Dette prosjektet analyserte data fra to storskala eksperimenter som involverte seks runder med innendørs pyretroidsprøyting over en toårsperiode i den peruanske Amazonasbyen Iquitos. Vi utviklet en romlig flernivåmodell for å identifisere årsaker til nedgang i Aedes aegypti-bestanden som var drevet av (i) nylig bruk av ultralavvolum (ULV) insektmidler i husholdninger og (ii) ULV-bruk i nærliggende husholdninger. Vi sammenlignet modellens tilpasning til en rekke mulige vektingsordninger for sprøyteeffektivitet basert på ulike tidsmessige og romlige nedbrytningsfunksjoner for å fange opp de forsinkede effektene av ULV-insekticider.
Resultatene våre indikerer at reduksjonen i forekomsten av A. aegypti i en husholdning primært skyldtes sprøyting i samme husholdning, mens sprøyting i nabohusholdninger ikke hadde noen ytterligere effekt. Effektiviteten av sprøyteaktivitetene bør vurderes basert på tiden siden siste sprøyting, ettersom vi ikke fant en kumulativ effekt fra påfølgende sprøytinger. Basert på modellen vår estimerte vi at sprøyteeffektiviteten gikk ned med 50 % omtrent 28 dager etter sprøyting.
Reduksjonen i husholdningenes Aedes aegypti-myggbestand var primært avhengig av antall dager siden siste behandling i en gitt husholdning, noe som understreker viktigheten av spraydekning i høyrisikoområder, med sprayfrekvens avhengig av lokal overføringsdynamikk.
Aedes aegypti er den primære vektoren for flere arbovirus som kan forårsake store epidemier, inkludert denguevirus (DENV), chikungunyavirus og Zika-virus. Denne myggarten lever hovedsakelig av mennesker og lever ofte av mennesker. Den er godt tilpasset urbane miljøer [1,2,3,4] og har kolonisert mange områder i tropene og subtropene [5]. I mange av disse regionene gjentar dengueutbrudd seg med jevne mellomrom, noe som resulterer i anslagsvis 390 millioner tilfeller årlig [6, 7]. I mangel av behandling eller en effektiv og allment tilgjengelig vaksine, er forebygging og kontroll av dengueoverføring avhengig av å redusere myggbestandene gjennom ulike vektorkontrolltiltak, vanligvis sprøyting av insektmidler som retter seg mot voksne mygg [8].
I denne studien brukte vi data fra to storskala, replikerte feltforsøk med ultralavvolum innendørs pyretroidsprøyting i byen Iquitos i den peruanske Amazonas [14], for å estimere de romlig og tidsmessig forsinkede effektene av ultralavvolumsprøyting på forekomsten av Aedes aegypti i husholdninger utover den enkelte husholdning. En tidligere studie vurderte effekten av behandlinger med ultralavt volum avhengig av om husholdningene var innenfor eller utenfor et større intervensjonsområde. I denne studien forsøkte vi å dekomponere behandlingseffekter på et finere nivå, på individuelt husholdningsnivå, for å forstå det relative bidraget fra behandlinger innen husholdningen sammenlignet med behandlinger i nabohusholdninger. Midlertidig estimerte vi den kumulative effekten av gjentatt sprøyting sammenlignet med den nyeste sprøytingen på å redusere forekomsten av Aedes aegypti i husholdninger for å forstå hvor ofte sprøyting som trengs og for å vurdere nedgangen i sprøyteeffektivitet over tid. Denne analysen kan bidra til utvikling av vektorkontrollstrategier og gi informasjon for parameterisering av modeller for å forutsi deres effektivitet [22, 23, 24].
Visuell representasjon av ringavstandsskjemaet som brukes til å beregne andelen husholdninger innenfor en ring i en gitt avstand fra husholdning i som ble behandlet med insektmidler i uken før t (alle husholdninger i er innenfor 1000 m fra buffersonen). I dette eksemplet fra L-2014 var husholdning i i det behandlede området, og voksenundersøkelsen ble utført etter andre sprøyterunde. Avstandsringene er basert på avstandene som Aedes aegypti-mygg er kjent for å fly. Avstandsringene B er basert på en jevn fordeling hver 100 m.
Vi testet et enkelt mål b ved å beregne andelen husholdninger innenfor en ring i en gitt avstand fra husholdning i som ble behandlet med plantevernmidler i uken før t (Tilleggsfil 1: Tabell 4).
hvor h er antall husstander i ring r, og r er avstanden mellom ringen og husstand i. Avstandene mellom ringene bestemmes med tanke på følgende faktorer:
Relativ modelltilpasning av den tidsvektede effektfunksjonen for spraying innen husholdningen. Tykkere røde linjer representerer de best tilpassede modellene, der den tykkeste linjen representerer de best tilpassede modellene og de andre tykke linjene representerer modeller der WAIC ikke er signifikant forskjellig fra den best tilpassede modellens WAIC. B Henfallsfunksjon brukt på dager siden siste spraying som var blant de fem best tilpassede modellene, rangert etter gjennomsnittlig WAIC i begge eksperimentene.
Den estimerte reduksjonen i antall Aedes aegypti per husholdning er relatert til antall dager siden siste sprøyting. Ligningen som er gitt uttrykker reduksjonen som et forhold, der rateforholdet (RR) er forholdet mellom sprøytescenarioet og grunnlinjen uten sprøyting.
Modellen anslo at sprøyteeffektiviteten gikk ned med 50 % omtrent 28 dager etter sprøyting, mens Aedes aegypti-populasjonene hadde nesten kommet seg helt omtrent 50–60 dager etter sprøyting.
I denne studien beskriver vi effektene av innendørs ultra-lavvolum pyretroidsprøyting på forekomsten av Aedes aegypti i husholdninger som en funksjon av tidspunktet for og den romlige omfanget av sprøyting i nærheten av husholdningen. En bedre forståelse av varigheten og den romlige omfanget av sprøyteeffekter på Aedes aegypti-populasjoner vil bidra til å identifisere optimale mål for romlig dekning og sprøytefrekvens som kreves under vektorkontrolltiltak, og informere modellering som sammenligner ulike potensielle vektorkontrollstrategier. Resultatene våre viser at reduksjoner i Aedes aegypti-populasjonen i en enkelt husholdning ble drevet av sprøyting i samme husholdning, mens sprøyting av husholdninger i nærliggende områder ikke hadde noen ytterligere effekt. Effektene av sprøyting på forekomsten av Aedes aegypti i husholdninger var primært avhengig av tiden siden siste sprøyting og avtok gradvis over 60 dager. Ingen ytterligere reduksjon i Aedes aegypti-populasjoner ble observert som et resultat av den kumulative effekten av flere sprøytinger i husholdningen. Kort sagt, antallet Aedes aegypti har gått ned. Antallet Aedes aegypti-mygg i en husholdning avhenger hovedsakelig av tiden som har gått siden siste sprøyting i den husholdningen.
En viktig begrensning ved studien vår er at vi ikke kontrollerte for alderen på de voksne Aedes aegypti-myggene som ble samlet inn. Tidligere analyser av disse eksperimentene [14] fant en trend mot en yngre aldersfordeling av voksne hunner (økt andel hunner uten fødsler) i L-2014-behandlede områder sammenlignet med buffersonen. Selv om vi ikke fant en ytterligere forklarende effekt av sprøyting i nærliggende husholdninger på A. aegypti-forekomsten i en gitt husholdning, kan vi derfor ikke være sikre på at det ikke er noen regional effekt på A. aegypti-populasjonsdynamikken i områder der sprøyting forekommer ofte.
Andre begrensninger ved studien vår inkluderer manglende evne til å gjøre rede for en nødsprøyting utført av Helsedepartementet omtrent 2 måneder før den eksperimentelle L-2014-sprøytingen på grunn av mangel på detaljert informasjon om plassering og tidspunkt. Tidligere analyser har vist at disse sprøytingene hadde lignende effekter på tvers av studieområdet, og danner en felles grunnlinje for Aedes aegypti-tettheter; faktisk begynte Aedes aegypti-populasjonene å komme seg da den eksperimentelle sprøytingen ble utført [14]. Videre kan forskjellen i resultater mellom de to forsøksperiodene skyldes forskjeller i studiedesign og ulik følsomhet hos Aedes aegypti for cypermetrin, der S-2013 er mer følsom enn L-2014 [14]. Vi rapporterer de mest konsistente resultatene fra de to studiene og inkluderer modellen som er tilpasset L-2014-eksperimentet som vår endelige modell. Gitt at L-2014-eksperimentdesignet er mer passende for å vurdere effekten av nylig sprøyting på Aedes aegypti-myggpopulasjoner, og at lokale Aedes aegypti-populasjoner hadde utviklet resistens mot pyretroider sent i 2014 [41], anså vi denne modellen for å være et mer konservativt valg og mer passende for å oppnå målene med denne studien.
Den relativt flate hellingen på spraynedbrytningskurven som ble observert i denne studien, kan skyldes en kombinasjon av nedbrytningshastigheten til cypermetrin og myggpopulasjonsdynamikk. Cypermetrin-insektmiddelet som ble brukt i denne studien er et pyretroid som primært brytes ned gjennom fotolyse og hydrolyse (DT50 = 2,6–3,6 dager) [44]. Selv om pyretroider generelt anses å brytes ned raskt etter påføring og at rester er minimale, er nedbrytningshastigheten til pyretroider mye lavere innendørs enn utendørs, og flere studier har vist at cypermetrin kan vedvare i inneluft og støv i flere måneder etter sprøyting [45,46,47]. Hus i Iquitos er ofte bygget i mørke, smale korridorer med få vinduer, noe som kan forklare den reduserte nedbrytningshastigheten på grunn av fotolyse [14]. I tillegg er cypermetrin svært giftig for mottakelige Aedes aegypti-mygg ved lave doser (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. På grunn av den hydrofobe naturen til gjenværende cypermetrin, er det usannsynlig at det påvirker akvatiske mygglarver, noe som forklarer hvordan voksne mygg gjenoppretter seg fra aktive larvehabitater over tid, slik det er beskrevet i den opprinnelige studien, med en høyere andel ikke-eggførende hunner i behandlede områder enn i buffersoner [14]. Livssyklusen til Aedes aegypti-myggen fra egg til voksen kan ta 7 til 10 dager, avhengig av temperatur og myggart.[49] Forsinkelsen i gjenoppretting av voksne myggpopulasjoner kan ytterligere forklares med det faktum at gjenværende cypermetrin dreper eller frastøter noen nylig oppkomne voksne og noen introduserte voksne fra områder som aldri har blitt behandlet, samt en reduksjon i egglegging på grunn av reduksjonen i antall voksne mygg [22, 50].
Modeller som inkluderte hele historien om tidligere sprøyting i husholdninger hadde dårligere nøyaktighet og svakere effektestimater enn modeller som bare inkluderte den nyeste sprøytedatoen. Dette bør ikke tas som bevis på at individuelle husholdninger ikke trenger å behandles på nytt. Gjenopprettingen av A. aegypti-populasjoner observert i vår studie, så vel som i tidligere studier [14], kort tid etter sprøyting, antyder at husholdninger må behandles på nytt med en frekvens bestemt av lokal overføringsdynamikk for å gjenopprette A. aegypti-undertrykkelse. Sprayfrekvensen bør primært være rettet mot å redusere sannsynligheten for infeksjon av hunn-Aedes aegypti, som vil bli bestemt av den forventede lengden på den ytre inkubasjonsperioden (EIP) – tiden det tar for en vektor som har fråtset i infisert blod å bli smittsom for den neste verten. EIP vil igjen avhenge av virusstammen, temperaturen og andre faktorer. For eksempel, i tilfelle denguefeber, selv om insektmiddelsprøyting dreper alle infiserte voksne vektorer, kan den menneskelige populasjonen forbli smittsom i 14 dager og kan infisere nye mygg [54]. For å kontrollere spredningen av denguefeber bør intervallene mellom sprayingene være kortere enn intervallene mellom insektmiddelbehandlinger for å eliminere nye mygg som kan bite infiserte verter før de kan infisere andre mygg. Syv dager kan brukes som en retningslinje og en praktisk måleenhet for vektorkontrollmyndigheter. Dermed vil ukentlig insektmiddelspraying i minst 3 uker (for å dekke hele vertens smitteperiode) være tilstrekkelig for å forhindre overføring av denguefeber, og resultatene våre tyder på at effektiviteten av den forrige sprayingen ikke ville være betydelig redusert innen den tid [13]. Faktisk reduserte helsemyndighetene i Iquitos denguesmitte under et utbrudd ved å gjennomføre tre runder med ultralavvolum insektmiddelspraying i lukkede rom over en periode på flere uker til flere måneder.
Resultatene våre viser til slutt at effekten av innendørs sprøyting var begrenset til husholdningene der den ble utført, og sprøyting av nabohusholdninger reduserte ikke Aedes aegypti-populasjonene ytterligere. Voksne Aedes aegypti-mygg kan holde seg i nærheten av eller inne i hjemmet der de klekkes, samle seg opptil 10 m unna og tilbakelegge en gjennomsnittlig avstand på 106 m.[36] Dermed har sprøyting av området rundt et hjem kanskje ikke en signifikant effekt på antallet Aedes aegypti i det hjemmet. Dette støtter tidligere funn om at sprøyting utenfor eller rundt hjem ikke hadde noen effekt [18, 55]. Som nevnt ovenfor kan det imidlertid være regionale effekter på A. aegypti-populasjonsdynamikken som modellen vår ikke klarer å oppdage.
Publisert: 06.02.2025