В рамках этого проекта были проанализированы данные двух крупномасштабных экспериментов, включавших шесть раундов опрыскивания пиретроидами внутри помещений в течение двух лет в перуанском городе Икитос в Амазонии. Мы разработали пространственную многоуровневую модель для выявления причин сокращения популяции комаров Aedes aegypti, обусловленных (i) недавним использованием в домохозяйствах инсектицидов сверхмалого объема (ULV) и (ii) использованием ULV в соседних или близлежащих домохозяйствах. Мы сравнили соответствие модели с рядом возможных схем взвешивания эффективности опрыскивания, основанных на различных временных и пространственных функциях затухания, чтобы учесть отложенные эффекты инсектицидов ULV.
Наши результаты показывают, что снижение численности A. aegypti внутри домохозяйства было в основном обусловлено опрыскиванием внутри одного домохозяйства, в то время как опрыскивание в соседних домохозяйствах не оказало дополнительного эффекта. Эффективность опрыскивания следует оценивать на основе времени, прошедшего с момента последнего опрыскивания, поскольку мы не обнаружили кумулятивного эффекта от последовательных опрыскиваний. На основе нашей модели мы оценили, что эффективность опрыскивания снизилась на 50% примерно через 28 дней после опрыскивания.
Сокращение популяции комаров Aedes aegypti в домохозяйствах в основном зависело от количества дней, прошедших с момента последней обработки в конкретном домохозяйстве, что подчеркивает важность охвата территории распылением инсектицидами в зонах высокого риска, при этом частота распыления зависит от местной динамики передачи инфекции.
Комар Aedes aegypti является основным переносчиком нескольких арбовирусов, способных вызывать крупные эпидемии, включая вирус денге (DENV), вирус чикунгунья и вирус Зика. Этот вид комаров питается преимущественно людьми и часто питается ими. Он хорошо адаптирован к городской среде [1,2,3,4] и колонизировал многие районы тропиков и субтропиков [5]. Во многих из этих регионов периодически повторяются вспышки денге, приводящие к примерно 390 миллионам случаев заболевания ежегодно [6, 7]. В отсутствие лечения или эффективной и широко доступной вакцины профилактика и контроль передачи денге основаны на сокращении популяции комаров с помощью различных мер борьбы с переносчиками, обычно путем распыления инсектицидов, нацеленных на взрослых комаров [8].
В этом исследовании мы использовали данные двух крупномасштабных, повторяющихся полевых испытаний по распылению пиретроидов сверхмалого объема внутри помещений в городе Икитос, в перуанской Амазонии [14], чтобы оценить пространственно и временно отложенные эффекты распыления сверхмалого объема на численность комаров Aedes aegypti в домохозяйствах за пределами отдельного домохозяйства. В предыдущем исследовании оценивалось влияние обработки сверхмалым объемом в зависимости от того, находились ли домохозяйства внутри или за пределами более крупной зоны вмешательства. В этом исследовании мы стремились разложить эффекты обработки на более детальном уровне, на уровне отдельного домохозяйства, чтобы понять относительный вклад обработки внутри домохозяйства по сравнению с обработкой в соседних домохозяйствах. Во временном отношении мы оценили кумулятивный эффект повторного распыления по сравнению с последним распылением на снижение численности комаров Aedes aegypti в домохозяйствах, 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 с целью прогнозирования их эффективности [22, 23, 24].
Визуальное представление схемы кольцевых расстояний, используемой для расчета доли домохозяйств в пределах кольца на заданном расстоянии от домохозяйства i, которые были обработаны инсектицидами за неделю до 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 опрыскивания. Кольцевые расстояния основаны на известных расстояниях полета комаров Aedes aegypti. Кольцевые расстояния B основаны на равномерном распределении с шагом 100 м.
Мы проверили простой показатель b, рассчитав долю домохозяйств в пределах кольца на заданном расстоянии от домохозяйства i, которые были обработаны пестицидами за неделю до 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:
Относительная адекватность модели взвешенной по времени функции эффекта внутрисемейного опрыскивания. Более толстые красные линии представляют модели с наилучшим соответствием, где самая толстая линия представляет модели с наилучшим соответствием, а остальные толстые линии представляют модели, чей WAIC не существенно отличается от WAIC модели с наилучшим соответствием. B. Функция затухания, примененная к дням, прошедшим с последнего опрыскивания, которые входили в пятерку лучших моделей с наилучшим соответствием, ранжированных по среднему значению WAIC в обоих экспериментах.
Расчетное снижение численности комаров Aedes aegypti на одно домохозяйство связано с количеством дней, прошедших с момента последнего опрыскивания. Приведенное уравнение выражает снижение в виде отношения, где коэффициент отношения (RR) — это отношение сценария с опрыскиванием к базовому сценарию без опрыскивания.
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 опрыскивания.
В данном исследовании мы описываем влияние обработки помещений ультрамалыми объемами пиретроидов на численность комаров Aedes aegypti в зависимости от времени и пространственного распространения обработки вблизи дома. Более глубокое понимание продолжительности и пространственного распространения воздействия обработки на популяции Aedes aegypti поможет определить оптимальные цели для пространственного охвата и частоты обработки, необходимые во время мероприятий по борьбе с переносчиками заболеваний, а также позволит проводить моделирование, сравнивающее различные потенциальные стратегии борьбы с переносчиками. Наши результаты показывают, что сокращение популяции Aedes aegypti в пределах одного дома было обусловлено обработкой внутри этого же дома, тогда как обработка домов в соседних районах не оказывала дополнительного эффекта. Влияние обработки на численность Aedes aegypti в домохозяйствах в основном зависело от времени, прошедшего с момента последней обработки, и постепенно уменьшалось в течение 60 дней. Дальнейшего сокращения популяции Aedes aegypti в результате кумулятивного эффекта многократных обработок домохозяйств не наблюдалось. Короче говоря, численность 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] выявили тенденцию к более молодому возрастному распределению взрослых самок (увеличенная доля нерожавших самок) в районах, обработанных L-2014, по сравнению с буферной зоной. Таким образом, хотя мы не обнаружили дополнительного объясняющего эффекта опрыскивания в близлежащих домохозяйствах на численность A. aegypti в конкретном домохозяйстве, мы не можем быть уверены в отсутствии регионального влияния на динамику популяции A. aegypti в районах, где часто проводится опрыскивание.
Другие ограничения нашего исследования включают невозможность учесть экстренное опрыскивание, проведенное Министерством здравоохранения примерно за 2 месяца до экспериментального опрыскивания L-2014, из-за отсутствия подробной информации о его местоположении и времени. Предыдущие анализы показали, что эти опрыскивания имели схожие эффекты на всей территории исследования, формируя общую базовую линию для плотности Aedes aegypti; действительно, популяции Aedes aegypti начали восстанавливаться после проведения экспериментального опрыскивания [14]. Кроме того, разница в результатах между двумя экспериментальными периодами может быть обусловлена различиями в дизайне исследования и различной восприимчивостью Aedes aegypti к циперметрину, при этом S-2013 оказался более чувствительным, чем L-2014 [14]. Мы приводим наиболее согласованные результаты из двух исследований и включаем модель, подобранную для эксперимента L-2014, в качестве нашей окончательной модели. Учитывая, что экспериментальная схема L-2014 больше подходит для оценки воздействия недавнего опрыскивания на популяции комаров Aedes aegypti, и что местные популяции Aedes aegypti выработали устойчивость к пиретроидам в конце 2014 года [41], мы сочли эту модель более консервативным выбором и более подходящей для достижения целей данного исследования.
Относительно пологий наклон кривой распада распыленного вещества, наблюдаемый в этом исследовании, может быть обусловлен сочетанием скорости разложения циперметрина и динамики популяции комаров. Инсектицид циперметрин, использованный в этом исследовании, является пиретроидом, который разлагается преимущественно путем фотолиза и гидролиза (DT50 = 2,6–3,6 дня) [44]. Хотя пиретроиды обычно считаются быстро разлагающимися после применения, и остатки минимальны, скорость разложения пиретроидов в помещении намного медленнее, чем на открытом воздухе, и несколько исследований показали, что циперметрин может сохраняться в воздухе и пыли внутри помещений в течение нескольких месяцев после распыления [45,46,47]. Дома в Икитосе часто строятся в темных, узких коридорах с небольшим количеством окон, что может объяснить снижение скорости разложения 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 личинки водных комаров, что объясняет восстановление взрослых особей из активных мест обитания личинок 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 занимать от 7 до 10 дней в зависимости от температуры и вида комара [49]. Задержка в восстановлении популяции 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 снижением откладки яиц из-за уменьшения численности взрослых особей [22, 50].
Модели, включавшие всю историю предыдущих обработок домохозяйств, имели более низкую точность и более слабые оценки эффекта, чем модели, включавшие только самую последнюю дату обработки. Это не следует рассматривать 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 обработки, предполагает, что домохозяйства нуждаются в повторной обработке с частотой, определяемой местной динамикой передачи, для восстановления подавления A. aegypti. Частота обработки должна быть направлена в первую очередь на снижение вероятности заражения самок Aedes aegypti, которая будет определяться ожидаемой продолжительностью внешнего инкубационного периода (ВИП) – времени, необходимого для того, чтобы переносчик, насытившийся зараженной кровью, стал заразным для следующего хозяина. В свою очередь, ВИП будет зависеть от штамма вируса, температуры и других факторов. Например, в случае лихорадки денге, даже если распыление инсектицидов убивает всех зараженных 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, чем интервалы между обработками инсектицидами, чтобы уничтожить вновь появляющихся комаров, которые могут укусить зараженных носителей до того, как они смогут заразить других комаров. Семь дней можно использовать в качестве ориентира и удобной единицы измерения для агентств по борьбе с переносчиками. Таким образом, еженедельного распыления инсектицидов в течение как минимум 3 недель (чтобы охватить весь инфекционный период носителя) будет достаточно для предотвращения передачи лихорадки денге, и наши результаты показывают, что эффективность предыдущего распыления к этому времени не будет значительно снижена [13]. Действительно, в Икитосе органы здравоохранения успешно снизили передачу денге во время вспышки, проведя три раунда распыления инсектицидов сверхмалого объема в закрытых помещениях в течение нескольких недель или нескольких месяцев.
Наконец, наши результаты показывают, что воздействие обработки помещений ограничивалось домохозяйствами, где она проводилась, а обработка соседних домохозяйств не привела к дальнейшему сокращению популяции комаров Aedes aegypti. Взрослые комары Aedes aegypti могут оставаться рядом с домом или внутри него, где они вылупляются, собираться на расстоянии до 10 м и преодолевать в среднем расстояние в 106 м.[36] Таким образом, обработка территории вокруг дома может не оказывать существенного влияния на численность комаров Aedes aegypti в этом доме. Это подтверждает предыдущие выводы о том, что обработка территории снаружи или вокруг домов не оказывает никакого эффекта [18, 55]. Однако, как упоминалось выше, могут существовать региональные эффекты на динамику популяции A. aegypti, которые наша модель не способна обнаружить.
Дата публикации: 06 февраля 2025 г.