aedes aegypti е основният вектор на няколко арбовируса, които могат да причинят големи епидемии, включително вируса на денга (DENV), вируса на чикунгуня и вируса Зика. Този вид комар се храни предимно с хора и често се храни с хора. Той е добре адаптиран към градска среда [1,2,3,4] и е колонизирал много райони в тропиците и субтропиците [5]. В много от тези региони огнищата на денга се повтарят периодично, което води до приблизително 390 милиона случая годишно [6, 7]. При липса на лечение или ефективна и широкодостъпна ваксина, превенцията и контролът на предаването на денга разчитат на намаляване на популациите на комари чрез различни мерки за контрол на векторите, обикновено пръскане с инсектициди, насочени към възрастни комари [8].
В това проучване използвахме данни от две мащабни, репликирани полеви проучвания на пръскане с ултра нисък обем пиретроиди на закрито в град Икитос, в перуанската Амазония [14], за да оценим пространствено и времево забавените ефекти от пръскането с ултра нисък обем върху числеността на Aedes aegypti в домакинствата извън отделното домакинство. Предишно проучване оцени ефекта от третиранията с ултра нисък обем в зависимост от това дали домакинствата са в или извън по-голяма зона на интервенция. В това проучване се стремихме да разложим ефектите от третиранията на по-фино ниво, на ниво отделно домакинство, за да разберем относителния принос на третиранията в рамките на домакинствата в сравнение с третиранията в съседни домакинства. Временно оценихме кумулативния ефект от повторното пръскане в сравнение с най-скорошното пръскане върху намаляването на числеността на Aedes aegypti в домакинствата, за да разберем честотата на необходимото пръскане и да оценим намаляването на ефективността на пръскането с течение на времето. Този анализ може да помогне при разработването на стратегии за контрол на векторите и да предостави информация за параметризацията на модели за прогнозиране на тяхната ефективност [22, 23, 24].
Визуално представяне на схемата за разстояние между пръстените, използвана за изчисляване на дела на домакинствата в пръстен на дадено разстояние от домакинство i, които са били третирани с инсектициди през седмицата, предхождаща t (всички домакинства i са в рамките на 1000 м от буферната зона). В този пример от L-2014, домакинство i е било в третираната зона и проучването на възрастните е проведено след втория кръг на пръскане. Пръстените за разстояние са базирани на разстоянията, които комарите Aedes aegypti прелитат. Пръстените за разстояние B са базирани на равномерно разпределение на всеки 100 м.
Тествахме проста мярка b, като изчислихме дела на домакинствата в рамките на пръстен на дадено разстояние от домакинство i, които са били третирани с пестициди през седмицата, предхождаща t (Допълнителен файл 1: Таблица 4).
където h е броят на домакинствата в пръстен r, а r е разстоянието между пръстена и домакинство i. Разстоянията между пръстените се определят, като се вземат предвид следните фактори:
Относително напасване на модела на функцията за ефект на пръскане в домакинството, претеглена във времето. По-дебелите червени линии представляват най-добре съответстващите модели, където най-дебелата линия представлява най-добре съответстващите модели, а другите дебели линии представляват модели, чийто WAIC не се различава значително от WAIC на най-добре съответстващия модел. B Функция за затихване, приложена към дните от последното пръскане, които са били в петте най-добре съответстващи модела, класирани по среден WAIC и в двата експеримента.
Очакваното намаление на броя на Aedes aegypti на домакинство е свързано с броя дни от последното пръскане. Даденото уравнение изразява намалението като съотношение, където съотношението на скоростта (RR) е съотношението на сценария на пръскане към базовата линия без пръскане.
Моделът изчислява, че ефективността на пръскането е намаляла с 50% приблизително 28 дни след пръскането, докато популациите на Aedes aegypti са се възстановили почти напълно приблизително 50–60 дни след пръскането.
В това проучване описваме ефектите от пръскането с пиретроид с ултра-нисък обем на закрито върху числеността на Aedes aegypti в домакинствата като функция от времето и пространствения обхват на пръскане в близост до домакинството. По-доброто разбиране на продължителността и пространствения обхват на ефектите от пръскането върху популациите на Aedes aegypti ще помогне за определяне на оптимални цели за пространствено покритие и честота на пръскане, необходими по време на интервенции за контрол на векторите, и ще информира за моделиране, сравняващо различни потенциални стратегии за контрол на векторите. Нашите резултати показват, че намаляването на популацията на Aedes aegypti в рамките на едно домакинство е обусловено от пръскане в рамките на същото домакинство, докато пръскането на домакинства в съседни райони не е оказало допълнителен ефект. Ефектите от пръскането върху числеността на Aedes aegypti в домакинствата са зависими предимно от времето, изминало от последното пръскане, и постепенно са намалявали в продължение на 60 дни. Не е наблюдавано по-нататъшно намаляване на популациите на Aedes aegypti в резултат на кумулативния ефект от многократните пръскания в домакинствата. Накратко, броят на Aedes aegypti е намалял. Броят на комарите Aedes aegypti в едно домакинство зависи главно от времето, изминало от последното пръскане в това домакинство.
Важно ограничение на нашето проучване е, че не контролирахме възрастта на събраните възрастни комари Aedes aegypti. Предишни анализи на тези експерименти [14] установиха тенденция към по-младо възрастово разпределение на възрастните женски (увеличен дял на нераждали женски) в третираните с L-2014 райони в сравнение с буферната зона. Следователно, въпреки че не открихме допълнителен обяснителен ефект от пръскането в близките домакинства върху числеността на A. aegypti в дадено домакинство, не можем да бъдем сигурни, че няма регионален ефект върху динамиката на популацията на A. aegypti в райони, където пръскането се извършва често.
Други ограничения на нашето проучване включват невъзможността да се отчете аварийно пръскане, проведено от Министерството на здравеопазването приблизително 2 месеца преди експерименталното пръскане L-2014, поради липса на подробна информация за неговото местоположение и време. Предишни анализи показват, че тези пръскания имат сходни ефекти в целия изследван район, формирайки обща базова линия за гъстотата на Aedes aegypti; всъщност популациите на Aedes aegypti започват да се възстановяват, когато е проведено експерименталното пръскане [14]. Освен това, разликата в резултатите между двата експериментални периода може да се дължи на разлики в дизайна на изследването и различната чувствителност на Aedes aegypti към циперметрин, като S-2013 е по-чувствителен от L-2014 [14]. Докладваме най-последователните резултати от двете проучвания и включваме модела, съобразен с експеримента L-2014, като наш окончателен модел. Като се има предвид, че експерименталният дизайн L-2014 е по-подходящ за оценка на въздействието на скорошно пръскане върху популациите на комари Aedes aegypti и че местните популации на Aedes aegypti са развили резистентност към пиретроиди в края на 2014 г. [41], ние счетохме този модел за по-консервативен избор и по-подходящ за постигане на целите на това проучване.
Сравнително плоският наклон на кривата на разпад на спрея, наблюдаван в това проучване, може да се дължи на комбинация от скоростта на разграждане на циперметрина и динамиката на популацията на комарите. Инсектицидът циперметрин, използван в това проучване, е пиретроид, който се разгражда предимно чрез фотолиза и хидролиза (DT50 = 2,6–3,6 дни) [44]. Въпреки че обикновено се счита, че пиретроидите се разграждат бързо след прилагане и че остатъците са минимални, скоростта на разграждане на пиретроидите е много по-бавна на закрито, отколкото на открито, и няколко проучвания показват, че циперметринът може да се задържи във въздуха и праха на закрито в продължение на месеци след пръскане [45,46,47]. Къщите в Икитос често са построени в тъмни, тесни коридори с малко прозорци, което може да обясни намалената скорост на разграждане поради фотолизата [14]. Освен това, циперметринът е силно токсичен за чувствителните комари Aedes aegypti при ниски дози (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Поради хидрофобния характер на остатъчния циперметрин, е малко вероятно той да засегне ларвите на водните комари, което обяснява възстановяването на възрастните от активни ларвни местообитания с течение на времето, както е описано в оригиналното проучване, с по-висок дял на неяйцопарни женски в третираните райони, отколкото в буферните зони [14]. Жизненият цикъл на комара Aedes aegypti от яйце до възрастен може да отнеме от 7 до 10 дни в зависимост от температурата и вида на комара.[49] Забавянето във възстановяването на популациите на възрастни комари може да се обясни допълнително с факта, че остатъчният циперметрин убива или отблъсква някои новопоявили се възрастни и някои внесени възрастни от райони, които никога не са били третирани, както и намаляване на снасянето на яйца поради намаляването на броя на възрастните [22, 50].
Моделите, които включват цялата история на минали пръскания в домакинствата, имат по-ниска точност и по-слаби оценки на ефекта от моделите, които включват само най-скорошната дата на пръскане. Това не трябва да се приема като доказателство, че отделните домакинства не се нуждаят от повторно третиране. Възстановяването на популациите на A. aegypti, наблюдавано в нашето проучване, както и в предишни проучвания [14], малко след пръскането, предполага, че домакинствата трябва да бъдат третирани повторно с честота, определена от локалната динамика на предаване, за да се възстанови потискането на A. aegypti. Честотата на пръскане трябва да е насочена предимно към намаляване на вероятността от инфекция на женски Aedes aegypti, която ще се определя от очакваната продължителност на външния инкубационен период (EIP) - времето, необходимо на вектор, който се е натъпкал със заразена кръв, да стане заразен за следващия гостоприемник. От своя страна EIP ще зависи от вирусния щам, температурата и други фактори. Например, в случай на денга, дори ако пръскането с инсектициди убие всички заразени възрастни вектори, човешката популация може да остане заразна в продължение на 14 дни и може да зарази новопоявяващи се комари [54]. За да се контролира разпространението на денга, интервалите между пръсканията трябва да бъдат по-кратки от интервалите между третиранията с инсектициди, за да се елиминират новопоявяващите се комари, които могат да ухапят заразените гостоприемници, преди да могат да заразят други комари. Седем дни могат да се използват като насока и удобна мерна единица за агенциите за контрол на векторите. По този начин, седмично пръскане с инсектициди в продължение на поне 3 седмици (за да се обхване целият инфекциозен период на гостоприемника) би било достатъчно, за да се предотврати предаването на денга, а нашите резултати показват, че ефективността на предишното пръскане няма да бъде значително намалена до този момент [13]. Всъщност, в Икитос здравните власти успешно намалиха предаването на денга по време на огнище, като проведоха три кръга пръскане с инсектициди с ултра-нисък обем в затворени пространства за период от няколко седмици до няколко месеца.
Накрая, нашите резултати показват, че въздействието на пръскането на закрито е било ограничено до домакинствата, където е било извършено, а пръскането на съседните домакинства не е довело до допълнително намаляване на популациите на Aedes aegypti. Възрастните комари Aedes aegypti могат да останат близо до или вътре в дома, където се излюпват, да се събират на разстояние до 10 м и да изминават средно разстояние от 106 м.[36] Следователно, пръскането на зоната около дома може да няма значителен ефект върху броя на Aedes aegypti в този дом. Това подкрепя предишни открития, че пръскането навън или около домовете не е имало ефект [18, 55]. Както обаче бе споменато по-горе, може да има регионални ефекти върху динамиката на популацията на A. aegypti, които нашият модел не е в състояние да открие.
Време на публикуване: 06 февруари 2025 г.