ניתוח מרחבי-זמני של ההשפעות של ריסוס קוטלי חרקים בנפח קטן במיוחד בתוך הבית על צפיפות Aedes aegypti ביתית | מזיקים ווקטורים

פרויקט זה ניתח נתונים משני ניסויים בקנה מידה גדול שכללו שישה סבבים של ריסוס פירטרואיד פנימי במשך תקופה של שנתיים בעיר האמזונס שבפרו, איקיטוס. פיתחנו מודל רב-שכבתי מרחבי כדי לזהות גורמים לירידת אוכלוסיית Aedes aegypti שנבעו על ידי (i) שימוש ביתי לאחרונה בקוטלי חרקים בנפח נמוך במיוחד (ULV) ו-(ii) שימוש ב-ULV במשקי בית שכנים או סמוכים. השווינו את התאמת המודל למגוון של סכימות שקלול אפשריות של יעילות הריסוס המבוססות על פונקציות שונות של ריקבון זמני ומרחבי כדי ללכוד את ההשפעות בפיגור של קוטלי חרקים ULV.
התוצאות שלנו מצביעות על כך שהירידה בשכיחות A. aegypti בתוך משק בית נבעה בעיקר מריסוס בתוך אותו משק בית, בעוד שלריסוס במשקי בית שכנים לא הייתה השפעה נוספת. יש להעריך את יעילות פעולות הריסוס על סמך הזמן מאז הריסוס האחרון, שכן לא מצאנו השפעה מצטברת מריסוס עוקב. בהתבסס על המודל שלנו, הערכנו שיעילות הריסוס ירדה ב-50% כ-28 ימים לאחר הריסוס.
הפחתת אוכלוסיית היתושים Aedes aegypti במשק בית הייתה תלויה בעיקר במספר הימים מאז הטיפול האחרון במשק בית נתון, מה שמדגיש את החשיבות של כיסוי ריסוס באזורים בסיכון גבוה, כאשר תדירות הריסוס תלויה בדינמיקת השידור המקומית.
Aedes aegypti הוא הווקטור העיקרי של מספר נגיפים ארבו שעלולים לגרום למגיפות גדולות, כולל וירוס דנגי (DENV), וירוס צ'יקונגוניה ווירוס זיקה. מין יתוש זה ניזון בעיקר מבני אדם ולעיתים קרובות ניזון מבני אדם. הוא מותאם היטב לסביבות עירוניות [1,2,3,4] ויישב אזורים רבים באזורים הטרופיים והסובטרופיים [5]. ברבים מהאזורים הללו, התפרצויות דנגי חוזרות על עצמן מעת לעת, וכתוצאה מכך מוערכת כ-390 מיליון מקרים בשנה [6, 7]. בהיעדר טיפול או חיסון יעיל וזמין באופן נרחב, מניעה ובקרה של העברת דנגי מסתמכים על הפחתת אוכלוסיות היתושים באמצעות אמצעים שונים לשליטה וקטורים, בדרך כלל ריסוס קוטלי חרקים המכוונים ליתושים בוגרים [8].
במחקר זה, השתמשנו בנתונים משני ניסויי שדה בקנה מידה גדול ומשוכפל של ריסוס פירטרואיד פנימי בנפח נמוך במיוחד בעיר איקיטוס, באמזונס הפרואני [14], כדי להעריך את ההשפעות בפיגור מרחבי וזמני של ריסוס בנפח נמוך במיוחד על שפע Aedes aegypti ביתי מעבר למשק הבית הפרטי. מחקר קודם העריך את ההשפעה של טיפולים בנפח נמוך במיוחד בהתאם לשאלה אם משקי הבית היו בתוך אזור התערבות גדול יותר או מחוצה לו. במחקר זה, ביקשנו לפרק את השפעות הטיפול ברמה עדינה יותר, ברמת משק הבית האישי, כדי להבין את התרומה היחסית של טיפולים בתוך משק הבית בהשוואה לטיפולים במשקי בית שכנים. באופן זמני, הערכנו את ההשפעה המצטברת של ריסוס חוזר בהשוואה לריסוס האחרון על הפחתת השפע הביתי של Aedes aegypti כדי להבין את תדירות הריסוס הדרושה וכדי להעריך את הירידה ביעילות הריסוס לאורך זמן. ניתוח זה יכול לסייע בפיתוח אסטרטגיות בקרת וקטור ולספק מידע לפרמטריזציה של מודלים כדי לחזות את יעילותם [22, 23, 24].
ייצוג חזותי של ערכת מרחק הטבעת המשמשת לחישוב חלקם של משקי בית בתוך טבעת במרחק נתון ממשק בית i שטופלו בקוטלי חרקים בשבוע שלפני t (כל משקי הבית i נמצאים בטווח של 1000 מ' מאזור החיץ). בדוגמה זו מ-L-2014, משק ביתי היה באזור המטופל והסקר למבוגרים נערך לאחר סבב הריסוס השני. טבעות המרחק מבוססות על המרחקים שידוע כי יתושי Aedes aegypti עפים. טבעות מרחק B מבוססות על חלוקה אחידה כל 100 מ'.
בדקנו מדד פשוט b על ידי חישוב חלקם של משקי בית בתוך טבעת במרחק נתון ממשק בית i שטופלו בחומרי הדברה בשבוע שלפני t (קובץ נוסף 1: טבלה 4).
כאשר h הוא מספר משקי הבית בטבעת r, ו-r הוא המרחק בין הטבעת למשק הבית i. המרחקים בין הטבעות נקבעים תוך התחשבות בגורמים הבאים:
התאמה לדגם יחסית של פונקציית אפקט הריסוס המשוקלל בזמן בתוך הבית. קווים אדומים עבים יותר מייצגים את הדגמים המתאימים ביותר, כאשר הקו העבה מייצג את הדגמים המתאימים ביותר והקווים העבים האחרים מייצגים דגמים שה-WAIC שלהם אינו שונה משמעותית מה-WAIC של הדגם המתאים ביותר. B פונקציית Decay שהוחלה על ימים מאז הריסוס האחרון שהיו בחמשת הדגמים המתאימים ביותר, מדורגים לפי ממוצע WAIC בשני הניסויים
הירידה המשוערת במספרי Aedes aegypti למשק בית קשורה למספר הימים מאז הריסוס האחרון. המשוואה שניתנה מבטאת את ההפחתה כיחס, כאשר יחס הקצב (RR) הוא היחס בין תרחיש הריסוס לקו הבסיס ללא ריסוס.
המודל העריך כי יעילות הריסוס ירדה ב-50% כ-28 ימים לאחר הריסוס, בעוד שאוכלוסיות Aedes aegypti התאוששו כמעט לחלוטין כ-50-60 ימים לאחר הריסוס.
במחקר זה, אנו מתארים את ההשפעות של ריסוס פירטרואיד בנפח נמוך במיוחד בתוך הבית על שפע Aedes aegypti ביתי כפונקציה של התזמון וההיקף המרחבי של הריסוס ליד משק הבית. הבנה טובה יותר של משך הזמן וההיקף המרחבי של השפעות הריסוס על אוכלוסיות Aedes aegypti תעזור לזהות יעדים אופטימליים לכיסוי מרחבי ותדירות ריסוס הנדרשת במהלך התערבויות בקרת וקטור ותידע מודלים בהשוואת אסטרטגיות בקרת וקטורים פוטנציאליות שונות. התוצאות שלנו מראות כי צמצום אוכלוסיית Aedes aegypti בתוך משק בית בודד נבע מריסוס בתוך אותו משק בית, בעוד שלריסוס של משקי בית באזורים סמוכים לא הייתה השפעה נוספת. השפעות הריסוס על שפע Aedes aegypti הביתי היו תלויות בעיקר בזמן מאז הריסוס האחרון ופחתו בהדרגה במשך 60 יום. לא נצפתה ירידה נוספת באוכלוסיות Aedes aegypti כתוצאה מההשפעה המצטברת של ריסוסים מרובים במשק בית. בקיצור, מספר ה-Aedes aegypti ירד. מספר יתושי Aedes aegypti במשק בית תלוי בעיקר בזמן שחלף מאז הריסוס האחרון באותו בית.
מגבלה חשובה של המחקר שלנו היא שלא שלטנו על גילם של יתושי Aedes aegypti הבוגרים שנאספו. ניתוחים קודמים של ניסויים אלה [14] מצאו מגמה של התפלגות גיל צעירה יותר של נקבות בוגרות (שיעור מוגבר של נקבות חסרות) באזורים שטופלו ב-L-2014 בהשוואה לאזור החיץ. לפיכך, למרות שלא מצאנו השפעה מסבירה נוספת של ריסוס במשקי בית סמוכים על ריבוי A. aegypti במשק בית נתון, איננו יכולים להיות בטוחים שאין השפעה אזורית על הדינמיקה של אוכלוסיית A. aegypti באזורים בהם מתרחש ריסוס לעתים קרובות.
מגבלות אחרות של המחקר שלנו כוללות את חוסר היכולת להסביר ריסוס חירום שבוצע על ידי משרד הבריאות כחודשיים לפני הריסוס הניסיוני L-2014 עקב היעדר מידע מפורט על מיקומו ותזמון. ניתוחים קודמים הראו שלתרסיסים אלה היו השפעות דומות ברחבי אזור המחקר, והיוו קו בסיס משותף לצפיפות Aedes aegypti; ואכן, אוכלוסיות Aedes aegypti החלו להתאושש כאשר בוצע הריסוס הניסיוני [14]. יתר על כן, ההבדל בתוצאות בין שתי תקופות הניסוי עשוי לנבוע מהבדלים בתכנון המחקר ורגישות שונה של Aedes aegypti ל-cypermethrin, כאשר S-2013 רגיש יותר מ-L-2014 [14]. אנו מדווחים על התוצאות העקביות ביותר משני המחקרים וכוללים את המודל המותאם לניסוי L-2014 כמודל הסופי שלנו. בהתחשב בכך שהתכנון הניסיוני של L-2014 מתאים יותר להערכת ההשפעה של ריסוס אחרון על אוכלוסיות יתושי Aedes aegypti, ושאוכלוסיות Aedes aegypti המקומיות פיתחו עמידות לפירטרואידים בסוף 2014 [41], ראינו את המודל הזה כבחירה שמרנית יותר ומתאים יותר להשגת מטרות המחקר הזה.
השיפוע השטוח יחסית של עקומת ריקבון הריסוס שנצפה במחקר זה עשוי לנבוע משילוב של קצב הפירוק של ציפרמטרין ודינמיקת אוכלוסיית היתושים. קוטל החרקים cypermethrin המשמש במחקר זה הוא פירטרואיד שמתפרק בעיקר באמצעות פוטוליזה והידרוליזה (DT50 = 2.6-3.6 ימים) [44]. למרות שפירטרואידים נחשבים בדרך כלל כמתכלים במהירות לאחר היישום וששאריות מינימליות, קצב הפירוק של פירטרואידים איטי בהרבה בתוך הבית מאשר בחוץ, וכמה מחקרים הראו שסיפרמטרין יכול להתמיד באוויר ואבק בתוך הבית במשך חודשים לאחר הריסוס [45,46,47]. בתים באיקיטוס נבנים לעתים קרובות במסדרונות צרים חשוכים עם מעט חלונות, מה שעשוי להסביר את קצב ההשפלה המופחת כתוצאה מפוטוליזה [14]. בנוסף, cypermethrin רעיל מאוד ליתושי Aedes aegypti הרגישים במינונים נמוכים (LD50 ≤ 0.001 ppm) [48]. בשל האופי ההידרופובי של ציפרמטרין שיורי, אין זה סביר להשפיע על זחלי יתושים מימיים, מה שמסביר את ההתאוששות של מבוגרים מבתי גידול פעילים של זחלים לאורך זמן כפי שתואר במחקר המקורי, עם שיעור גבוה יותר של נקבות שאינן שחלתיות באזורים מטופלים מאשר באזורי חיץ [14]. מחזור החיים של יתוש Aedes aegypti מביצה לבוגר יכול להימשך 7 עד 10 ימים, תלוי בטמפרטורה ובמיני היתושים.[49] העיכוב בהחלמה של אוכלוסיות יתושים בוגרות עשוי להיות מוסבר עוד יותר על ידי העובדה ששאריות ציפרמטרין הורגות או דוחות כמה מבוגרים חדשים שהופיעו וחלקם מבוגרים שהכנסו מאזורים שמעולם לא טופלו, כמו גם הפחתה בהטלת הביצים עקב הירידה במספר המבוגרים [22, 50].
מודלים שכללו את כל ההיסטוריה של ריסוס ביתי בעבר היו בעלי דיוק גרוע יותר והערכות אפקט חלשות יותר מאשר מודלים שכללו רק את תאריך הריסוס האחרון. אין לראות בכך ראיה לכך שאין צורך בטיפול חוזר במשקי בית בודדים. ההתאוששות של אוכלוסיות A. aegypti שנצפתה במחקר שלנו, כמו גם במחקרים קודמים [14], זמן קצר לאחר הריסוס, מעידה על כך שיש צורך בטיפול חוזר במשקי בית בתדירות שנקבעת על ידי דינמיקת השידור המקומית כדי לבסס מחדש דיכוי A. aegypti. תדירות הריסוס צריכה להיות מכוונת בעיקר להפחתת ההסתברות להדבקה של נקבת Aedes aegypti, אשר תיקבע על פי האורך הצפוי של תקופת הדגירה החיצונית (EIP) - הזמן שלוקח לוקטור שזלל דם נגוע להדבק במארח הבא. בתורו, EIP יהיה תלוי בזן הנגיף, בטמפרטורה ובגורמים אחרים. לדוגמה, במקרה של קדחת דנגי, גם אם ריסוס קוטלי חרקים הורג את כל הווקטורים הבוגרים הנגועים, אוכלוסיית האדם עלולה להישאר זיהומית למשך 14 ימים ועלולה להדביק יתושים חדשים שצצו [54]. כדי לשלוט בהתפשטות קדחת הדנגי, המרווחים בין הריסוסים צריכים להיות קצרים יותר מהמרווחים בין טיפולי קוטלי חרקים כדי לחסל יתושים חדשים שעלולים לנשוך מארחים נגועים לפני שהם יכולים להדביק יתושים אחרים. שבעה ימים יכולים לשמש כקו מנחה ויחידת מדידה נוחה עבור סוכנויות בקרת וקטור. לפיכך, ריסוס קוטלי חרקים שבועי למשך 3 שבועות לפחות (כדי לכסות את כל תקופת ההדבקה של המארח) יספיק כדי למנוע העברת קדחת דנגי, והתוצאות שלנו מצביעות על כך שיעילות הריסוס הקודם לא תופחת משמעותית עד אותו זמן [13]. ואכן, באיקיטוס, רשויות הבריאות הפחיתו בהצלחה את העברת הדנגי במהלך התפרצות על ידי ביצוע שלושה סבבים של ריסוס קוטלי חרקים בנפח נמוך במיוחד בחללים סגורים על פני תקופה של מספר שבועות עד מספר חודשים.
לבסוף, התוצאות שלנו מראות שההשפעה של ריסוס בתוך הבית הוגבלה למשקי הבית שבהם הוא בוצע, וריסוס של משקי בית שכנים לא הפחית עוד יותר את אוכלוסיות Aedes aegypti. יתושי Aedes aegypti בוגרים יכולים להישאר ליד או בתוך הבית שבו הם בוקעים, לצבור עד 10 מ' משם ולעבור מרחק ממוצע של 106 מ'.[36] לפיכך, ייתכן שלריסוס השטח מסביב לבית לא תהיה השפעה משמעותית על מספרי Aedes aegypti באותו בית. זה תומך בממצאים קודמים לפיהם ריסוס מחוץ לבתים או סביבם לא השפיע [18, 55]. עם זאת, כפי שהוזכר לעיל, עשויות להיות השפעות אזוריות על הדינמיקה של אוכלוסיית A. aegypti שהמודל שלנו אינו מסוגל לזהות.