В этом проекте анализировались данные двух масштабных экспериментов, включавших шесть раундов распыления пиретроидов в помещениях в течение двух лет в перуанском городе Амазонки Икитос. Мы разработали пространственную многоуровневую модель для выявления причин снижения популяции Aedes aegypti, которые были вызваны (i) недавним использованием в домохозяйствах инсектицидов сверхнизкого объема (ULV) и (ii) использованием ULV в соседних или близлежащих домохозяйствах. Мы сравнили соответствие модели с рядом возможных схем взвешивания эффективности распыления, основанных на различных временных и пространственных функциях распада, чтобы уловить отложенные эффекты инсектицидов ULV.
Наши результаты показывают, что снижение численности A. aegypti в домохозяйстве было в первую очередь обусловлено распылением в пределах того же домохозяйства, тогда как распыление в соседних домохозяйствах не имело дополнительного эффекта. Эффективность мероприятий по распылению следует оценивать на основе времени, прошедшего с момента последнего распыления, поскольку мы не обнаружили кумулятивного эффекта от последовательных распылений. На основе нашей модели мы подсчитали, что эффективность распыления снизилась на 50% примерно через 28 дней после распыления.
Сокращение популяции комаров Aedes aegypti в домохозяйствах в первую очередь зависело от количества дней с момента последней обработки в конкретном домохозяйстве, что подчеркивает важность распыления в районах с высоким риском, при этом частота распыления зависела от местной динамики передачи инфекции.
Aedes aegypti является основным переносчиком нескольких арбовирусов, которые могут вызывать крупные эпидемии, включая вирус денге (DENV), вирус чикунгунья и вирус Зика. Этот вид комаров питается в основном людьми и часто питается ими. Он хорошо адаптирован к городской среде [1,2,3,4] и колонизировал многие районы в тропиках и субтропиках [5]. Во многих из этих регионов вспышки денге периодически повторяются, что приводит к примерно 390 миллионам случаев ежегодно [6, 7]. При отсутствии лечения или эффективной и широкодоступной вакцины профилактика и контроль передачи денге основаны на сокращении популяций комаров с помощью различных мер борьбы с переносчиками, как правило, распыления инсектицидов, нацеленных на взрослых комаров [8].
В этом исследовании мы использовали данные двух крупномасштабных, реплицированных полевых испытаний распыления пиретроидов сверхнизкого объема внутри помещений в городе Икитос, в перуанской Амазонии [14], чтобы оценить пространственно и временно отстающие эффекты распыления сверхнизкого объема на численность Aedes aegypti в домохозяйствах за пределами отдельного домохозяйства. Предыдущее исследование оценивало эффект обработок сверхнизким объемом в зависимости от того, находились ли домохозяйства в пределах или за пределами более крупной зоны вмешательства. В этом исследовании мы стремились разложить эффекты обработки на более тонком уровне, на уровне отдельного домохозяйства, чтобы понять относительный вклад обработок внутри домохозяйства по сравнению с обработками в соседних домохозяйствах. Во временном плане мы оценили кумулятивный эффект повторного распыления по сравнению с самым последним распылением на снижение численности Aedes aegypti в домохозяйствах, чтобы понять необходимую частоту распыления и оценить снижение эффективности распыления с течением времени. Этот анализ может помочь в разработке стратегий контроля переносчиков инфекций и предоставить информацию для параметризации моделей с целью прогнозирования их эффективности [22, 23, 24].
Визуальное представление схемы расстояний колец, используемой для расчета доли домохозяйств в пределах кольца на заданном расстоянии от домохозяйства i, которые были обработаны инсектицидами в течение недели, предшествующей t (все домохозяйства i находятся в пределах 1000 м от буферной зоны). В этом примере из L-2014 домохозяйство i находилось в обработанной зоне, а обследование взрослых особей проводилось после второго раунда распыления. Расстояния колец основаны на расстояниях, на которые, как известно, летают комары Aedes aegypti. Расстояния колец B основаны на равномерном распределении каждые 100 м.
Мы протестировали простую меру b, рассчитав долю домохозяйств в пределах кольца на заданном расстоянии от домохозяйства i, которые были обработаны пестицидами в течение недели, предшествующей t (Дополнительный файл 1: Таблица 4).
где h — количество домохозяйств в кольце r, а r — расстояние между кольцом и домохозяйством i. Расстояния между кольцами определяются с учетом следующих факторов:
Относительное соответствие модели функции эффекта распыления в пределах домохозяйства, взвешенной по времени. Более толстые красные линии представляют наиболее подходящие модели, где самая толстая линия представляет наиболее подходящие модели, а другие толстые линии представляют модели, WAIC которых не сильно отличается от WAIC наиболее подходящей модели. B Функция спада, примененная к дням с момента последнего распыления, которые были в первой пятерке наиболее подходящих моделей, ранжированных по среднему WAIC в обоих экспериментах
Расчетное сокращение численности Aedes aegypti на домохозяйство связано с количеством дней с момента последнего распыления. Приведенное уравнение выражает сокращение как отношение, где отношение скорости (RR) — это отношение сценария распыления к базовому уровню без распыления.
Модель показала, что эффективность опрыскивания снизилась на 50% примерно через 28 дней после опрыскивания, в то время как популяция Aedes aegypti почти полностью восстановилась примерно через 50–60 дней после опрыскивания.
В этом исследовании мы описываем влияние распыления пиретроидов сверхмалого объема в помещениях на численность Aedes aegypti в домохозяйствах в зависимости от времени и пространственной протяженности распыления вблизи домохозяйства. Лучшее понимание продолжительности и пространственной протяженности воздействия распыления на популяции Aedes aegypti поможет определить оптимальные цели для пространственного покрытия и частоты распыления, необходимых во время вмешательств по борьбе с переносчиками, и предоставить информацию для моделирования, сравнивающего различные потенциальные стратегии борьбы с переносчиками. Наши результаты показывают, что сокращение популяции Aedes aegypti в пределах одного домохозяйства было обусловлено распылением в пределах того же домохозяйства, тогда как распыление в домохозяйствах в соседних районах не имело дополнительного эффекта. Влияние распыления на численность Aedes aegypti в домохозяйствах в первую очередь зависело от времени, прошедшего с момента последнего распыления, и постепенно снижалось в течение 60 дней. Дальнейшего сокращения популяции Aedes aegypti не наблюдалось в результате кумулятивного эффекта многократного распыления домохозяйств. Короче говоря, численность Aedes aegypti снизилась. Численность комаров Aedes aegypti в домохозяйстве зависит главным образом от времени, прошедшего с момента последней обработки в этом домохозяйстве.
Важным ограничением нашего исследования является то, что мы не контролировали возраст собранных взрослых комаров Aedes aegypti. Предыдущие анализы этих экспериментов [14] выявили тенденцию к более молодому возрастному распределению взрослых самок (увеличение доли нерожавших самок) в районах, обработанных L-2014, по сравнению с буферной зоной. Таким образом, хотя мы не обнаружили дополнительного объясняющего эффекта распыления в близлежащих домохозяйствах на численность A. aegypti в данном домохозяйстве, мы не можем быть уверены в отсутствии регионального эффекта на динамику популяции A. aegypti в районах, где распыление происходит часто.
Другие ограничения нашего исследования включают невозможность учета экстренного распыления, проведенного Министерством здравоохранения примерно за 2 месяца до экспериментального распыления L-2014 из-за отсутствия подробной информации о его месте и времени. Предыдущие анализы показали, что эти распыления имели схожие эффекты по всей исследуемой территории, формируя общую исходную линию для плотности Aedes aegypti; действительно, популяции Aedes aegypti начали восстанавливаться, когда проводилось экспериментальное распыление [14]. Кроме того, разница в результатах между двумя экспериментальными периодами может быть связана с различиями в дизайне исследования и разной восприимчивостью Aedes aegypti к циперметрину, при этом S-2013 был более чувствителен, чем L-2014 [14]. Мы сообщаем о наиболее последовательных результатах двух исследований и включаем модель, подобранную для эксперимента L-2014, в качестве нашей окончательной модели. Учитывая, что экспериментальная модель L-2014 больше подходит для оценки воздействия недавнего распыления на популяции комаров Aedes aegypti, а также то, что местные популяции комаров Aedes aegypti выработали устойчивость к пиретроидам в конце 2014 года [41], мы посчитали эту модель более консервативным выбором и более подходящей для достижения целей данного исследования.
Относительно плоский наклон кривой распада распыления, наблюдаемый в этом исследовании, может быть обусловлен сочетанием скорости распада циперметрина и динамики популяции комаров. Инсектицид циперметрин, используемый в этом исследовании, является пиретроидом, который распадается в основном посредством фотолиза и гидролиза (DT50 = 2,6–3,6 дня) [44]. Хотя обычно считается, что пиретроиды быстро распадаются после нанесения и что остатки минимальны, скорость распада пиретроидов намного медленнее в помещении, чем на открытом воздухе, и несколько исследований показали, что циперметрин может сохраняться в воздухе и пыли помещений в течение месяцев после распыления [45,46,47]. Дома в Икитосе часто строятся в темных узких коридорах с небольшим количеством окон, что может объяснять сниженную скорость распада из-за фотолиза [14]. Кроме того, циперметрин высокотоксичен для восприимчивых комаров Aedes aegypti в низких дозах (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Из-за гидрофобной природы остаточного циперметрина маловероятно, что он повлияет на личинок водных комаров, что объясняет восстановление взрослых особей из активных личиночных местообитаний с течением времени, как описано в оригинальном исследовании, с более высокой долей неяйцекладущих самок в обработанных районах, чем в буферных зонах [14]. Жизненный цикл комара Aedes aegypti от яйца до взрослой особи может занять от 7 до 10 дней в зависимости от температуры и вида комара. [49] Задержка в восстановлении популяций взрослых комаров может быть дополнительно объяснена тем фактом, что остаточный циперметрин убивает или отпугивает некоторых недавно появившихся взрослых особей и некоторых завезенных взрослых особей из районов, которые никогда не обрабатывались, а также сокращением откладки яиц из-за сокращения численности взрослых особей [ 22 , 50 ].
Модели, включающие всю историю прошлых распылений в домохозяйствах, имели худшую точность и более слабые оценки эффекта, чем модели, включающие только самую последнюю дату распыления. Это не следует воспринимать как доказательство того, что отдельные домохозяйства не нуждаются в повторной обработке. Восстановление популяций A. aegypti, наблюдаемое в нашем исследовании, а также в предыдущих исследованиях [14], вскоре после распыления, предполагает, что домохозяйства необходимо повторно обрабатывать с частотой, определяемой локальной динамикой передачи, чтобы восстановить подавление A. aegypti. Частота распыления должна быть направлена в первую очередь на снижение вероятности заражения самок Aedes aegypti, что будет определяться ожидаемой продолжительностью внешнего инкубационного периода (EIP) — времени, которое требуется вектору, который напился инфицированной крови, чтобы стать заразным для следующего хозяина. В свою очередь, EIP будет зависеть от штамма вируса, температуры и других факторов. Например, в случае лихорадки денге, даже если распыление инсектицида убьет всех инфицированных взрослых переносчиков, человеческая популяция может оставаться заразной в течение 14 дней и может заражать вновь появляющихся комаров [54]. Для контроля распространения лихорадки денге интервалы между распылениями должны быть короче интервалов между обработками инсектицидами, чтобы устранить вновь появляющихся комаров, которые могут укусить инфицированных хозяев, прежде чем они смогут заразить других комаров. Семь дней можно использовать в качестве ориентира и удобной единицы измерения для агентств по борьбе с переносчиками. Таким образом, еженедельное распыление инсектицида в течение как минимум 3 недель (чтобы охватить весь инфекционный период хозяина) будет достаточным для предотвращения передачи лихорадки денге, и наши результаты показывают, что эффективность предыдущего распыления не будет значительно снижена к тому времени [13]. Действительно, в Икитосе органы здравоохранения успешно снизили передачу денге во время вспышки, проведя три раунда распыления инсектицида сверхнизкого объема в закрытых помещениях в течение периода от нескольких недель до нескольких месяцев.
Наконец, наши результаты показывают, что воздействие распыления внутри помещений было ограничено домохозяйствами, где оно проводилось, а распыление в соседних домохозяйствах не привело к дальнейшему сокращению популяции Aedes aegypti. Взрослые комары Aedes aegypti могут оставаться вблизи или внутри дома, где они вылупляются, собираться на расстоянии до 10 м и перемещаться на среднее расстояние 106 м.[36] Таким образом, распыление вокруг дома может не оказать существенного влияния на численность Aedes aegypti в этом доме. Это подтверждает предыдущие выводы о том, что распыление снаружи или вокруг домов не имело никакого эффекта [18, 55]. Однако, как упоминалось выше, могут быть региональные эффекты на динамику популяции A. aegypti, которые наша модель не в состоянии обнаружить.
Время публикации: 06.02.2025