В рамках данного проекта были проанализированы данные двух крупномасштабных экспериментов, включавших шесть раундов обработки помещений пиретроидами в течение двух лет в перуанском городе Икитос в бассейне Амазонки. Мы разработали пространственную многоуровневую модель для выявления причин сокращения популяции Aedes aegypti, обусловленных (i) недавним использованием инсектицидов сверхмалого объема (УМО) в домохозяйствах и (ii) применением УМО 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 УМО-инсектицидов.
Наши результаты показывают, что снижение численности A. aegypti в домохозяйстве было обусловлено в первую очередь опрыскиванием в пределах этого же домохозяйства, тогда как опрыскивание в соседних домохозяйствах не оказывало дополнительного эффекта. Эффективность опрыскивания следует оценивать по времени, прошедшему с момента последнего опрыскивания, поскольку мы не обнаружили кумулятивного эффекта от последующих опрыскиваний. Согласно нашей модели, эффективность опрыскивания снизилась на 50% примерно через 28 дней после опрыскивания.
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 зонах высокого риска, 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 преимущественно людьми и часто ими питается. Он хорошо приспособлен 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 заболевания ежегодно [6, 7]. При отсутствии лечения или эффективной и широкодоступной вакцины профилактика и контроль передачи денге зависят от сокращения популяций комаров с помощью различных мер борьбы с переносчиками, обычно распыления инсектицидов, нацеленных на взрослых комаров [8].
В этом исследовании мы использовали данные двух масштабных, 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 влияние 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 опрыскивания с течением времени. Этот анализ может помочь в разработке стратегий контроля векторов и предоставить информацию для параметризации моделей для прогнозирования их эффективности [22, 23, 24].
Визуальное представление схемы расстояний колец, используемой для расчета доли домохозяйств внутри кольца на заданном расстоянии от домохозяйства i, обработанных 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 обработки. Расстояния колец основаны на расстояниях, которые комары Aedes aegypti, как известно, могут пролетать. 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, предшествовавшей 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 учётом следующих факторов:
Относительное соответствие модели функции эффекта распыления спрея внутри домохозяйства, взвешенной по времени. Более толстые красные линии соответствуют наиболее подходящим моделям, где самая толстая линия соответствует наиболее подходящим моделям, а другие толстые линии соответствуют моделям, WAIC которых не отличается существенно от WAIC наиболее подходящей модели. B Функция спада, примененная к дням с момента последнего распыления, которые вошли в пятерку наиболее подходящих моделей, ранжированных по среднему значению WAIC в обоих экспериментах.
Расчетное снижение численности комара Aedes aegypti в расчете на домохозяйство связано с количеством дней с момента последнего опрыскивания. Приведенное уравнение выражает снижение как отношение, где отношение интенсивности (RR) — это отношение сценария с опрыскиванием к исходному сценарию без опрыскивания.
Модель подсчитала, что эффективность опрыскивания снизилась на 50% примерно через 28 дней после опрыскивания, тогда как популяция Aedes aegypti почти полностью восстановилась примерно через 50–60 дней после опрыскивания.
В этом исследовании мы описываем влияние распыления пиретроидов сверхмалого объема внутри помещений на численность Aedes aegypti в домохозяйствах в зависимости от сроков 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, а также 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 опрыскивание домохозяйств 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 популяций Aedes aegypti в результате кумулятивного эффекта многократных распылений домохозяйств не наблюдалось. 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 учитывали возраст собранных взрослых комаров Aedes aegypti. Предыдущий анализ этих экспериментов [14] выявил тенденцию к более молодому возрастному распределению взрослых самок (увеличению доли нерожавших самок) на территориях, обработанных инсектицидом L-2014, по сравнению с буферной зоной. Таким образом, хотя мы не обнаружили дополнительного объясняющего влияния обработки близлежащих домохозяйств на численность A. aegypti в данном домохозяйстве, мы не можем быть уверены в отсутствии регионального влияния на динамику популяции A. aegypti в районах, где обработка проводится часто.
Другие ограничения нашего исследования включают невозможность учесть экстренное распыление, проведенное 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 на всей исследуемой территории, формируя общую исходную линию для плотности Aedes aegypti; действительно, популяции Aedes aegypti начали восстанавливаться, когда было проведено экспериментальное распыление [14]. Кроме того, разница в результатах между двумя экспериментальными периодами может быть связана с различиями в дизайне исследований и разной восприимчивостью Aedes aegypti к циперметрину, при этом S-2013 оказался более чувствительным, чем L-2014 [14]. Мы сообщаем о наиболее согласованных результатах двух исследований и включаем модель, подобранную для эксперимента L-2014, в качестве нашей окончательной модели. Учитывая, что экспериментальный дизайн L-2014 больше подходит для оценки воздействия недавнего распыления на популяции комаров Aedes aegypti, и 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 путем фотолиза и гидролиза (DT50 = 2,6–3,6 дня) [44]. Хотя обычно считается, что пиретроиды быстро распадаются после применения и что остатки минимальны, скорость распада пиретроидов в помещении намного медленнее, чем на открытом воздухе, и несколько исследований показали, что циперметрин может сохраняться в воздухе помещений и пыли в течение месяцев после распыления [45,46,47]. Дома в Икитосе часто построены 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 личинки водных комаров, что объясняет восстановление взрослых особей из мест активного обитания личинок с течением времени, как описано в оригинальном исследовании, с более высокой долей неяйцекладущих самок на обработанных территориях, 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 популяций взрослых комаров может быть дополнительно объяснена тем фактом, что остаточный циперметрин убивает или отпугивает некоторые недавно появившиеся взрослые особи и некоторые завезенные взрослые особи из территорий, которые никогда не обрабатывались, а также сокращением откладки яиц из-за сокращения численности взрослых особей [22, 50].
Модели, включавшие всю историю опрыскивания домохозяйств в прошлом, имели худшую точность и более слабые оценки эффекта, чем модели, включавшие только самую последнюю дату опрыскивания. 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 опрыскивания, предполагает, что домохозяйства необходимо повторно обрабатывать с частотой, определяемой локальной динамикой передачи, чтобы восстановить подавление A. aegypti. Частота опрыскивания 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 насытился инфицированной кровью, 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 убивает 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 инсектицидом, чтобы уничтожить 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 этому 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 в среднем на 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 способна обнаружить.
Время публикации: 06 февраля 2025 г.