Šiame projekte analizuojami dviejų didelio masto eksperimentų, apimančių šešis piretroidų purškimo ciklus patalpose per dvejų metų laikotarpį Peru Amazonės mieste Ikitose, duomenys. Sukūrėme erdvinį daugiapakopį modelį, skirtą nustatyti Aedes aegypti populiacijos mažėjimo priežastis, kurias lėmė (i) neseniai namų ūkiuose naudoti itin mažo kiekio (ULV) insekticidai ir (ii) ULV naudojimas kaimyniniuose ar netoliese esančiuose namų ūkiuose. Palyginome modelio atitikimą su įvairiomis galimomis purškimo efektyvumo svorių schemomis, pagrįstomis skirtingomis laiko ir erdvės mažėjimo funkcijomis, siekiant užfiksuoti uždelstą ULV insekticidų poveikį.
Mūsų rezultatai rodo, kad A. aegypti gausumo sumažėjimas namų ūkyje daugiausia buvo susijęs su purškimu tame pačiame namų ūkyje, o purškimas kaimyniniuose namų ūkiuose neturėjo jokio papildomo poveikio. Purškimo veiklos efektyvumą reikėtų vertinti pagal laiką, praėjusį nuo paskutinio purškimo, nes nenustatėme kaupiamojo poveikio po pakartotinio purškimo. Remdamiesi savo modeliu, apskaičiavome, kad purškimo efektyvumas sumažėjo 50 % maždaug po 28 dienų po purškimo.
Namų ūkių Aedes aegypti uodų populiacijos sumažėjimas daugiausia priklausė nuo dienų skaičiaus nuo paskutinio apdorojimo konkrečiame namų ūkyje, todėl svarbu purškiti didelės rizikos vietovėse, o purškimo dažnumas priklauso nuo vietinės perdavimo dinamikos.
Aedes aegypti yra pagrindinis kelių arbovirusų, galinčių sukelti dideles epidemijas, įskaitant dengės virusą (DENV), čikungunijos virusą ir Zikos virusą, pernešėjas. Ši uodų rūšis daugiausia minta žmonėmis ir dažnai jais minta. Ji gerai prisitaikiusi prie miesto aplinkos [1, 2, 3, 4] ir kolonizavo daugelį tropikų ir subtropikų vietovių [5]. Daugelyje šių regionų dengės protrūkiai periodiškai kartojasi, kasmet užregistruojama apie 390 milijonų atvejų [6, 7]. Nesant gydymo ar veiksmingos ir plačiai prieinamos vakcinos, dengės plitimo prevencija ir kontrolė priklauso nuo uodų populiacijos mažinimo įvairiomis pernešėjų kontrolės priemonėmis, paprastai purškiant insekticidus, kurie veikia suaugusius uodus [8].
Šiame tyrime panaudojome duomenis iš dviejų didelio masto, pakartotinių lauko bandymų, kurių metu piretroidais purškiama itin mažo tūrio patalpose Ikitoso mieste, Peru Amazonėje [14], siekdami įvertinti itin mažo tūrio purškimo poveikį namų ūkių Aedes aegypti gausumui už individualaus namų ūkio ribų, atsižvelgiant į erdvės ir laiko skirtumus. Ankstesniame tyrime buvo vertinamas itin mažo tūrio apdorojimo poveikis priklausomai nuo to, ar namų ūkiai buvo didesnėje intervencijos teritorijoje, ar už jos ribų. Šiame tyrime siekėme išskaidyti apdorojimo poveikį detalesniu lygmeniu, individualaus namų ūkio lygmeniu, kad suprastume santykinį apdorojimo namų ūkyje indėlį, palyginti su apdorojimo kaimyniniuose namų ūkiuose indėliu. Laiko požiūriu įvertinome pakartotinio purškimo bendrą poveikį, palyginti su paskutiniu purškimu, mažinant namų ūkių Aedes aegypti gausumą, kad suprastume reikalingo purškimo dažnumą ir įvertintume purškimo efektyvumo mažėjimą laikui bėgant. Ši analizė gali padėti kurti vektorių kontrolės strategijas ir suteikti informacijos modelių parametrams, siekiant numatyti jų efektyvumą [22, 23, 24].
Žiedų atstumų schemos, naudojamos apskaičiuoti namų ūkių, esančių žiede tam tikru atstumu nuo i-ojo namų ūkio, kurie savaitę prieš t buvo apdoroti insekticidais, dalį (visi i-ieji namų ūkiai yra ne toliau kaip 1000 m atstumu nuo buferinės zonos), vaizdavimas. Šiame L-2014 pavyzdyje i-asis namų ūkis buvo apdorotoje teritorijoje, o suaugusiųjų tyrimas buvo atliktas po antrojo purškimo etapo. Atstumo žiedai yra pagrįsti atstumais, kuriais, kaip žinoma, skraido Aedes aegypti uodai. Atstumo žiedai B yra pagrįsti tolygiu pasiskirstymu kas 100 m.
Paprastą matavimo vienetą b išbandėme apskaičiuodami namų ūkių, esančių žiede tam tikru atstumu nuo i namų ūkio, kurie buvo apdoroti pesticidais savaitę prieš t, dalį (1 papildomas failas: 4 lentelė).
kur h yra namų ūkių skaičius r-ajame žiede, o r yra atstumas tarp žiedo ir i-ojo namų ūkio. Atstumai tarp žiedų nustatomi atsižvelgiant į šiuos veiksnius:
Laiko atžvilgiu svertinės namų ūkio purškimo efekto funkcijos santykinis modelio atitikimas. Storesnės raudonos linijos žymi geriausiai tinkančius modelius, kur storiausia linija žymi geriausiai tinkančius modelius, o kitos storos linijos – modelius, kurių WAIC reikšmingai nesiskiria nuo geriausiai tinkančio modelio WAIC. B Skaidymo funkcija pritaikyta dienoms nuo paskutinio purškimo, kurios buvo penkiuose geriausiai tinkančiuose modeliuose, surūšiuotos pagal vidutinį WAIC abiejuose eksperimentuose.
Apskaičiuotas Aedes aegypti skaičiaus sumažėjimas vienam namų ūkiui yra susijęs su dienų skaičiumi nuo paskutinio purškimo. Pateikta lygtis išreiškia sumažėjimą kaip santykį, kur normos santykis (RR) yra purškimo scenarijaus ir nepurškimo pradinės vertės santykis.
Modelis apskaičiavo, kad purškimo efektyvumas sumažėjo 50 % maždaug po 28 dienų po purškimo, o Aedes aegypti populiacijos beveik visiškai atsigavo maždaug po 50–60 dienų po purškimo.
Šiame tyrime aprašome itin mažo tūrio piretroidų purškimo patalpose poveikį Aedes aegypti gausumui namų ūkiuose, priklausomai nuo purškimo laiko ir erdvinio masto šalia namų ūkio. Geresnis purškimo poveikio Aedes aegypti populiacijoms trukmės ir erdvinio masto supratimas padės nustatyti optimalius erdvinio aprėpties ir purškimo dažnumo tikslus, reikalingus vektorių kontrolės intervencijų metu, ir informuos apie modeliavimą, lyginant skirtingas galimas vektorių kontrolės strategijas. Mūsų rezultatai rodo, kad Aedes aegypti populiacijos sumažėjimą viename namų ūkyje lėmė purškimas tame pačiame namų ūkyje, o namų ūkių purškimas kaimyninėse vietovėse neturėjo jokio papildomo poveikio. Purškimo poveikis namų ūkių Aedes aegypti gausumui daugiausia priklausė nuo laiko, praėjusio nuo paskutinio purškimo, ir palaipsniui mažėjo per 60 dienų. Dėl kaupiamojo daugkartinių namų ūkių purškimų poveikio Aedes aegypti populiacijos daugiau nesumažėjo. Trumpai tariant, Aedes aegypti skaičius sumažėjo. Aedes aegypti uodų skaičius namų ūkyje daugiausia priklauso nuo laiko, praėjusio nuo paskutinio purškimo tame namų ūkyje.
Svarbus mūsų tyrimo apribojimas yra tas, kad nekontroliavome surinktų suaugusių Aedes aegypti uodų amžiaus. Ankstesnėse šių eksperimentų analizėse [14] nustatyta tendencija, kad L-2014 apdorotose vietovėse, palyginti su buferine zona, suaugusių patelių amžiaus pasiskirstymas buvo jaunesnis (padidėjo negimdžiusių patelių dalis). Taigi, nors neradome papildomo aiškinamojo purškimo netoliese esančiuose namų ūkiuose poveikio A. aegypti gausumui konkrečiame namų ūkyje, negalime būti tikri, kad nėra regioninio poveikio A. aegypti populiacijos dinamikai tose vietovėse, kuriose purškimas atliekamas dažnai.
Kiti mūsų tyrimo apribojimai yra tai, kad negalima atsižvelgti į Sveikatos apsaugos ministerijos maždaug 2 mėnesius prieš eksperimentinį L-2014 purškimą atliktą skubų purškimą, nes trūksta išsamios informacijos apie jo vietą ir laiką. Ankstesnės analizės parodė, kad šie purškimai turėjo panašų poveikį visoje tyrimo teritorijoje ir sudarė bendrą Aedes aegypti tankumo pradinį lygį; iš tiesų, Aedes aegypti populiacijos pradėjo atsigauti, kai buvo atliktas eksperimentinis purškimas [14]. Be to, rezultatų skirtumas tarp dviejų eksperimentinių laikotarpių gali būti dėl tyrimo dizaino skirtumų ir skirtingo Aedes aegypti jautrumo cipermetrinui, nes S-2013 yra jautresnis nei L-2014 [14]. Pateikiame nuosekliausius dviejų tyrimų rezultatus ir kaip galutinį modelį įtraukiame L-2014 eksperimentui pritaikytą modelį. Atsižvelgiant į tai, kad L-2014 eksperimentinis modelis labiau tinka vertinant neseniai atlikto purškimo poveikį Aedes aegypti uodų populiacijoms ir kad vietinės Aedes aegypti populiacijos 2014 m. pabaigoje įgijo atsparumą piretroidams [41], šį modelį laikėme konservatyvesniu pasirinkimu ir tinkamesniu šio tyrimo tikslams pasiekti.
Šiame tyrime pastebėtas santykinai plokščias purškimo skilimo kreivės nuolydis gali būti susijęs su cipermetrino skilimo greičio ir uodų populiacijos dinamikos deriniu. Šiame tyrime naudotas cipermetrino insekticidas yra piretroidas, kuris skaidosi daugiausia fotolizės ir hidrolizės būdu (DT50 = 2,6–3,6 dienos) [44]. Nors paprastai manoma, kad piretroidai greitai skaidosi po panaudojimo ir kad likučių yra minimaliai, piretroidų skaidymosi greitis patalpose yra daug lėtesnis nei lauke, ir keli tyrimai parodė, kad cipermetrinas gali išlikti patalpų ore ir dulkėse mėnesius po purškimo [45, 46, 47]. Namai Ikitose dažnai statomi tamsiuose, siauruose koridoriuose su nedaug langų, o tai gali paaiškinti sumažėjusį skaidymosi greitį dėl fotolizės [14]. Be to, cipermetrinas yra labai toksiškas jautriems Aedes aegypti uodams, esant mažoms dozėms (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Dėl hidrofobinio cipermetrino likučių pobūdžio mažai tikėtina, kad jis paveiktų vandens uodų lervas, o tai paaiškina suaugusių uodų atsigavimą iš aktyvių lervų buveinių laikui bėgant, kaip aprašyta originaliame tyrime, kai apdorotose vietovėse yra didesnė ne kiaušinėlių dedančių patelių dalis nei buferinėse zonose [14]. Uodo Aedes aegypti gyvenimo ciklas nuo kiaušinėlio iki suaugėlio gali trukti nuo 7 iki 10 dienų, priklausomai nuo temperatūros ir uodų rūšies.[49] Suaugusių uodų populiacijų atsigavimo vėlavimą galima papildomai paaiškinti tuo, kad likęs cipermetrinas sunaikina arba atbaido kai kuriuos naujai išsiritusius suaugusius uodus ir kai kuriuos introdukuotus suaugusius uodus iš niekada apdorotų vietovių, taip pat tuo, kad dėl sumažėjusio suaugusių uodų skaičiaus sumažėja kiaušinėlių dėjimas [22, 50].
Modeliai, kurie apėmė visą ankstesnių namų ūkių purškimų istoriją, turėjo prastesnį tikslumą ir silpnesnius poveikio įvertinimus nei modeliai, kurie apėmė tik naujausią purškimo datą. Tai neturėtų būti laikoma įrodymu, kad atskirų namų ūkių nereikia pakartotinai apdoroti. Mūsų tyrime, taip pat ir ankstesniuose tyrimuose [14] pastebėtas A. aegypti populiacijų atsigavimas netrukus po purškimo rodo, kad namų ūkius reikia pakartotinai apdoroti tokiu dažnumu, kurį lemia vietinė perdavimo dinamika, siekiant atkurti A. aegypti slopinimą. Purškimo dažnumas pirmiausia turėtų būti nukreiptas į Aedes aegypti patelių užsikrėtimo tikimybės sumažinimą, kurį lems numatoma išorinio inkubacinio periodo (EIP) trukmė – laikas, per kurį vektorius, prisigėręs užkrėsto kraujo, tampa užkrečiamas kitam šeimininkui. Savo ruožtu EIP priklausys nuo viruso padermės, temperatūros ir kitų veiksnių. Pavyzdžiui, dengės karštinės atveju, net jei insekticidų purškimas sunaikina visus užkrėstus suaugusius vektorius, žmonių populiacija gali išlikti užkrečiama 14 dienų ir gali užkrėsti naujai atsiradusius uodus [54]. Siekiant kontroliuoti dengės karštinės plitimą, intervalai tarp purškimų turėtų būti trumpesni nei intervalai tarp insekticidų apdorojimo, kad būtų pašalinti naujai pasirodę uodai, kurie gali įkąsti užkrėstiems šeimininkams, kol jie dar nespėjo užkrėsti kitų uodų. Septynios dienos gali būti naudojamos kaip gairės ir patogus matavimo vienetas vektorių kontrolės agentūroms. Taigi, savaitinis insekticidų purškimas mažiausiai 3 savaites (kad apimtų visą šeimininko infekcinį laikotarpį) būtų pakankamas, kad būtų išvengta dengės karštinės perdavimo, o mūsų rezultatai rodo, kad ankstesnio purškimo veiksmingumas per tą laiką reikšmingai nesumažėtų [13]. Iš tiesų, Ikitose sveikatos apsaugos institucijos sėkmingai sumažino dengės karštinės perdavimą protrūkio metu, atlikdamos tris itin mažo tūrio insekticidų purškimo ciklus uždarose erdvėse per kelias savaites ar kelis mėnesius.
Galiausiai, mūsų rezultatai rodo, kad purškimas patalpose turėjo poveikį tik tiems namų ūkiams, kuriuose jis buvo atliekamas, o kaimyninių namų ūkių purškimas dar labiau nesumažino Aedes aegypti populiacijos. Suaugę Aedes aegypti uodai gali likti šalia namo, kuriame išsirita, arba jo viduje, susiburti iki 10 m atstumu ir nukeliauti vidutiniškai 106 m atstumą.[36] Taigi, teritorijos aplink namą purškimas gali neturėti reikšmingos įtakos Aedes aegypti skaičiui tuose namuose. Tai patvirtina ankstesnius tyrimus, kad purškimas lauke ar aplink namus neturėjo jokio poveikio [18, 55]. Tačiau, kaip minėta pirmiau, gali būti regioninis poveikis A. aegypti populiacijos dinamikai, kurio mūsų modelis negali aptikti.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 6 d.