Acest proiect a analizat date din două experimente la scară largă care au implicat șase runde de pulverizare cu piretroizi în interior, pe o perioadă de doi ani, în orașul amazonian peruan Iquitos. Am dezvoltat un model spațial multinivel pentru a identifica cauzele scăderii populației de Aedes aegypti, determinate de (i) utilizarea recentă în gospodării a insecticidelor cu volum ultra-redus (ULV) și (ii) utilizarea ULV în gospodăriile vecine sau din apropiere. Am comparat potrivirea modelului cu o serie de scheme posibile de ponderare a eficacității pulverizării, bazate pe diferite funcții de descreștere temporală și spațială, pentru a surprinde efectele întârziate ale insecticidelor ULV.
Rezultatele noastre indică faptul că reducerea abundenței A. aegypti într-o gospodărie s-a datorat în principal pulverizării în cadrul aceleiași gospodării, în timp ce pulverizarea în gospodăriile vecine nu a avut niciun efect suplimentar. Eficacitatea activităților de pulverizare trebuie evaluată pe baza timpului scurs de la ultima pulverizare, deoarece nu am constatat un efect cumulativ în urma pulverizărilor succesive. Pe baza modelului nostru, am estimat că eficacitatea pulverizării a scăzut cu 50% la aproximativ 28 de zile după pulverizare.
Reducerea populației de țânțari Aedes aegypti din gospodării a depins în principal de numărul de zile trecute de la ultimul tratament într-o anumită gospodărie, subliniind importanța acoperirii cu spray în zonele cu risc ridicat, frecvența pulverizării depinzând de dinamica locală a transmiterii.
Aedes aegypti este principalul vector al mai multor arbovirusuri care pot provoca epidemii mari, inclusiv virusul dengue (DENV), virusul chikungunya și virusul Zika. Această specie de țânțar se hrănește în principal cu oameni și frecvent cu oameni. Este bine adaptată la mediile urbane [1,2,3,4] și a colonizat multe zone din zonele tropicale și subtropicale [5]. În multe dintre aceste regiuni, focarele de dengue reapar periodic, rezultând în aproximativ 390 de milioane de cazuri anual [6, 7]. În absența unui tratament sau a unui vaccin eficient și disponibil pe scară largă, prevenirea și controlul transmiterii febrei dengue se bazează pe reducerea populațiilor de țânțari prin diverse măsuri de control al vectorilor, de obicei pulverizarea cu insecticide care vizează țânțarii adulți [8].
În acest studiu, am utilizat date din două studii repetate la scară largă, privind pulverizarea cu piretroizi în interior, cu volum ultra-redus, în orașul Iquitos, din Amazonul peruan [14], pentru a estima efectele decalate spațial și temporal ale pulverizării cu volum ultra-redus asupra abundenței Aedes aegypti în gospodării, dincolo de gospodăriile individuale. Un studiu anterior a evaluat efectul tratamentelor cu volum ultra-redus, în funcție de situația gospodăriilor în interiorul sau în afara unei zone de intervenție mai mari. În acest studiu, am căutat să descompunem efectele tratamentului la un nivel mai fin, la nivelul fiecărei gospodării, pentru a înțelege contribuția relativă a tratamentelor din cadrul gospodăriilor în comparație cu tratamentele din gospodăriile vecine. Temporar, am estimat efectul cumulativ al pulverizării repetate, comparativ cu cea mai recentă pulverizare, asupra reducerii abundenței Aedes aegypti în gospodării, pentru a înțelege frecvența pulverizării necesare și pentru a evalua declinul eficacității pulverizării în timp. Această analiză poate ajuta la dezvoltarea strategiilor de control al vectorilor și poate oferi informații pentru parametrizarea modelelor pentru a prezice eficacitatea acestora [22, 23, 24].
Reprezentare vizuală a schemei de distanță a inelelor utilizată pentru a calcula proporția de gospodării dintr-un inel la o anumită distanță de gospodăria i care au fost tratate cu insecticide în săptămâna precedentă t (toate gospodăriile i se află la mai puțin de 1000 m de zona tampon). În acest exemplu din L-2014, gospodăria i se afla în zona tratată, iar studiul asupra adulților a fost efectuat după a doua rundă de pulverizare. Inelele de distanță se bazează pe distanțele pe care se știe că le parcurg țânțarii Aedes aegypti. Inelele de distanță B se bazează pe o distribuție uniformă la fiecare 100 m.
Am testat o măsură simplă b calculând proporția de gospodării dintr-un inel la o anumită distanță de gospodăria i care au fost tratate cu pesticide în săptămâna precedentă datei t (Fișier suplimentar 1: Tabelul 4).
unde h este numărul de gospodării din inelul r, iar r este distanța dintre inel și gospodăria i. Distanțele dintre inele sunt determinate ținând cont de următorii factori:
Potrivirea relativă a modelului funcției efectului de pulverizare în interiorul gospodăriei, ponderată în timp. Liniile roșii mai groase reprezintă modelele cu cea mai bună potrivire, unde linia cea mai groasă reprezintă modelele cu cea mai bună potrivire, iar celelalte linii groase reprezintă modelele al căror WAIC nu este semnificativ diferit de WAIC-ul modelului cu cea mai bună potrivire. Funcția B Decay s-a aplicat zilelor de la ultima pulverizare care s-au aflat în primele cinci modele cu cea mai bună potrivire, clasate după WAIC-ul mediu în ambele experimente.
Reducerea estimată a numărului de exemplare de Aedes aegypti per gospodărie este legată de numărul de zile de la ultima pulverizare. Ecuația dată exprimă reducerea ca raport, unde raportul ratei (RR) este raportul dintre scenariul de pulverizare și scenariul de referință fără pulverizare.
Modelul a estimat că eficacitatea pulverizării a scăzut cu 50% la aproximativ 28 de zile după pulverizare, în timp ce populațiile de Aedes aegypti și-au revenit aproape complet la aproximativ 50-60 de zile după pulverizare.
În acest studiu, descriem efectele pulverizării cu piretroizi în interior, cu volum ultra-redus, asupra abundenței speciei Aedes aegypti în gospodării, în funcție de momentul și extinderea spațială a pulverizării în apropierea gospodăriei. O mai bună înțelegere a duratei și extinderii spațiale a efectelor pulverizării asupra populațiilor de Aedes aegypti va ajuta la identificarea țintelor optime pentru acoperirea spațială și frecvența pulverizării necesare în timpul intervențiilor de control al vectorilor și va informa modelarea care compară diferite strategii potențiale de control al vectorilor. Rezultatele noastre arată că reducerile populației de Aedes aegypti într-o singură gospodărie au fost determinate de pulverizarea în cadrul aceleiași gospodării, în timp ce pulverizarea gospodăriilor din zonele învecinate nu a avut niciun efect suplimentar. Efectele pulverizării asupra abundenței speciei Aedes aegypti în gospodării au depins în primul rând de timpul scurs de la ultima pulverizare și au scăzut treptat pe parcursul a 60 de zile. Nu s-a observat nicio altă reducere a populațiilor de Aedes aegypti ca urmare a efectului cumulativ al pulverizărilor multiple în gospodării. Pe scurt, numărul de Aedes aegypti a scăzut. Numărul de țânțari Aedes aegypti dintr-o gospodărie depinde în principal de timpul scurs de la ultima pulverizare în gospodăria respectivă.
O limitare importantă a studiului nostru este că nu am controlat vârsta țânțarilor adulți Aedes aegypti colectați. Analizele anterioare ale acestor experimente [14] au constatat o tendință către o distribuție pe vârste mai tinere a femelelor adulte (proporție crescută de femele nulipare) în zonele tratate cu L-2014 comparativ cu zona tampon. Astfel, deși nu am găsit un efect explicativ suplimentar al pulverizării în gospodăriile din apropiere asupra abundenței A. aegypti într-o anumită gospodărie, nu putem fi siguri că nu există un efect regional asupra dinamicii populației de A. aegypti în zonele în care pulverizarea are loc frecvent.
Alte limitări ale studiului nostru includ incapacitatea de a lua în considerare o pulverizare de urgență efectuată de Ministerul Sănătății cu aproximativ 2 luni înainte de pulverizarea experimentală L-2014, din cauza lipsei de informații detaliate privind locația și momentul acesteia. Analizele anterioare au arătat că aceste pulverizări au avut efecte similare în întreaga zonă de studiu, formând o bază comună pentru densitățile Aedes aegypti; într-adevăr, populațiile de Aedes aegypti au început să se refacă odată cu efectuarea pulverizării experimentale [14]. În plus, diferența de rezultate dintre cele două perioade experimentale se poate datora diferențelor de design al studiului și susceptibilității diferite a Aedes aegypti la cipermetrină, S-2013 fiind mai sensibil decât L-2014 [14]. Raportăm cele mai consistente rezultate din cele două studii și includem modelul adaptat experimentului L-2014 ca model final. Având în vedere că modelul experimental L-2014 este mai potrivit pentru evaluarea impactului pulverizării recente asupra populațiilor de țânțari Aedes aegypti și că populațiile locale de Aedes aegypti au dezvoltat rezistență la piretroizi la sfârșitul anului 2014 [41], am considerat că acest model este o alegere mai conservatoare și mai potrivită pentru atingerea obiectivelor acestui studiu.
Panta relativ plată a curbei de degradare a pulverizării observată în acest studiu se poate datora unei combinații între rata de degradare a cipermetrinei și dinamica populației de țânțari. Insecticidul cu cipermetrină utilizat în acest studiu este un piretroid care se degradează în principal prin fotoliză și hidroliză (DT50 = 2,6–3,6 zile) [44]. Deși se consideră în general că piretroidele se degradează rapid după aplicare și că reziduurile sunt minime, rata de degradare a piretroidelor este mult mai lentă în interior decât în exterior, iar mai multe studii au arătat că cipermetrina poate persista în aerul și praful din interior timp de luni de zile după pulverizare [45,46,47]. Casele din Iquitos sunt adesea construite în coridoare înguste și întunecate, cu puține ferestre, ceea ce poate explica rata redusă de degradare datorată fotolizei [14]. În plus, cipermetrina este foarte toxică pentru țânțarii Aedes aegypti sensibili la doze mici (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Datorită naturii hidrofobe a cipermetrinei reziduale, este puțin probabil ca aceasta să afecteze larvele de țânțari acvatici, ceea ce explică recuperarea adulților din habitatele larvare active în timp, așa cum este descris în studiul inițial, cu o proporție mai mare de femele neovipare în zonele tratate decât în zonele tampon [14]. Ciclul de viață al țânțarului Aedes aegypti de la ou la adult poate dura 7 până la 10 zile, în funcție de temperatură și de specia de țânțari.[49] Întârzierea în recuperarea populațiilor de țânțari adulți poate fi explicată în continuare prin faptul că cipermetrina reziduală ucide sau respinge unii adulți nou-apăruți și unii adulți introduși din zone care nu au fost niciodată tratate, precum și prin o reducere a depunerii ouălor din cauza reducerii numărului de adulți [22, 50].
Modelele care au inclus întregul istoric al pulverizării anterioare a insecticidului în gospodării au avut o precizie mai slabă și estimări ale efectului mai slabe decât modelele care au inclus doar cea mai recentă dată a pulverizării. Acest lucru nu ar trebui considerat o dovadă că gospodăriile individuale nu trebuie să fie retratate. Recuperarea populațiilor de A. aegypti observată în studiul nostru, precum și în studiile anterioare [14], la scurt timp după pulverizare, sugerează că gospodăriile trebuie să fie retratate la o frecvență determinată de dinamica locală de transmitere pentru a restabili supresia A. aegypti. Frecvența pulverizării ar trebui să vizeze în primul rând reducerea probabilității de infecție a femelelor de Aedes aegypti, care va fi determinată de durata așteptată a perioadei de incubație extrinsecă (EIP) - timpul necesar unui vector care s-a îndopat cu sânge infectat pentru a deveni infecțios pentru următoarea gazdă. La rândul său, EIP va depinde de tulpina virusului, temperatură și alți factori. De exemplu, în cazul febrei dengue, chiar dacă pulverizarea cu insecticid ucide toți vectorii adulți infectați, populația umană poate rămâne infecțioasă timp de 14 zile și poate infecta țânțarii nou-apăruți [54]. Pentru a controla răspândirea febrei dengue, intervalele dintre pulverizări ar trebui să fie mai scurte decât intervalele dintre tratamentele cu insecticide pentru a elimina țânțarii noi care pot mușca gazdele infectate înainte ca acestea să poată infecta alți țânțari. Șapte zile pot fi folosite ca ghid și o unitate de măsură convenabilă pentru agențiile de control al vectorilor. Astfel, pulverizarea săptămânală cu insecticide timp de cel puțin 3 săptămâni (pentru a acoperi întreaga perioadă infecțioasă a gazdei) ar fi suficientă pentru a preveni transmiterea febrei dengue, iar rezultatele noastre sugerează că eficacitatea pulverizării anterioare nu ar fi redusă semnificativ până la acel moment [13]. Într-adevăr, în Iquitos, autoritățile sanitare au redus cu succes transmiterea febrei dengue în timpul unui focar prin efectuarea a trei runde de pulverizare cu insecticide în volum ultra-redus în spații închise pe o perioadă de câteva săptămâni până la câteva luni.
În cele din urmă, rezultatele noastre arată că impactul pulverizării în interior a fost limitat la gospodăriile în care a fost efectuată, iar pulverizarea gospodăriilor vecine nu a redus și mai mult populațiile de Aedes aegypti. Țânțarii adulți Aedes aegypti pot rămâne în apropierea sau în interiorul casei unde eclozează, se pot aduna până la 10 m distanță și pot călători pe o distanță medie de 106 m.[36] Prin urmare, pulverizarea zonei din jurul unei case poate să nu aibă un efect semnificativ asupra numărului de Aedes aegypti din acea casă. Acest lucru susține constatările anterioare conform cărora pulverizarea în afara sau în jurul caselor nu a avut niciun efect [18, 55]. Cu toate acestea, așa cum s-a menționat mai sus, pot exista efecte regionale asupra dinamicii populației de A. aegypti pe care modelul nostru nu le poate detecta.
Data publicării: 06 februarie 2025