Dit project analyseerde gegevens van twee grootschalige experimenten met zes rondes van binnenshuis spuiten met pyrethroiden gedurende een periode van twee jaar in de Peruaanse Amazone-stad Iquitos. We ontwikkelden een ruimtelijk multilevelmodel om de oorzaken van de afname van de Aedes aegypti-populatie te identificeren, die werden veroorzaakt door (i) recent huishoudelijk gebruik van ultra-lage volume (ULV) insecticiden en (ii) ULV-gebruik in naburige of nabijgelegen huishoudens. We vergeleken de geschiktheid van het model met een reeks mogelijke wegingsschema's voor de effectiviteit van de bespuiting, gebaseerd op verschillende temporele en ruimtelijke vervalfuncties, om de vertraagde effecten van ULV-insecticiden te kunnen vastleggen.
Onze resultaten wijzen erop dat de afname van de populatie A. aegypti binnen een huishouden voornamelijk te wijten was aan bespuiting binnen datzelfde huishouden, terwijl bespuiting in aangrenzende huishoudens geen aanvullend effect had. De effectiviteit van bespuitingsactiviteiten moet worden beoordeeld op basis van de tijd die is verstreken sinds de laatste bespuiting, aangezien we geen cumulatief effect van opeenvolgende bespuitingen hebben vastgesteld. Op basis van ons model schatten we dat de effectiviteit van de bespuiting met ongeveer 50% afneemt ongeveer 28 dagen na de bespuiting.
De afname van de populatie Aedes aegypti-muggen in huishoudens was voornamelijk afhankelijk van het aantal dagen sinds de laatste behandeling in een bepaald huishouden. Dit benadrukt het belang van een goede bespuitingsdekking in risicogebieden, waarbij de bespuitingsfrequentie afhankelijk is van de lokale transmissiedynamiek.
Aedes aegypti is de belangrijkste vector van verschillende arbovirussen die grote epidemieën kunnen veroorzaken, waaronder het denguevirus (DENV), het chikungunyavirus en het zikavirus. Deze muggensoort voedt zich voornamelijk met mensenbloed en doet dit vaak. Ze is goed aangepast aan stedelijke omgevingen [1,2,3,4] en heeft veel gebieden in de tropen en subtropen gekoloniseerd [5]. In veel van deze regio's komen dengue-uitbraken periodiek terug, met naar schatting 390 miljoen gevallen per jaar [6, 7]. Bij gebrek aan een behandeling of een effectief en breed beschikbaar vaccin, zijn preventie en bestrijding van dengue afhankelijk van het verminderen van de muggenpopulaties door middel van verschillende vectorbestrijdingsmaatregelen, meestal het spuiten van insecticiden die gericht zijn op volwassen muggen [8].
In deze studie gebruikten we gegevens van twee grootschalige, herhaalde veldproeven met ultralage-volume-bespuiting binnenshuis met pyrethroiden in de stad Iquitos, in het Peruaanse Amazonegebied [14], om de ruimtelijk en temporeel vertraagde effecten van ultralage-volume-bespuiting op de abundantie van Aedes aegypti in huishoudens te schatten, voorbij het individuele huishouden. Een eerdere studie beoordeelde het effect van ultralage-volume-behandelingen afhankelijk van of huishoudens zich binnen of buiten een groter interventiegebied bevonden. In deze studie probeerden we de behandelingseffecten op een fijner niveau te ontleden, op het niveau van individuele huishoudens, om de relatieve bijdrage van behandelingen binnen huishoudens te begrijpen in vergelijking met behandelingen in naburige huishoudens. Temporeel schatten we het cumulatieve effect van herhaalde bespuiting in vergelijking met de meest recente bespuiting op de vermindering van de abundantie van Aedes aegypti in huishoudens om de benodigde bespuitingsfrequentie te begrijpen en de afname van de effectiviteit van de bespuiting in de loop van de tijd te beoordelen. Deze analyse kan helpen bij de ontwikkeling van vectorbestrijdingsstrategieën en informatie verschaffen voor de parameterisering van modellen om hun effectiviteit te voorspellen [22, 23, 24].
Visuele weergave van het ringafstandschema dat gebruikt wordt om het percentage huishoudens binnen een ring op een bepaalde afstand van huishouden i te berekenen dat in de week voorafgaand aan t met insecticiden is behandeld (alle huishoudens i bevinden zich binnen 1000 m van de bufferzone). In dit voorbeeld uit L-2014 bevond huishouden i zich in het behandelde gebied en werd het onderzoek onder volwassenen uitgevoerd na de tweede spuitronde. De afstandsringen zijn gebaseerd op de afstanden die Aedes aegypti-muggen naar verluidt vliegen. Afstandsringen B zijn gebaseerd op een uniforme verdeling om de 100 m.
We hebben een eenvoudige maatstaf b getest door het percentage huishoudens binnen een ring op een bepaalde afstand van huishouden i te berekenen dat in de week voorafgaand aan t met pesticiden is behandeld (Aanvullend bestand 1: Tabel 4).
waarbij h het aantal huishoudens in ring r is, en r de afstand tussen de ring en huishouden i. De afstanden tussen ringen worden bepaald rekening houdend met de volgende factoren:
Relatieve modelpassing van de tijdgewogen sproeieffectfunctie binnen huishoudens. Dikke rode lijnen representeren de best passende modellen, waarbij de dikste lijn het best passende model vertegenwoordigt en de andere dikke lijnen modellen representeren waarvan de WAIC niet significant verschilt van de WAIC van het best passende model. B. Vervalfunctie toegepast op het aantal dagen sinds de laatste bespuiting die in de top vijf van best passende modellen voorkwamen, gerangschikt op basis van de gemiddelde WAIC in beide experimenten.
De geschatte afname van het aantal Aedes aegypti-muggen per huishouden is gerelateerd aan het aantal dagen sinds de laatste bespuiting. De gegeven vergelijking drukt de afname uit als een verhouding, waarbij de snelheidsverhouding (RR) de verhouding is tussen het scenario met bespuiting en de basissituatie zonder bespuiting.
Het model schatte dat de effectiviteit van de bespuiting ongeveer 28 dagen na het spuiten met 50% afnam, terwijl de populaties van Aedes aegypti zich ongeveer 50-60 dagen na het spuiten bijna volledig hadden hersteld.
In deze studie beschrijven we de effecten van het bespuiten van huishoudens met ultralage volumes pyrethroiden op de populatieomvang van Aedes aegypti-muggen, afhankelijk van het tijdstip en de ruimtelijke omvang van de bespuiting in de buurt van het huishouden. Een beter begrip van de duur en de ruimtelijke omvang van de effecten van bespuiting op Aedes aegypti-populaties zal helpen bij het bepalen van optimale doelen voor ruimtelijke dekking en bespuitingsfrequentie tijdens vectorbestrijdingsinterventies en zal bijdragen aan de ontwikkeling van modellen die verschillende potentiële vectorbestrijdingsstrategieën vergelijken. Onze resultaten tonen aan dat de afname van de Aedes aegypti-populatie binnen een enkel huishouden werd veroorzaakt door bespuiting binnen datzelfde huishouden, terwijl bespuiting van huishoudens in aangrenzende gebieden geen aanvullend effect had. De effecten van bespuiting op de populatieomvang van Aedes aegypti-muggen binnen huishoudens waren voornamelijk afhankelijk van de tijd die verstreken was sinds de laatste bespuiting en namen geleidelijk af gedurende 60 dagen. Er werd geen verdere afname van de Aedes aegypti-populatie waargenomen als gevolg van het cumulatieve effect van meerdere bespuitingen in huishoudens. Kortom, het aantal Aedes aegypti-muggen is afgenomen. Het aantal Aedes aegypti-muggen in een huishouden hangt voornamelijk af van de tijd die is verstreken sinds de laatste bespuiting in dat huishouden.
Een belangrijke beperking van ons onderzoek is dat we geen rekening hebben gehouden met de leeftijd van de verzamelde volwassen Aedes aegypti-muggen. Eerdere analyses van deze experimenten [14] toonden een trend naar een jongere leeftijdsverdeling van volwassen vrouwtjes (een groter aandeel nullipare vrouwtjes) in met L-2014 behandelde gebieden vergeleken met de bufferzone. Hoewel we dus geen aanvullend verklarend effect van bespuiting in nabijgelegen huishoudens op de abundantie van A. aegypti in een bepaald huishouden hebben gevonden, kunnen we er niet zeker van zijn dat er geen regionaal effect is op de populatiedynamiek van A. aegypti in gebieden waar frequent wordt bespuitd.
Andere beperkingen van ons onderzoek zijn onder meer het feit dat we geen rekening konden houden met een noodbespuiting door het Ministerie van Volksgezondheid ongeveer twee maanden vóór de experimentele bespuiting in L-2014, vanwege een gebrek aan gedetailleerde informatie over de locatie en het tijdstip ervan. Eerdere analyses hebben aangetoond dat deze bespuitingen vergelijkbare effecten hadden in het hele onderzoeksgebied en een gemeenschappelijke basislijn vormden voor de dichtheid van Aedes aegypti; de populaties van Aedes aegypti begonnen zich inderdaad te herstellen toen de experimentele bespuiting werd uitgevoerd [14]. Bovendien kan het verschil in resultaten tussen de twee experimentele perioden te wijten zijn aan verschillen in onderzoeksopzet en een verschillende gevoeligheid van Aedes aegypti voor cypermethrin, waarbij S-2013 gevoeliger was dan L-2014 [14]. We rapporteren de meest consistente resultaten van de twee onderzoeken en nemen het model dat is aangepast aan het L-2014-experiment op als ons uiteindelijke model. Gezien het feit dat het L-2014-experimentele ontwerp geschikter is voor het beoordelen van de impact van recente bespuitingen op Aedes aegypti-muggenpopulaties, en dat lokale Aedes aegypti-populaties eind 2014 resistentie tegen pyrethroiden hadden ontwikkeld [41], beschouwden we dit model als een meer conservatieve keuze en geschikter om de doelstellingen van deze studie te bereiken.
De relatief vlakke helling van de afbraakcurve van de spray die in deze studie is waargenomen, kan te wijten zijn aan een combinatie van de afbraaksnelheid van cypermethrin en de dynamiek van de muggenpopulatie. Het in deze studie gebruikte insecticide cypermethrin is een pyrethroïde dat voornamelijk afbreekt door fotolyse en hydrolyse (DT50 = 2,6–3,6 dagen) [44]. Hoewel pyrethroïden over het algemeen snel na toepassing worden afgebroken en de residuen minimaal zijn, is de afbraaksnelheid van pyrethroïden binnenshuis veel lager dan buitenshuis, en verschillende studies hebben aangetoond dat cypermethrin maandenlang in de binnenlucht en in stof kan blijven hangen na het spuiten [45,46,47]. Huizen in Iquitos zijn vaak gebouwd in donkere, smalle gangen met weinig ramen, wat de lagere afbraaksnelheid door fotolyse kan verklaren [14]. Bovendien is cypermethrin zeer giftig voor gevoelige Aedes aegypti-muggen bij lage doses (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Vanwege het hydrofobe karakter van residueel cypermethrin is het onwaarschijnlijk dat het effect heeft op aquatische muggenlarven. Dit verklaart het herstel van volwassen muggen uit actieve larvenhabitats in de loop van de tijd, zoals beschreven in de oorspronkelijke studie, met een hoger percentage niet-eierleggende vrouwtjes in behandelde gebieden dan in bufferzones [14]. De levenscyclus van de Aedes aegypti-mug van ei tot volwassen insect kan 7 tot 10 dagen duren, afhankelijk van de temperatuur en de muggensoort.[49] De vertraging in het herstel van de populaties volwassen muggen kan verder worden verklaard door het feit dat residueel cypermethrin sommige pas uitgekomen volwassen muggen en sommige geïntroduceerde volwassen muggen uit gebieden die nooit zijn behandeld, doodt of afstoot, evenals een vermindering van de eierlegging als gevolg van de afname van het aantal volwassen muggen [22, 50].
Modellen die de volledige geschiedenis van eerdere bespuitingen in huishoudens omvatten, hadden een lagere nauwkeurigheid en zwakkere effectschattingen dan modellen die alleen de meest recente bespuitingsdatum bevatten. Dit mag niet worden opgevat als bewijs dat individuele huishoudens niet opnieuw behandeld hoeven te worden. Het herstel van de A. aegypti-populaties dat in onze studie, evenals in eerdere studies [14], kort na de bespuiting werd waargenomen, suggereert dat huishoudens opnieuw behandeld moeten worden met een frequentie die wordt bepaald door de lokale transmissiedynamiek om de onderdrukking van A. aegypti te herstellen. De bespuitingsfrequentie moet primair gericht zijn op het verminderen van de kans op infectie van vrouwelijke Aedes aegypti, die wordt bepaald door de verwachte lengte van de extrinsieke incubatieperiode (EIP) – de tijd die een vector nodig heeft om, nadat hij zich heeft volgezogen met geïnfecteerd bloed, infectieus te worden voor de volgende gastheer. De EIP is op zijn beurt afhankelijk van de virusstam, de temperatuur en andere factoren. In het geval van dengue bijvoorbeeld, kan de menselijke populatie, zelfs als het spuiten met insecticide alle geïnfecteerde volwassen vectoren doodt, nog 14 dagen besmettelijk blijven en nieuw opkomende muggen infecteren [54]. Om de verspreiding van dengue te beheersen, moeten de intervallen tussen de bespuitingen korter zijn dan de intervallen tussen de insecticidebehandelingen om nieuw opkomende muggen te elimineren die geïnfecteerde gastheren kunnen bijten voordat ze andere muggen kunnen infecteren. Zeven dagen kan als richtlijn en handige meeteenheid worden gebruikt voor vectorbestrijdingsinstanties. Wekelijks spuiten met insecticide gedurende ten minste 3 weken (om de gehele infectieperiode van de gastheer te bestrijken) zou dus voldoende zijn om de overdracht van dengue te voorkomen, en onze resultaten suggereren dat de effectiviteit van de voorgaande bespuiting tegen die tijd niet significant zou afnemen [13]. In Iquitos hebben de gezondheidsautoriteiten de overdracht van dengue tijdens een uitbraak met succes teruggedrongen door drie rondes van ultra-lage-volume insecticidebespuiting in gesloten ruimtes uit te voeren gedurende een periode van enkele weken tot enkele maanden.
Tot slot laten onze resultaten zien dat de impact van binnenshuis spuiten beperkt bleef tot de huishoudens waar het werd uitgevoerd, en dat het spuiten van naburige huishoudens de populaties van Aedes aegypti niet verder reduceerde. Volwassen Aedes aegypti-muggen kunnen in de buurt van of in het huis waar ze uitkomen blijven, zich tot 10 meter verderop verzamelen en gemiddeld 106 meter afleggen.[36] Het spuiten van het gebied rond een huis heeft dus mogelijk geen significant effect op het aantal Aedes aegypti-muggen in dat huis. Dit ondersteunt eerdere bevindingen dat spuiten buiten of rond huizen geen effect had [18, 55]. Zoals hierboven vermeld, kunnen er echter regionale effecten zijn op de populatiedynamiek van A. aegypti die ons model niet kan detecteren.
Geplaatst op: 6 februari 2025