შიდა ულტრა მცირე მოცულობის ინსექტიციდის შესხურების ეფექტის სივრცითი-დროითი ანალიზი საყოფაცხოვრებო Aedes aegypti სიმკვრივეებზე | მავნებლები და ვექტორები

ამ პროექტმა გააანალიზა ორი ფართომასშტაბიანი ექსპერიმენტის მონაცემები, რომლებიც მოიცავდა შიდა პირეტროიდის შესხურების ექვს რაუნდს ორი წლის განმავლობაში პერუს ამაზონის ქალაქ იკიტოსში. ჩვენ შევიმუშავეთ სივრცითი მრავალდონიანი მოდელი Aedes aegypti-ის პოპულაციის შემცირების მიზეზების დასადგენად, რაც გამოწვეული იყო (i) ულტრა დაბალი მოცულობის (ULV) ინსექტიციდების ბოლოდროინდელი საყოფაცხოვრებო მოხმარებით და (ii) მეზობელ ან ახლომდებარე ოჯახებში ULV გამოყენება. ჩვენ შევადარეთ მოდელის შესაბამისობა შესხურების ეფექტურობის შეწონვის შესაძლო სქემებს, რომლებიც დაფუძნებულია სხვადასხვა დროებით და სივრცითი დაშლის ფუნქციებზე, რათა აღვბეჭდოთ ULV ინსექტიციდების ჩამორჩენილი ეფექტები.
ჩვენი შედეგები მიუთითებს, რომ A. aegypti-ის სიმრავლის შემცირება შინამეურნეობაში, უპირველეს ყოვლისა, განპირობებული იყო იმავე შინამეურნეობაში შესხურებით, ხოლო მეზობელ ოჯახებში შესხურებას დამატებითი ეფექტი არ მოჰყოლია. შესხურების აქტივობების ეფექტურობა უნდა შეფასდეს ბოლო შესხურებიდან მოყოლებული დროის მიხედვით, რადგან ჩვენ ვერ ვიპოვეთ კუმულაციური ეფექტი თანმიმდევრული შესხურებიდან. ჩვენს მოდელზე დაყრდნობით, ჩვენ შევაფასეთ, რომ შესხურების ეფექტურობა შემცირდა 50%-ით შესხურებიდან დაახლოებით 28 დღის შემდეგ.
საყოფაცხოვრებო Aedes aegypti კოღოს პოპულაციის შემცირება, პირველ რიგში, დამოკიდებული იყო დღეების რაოდენობაზე მოცემულ შინამეურნეობაში ბოლო დამუშავების შემდეგ, რაც ხაზს უსვამს მაღალი რისკის ზონებში შესხურების დაფარვის მნიშვნელობას, ხოლო შესხურების სიხშირე დამოკიდებულია გადაცემის ადგილობრივ დინამიკაზე.
Aedes aegypti არის რამდენიმე არბოვირუსის ძირითადი ვექტორი, რომელსაც შეუძლია გამოიწვიოს დიდი ეპიდემიები, მათ შორის დენგეს ვირუსი (DENV), ჩიკუნგუნია ვირუსი და ზიკა ვირუსი. კოღოს ეს სახეობა ძირითადად ადამიანებით იკვებება და ხშირად იკვებება ადამიანებით. ის კარგად არის ადაპტირებული ურბანულ გარემოსთან [1,2,3,4] და მოახდინა კოლონიზაცია ტროპიკებსა და სუბტროპიკებში [5]. ბევრ ამ რეგიონში დენგის აფეთქება პერიოდულად მეორდება, რაც ყოველწლიურად დაახლოებით 390 მილიონ შემთხვევას იწვევს [6, 7]. მკურნალობის ან ეფექტური და ფართოდ ხელმისაწვდომი ვაქცინის არარსებობის შემთხვევაში, დენგეს გადაცემის პრევენცია და კონტროლი ეყრდნობა კოღოების პოპულაციის შემცირებას ვექტორის კონტროლის სხვადასხვა ღონისძიებების მეშვეობით, როგორც წესი, ინსექტიციდების შესხურებით, რომლებიც მიზნად ისახავს ზრდასრულ კოღოებს [8].
ამ კვლევაში ჩვენ გამოვიყენეთ მონაცემები ულტრა დაბალი მოცულობის შიდა პირეტროიდის შესხურების ორი ფართომასშტაბიანი, განმეორებითი საველე ცდების შესახებ ქალაქ იკიტოსში, პერუს ამაზონში [14], რათა შევაფასოთ ულტრა დაბალი მოცულობის შესხურების სივრცითი და დროებით ჩამორჩენილი ზემოქმედება საყოფაცხოვრებო Aedes aegypti-ის სიმრავლეზე ცალკეული ოჯახის ფარგლებს გარეთ. წინა კვლევამ შეაფასა ულტრა დაბალი მოცულობის დამუშავების ეფექტი იმისდა მიხედვით, იყო თუ არა შინამეურნეობები უფრო დიდი ინტერვენციის ზონაში ან მის გარეთ. ამ კვლევაში ჩვენ ვცდილობდით მკურნალობის ეფექტების დაშლას უფრო დახვეწილ დონეზე, ინდივიდუალურ საყოფაცხოვრებო დონეზე, რათა გვესმოდეს საყოფაცხოვრებო მკურნალობის ფარდობითი წვლილი მეზობელ ოჯახებში მკურნალობასთან შედარებით. დროებით, ჩვენ შევაფასეთ განმეორებითი შესხურების კუმულაციური ეფექტი უახლეს შესხურებასთან შედარებით საყოფაცხოვრებო Aedes aegypti სიმრავლის შემცირებაზე, რათა გავიგოთ საჭირო შესხურების სიხშირე და შევაფასოთ შესხურების ეფექტურობის შემცირება დროთა განმავლობაში. ამ ანალიზს შეუძლია დაეხმაროს ვექტორული კონტროლის სტრატეგიების შემუშავებაში და მოგვაწოდოს ინფორმაცია მოდელების პარამეტრიზაციისთვის მათი ეფექტურობის პროგნოზირებისთვის [22, 23, 24].
რგოლის მანძილის სქემის ვიზუალური წარმოდგენა, რომელიც გამოიყენება რგოლში შინამეურნეობების პროპორციის გამოსათვლელად i შინამეურნეობიდან მოცემულ მანძილზე, რომლებიც დამუშავებულ იქნა ინსექტიციდებით t წინა კვირაში (ყველა შინამეურნეობა i არის ბუფერული ზონიდან 1000 მ ფარგლებში). L-2014-ის ამ მაგალითში, i შინამეურნეობა იყო დამუშავებულ ზონაში და მოზრდილთა კვლევა ჩატარდა შესხურების მეორე რაუნდის შემდეგ. მანძილის რგოლები ეფუძნება იმ დისტანციებს, რომლებზეც ცნობილია Aedes aegypti კოღოების ფრენა. მანძილის რგოლები B ეფუძნება ერთგვაროვან განაწილებას ყოველ 100 მ-ში.
ჩვენ შევამოწმეთ მარტივი საზომი b რგოლში შინამეურნეობების პროპორციის გამოთვლით i შინამეურნეობიდან მოცემულ მანძილზე, რომლებიც დამუშავებულ იქნა პესტიციდებით t წინა კვირაში (დამატებითი ფაილი 1: ცხრილი 4).
სადაც h არის შინამეურნეობების რაოდენობა r რგოლში, ხოლო r არის მანძილი რგოლსა და i ოჯახს შორის. რგოლებს შორის მანძილი განისაზღვრება შემდეგი ფაქტორების გათვალისწინებით:
საყოფაცხოვრებო სპრეის ეფექტის დროში შეწონილი ფუნქციის შედარებითი მოდელის მორგება. სქელი წითელი ხაზები წარმოადგენს საუკეთესო მოდელებს, სადაც ყველაზე სქელი ხაზი წარმოადგენს საუკეთესო მოდელებს, ხოლო სხვა სქელი ხაზები წარმოადგენს მოდელებს, რომელთა WAIC მნიშვნელოვნად არ განსხვავდება საუკეთესო მოდელის WAIC-ისგან. B დაშლის ფუნქცია გამოყენებულია ბოლო შესხურებიდან მოყოლებული დღეებისთვის, რომლებიც მოხვდნენ საუკეთესო მოდელებში ხუთეულში, დასახელებული საშუალო WAIC-ის მიხედვით ორივე ექსპერიმენტში
Aedes aegypti-ის რაოდენობის სავარაუდო შემცირება თითო ოჯახზე დაკავშირებულია ბოლო შესხურებიდან ბოლო დღეების რაოდენობასთან. მოცემული განტოლება გამოხატავს შემცირებას, როგორც თანაფარდობა, სადაც სიჩქარის თანაფარდობა (RR) არის შესხურების სცენარის თანაფარდობა შეფრქვევის გარეშე საბაზისო ხაზთან.
მოდელის შეფასებით, შესხურების ეფექტურობა შემცირდა 50%-ით შესხურებიდან დაახლოებით 28 დღის შემდეგ, ხოლო Aedes aegypti პოპულაციები თითქმის სრულად გამოჯანმრთელდა შესხურებიდან დაახლოებით 50-60 დღის შემდეგ.
ამ კვლევაში ჩვენ აღვწერთ შიდა ულტრა დაბალი მოცულობის პირეტროიდული შესხურების ეფექტს საყოფაცხოვრებო Aedes aegypti-ის სიმრავლეზე, როგორც საყოფაცხოვრებო მახლობლად შესხურების დროისა და სივრცითი მასშტაბის ფუნქცია. Aedes aegypti პოპულაციებზე შესხურების ეფექტების ხანგრძლივობისა და სივრცითი მასშტაბის უკეთ გაგება ხელს შეუწყობს ვექტორული კონტროლის ინტერვენციების დროს საჭირო სივრცითი დაფარვისა და შესხურების სიხშირის ოპტიმალური სამიზნეების იდენტიფიცირებას და მოდელირების ინფორმირებას სხვადასხვა პოტენციური ვექტორის კონტროლის სტრატეგიების შედარებაში. ჩვენი შედეგები აჩვენებს, რომ Aedes aegypti-ის პოპულაციის შემცირება ერთ შინამეურნეობაში განპირობებული იყო შესხურებით იმავე შინამეურნეობაში, მაშინ როცა მეზობელ რაიონებში შინამეურნეობების შესხურებას დამატებითი ეფექტი არ მოჰყოლია. შესხურების ეფექტი საყოფაცხოვრებო Aedes aegypti-ის სიმრავლეზე ძირითადად იყო დამოკიდებული ბოლო შესხურების შემდეგ დროზე და თანდათან მცირდებოდა 60 დღის განმავლობაში. Aedes aegypti-ის პოპულაციების შემდგომი შემცირება არ დაფიქსირებულა მრავალჯერადი საყოფაცხოვრებო შესხურების კუმულაციური ეფექტის შედეგად. მოკლედ, შემცირდა Aedes aegypti-ის რაოდენობა. Aedes aegypti კოღოების რაოდენობა შინამეურნეობაში ძირითადად დამოკიდებულია იმ დროზე, რომელიც გავიდა ამ ოჯახში ბოლო შესხურებიდან.
ჩვენი კვლევის მნიშვნელოვანი შეზღუდვა არის ის, რომ ჩვენ არ ვაკონტროლეთ შეგროვებული ზრდასრული Aedes aegypti კოღოების ასაკი. ამ ექსპერიმენტების წინა ანალიზებმა [14] აჩვენა ტენდენცია ზრდასრული მდედრობითი სქესის უფრო ახალგაზრდა ასაკობრივი განაწილებისკენ (ნულიპაროზი ქალების პროპორციის გაზრდა) L-2014-ით დამუშავებულ ადგილებში ბუფერულ ზონასთან შედარებით. ამგვარად, მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენ ვერ ვიპოვნეთ ახლომდებარე შინამეურნეობებში შესხურების დამატებითი ახსნა-განმარტებითი ეფექტი მოცემულ შინამეურნეობაში A. aegypti სიმრავლეზე, ჩვენ არ შეგვიძლია დარწმუნებული ვიყოთ, რომ არ არსებობს რეგიონალური ეფექტი A. aegypti მოსახლეობის დინამიკაზე იმ ადგილებში, სადაც ხშირია შესხურება.
ჩვენი კვლევის სხვა შეზღუდვები მოიცავს ჯანდაცვის სამინისტროს მიერ L-2014 ექსპერიმენტულ შესხურებამდე დაახლოებით 2 თვით ადრე ჩატარებული გადაუდებელი შესხურების აღრიცხვის შეუძლებლობას მისი ადგილმდებარეობისა და დროის შესახებ დეტალური ინფორმაციის ნაკლებობის გამო. წინა ანალიზებმა აჩვენა, რომ ამ სპრეებს ჰქონდათ მსგავსი ეფექტი საკვლევ ტერიტორიაზე, რაც ქმნიდა საერთო საბაზისო ხაზს Aedes aegypti სიმკვრივისთვის; მართლაც, Aedes aegypti პოპულაციებმა დაიწყეს აღდგენა, როდესაც ჩატარდა ექსპერიმენტული შესხურება [14]. გარდა ამისა, შედეგების განსხვავება ორ ექსპერიმენტულ პერიოდს შორის შეიძლება გამოწვეული იყოს კვლევის დიზაინის განსხვავებებითა და Aedes aegypti-ის განსხვავებული მგრძნობელობით ციპერმეტრინის მიმართ, S-2013 უფრო მგრძნობიარეა ვიდრე L-2014 [14]. ჩვენ ვახსენებთ ყველაზე თანმიმდევრულ შედეგებს ორი კვლევისგან და მოიცავს L-2014 ექსპერიმენტზე მორგებულ მოდელს, როგორც ჩვენს საბოლოო მოდელს. იმის გათვალისწინებით, რომ L-2014 ექსპერიმენტული დიზაინი უფრო მიზანშეწონილია Aedes aegypti კოღოების პოპულაციაზე ბოლოდროინდელი შესხურების ზემოქმედების შესაფასებლად და რომ ადგილობრივ Aedes aegypti პოპულაციებს განუვითარდათ წინააღმდეგობა პირეტროიდების მიმართ 2014 წლის ბოლოს [41], ჩვენ მივიჩნიეთ ეს მოდელი უფრო კონსერვატიულ არჩევნად და ამ კვლევის უფრო მიზანშეწონილად მიზნების მისაღწევად.
ამ კვლევაში დაფიქსირებული შესხურების დაშლის მრუდის შედარებით ბრტყელი დახრილობა შეიძლება გამოწვეული იყოს ციპერმეტრინის და კოღოების პოპულაციის დინამიკის დეგრადაციის სიჩქარის კომბინაციით. ციპერმეტრინის ინსექტიციდი, რომელიც გამოიყენება ამ კვლევაში, არის პირეტროიდი, რომელიც იშლება ძირითადად ფოტოლიზისა და ჰიდროლიზის გზით (DT50 = 2.6-3.6 დღე) [44]. მიუხედავად იმისა, რომ პირეტროიდები, როგორც წესი, განიხილება, რომ სწრაფად იშლება გამოყენების შემდეგ და რომ ნარჩენები მინიმალურია, პირეტროიდების დეგრადაციის სიჩქარე ბევრად უფრო ნელია, ვიდრე გარეთ, და რამდენიმე კვლევამ აჩვენა, რომ ციპერმეტრინი შეიძლება დარჩეს შიდა ჰაერში და მტვერში შესხურების შემდეგ თვეების განმავლობაში [45,46,47]. იკიტოსში სახლები ხშირად აშენებულია ბნელ, ვიწრო დერეფნებში, რამდენიმე ფანჯრით, რამაც შეიძლება აიხსნას ფოტოლიზის გამო დეგრადაციის შემცირებული მაჩვენებელი [14]. გარდა ამისა, ციპერმეტრინი ძალიან ტოქსიკურია მგრძნობიარე Aedes aegypti კოღოებისთვის დაბალი დოზებით (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. ნარჩენი ციპერმეტრინის ჰიდროფობიური ბუნების გამო, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ის იმოქმედებს წყლის კოღოს ლარვებზე, რაც ხსნის ზრდასრულთა აღდგენას აქტიური ლარვის ჰაბიტატებიდან დროთა განმავლობაში, როგორც აღწერილია თავდაპირველ კვლევაში, დამუშავებულ რაიონებში არაკვერცხი მდედრების უფრო მაღალი პროპორციით, ვიდრე ბუფერულ ზონებში [14]. Aedes aegypti კოღოს სასიცოცხლო ციკლი კვერცხებიდან ზრდასრულამდე შეიძლება გაგრძელდეს 7-დან 10 დღემდე, რაც დამოკიდებულია ტემპერატურასა და კოღოს სახეობებზე.[49] ზრდასრული კოღოს პოპულაციის აღდგენის შეფერხება შეიძლება აიხსნას იმით, რომ ნარჩენი ციპერმეტრინი კლავს ან მოგერიებს ზოგიერთ ახლად გაჩენილ ზრდასრულს და ზოგიერთ შეყვანილ ზრდასრულს იმ უბნებიდან, რომლებიც არასოდეს ყოფილა დამუშავებული, ასევე კვერცხების დგომის შემცირება ზრდასრულთა რაოდენობის შემცირების გამო [22, 50].
მოდელებს, რომლებიც მოიცავდა წარსულში საყოფაცხოვრებო შესხურების მთელ ისტორიას, უფრო დაბალი სიზუსტე და სუსტი ეფექტის შეფასება ჰქონდათ, ვიდრე მოდელებს, რომლებიც მოიცავდნენ მხოლოდ ბოლო შესხურების თარიღს. ეს არ უნდა იქნას მიღებული როგორც მტკიცებულება იმისა, რომ ცალკეულ ოჯახებს ხელახალი მკურნალობა არ სჭირდებათ. A. aegypti-ის პოპულაციების აღდგენა, რომელიც დაფიქსირდა ჩვენს კვლევაში, ისევე როგორც წინა კვლევებში [14], შესხურებიდან მალევე, ვარაუდობს, რომ შინამეურნეობებს ხელახალი მკურნალობა სჭირდებათ ადგილობრივი გადაცემის დინამიკით განსაზღვრული სიხშირით, რათა აღდგეს A. aegypti სუპრესია. შესხურების სიხშირე, უპირველეს ყოვლისა, მიმართული უნდა იყოს მდედრობითი სქესის Aedes aegypti-ის ინფექციის ალბათობის შესამცირებლად, რაც განისაზღვრება გარე ინკუბაციური პერიოდის (EIP) მოსალოდნელი ხანგრძლივობით - დრო, რომელიც სჭირდება ინფიცირებულ სისხლს დაინფიცირებულ ვექტორს, რომ გახდეს ინფექციური შემდეგი მასპინძლის მიმართ. თავის მხრივ, EIP დამოკიდებული იქნება ვირუსის შტამზე, ტემპერატურაზე და სხვა ფაქტორებზე. მაგალითად, დენგეს ცხელების შემთხვევაში, მაშინაც კი, თუ ინსექტიციდის შესხურებამ მოკლას ყველა ინფიცირებული ზრდასრული ვექტორი, ადამიანის პოპულაცია შეიძლება დარჩეს ინფექციური 14 დღის განმავლობაში და შეიძლება დააინფიციროს ახლად გაჩენილი კოღოები [54]. დენგეს ცხელების გავრცელების გასაკონტროლებლად, შესხურებებს შორის ინტერვალი უნდა იყოს უფრო მოკლე, ვიდრე ინტერვალი ინსექტიციდებით მკურნალობას შორის, რათა აღმოიფხვრას ახლად გამოჩენილი კოღოები, რომლებმაც შეიძლება უკბინონ ინფიცირებულ მასპინძლებს, სანამ ისინი სხვა კოღოებს დააინფიცირებენ. შვიდი დღე შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც სახელმძღვანელო და მოსახერხებელი საზომი ერთეული ვექტორის კონტროლის სააგენტოებისთვის. ამრიგად, ინსექტიციდის ყოველკვირეული შესხურება მინიმუმ 3 კვირის განმავლობაში (მასპინძლის მთელი ინფექციური პერიოდის დასაფარად) საკმარისი იქნება დენგეს ცხელების გადაცემის თავიდან ასაცილებლად და ჩვენი შედეგები ვარაუდობს, რომ წინა შესხურების ეფექტურობა ამ დროისთვის მნიშვნელოვნად არ შემცირდება [13]. მართლაც, იკიტოსში ჯანდაცვის ორგანოებმა წარმატებით შეამცირეს დენგეს გავრცელება ეპიდემიის დროს დახურულ სივრცეებში ულტრა დაბალი მოცულობის ინსექტიციდის შესხურების სამი რაუნდის ჩატარებით რამდენიმე კვირიდან რამდენიმე თვემდე პერიოდში.
დაბოლოს, ჩვენი შედეგები აჩვენებს, რომ შიდა შესხურების გავლენა შემოიფარგლებოდა იმ ოჯახებით, სადაც ის განხორციელდა და მეზობელი შინამეურნეობების შესხურებამ კიდევ უფრო არ შეამცირა Aedes aegypti პოპულაციები. ზრდასრული Aedes aegypti კოღოები შეიძლება დარჩეს სახლის მახლობლად ან შიგნით, სადაც ისინი იჩეკებიან, გროვდებიან 10 მ დაშორებით და გაივლიან საშუალოდ 106 მ მანძილზე.[36] ამრიგად, სახლის მიმდებარე ტერიტორიის შესხურებას შეიძლება არ ჰქონდეს მნიშვნელოვანი გავლენა ამ სახლში Aedes aegypti ნომრებზე. ეს მხარს უჭერს წინა დასკვნებს, რომ შესხურებას გარეთ ან სახლების გარშემო არანაირი ეფექტი არ ჰქონდა [18, 55]. თუმცა, როგორც ზემოთ აღინიშნა, A. aegypti-ის პოპულაციის დინამიკაზე შესაძლოა არსებობდეს რეგიონალური ეფექტები, რომელთა აღმოჩენაც ჩვენს მოდელს არ შეუძლია.