Комар Aedes aegypti является основным переносчиком нескольких арбовирусов (таких как денге, чикунгунья и Зика), вызывающих частые вспышки заболеваний у людей в тропических и субтропических регионах. Борьба с этими вспышками основана на борьбе с переносчиками, часто в виде инсектицидных опрыскиваний, направленных на взрослых самок комаров. Однако пространственная зона охвата и частота опрыскивания, необходимые для оптимальной эффективности, остаются неясными. В этом исследовании мы описываем влияние опрыскивания помещений инсектицидами на основе пиретроидов сверхмалого объема (ULV) на популяции комаров Aedes aegypti в домашних условиях.
Наши результаты показывают, что снижение численности комаров Aedes aegypti внутри домохозяйства в основном обусловлено опрыскиванием, проводимым в пределах одного домохозяйства, без дополнительного эффекта от опрыскивания в соседних домохозяйствах. Эффективность опрыскивания следует измерять с точки зрения времени, прошедшего с момента последнего опрыскивания, поскольку мы не обнаружили кумулятивного эффекта от последовательных опрыскиваний. На основе нашей модели мы оцениваем, что эффективность опрыскивания снижается на 50% примерно через 28 дней после опрыскивания.
Снижение численности комаров Aedes aegypti в домохозяйстве в основном определялось количеством дней, прошедших с момента последнего опрыскивания в этом домохозяйстве, что подчеркивает важность охвата опрыскиванием зон высокого риска, при этом частота опрыскивания зависит от местной динамики передачи вируса.
В данном исследовании мы использовали данные двух крупных полевых испытаний по многократному распылению пиретроидов сверхмалого объема внутри помещений в городе Икитос, в перуанской Амазонии, чтобы оценить воздействие распыления сверхмалого объема на популяцию комаров Aedes aegypti в каждом отдельном домохозяйстве, выходящее за пределы границ одного домохозяйства. В предыдущих исследованиях эффект обработки сверхмалым объемом оценивался в зависимости от того, находились ли домохозяйства внутри или за пределами более крупной зоны воздействия. В этом исследовании мы стремимся детализировать эффекты обработки на уровне отдельных домохозяйств, чтобы понять относительный вклад обработки внутри домохозяйства по сравнению с обработкой в соседних домохозяйствах. С течением времени мы оценили кумулятивный эффект повторного распыления по сравнению с последним распылением на снижение численности комаров Aedes aegypti в птичниках, чтобы понять необходимую частоту распыления и оценить снижение эффективности распыления с течением времени. Этот анализ может помочь в разработке стратегий борьбы с переносчиками заболеваний и предоставить информацию для параметризации моделей прогнозирования их эффективности.
В качестве интересующего результата определяется общее количество взрослых особей Aedes aegypti, собранных в домохозяйстве i в момент времени t, которое моделируется в многоуровневой байесовской модели с использованием отрицательного биномиального распределения для учета избыточной дисперсии, особенно с учетом того, что было собрано большое количество взрослых особей Aedes aegypti, не соответствующих условию. Учитывая различия в местоположении и экспериментальных схемах между двумя исследованиями, все модели-кандидаты были подогнаны к наборам данных S-2013 и L-2014 соответственно. Модели-кандидаты разрабатываются в соответствии с общей формой:
a представляет собой любую из множества переменных-кандидатов, измеряющих воздействие опрыскивания на домохозяйство i в момент времени t, как описано ниже.
b представляет собой любую из множества переменных-кандидатов, измеряющих воздействие опрыскивания на соседей вокруг домохозяйства i в момент времени t, как описано ниже.
Мы проверили простую b-статистику, рассчитав долю домохозяйств в пределах кольца на заданном расстоянии от домохозяйства i, которые были обработаны инсектицидами за неделю до t.
где h — количество домохозяйств в кольце r, а r — расстояние между кольцом и домохозяйством i. Расстояние между кольцами определяется на основе следующих факторов:
Относительная подгонка модели для функций внутрисемейного воздействия распыления с учетом времени. Более толстая красная линия представляет собой наилучшую модель, самая толстая линия представляет собой наилучшую модель, а остальные толстые линии представляют модели, чей показатель WAIC не существенно отличается от показателя WAIC наилучшей модели. Функция затухания BA применяется к количеству дней с момента последнего опрыскивания, которые входят в пятерку лучших моделей на основе среднего рейтинга WAIC по двум экспериментам.
Согласно результатам моделирования, эффективность опрыскивания снизилась на 50% примерно через 28 дней после обработки, в то время как популяции комаров Aedes aegypti почти полностью восстановились примерно через 50-60 дней после обработки.
В данном исследовании мы описываем влияние распыления пиретрина в сверхмалых объемах внутри помещений на популяции комаров Aedes aegypti в зависимости от времени и пространства проведения обработок вблизи дома. Более глубокое понимание продолжительности и пространственного распространения воздействия обработок на популяции Aedes aegypti поможет определить оптимальные цели для пространственного охвата и частоты обработок, необходимых во время мероприятий по борьбе с переносчиками заболеваний, а также обеспечит основу для сравнения различных потенциальных стратегий борьбы с переносчиками. Наши результаты показывают, что сокращение численности Aedes aegypti внутри домохозяйств происходит за счет обработок в пределах одного домохозяйства, без дополнительного эффекта от обработок домохозяйствами в соседних районах. Влияние обработок на популяции Aedes aegypti внутри помещений зависит в основном от времени, прошедшего с момента последней обработки, и постепенно снижается в течение 60 дней. Дальнейшего сокращения численности Aedes aegypti не наблюдалось из-за кумулятивного эффекта множественных внутридомовых обработок. В целом, численность популяции Aedes aegypti уменьшилась. Количество комаров Aedes aegypti в домохозяйстве зависит главным образом от времени, прошедшего с момента последнего опрыскивания этого дома.
Важным ограничением нашего исследования является то, что мы не учитывали возраст собранных взрослых комаров Aedes aegypti. Предыдущие анализы этих экспериментов [14] показали, что распределение возраста взрослых самок, как правило, было более молодым (увеличенная доля нерожавших самок) в зоне опрыскивания L-2014 по сравнению с буферной зоной. Таким образом, хотя мы не обнаружили дополнительной объясняющей роли опрыскивания в окружающих домохозяйствах на численность Aedes aegypti в конкретном домохозяйстве, мы не можем быть уверены в отсутствии региональных эффектов на динамику популяции Aedes aegypti в районах, где часто проводятся мероприятия по опрыскиванию.
К другим ограничениям нашего исследования относится невозможность учесть экстренное опрыскивание, проведенное Министерством здравоохранения примерно за 2 месяца до экспериментального опрыскивания L-2014, из-за отсутствия подробной информации о его месте и времени. Предыдущие анализы показали, что эти опрыскивания имели схожий эффект на всей территории исследования, формируя общий базовый уровень плотности комаров Aedes aegypti; фактически, к моменту начала экспериментального опрыскивания популяции Aedes aegypti начали восстанавливаться. Кроме того, разница в результатах между двумя экспериментальными периодами может быть обусловлена различиями в дизайне исследования и различной восприимчивостью комаров Aedes aegypti к циперметрину, при этом S-2013 оказался более чувствительным, чем L-2014.
Наконец, наши результаты показывают, что эффект от обработки помещений ограничивался домохозяйством, где проводилась обработка, и что обработка соседних домохозяйств не привела к дальнейшему снижению популяции комаров Aedes aegypti. Взрослые комары Aedes aegypti могут оставаться вблизи домов или внутри них, собираясь в пределах 10 м и преодолевая в среднем расстояние в 106 м. Таким образом, обработка территории вокруг дома может не оказывать значительного влияния на популяцию Aedes aegypti в этом доме. Это подтверждает предыдущие выводы о том, что обработка территории за пределами дома или вокруг него не оказывает никакого эффекта. Однако, как упоминалось выше, могут существовать региональные факторы, влияющие на динамику популяции Aedes aegypti, и наша модель не была разработана для выявления таких эффектов.
В совокупности наши результаты подчеркивают важность охвата каждого домохозяйства с повышенным риском передачи инфекции во время вспышки, поскольку домохозяйства, которые не подвергались недавней обработке, не могут полагаться на близлежащие меры или даже на многочисленные предыдущие обработки для снижения текущей популяции комаров. Поскольку некоторые дома были недоступны, первоначальные попытки обработки всегда приводили к частичному охвату. Повторные посещения пропущенных домохозяйств могут увеличить охват, но эффективность снижается с каждой попыткой, а стоимость на одно домохозяйство возрастает. Поэтому программы борьбы с переносчиками необходимо улучшать, ориентируясь на районы с более высоким риском передачи денге. Передача денге неоднородна в пространстве и времени, и локальная оценка зон высокого риска, включая демографические, экологические и социальные условия, должна определять целенаправленные меры по борьбе с переносчиками. Другие целенаправленные стратегии, такие как сочетание обработки помещений инсектицидами с отслеживанием контактов, были эффективны в прошлом и могут быть успешными в некоторых условиях. Математические модели также могут помочь выбрать оптимальные стратегии борьбы с переносчиками для снижения передачи инфекции в каждом конкретном случае без необходимости проведения дорогостоящих и логистически сложных полевых испытаний. Наши результаты предоставляют подробную параметризацию пространственных и временных эффектов распыления инсектицидов сверхмалых объемов внутри помещений, что может послужить основой для будущих исследований в области механистического моделирования.
Дата публикации: 13 января 2025 г.