Die Innenraumspritzung (IRS) ist in Indien die wichtigste Maßnahme zur Bekämpfung der Überträger von viszeraler Leishmaniose (VL). Über die Auswirkungen der IRS auf verschiedene Haushaltstypen ist wenig bekannt. In dieser Studie untersuchen wir, ob die IRS mit Insektiziden für alle Haushaltstypen eines Dorfes die gleichen Rest- und Interventionseffekte erzielt. Wir haben außerdem kombinierte räumliche Risikokarten und Modelle zur Analyse der Mückendichte entwickelt, die auf Haushaltsmerkmalen, Pestizidempfindlichkeit und dem IRS-Status basieren, um die räumlich-zeitliche Verteilung der Überträger auf Mikroebene zu untersuchen.
Die Studie wurde in zwei Dörfern des Mahnar-Blocks im Distrikt Vaishali in Bihar durchgeführt. Die Bekämpfung von VL-Überträgern (P. argentipes) mittels IRS mit zwei Insektiziden [Dichlorodiphenyltrichlorethan (DDT 50 %) und synthetische Pyrethroide (SP 5 %)] wurde evaluiert. Die zeitliche Restwirkung der Insektizide auf verschiedenen Wandtypen wurde mittels des von der Weltgesundheitsorganisation empfohlenen Kegelbioassays bestimmt. Die Empfindlichkeit einheimischer Silberfischchen gegenüber Insektiziden wurde in einem In-vitro-Bioassay untersucht. Die Mückendichte in Wohnhäusern und Tierunterkünften vor und nach der IRS wurde mithilfe von Lichtfallen, die von den Centers for Disease Control installiert wurden, von 18:00 bis 6:00 Uhr überwacht. Das beste Modell zur Analyse der Mückendichte wurde mittels multipler logistischer Regressionsanalyse entwickelt. GIS-basierte räumliche Analysetechnologie wurde verwendet, um die Verteilung der Pestizidempfindlichkeit der Vektoren nach Haushaltstyp zu kartieren, und der IRS-Status der Haushalte wurde verwendet, um die räumlich-zeitliche Verteilung der Silberfischchen zu erklären.
Silbermücken reagieren sehr empfindlich auf SP (100 %), zeigen aber eine hohe Resistenz gegenüber DDT mit einer Mortalitätsrate von 49,1 %. SP-IRS wurde in allen Haushaltstypen besser akzeptiert als DDT-IRS. Die Restwirkung variierte je nach Wandoberfläche; keines der Insektizide erreichte die von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) empfohlene Wirkungsdauer für IRS. Zu allen Messzeitpunkten nach der IRS war die Reduzierung der Stinkwanzenpopulation durch SP-IRS zwischen Haushaltsgruppen (d. h. Sprüher und Wächter) größer als durch DDT-IRS. Die kombinierte räumliche Risikokarte zeigt, dass SP-IRS in allen Risikogebieten der Haushaltstypen eine bessere Wirkung auf Mücken hat als DDT-IRS. Eine mehrstufige logistische Regressionsanalyse identifizierte fünf Risikofaktoren, die stark mit der Dichte der Silbergarnelen korrelierten.
Die Ergebnisse werden ein besseres Verständnis der Vorgehensweise der IRS bei der Bekämpfung der viszeralen Leishmaniose in Bihar ermöglichen und können dazu beitragen, zukünftige Bemühungen zur Verbesserung der Situation zu lenken.
Viszerale Leishmaniose (VL), auch Kala-Azar genannt, ist eine endemische, vernachlässigte tropische, durch Vektoren übertragene Krankheit, die durch Protozoenparasiten der Gattung Leishmania verursacht wird. Auf dem indischen Subkontinent, wo der Mensch der einzige Reservoirwirt ist, wird der Parasit (Leishmania donovani) durch den Stich infizierter weiblicher Stechmücken (Phlebotomus argentipes) auf den Menschen übertragen [1, 2]. In Indien tritt VL vorwiegend in vier zentralen und östlichen Bundesstaaten auf: Bihar, Jharkhand, Westbengalen und Uttar Pradesh. Ausbrüche wurden auch in Madhya Pradesh (Zentralindien), Gujarat (Westindien), Tamil Nadu und Kerala (Südindien) sowie in den subhimalayischen Gebieten Nordindiens, einschließlich Himachal Pradesh und Jammu und Kaschmir, gemeldet [3]. Unter den endemischen Bundesstaaten ist Bihar mit 33 betroffenen Distrikten, die jährlich über 70 % aller Viszerallepsiefälle in Indien ausmachen, am stärksten betroffen [4]. Rund 99 Millionen Menschen in der Region sind gefährdet, mit einer durchschnittlichen jährlichen Inzidenz von 6.752 Fällen (2013–2017).
In Bihar und anderen Teilen Indiens beruhen die Bekämpfungsmaßnahmen gegen Viszerale Leishmaniose (VL) auf drei Hauptstrategien: Früherkennung von Fällen, wirksame Behandlung und Vektorkontrolle mittels Insektizidspritzung in Innenräumen von Wohnhäusern und Tierheimen [4, 5]. Als Nebeneffekt von Malaria-Kampagnen konnte VL in den 1960er Jahren durch Insektizidspritzung mit Dichlorodiphenyltrichlorethan (DDT 50 % WP, 1 g Wirkstoff/m²) erfolgreich eingedämmt werden. Auch die gezielte Bekämpfung von VL in den Jahren 1977 und 1992 war erfolgreich [5, 6]. Neuere Studien bestätigen jedoch, dass die Silberbauchgarnele eine weitverbreitete Resistenz gegen DDT entwickelt hat [4, 7, 8]. Im Jahr 2015 stellte das Nationale Programm zur Bekämpfung von durch Vektoren übertragenen Krankheiten (NVBDCP, Neu-Delhi) die Insektizidspritzung von DDT auf synthetische Pyrethroide (SP; α-Cypermethrin 5 % WP, 25 mg Wirkstoff/m²) um [7, 9]. Die Weltgesundheitsorganisation (WHO) hat sich zum Ziel gesetzt, die Viszerale Leishmaniose (VL) bis 2020 zu eliminieren (d. h. weniger als 1 Fall pro 10.000 Einwohner pro Jahr auf Straßen-/Blockebene) [10]. Mehrere Studien haben gezeigt, dass die Insektizid-Reinigung (IRS) effektiver als andere Vektorkontrollmethoden ist, um die Dichte der Sandmücken zu minimieren [11, 12, 13]. Ein aktuelles Modell prognostiziert zudem, dass in Gebieten mit hoher Epidemierate (d. h. einer Epidemierate vor der Bekämpfung von 5/10.000) eine effektive IRS, die 80 % der Haushalte abdeckt, die Eliminierungsziele ein bis drei Jahre früher erreichen könnte [14]. VL betrifft die ärmsten ländlichen Gemeinden in Endemiegebieten, und deren Vektorkontrolle beruht ausschließlich auf IRS. Die Nachwirkungen dieser Kontrollmaßnahme auf verschiedene Haushaltstypen wurden jedoch in Interventionsgebieten bisher nicht untersucht [15, 16]. Darüber hinaus hielt die Epidemie in einigen Dörfern nach intensiven Bekämpfungsmaßnahmen mehrere Jahre an und entwickelte sich zu Hotspots [17]. Daher ist es notwendig, die verbleibenden Auswirkungen der IRS auf die Überwachung der Mückendichte in verschiedenen Haushaltstypen zu evaluieren. Darüber hinaus trägt die mikroskalige, raumbezogene Risikokartierung dazu bei, Mückenpopulationen auch nach Interventionsmaßnahmen besser zu verstehen und zu kontrollieren. Geographische Informationssysteme (GIS) kombinieren digitale Kartierungstechnologien und ermöglichen die Speicherung, Überlagerung, Bearbeitung, Analyse, den Abruf und die Visualisierung verschiedener Datensätze zu geografischen, umweltbezogenen und soziodemografischen Daten für diverse Zwecke [18, 19, 20]. Das globale Positionierungssystem (GPS) dient der Untersuchung der räumlichen Position von Komponenten der Erdoberfläche [21, 22]. GIS- und GPS-basierte Werkzeuge und Techniken zur räumlichen Modellierung wurden bereits in verschiedenen epidemiologischen Bereichen angewendet, beispielsweise zur räumlichen und zeitlichen Bewertung von Krankheiten und zur Vorhersage von Krankheitsausbrüchen, zur Implementierung und Evaluierung von Bekämpfungsstrategien, zu Wechselwirkungen von Krankheitserregern mit Umweltfaktoren sowie zur räumlichen Risikokartierung [20, 23, 24, 25, 26]. Die aus raumbezogenen Risikokarten gewonnenen Informationen können zeitnahe und effektive Bekämpfungsmaßnahmen erleichtern.
Diese Studie untersuchte die Restwirksamkeit und die Auswirkungen von DDT- und SP-IRS-Interventionen auf Haushaltsebene im Rahmen des Nationalen Programms zur Bekämpfung von VL-Vektoren in Bihar, Indien. Weitere Ziele waren die Entwicklung einer kombinierten räumlichen Risikokarte und eines Modells zur Analyse der Mückendichte auf Grundlage von Wohnungsmerkmalen, Insektizidempfindlichkeit der Vektoren und dem IRS-Status der Haushalte, um die Hierarchie der räumlich-zeitlichen Verteilung von Kleinstechmücken zu untersuchen.
Die Studie wurde im Mahnar-Block des Distrikts Vaishali am Nordufer des Ganges durchgeführt (Abb. 1). Mahnar ist ein stark endemisches Gebiet mit durchschnittlich 56,7 Fällen von Viszeraler Leishmaniose (VL) pro Jahr (170 Fälle in den Jahren 2012–2014). Die jährliche Inzidenzrate liegt bei 2,5–3,7 Fällen pro 10.000 Einwohner. Zwei Dörfer wurden ausgewählt: Chakeso als Kontrollgruppe (Abb. 1d1; keine VL-Fälle in den letzten fünf Jahren) und Lavapur Mahanar als Endemiegebiet (Abb. 1d2; stark endemisch, mit 5 oder mehr Fällen pro 1.000 Einwohner und Jahr). Die Dörfer wurden anhand von drei Hauptkriterien ausgewählt: Lage und Erreichbarkeit (d. h. an einem Fluss gelegen und ganzjährig gut erreichbar), demografische Merkmale und Anzahl der Haushalte (d. h. mindestens 200 Haushalte; Chaqueso hat 202 bzw. 204 Haushalte mit durchschnittlicher Haushaltsgröße). Die Studie untersuchte die Haushaltsgröße (4,9 bzw. 5,1 Personen) und den Haushaltstyp (HT) sowie die Art ihrer Verteilung (d. h. zufällig verteilte gemischte HT). Beide Dörfer liegen im Umkreis von 500 m um die Stadt Makhnar und das Kreiskrankenhaus. Die Bewohner der Dörfer beteiligten sich sehr aktiv an den Forschungsaktivitäten. Die Häuser im Ausbildungsdorf (1–2 Schlafzimmer mit Balkon, Küche, Bad und Scheune (angebaut oder freistehend)) bestehen aus Ziegel-/Lehmwänden und Lehmböden, Ziegelwänden mit Kalkzementputz und Zementböden, unverputzten und unbemalten Ziegelwänden, Lehmböden und Strohdächern. Die gesamte Vaishali-Region hat ein feuchtes subtropisches Klima mit einer Regenzeit (Juli bis August) und einer Trockenzeit (November bis Dezember). Die durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge beträgt 720,4 mm (736,5–1076,7 mm), die relative Luftfeuchtigkeit 65 ± 5 % (16–79 %) und die durchschnittliche Monatstemperatur 17,2–32,4 °C. Mai und Juni sind die wärmsten Monate (39–44 °C), Januar der kälteste (7–22 °C).
Die Karte des Untersuchungsgebiets zeigt die Lage von Bihar auf der Karte von Indien (a) und die Lage des Distrikts Vaishali auf der Karte von Bihar (b). Block Makhnar (c). Für die Studie wurden zwei Dörfer ausgewählt: Chakeso als Kontrollgebiet und Lavapur Makhnar als Interventionsgebiet.
Im Rahmen des Nationalen Kalaazar-Kontrollprogramms führte das Bihar Society Health Board (SHSB) in den Jahren 2015 und 2016 zwei jährliche IRS-Runden durch (erste Runde: Februar/März; zweite Runde: Juni/Juli)[4]. Um die effektive Umsetzung aller IRS-Aktivitäten zu gewährleisten, wurde vom Rajendra Memorial Medical Institute (RMRIMS; Bihar), Patna, einer dem Indian Council of Medical Research (ICMR; Neu-Delhi) angeschlossenen Einrichtung, ein Mikro-Aktionsplan erstellt. Die Auswahl der IRS-Dörfer erfolgte anhand zweier Hauptkriterien: Vorliegen von Fällen von viszeraler Leishmaniose (VL) und retrodermaler Kalaazar-Krankheit (RPKDL) im jeweiligen Dorf (d. h. Dörfer mit mindestens einem Fall in den letzten drei Jahren, einschließlich des Durchführungsjahres). Nicht-endemische Dörfer in der Nähe von „Hotspots“ (d. h. Dörfer, die seit mindestens zwei Jahren kontinuierlich Fälle melden oder mindestens zwei Fälle pro 1000 Einwohner aufweisen) sowie neu endemische Dörfer (keine Fälle in den letzten drei Jahren) im letzten Jahr des Implementierungsjahres, wie in [17] berichtet, wurden berücksichtigt. Nachbardörfer, die die erste Runde der nationalen Besteuerung umsetzen, sowie neu hinzugekommene Dörfer werden auch in die zweite Runde des nationalen Besteuerungsaktionsplans einbezogen. Im Jahr 2015 wurden in den Dörfern der Interventionsstudie zwei Runden der Innenraumspritzung (IRS) mit DDT (DDT 50 % WP, 1 g Wirkstoff/m²) durchgeführt. Seit 2016 wird die IRS mit synthetischen Pyrethroiden (SP; Alpha-Cypermethrin 5 % VP, 25 mg Wirkstoff/m²) durchgeführt. Die Besprühung erfolgte mit einer Hudson Xpert Pumpe (13,4 l) mit Drucksieb, einem variablen Durchflussventil (1,5 bar) und einer 8002 Flachstrahldüse für poröse Oberflächen [27]. Das ICMR-RMRIMS in Patna (Bihar) überwachte die Insektizid-Sprühbehandlung (IRS) auf Haushalts- und Dorfebene und informierte die Dorfbewohner innerhalb der ersten ein bis zwei Tage per Mikrofon über die Maßnahmen. Jedes IRS-Team ist mit einem vom RMRIMS bereitgestellten Monitor ausgestattet, um die Leistung des Teams zu überwachen. Ombudsleute werden zusammen mit den IRS-Teams in alle Haushalte entsandt, um die Haushaltsvorstände über die positiven Auswirkungen der IRS zu informieren und ihnen Sicherheit zu geben. In zwei IRS-Erhebungsrunden wurde in den untersuchten Dörfern eine Haushaltsabdeckung von mindestens 80 % erreicht [4]. Der Sprühstatus (d. h. keine Besprühung, teilweise Besprühung und vollständige Besprühung; definiert in der Zusatzdatei 1: Tabelle S1) wurde für alle Haushalte im Interventionsdorf in beiden IRS-Erhebungsrunden erfasst.
Die Studie wurde von Juni 2015 bis Juli 2016 durchgeführt. Im Rahmen der Insektizid-Sprühaktion (IRS) wurden in jeder Runde Krankheitszentren für die Überwachung der Sandmückendichte, die Kontrolle der Populationsdichte und die Prävention von Sandmücken eingesetzt. Die IRS-Runde umfasste die Voruntersuchungen vor (d. h. 2 Wochen vor der Intervention; Basiserhebung) und nach der Intervention (d. h. 2, 4 und 12 Wochen nach der Intervention; Nachuntersuchungen). In jedem Haushalt wurde eine Nacht (d. h. von 18:00 bis 6:00 Uhr) eine Lichtfalle aufgestellt [28]. Die Lichtfallen wurden in Schlafzimmern und Tierunterständen installiert. In dem Dorf, in dem die Interventionsstudie durchgeführt wurde, wurden 48 Haushalte vor der IRS auf Sandmückendichte untersucht (12 Haushalte pro Tag an 4 aufeinanderfolgenden Tagen bis zum Tag vor der IRS). Für jede der vier Hauptgruppen von Haushalten wurden 12 Haushalte ausgewählt (d. h. Haushalte mit Lehmputz (PMP), Haushalte mit Zementputz und Kalkverkleidung (CPLC), Haushalte mit unverputzten und ungestrichenen Ziegeln (BUU) und Haushalte mit Strohdach (TH)). Anschließend wurden nur 12 Haushalte (von ursprünglich 48 Haushalten vor der IRS-Behandlung) ausgewählt, um nach der IRS-Sitzung weiterhin Daten zur Mückendichte zu erheben. Gemäß den Empfehlungen der WHO wurden 6 Haushalte aus der Interventionsgruppe (Haushalte mit IRS-Behandlung) und der Sentinelgruppe (Haushalte in den Interventionsdörfern, deren Eigentümer die IRS-Genehmigung verweigerten) ausgewählt [28]. In der Kontrollgruppe (Haushalte in benachbarten Dörfern, die aufgrund fehlender VL keine IRS erhielten) wurden ebenfalls nur 6 Haushalte ausgewählt, um die Mückendichte vor und nach zwei IRS-Sitzungen zu überwachen. Für alle drei Gruppen zur Überwachung der Mückendichte (Intervention, Sentinel und Kontrolle) wurden Haushalte aus drei Risikogruppen (niedrig, mittel und hoch; jeweils zwei Haushalte pro Risikogruppe) ausgewählt und die Merkmale des HT-Risikos klassifiziert (Module und Strukturen sind in Tabelle 1 bzw. Tabelle 2 dargestellt) [29, 30]. Die Auswahl von zwei Haushalten pro Risikogruppe diente dazu, verzerrte Schätzungen der Mückendichte und Vergleiche zwischen den Gruppen zu vermeiden. In der Interventionsgruppe wurden die Mückendichten nach der IRS-Behandlung in zwei Arten von IRS-Haushalten überwacht: vollständig behandelte Haushalte (n = 3; 1 Haushalt pro Risikogruppe) und teilweise behandelte Haushalte (n = 3; 1 Haushalt pro Risikogruppe).
Alle im Freiland gefangenen Mücken, die in Reagenzgläsern gesammelt wurden, wurden ins Labor gebracht und die Reagenzgläser mit in Chloroform getränkter Watte abgetötet. Silberne Sandmücken wurden anhand morphologischer Merkmale mithilfe standardisierter Identifikationscodes [31] nach Geschlecht bestimmt und von anderen Insekten und Mücken getrennt. Alle männlichen und weiblichen Silbergarnelen wurden anschließend separat in 80%igem Alkohol konserviert. Die Mückendichte pro Falle/Nacht wurde anhand der folgenden Formel berechnet: Gesamtzahl der gefangenen Mücken / Anzahl der pro Nacht aufgestellten Lichtfallen. Die prozentuale Veränderung der Mückenhäufigkeit (SFC) aufgrund der IRS mit DDT und SP wurde anhand der folgenden Formel [32] geschätzt:
wobei A der mittlere SFC-Wert für Interventionshaushalte, B der mittlere SFC-Wert für Interventionshaushalte, C der mittlere SFC-Wert für Kontroll-/Sentinel-Haushalte und D der mittlere SFC-Wert für IRS-Kontroll-/Sentinel-Haushalte ist.
Die Ergebnisse des Interventionseffekts, die als negative bzw. positive Werte erfasst wurden, deuten auf eine Abnahme bzw. Zunahme des SFC nach IRS hin. Blieb der SFC nach IRS unverändert gegenüber dem Ausgangswert, wurde der Interventionseffekt mit null berechnet.
Gemäß dem WHO-Programm zur Pestizidbewertung (WHOPES) wurde die Empfindlichkeit einheimischer Silberfußgarnelen gegenüber den Pestiziden DDT und SP mithilfe standardisierter In-vitro-Bioassays untersucht [33]. Gesunde, nicht gefütterte weibliche Silberfußgarnelen (18–25 Tiere pro Gruppe) wurden mit Pestiziden der Universiti Sains Malaysia (USM, Malaysia; koordiniert von der WHO) unter Verwendung des WHO-Pestizidempfindlichkeitstests [4, 9, 33, 34] exponiert. Jeder Pestizid-Bioassay wurde achtmal durchgeführt (vier Testwiederholungen, jeweils parallel zur Kontrolle). Als Kontrollen dienten mit Risella (für DDT) bzw. Silikonöl (für SP) imprägnierte Papierstreifen der USM. Nach 60 Minuten Expositionszeit wurden die Mücken in WHO-Röhrchen überführt und mit in 10%iger Zuckerlösung getränkter Watte versorgt. Die Anzahl der getöteten Mücken nach einer Stunde und die Gesamtmortalität nach 24 Stunden wurden erfasst. Der Resistenzstatus wird gemäß den Richtlinien der Weltgesundheitsorganisation (WHO) beschrieben: Eine Mortalität von 98–100 % deutet auf Empfindlichkeit hin, 90–98 % auf eine mögliche Resistenz, die einer Bestätigung bedarf, und <90 % auf Resistenz [33, 34]. Da die Mortalität in der Kontrollgruppe zwischen 0 und 5 % lag, wurde keine Mortalitätskorrektur vorgenommen.
Die Bioeffektivität und die Restwirkung von Insektiziden auf einheimische Termiten wurden unter Feldbedingungen untersucht. In drei Interventionshaushalten (je einer mit Lehmputz (PMP), Zementputz und Kalkbeschichtung (CPLC) und unverputzten und ungestrichenen Ziegeln (BUU)) wurden die Proben 2, 4 und 12 Wochen nach der Behandlung entnommen. Ein standardisierter WHO-Bioassay wurde mit Lichtfallen in Kegeln durchgeführt [27, 32]. Haushalte mit Heizung wurden aufgrund unebener Wände nicht berücksichtigt. Für jede Analyse wurden 12 Kegel in allen Versuchshaushalten verwendet (vier Kegel pro Haushalt, einer für jeden Wandtyp). Die Kegel wurden in unterschiedlichen Höhen an jeder Wand des Raumes angebracht: einer in Kopfhöhe (1,7 bis 1,8 m), zwei in Hüfthöhe (0,9 bis 1 m) und einer unterhalb des Knies (0,3 bis 0,5 m). Zehn nicht gefütterte weibliche Stechmücken (10 pro Kegel; gesammelt aus einer Kontrollfläche mit einem Aspirator) wurden als Kontrollen in jede WHO-Kegelkammer aus Kunststoff (ein Kegel pro Haushaltstyp) gegeben. Nach 30 Minuten Exposition wurden die Stechmücken vorsichtig mit einem Winkelaspirator aus der Kegelkammer entnommen und zur Fütterung in WHO-Röhrchen mit 10%iger Zuckerlösung überführt. Die endgültige Mortalität nach 24 Stunden wurde bei 27 ± 2 °C und 80 ± 10 % relativer Luftfeuchtigkeit erfasst. Mortalitätsraten zwischen 5 % und 20 % wurden mithilfe der Abbott-Formel [27] wie folgt korrigiert:
Dabei ist P die adjustierte Mortalität, P1 die beobachtete Mortalitätsrate und C die Kontrollmortalitätsrate. Studien mit einer Kontrollmortalität von >20 % wurden verworfen und erneut durchgeführt [27, 33].
Im Interventionsdorf wurde eine umfassende Haushaltsbefragung durchgeführt. Die GPS-Position jedes Haushalts wurde zusammen mit Bauart, Material, Gebäudetyp und Interventionsstatus erfasst. Die GIS-Plattform entwickelte eine digitale Geodatenbank mit Grenzschichten auf Dorf-, Bezirks- und Landesebene. Alle Haushaltsstandorte wurden mithilfe von GIS-Punktebenen auf Dorfebene georeferenziert, und ihre Attributinformationen wurden verknüpft und aktualisiert. An jedem Haushaltsstandort wurde das Risiko anhand von HT (Hitzetoleranz), Insektizidvektor-Empfindlichkeit und IRS-Status (Insektizid-Reinigungsstatus) bewertet (Tabelle 1) [11, 26, 29, 30]. Anschließend wurden alle Haushaltsstandorte mithilfe der räumlichen Interpolationstechnologie Inverse Distanzgewichtung (IDW; Auflösung basierend auf einer durchschnittlichen Haushaltsfläche von 6 m², Potenz 2, feste Anzahl umgebender Punkte = 10, variabler Suchradius, Tiefpassfilter) und kubischer Faltung in thematische Karten umgewandelt [35]. Es wurden zwei Arten von thematischen räumlichen Risikokarten erstellt: HT-basierte thematische Karten und thematische Karten zur Pestizidvektor-Empfindlichkeit und zum IRS-Status (ISV und IRSS). Die beiden thematischen Risikokarten wurden anschließend mittels gewichteter Überlagerungsanalyse kombiniert [36]. Dabei wurden Rasterebenen in allgemeine Präferenzklassen für verschiedene Risikostufen (d. h. hohes, mittleres und niedriges/kein Risiko) reklassifiziert. Jede reklassifizierte Rasterebene wurde dann mit dem ihr zugewiesenen Gewicht multipliziert, basierend auf der relativen Bedeutung von Parametern, die die Mückenpopulation beeinflussen (basierend auf der Prävalenz in den untersuchten Dörfern, Mückenbrutstätten sowie Ruhe- und Fressverhalten) [26, 29, 30, 37]. Beide Risikokarten wurden im Verhältnis 50:50 gewichtet, da sie gleichermaßen zur Mückenpopulation beitrugen (Zusatzdatei 1: Tabelle S2). Durch die Addition der gewichteten thematischen Überlagerungskarten wurde eine finale zusammengesetzte Risikokarte erstellt und auf der GIS-Plattform visualisiert. Die finale Risikokarte wird anhand der Werte des Sandfliegen-Risikoindex (SFRI) dargestellt und beschrieben, die mit der folgenden Formel berechnet wurden:
In der Formel steht P für den Risikoindexwert, L für den Gesamtrisikowert des jeweiligen Haushaltsstandorts und H für den höchsten Risikowert eines Haushalts im Untersuchungsgebiet. Zur Erstellung der Risikokarten wurden GIS-Layer und -Analysen mit ESRI ArcGIS v.9.3 (Redlands, CA, USA) aufbereitet und durchgeführt.
Wir führten multiple Regressionsanalysen durch, um die kombinierten Effekte von HT, ISV und IRSS (wie in Tabelle 1 beschrieben) auf die Mückendichte in Häusern (n = 24) zu untersuchen. Wohnmerkmale und Risikofaktoren, die auf der IRS-Intervention basierten und in der Studie erfasst wurden, dienten als erklärende Variablen, die Mückendichte als abhängige Variable. Für jede mit der Sandmückendichte assoziierte erklärende Variable wurden univariate Poisson-Regressionsanalysen durchgeführt. Variablen, die in der univariaten Analyse nicht signifikant waren und einen p-Wert von über 15 % aufwiesen, wurden aus der multiplen Regressionsanalyse ausgeschlossen. Um Interaktionen zu untersuchen, wurden Interaktionsterme für alle möglichen Kombinationen signifikanter Variablen (aus der univariaten Analyse) gleichzeitig in die multiple Regressionsanalyse aufgenommen. Nicht signifikante Terme wurden schrittweise aus dem Modell entfernt, um das endgültige Modell zu erstellen.
Die Risikobewertung auf Haushaltsebene erfolgte auf zwei Arten: durch eine Risikobewertung auf Haushaltsebene und durch eine kombinierte räumliche Risikobewertung auf einer Karte. Die Risikoschätzungen auf Haushaltsebene wurden mittels Korrelationsanalyse zwischen den Risikoschätzungen und der Sandmückendichte (ermittelt in 6 Sentinel-Haushalten und 6 Interventionshaushalten; Wochen vor und nach der IRS-Implementierung) ermittelt. Die räumlichen Risikozonen wurden anhand der durchschnittlichen Anzahl der in verschiedenen Haushalten gesammelten Mücken bestimmt und zwischen Risikogruppen (niedriges, mittleres und hohes Risiko) verglichen. In jeder IRS-Runde wurden 12 Haushalte (4 Haushalte in jeder der drei Risikozonen; die nächtlichen Sammlungen erfolgten alle 2, 4 und 12 Wochen nach der IRS) zufällig ausgewählt, um Mücken für die Überprüfung der umfassenden Risikokarte zu sammeln. Dieselben Haushaltsdaten (HT, VSI, IRSS und mittlere Mückendichte) wurden zur Überprüfung des finalen Regressionsmodells verwendet. Eine einfache Korrelationsanalyse wurde zwischen den Feldbeobachtungen und den modellierten Mückendichten in den Haushalten durchgeführt.
Zur Zusammenfassung der entomologischen und IRS-bezogenen Daten wurden deskriptive Statistiken wie Mittelwert, Minimum, Maximum, 95%-Konfidenzintervalle (KI) und Prozentwerte berechnet. Die durchschnittliche Anzahl/Dichte und Mortalität von Silberwanzen (Rückstände von Insektiziden) wurden mittels parametrischer Tests (gepaarter t-Test für normalverteilte Daten) und nicht-parametrischer Tests (Wilcoxon-Vorzeichenrangtest) analysiert, um die Wirksamkeit verschiedener Oberflächenarten in Haushalten zu vergleichen (z. B. BUU vs. CPLC, BUU vs. PMP und CPLC vs. PMP; nicht-normalverteilte Daten). Alle Analysen wurden mit der Software SPSS v.20 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) durchgeführt.
Die Haushaltsabdeckung in den Interventionsdörfern während der IRS-Runden (DDT und SP) wurde berechnet. Insgesamt erhielten in jeder Runde 205 Haushalte eine IRS-Behandlung, davon 179 Haushalte (87,3 %) in der DDT-Runde und 194 Haushalte (94,6 %) in der SP-Runde zur Bekämpfung von VL-Vektoren. Der Anteil der vollständig mit Pestiziden behandelten Haushalte war in der SP-IRS-Runde (86,3 %) höher als in der DDT-IRS-Runde (52,7 %). 26 Haushalte (12,7 %) verzichteten in der DDT-Runde auf die IRS-Behandlung, in der SP-Runde waren es 11 (5,4 %). In den DDT- und SP-Runden wurden 71 (34,6 % aller behandelten Haushalte) bzw. 17 (8,3 % aller behandelten Haushalte) nur teilweise behandelt.
Gemäß den WHO-Richtlinien zur Pestizidresistenz war die Population der Silberfußgarnelen am Interventionsstandort vollständig empfindlich gegenüber Alpha-Cypermethrin (0,05 %), da die durchschnittliche Mortalität während des Versuchs (24 Stunden) 100 % betrug. Die beobachtete Knockdown-Rate lag bei 85,9 % (95 %-KI: 81,1–90,6 %). Für DDT betrug die Knockdown-Rate nach 24 Stunden 22,8 % (95 %-KI: 11,5–34,1 %), und die mittlere Mortalität im elektronischen Test lag bei 49,1 % (95 %-KI: 41,9–56,3 %). Die Ergebnisse zeigen, dass die Silberfußgarnelen am Interventionsstandort eine vollständige Resistenz gegen DDT entwickelten.
In Tabelle 3 sind die Ergebnisse der Bioanalyse von Kegeln für verschiedene Arten von Oberflächen (unterschiedliche Zeitintervalle nach IRS) zusammengefasst, die mit DDT und SP behandelt wurden. Unsere Daten zeigten, dass die Mortalitätsraten beider Insektizide nach 24 Stunden stetig abnahmen (BUU vs. CPLC: t(2) = –6,42, P = 0,02; BUU vs. PMP: t(2) = 0,25, P = 0,83; CPLC vs. PMP: t(2) = 1,03, P = 0,41 (für DDT-IRS und BUU) CPLC: t(2) = –5,86, P = 0,03 und PMP: t(2) = 1,42, P = 0,29; IRS, CPLC und PMP: t(2) = 3,01, P = 0,10 und SP: t(2) = 9,70, P = 0,01). Die Mortalität nach der Sprühbehandlung von CPLC-Wänden betrug 82,5 %. In der DDT-Gruppe lag die Mortalität nach dem IRS-Bioassay für alle Wandtypen zu allen Messzeitpunkten konstant unter 70 %. Die durchschnittlichen experimentellen Mortalitätsraten für DDT und SP nach 12 Wochen Sprühbehandlung betrugen 25,1 % bzw. 63,2 %. Bei den drei Oberflächentypen lagen die höchsten mittleren Mortalitätsraten mit DDT bei 61,1 % (für PMP, 2 Wochen nach IRS), 36,9 % (für CPLC, 4 Wochen nach IRS) und 28,9 % (für CPLC, 4 Wochen nach IRS). Die niedrigsten Raten betrugen 55 % (für BUU, 2 Wochen nach IRS), 32,5 % (für PMP, 4 Wochen nach IRS) und 20 % (für PMP, 4 Wochen nach IRS; US IRS). Bei SP lagen die höchsten mittleren Mortalitätsraten für alle Oberflächenarten bei 97,2 % (CPLC, 2 Wochen nach IRS), 82,5 % (CPLC, 4 Wochen nach IRS) und 67,5 % (CPLC, 4 Wochen nach IRS; 12 Wochen nach IRS). Die niedrigsten Raten betrugen 94,4 % (BUU, 2 Wochen nach IRS), 75 % (PMP, 4 Wochen nach IRS) und 58,3 % (PMP, 12 Wochen nach IRS). Bei beiden Insektiziden schwankte die Mortalität auf mit PMP behandelten Oberflächen im Zeitverlauf stärker als auf mit CPLC und BUU behandelten Oberflächen.
Tabelle 4 fasst die Interventionseffekte (d. h. die Veränderungen der Mückenpopulation nach der IRS) der DDT- und SP-basierten IRS-Runden zusammen (Zusatzdatei 1: Abbildung S1). Bei der DDT-IRS betrug die prozentuale Reduktion der Silberbeinkäferpopulation nach der IRS-Intervall 34,1 % (nach 2 Wochen), 25,9 % (nach 4 Wochen) und 14,1 % (nach 12 Wochen). Bei der SP-IRS lagen die Reduktionsraten bei 90,5 % (nach 2 Wochen), 66,7 % (nach 4 Wochen) und 55,6 % (nach 12 Wochen). Die größten Rückgänge der Silbergarnelenpopulation in den Sentinel-Haushalten während der Berichtszeiträume der DDT- und SP-IRS betrugen 2,8 % (nach 2 Wochen) bzw. 49,1 % (nach 2 Wochen). Während des SP-IRS-Zeitraums war der Rückgang der Weißbauchfasanenpopulation (vor und nach der Behandlung) in den besprühten Haushalten (t(2) = – 9,09, P < 0,001) und den Kontrollhaushalten (t(2) = – 1,29, P = 0,33) vergleichbar. Er war jedoch im Vergleich zu DDT-IRS zu allen drei Zeitpunkten nach der IRS höher. Bei beiden Insektiziden stieg die Populationsdichte der Silberwanze in den Kontrollhaushalten 12 Wochen nach der IRS an (um 3,6 % bzw. 9,9 % bei SP bzw. DDT). Im Anschluss an die IRS-Treffen wurden während der SP- und DDT-Behandlungen 112 bzw. 161 Silbergarnelen aus den Kontrollfarmen gesammelt.
Es wurden keine signifikanten Unterschiede in der Dichte der Silbergarnelen zwischen den Haushaltsgruppen beobachtet (Sprühgruppe vs. Kontrollgruppe: t(2) = –3,47, p = 0,07; Sprühgruppe vs. Kontrollgruppe: t(2) = –2,03, p = 0,18; Kontrollgruppe vs. Kontrollgruppe: während der IRS-Wochen nach DDT, t(2) = –0,59, p = 0,62). Im Gegensatz dazu wurden signifikante Unterschiede in der Dichte der Silbergarnelen zwischen der Sprühgruppe und der Kontrollgruppe (t(2) = –11,28, p = 0,01) sowie zwischen der Sprühgruppe und der Kontrollgruppe (t(2) = –4,42, p = 0,05) festgestellt. Die IRS-Behandlung erfolgte einige Wochen nach der SP-Behandlung. Für die SP-IRS-Behandlung wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen den Kontrollfamilien beobachtet (t(2) = –0,48, p = 0,68). Abbildung 2 zeigt die durchschnittlichen Dichten von Silberbauchfasanen auf Farmen, die vollständig bzw. teilweise mit IRS-Fallen behandelt wurden. Es gab keine signifikanten Unterschiede in den Dichten vollständig bewirtschafteter Fasane zwischen vollständig und teilweise bewirtschafteten Betrieben (Mittelwert 7,3 bzw. 2,7 pro Falle/Nacht). Einige Betriebe wurden mit beiden Insektiziden besprüht (Mittelwert 7,5 bzw. 4,4 pro Nacht für DDT-IRS bzw. SP-IRS) (t(2) ≤ 1,0, P > 0,2). Die Dichten von Silbergarnelen auf vollständig und teilweise besprühten Farmen unterschieden sich jedoch signifikant zwischen den IRS-Runden mit SP und DDT (t(2) ≥ 4,54, P ≤ 0,05).
Geschätzte mittlere Dichte der Silberflügelwanze in vollständig und teilweise behandelten Haushalten im Dorf Mahanar, Lavapur, während der 2 Wochen vor der IRS-Behandlung und 2, 4 und 12 Wochen nach der IRS-, DDT- und SP-Behandlung.
Eine umfassende räumliche Risikokarte (Dorf Lavapur Mahanar; Gesamtfläche: 26.723 km²) wurde erstellt, um Gebiete mit niedrigem, mittlerem und hohem räumlichen Risiko zu identifizieren und das Auftreten und Wiederauftreten von Silbergarnelen vor und mehrere Wochen nach der Durchführung der IRS zu überwachen (Abb. 3, 4). … Der höchste Risikowert für Haushalte bei der Erstellung der räumlichen Risikokarte wurde mit „12“ bewertet (d. h. „8“ für HT-basierte Risikokarten und „4“ für VSI- und IRSS-basierte Risikokarten). Der niedrigste berechnete Risikowert ist „null“ oder „kein Risiko“, außer bei den DDT-VSI- und IRSS-Karten, die einen Mindestwert von 1 aufweisen. Die HT-basierte Risikokarte zeigte, dass ein großer Teil (d. h. 19.994,3 km²; 74,8 %) des Dorfes Lavapur Mahanar ein Hochrisikogebiet darstellt, in dem die Bewohner mit hoher Wahrscheinlichkeit auf Mücken treffen und diese wieder auftreten können. Die Flächenabdeckung variiert zwischen hohen (DDT 20,2 %; SP 4,9 %), mittleren (DDT 22,3 %; SP 4,6 %) und niedrigen/keinem Risiko (DDT 57,5 %; SP 90,5 %) (t(2) = 12,7, p < 0,05) zwischen den Risikodiagrammen von DDT, SP-IS und IRSS (Abb. 3, 4). Die erstellte Gesamtrisikokarte zeigte, dass SP-IRS in allen Risikogebieten für HT einen besseren Schutz bot als DDT-IRS. Das Hochrisikogebiet für HT reduzierte sich nach der Einführung von SP-IRS auf unter 7 % (1837,3 km²), und der größte Teil des Gebiets (53,6 %) wurde zu einem Niedrigrisikogebiet. Während des DDT-IRS-Zeitraums betrug der Anteil der anhand der kombinierten Risikokarte ermittelten Hochrisiko- und Niedrigrisikogebiete 35,5 % (9498,1 km²) bzw. 16,2 % (4342,4 km²). Die in behandelten und Kontrollhaushalten vor und mehrere Wochen nach der IRS-Einführung gemessenen Sandmückendichten wurden für jede IRS-Runde (d. h. DDT und SP) in einer kombinierten Risikokarte dargestellt (Abb. 3, 4). Es zeigte sich eine gute Übereinstimmung zwischen den Risikobewertungen der Haushalte und den durchschnittlichen Silbergarnelendichten vor und nach der IRS (Abb. 5). Die R²-Werte (p < 0,05) der Konsistenzanalyse, berechnet aus den beiden IRS-Runden, betrugen: 0,78 zwei Wochen vor DDT, 0,81 zwei Wochen nach DDT, 0,78 vier Wochen nach DDT, 0,83 zwölf Wochen nach DDT, 0,85 (gesamt nach SP), 0,82 zwei Wochen vor SP, 0,38 zwei Wochen nach SP, 0,56 vier Wochen nach SP, 0,81 zwölf Wochen nach SP und 0,79 zwei Wochen nach SP (Zusatzdatei 1: Tabelle S3). Die Ergebnisse zeigten, dass die Wirkung der SP-IRS-Intervention auf alle HTs in den vier Wochen nach der IRS verstärkt war. DDT-IRS blieb zu allen Messzeitpunkten nach der IRS-Implementierung für alle HTs unwirksam. Die Ergebnisse der Felduntersuchung des integrierten Risikokartengebiets sind in Tabelle 5 zusammengefasst. Bei den IRS-Runden war die mittlere Populationsdichte der Silberbauchgarnele und ihr prozentualer Anteil an der Gesamtpopulation in Hochrisikogebieten (d. h. > 55 %) zu allen Messzeitpunkten nach der IRS höher als in Gebieten mit niedrigem und mittlerem Risiko. Die Standorte der Insektenfamilien (d. h. derjenigen, die für die Mückensammlung ausgewählt wurden) sind in der Zusatzdatei 1: Abbildung S2 kartiert und visualisiert.
Drei Arten von GIS-basierten räumlichen Risikokarten (d. h. HT, IS und IRSS sowie eine Kombination aus HT, IS und IRSS) zur Identifizierung von Stinkwanzen-Risikogebieten vor und nach der DDT-IRS-Behandlung im Dorf Mahnar, Lavapur, Distrikt Vaishali (Bihar).
Drei Arten von GIS-basierten räumlichen Risikokarten (d. h. HT, IS und IRSS sowie eine Kombination aus HT, IS und IRSS) zur Identifizierung von Risikogebieten für Silberfleckgarnelen (im Vergleich zu Kharbang)
Die Auswirkungen von DDT-(a, c, e, g, i) und SP-IRS (b, d, f, h, j) auf verschiedene Risikogruppen von Haushalten wurden durch Schätzung des Bestimmtheitsmaßes „R²“ zwischen den Haushaltsrisiken ermittelt. Schätzung der Haushaltsindikatoren und der durchschnittlichen Dichte von P. argentipes 2 Wochen vor und 2, 4 und 12 Wochen nach der IRS-Einführung im Dorf Lavapur Mahnar, Distrikt Vaishali, Bihar.
Tabelle 6 fasst die Ergebnisse der univariaten Analyse aller Risikofaktoren zusammen, die die Mückendichte beeinflussen. Alle sechs Risikofaktoren zeigten einen signifikanten Zusammenhang mit der Mückendichte in Haushalten. Die Signifikanz aller relevanten Variablen lag bei p < 0,15. Daher wurden alle erklärenden Variablen für die multiple Regressionsanalyse beibehalten. Das optimale Modell basiert auf fünf Risikofaktoren: TF, TW, DS, ISV und IRSS. Tabelle 7 enthält Details zu den im finalen Modell ausgewählten Parametern sowie adjustierte Odds Ratios, 95%-Konfidenzintervalle (KI) und p-Werte. Das finale Modell ist hochsignifikant mit einem R²-Wert von 0,89 (F(5) = 27,9; p < 0,001).
Die Variable TR wurde aus dem endgültigen Modell ausgeschlossen, da sie die geringste Signifikanz (P = 0,46) im Vergleich zu den anderen erklärenden Variablen aufwies. Das entwickelte Modell wurde verwendet, um die Sandmückendichte anhand von Daten aus zwölf verschiedenen Haushalten vorherzusagen. Die Validierungsergebnisse zeigten eine starke Korrelation zwischen der im Feld beobachteten und der vom Modell vorhergesagten Mückendichte (r = 0,91, P < 0,001).
Ziel ist die Eliminierung der Viszeralen Leishmaniose (VL) in den endemischen Bundesstaaten Indiens bis 2020 [10]. Seit 2012 hat Indien bedeutende Fortschritte bei der Reduzierung der Inzidenz und Mortalität von VL erzielt [10]. Der Wechsel von DDT zu Sulfadoxin-Pyrimethamin (SP) im Jahr 2015 markierte einen Wendepunkt in der Geschichte der Insektizid-Restbesprühung (IRS) in Bihar, Indien [38]. Um das räumliche Risiko von VL und die Populationsdichte ihrer Vektoren zu verstehen, wurden mehrere Studien auf Makroebene durchgeführt. Obwohl die räumliche Verteilung der VL-Prävalenz landesweit zunehmend Beachtung findet, wurde bisher wenig Forschung auf Mikroebene betrieben. Zudem sind die Daten auf Mikroebene weniger konsistent und schwieriger zu analysieren und zu interpretieren. Unseres Wissens ist diese Studie die erste, die die Restwirksamkeit und den Interventionseffekt der IRS mit den Insektiziden DDT und SP bei Hochrisikopatienten im Rahmen des Nationalen Programms zur Vektorkontrolle von VL in Bihar (Indien) untersucht. Sie ist auch der erste Versuch, eine räumliche Risikokarte und ein Modell zur Analyse der Mückendichte zu entwickeln, um die räumlich-zeitliche Verteilung von Mücken auf Mikroebene unter den Bedingungen der IRS-Intervention aufzuzeigen.
Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Anwendung von SP-IRS in allen Haushalten hoch war und die meisten Haushalte die Maßnahmen vollständig umsetzten. Die Bioassay-Ergebnisse ergaben, dass die Silbersandfliegen im Untersuchungsgebiet hochsensibel auf Beta-Cypermethrin, aber eher unempfindlich gegenüber DDT reagierten. Die durchschnittliche Mortalitätsrate der Silbergarnelen durch DDT lag unter 50 %, was auf eine hohe DDT-Resistenz hindeutet. Dies deckt sich mit den Ergebnissen früherer Studien, die zu verschiedenen Zeitpunkten in verschiedenen Dörfern von VL-endemischen Bundesstaaten Indiens, darunter Bihar, durchgeführt wurden [8, 9, 39, 40]. Neben der Pestizidempfindlichkeit sind auch die Restwirkung der Pestizide und die Auswirkungen der Intervention wichtige Informationen. Die Dauer der Restwirkung ist für den Programmzyklus von Bedeutung. Sie bestimmt die Intervalle zwischen den IRS-Runden, sodass die Population bis zur nächsten Spritzung geschützt bleibt. Die Ergebnisse des Kegel-Bioassays zeigten signifikante Unterschiede in der Mortalität zwischen verschiedenen Wandoberflächen zu unterschiedlichen Zeitpunkten nach der IRS. Die Mortalität auf mit DDT behandelten Oberflächen lag stets unter dem von der WHO festgelegten Grenzwert (≥ 80 %), während sie auf mit SP behandelten Wänden bis zur vierten Woche nach der IRS zufriedenstellend blieb. Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass die im Untersuchungsgebiet vorkommenden Silberfußgarnelen zwar sehr empfindlich auf SP reagieren, die Restwirkung von SP jedoch je nach Temperatur variiert. Wie DDT erfüllt auch SP nicht die in den WHO-Richtlinien [41, 42] festgelegte Wirkungsdauer. Diese Ineffizienz könnte auf eine mangelhafte Durchführung der IRS (z. B. falsche Pumpengeschwindigkeit, falscher Abstand zur Wand, falsche Ausstoßrate und Tropfengröße sowie deren Ablagerung an der Wand) sowie auf unsachgemäße Anwendung der Pestizide (z. B. falsche Lösungszubereitung) [11, 28, 43] zurückzuführen sein. Da diese Studie jedoch unter strenger Überwachung und Kontrolle durchgeführt wurde, könnte ein weiterer Grund für die Nichteinhaltung des von der Weltgesundheitsorganisation empfohlenen Verfallsdatums die Qualität des SP (d. h. der Anteil des Wirkstoffs) sein, der die Qualitätskontrolle darstellt.
Von den drei Oberflächenarten, die zur Bewertung der Pestizidpersistenz herangezogen wurden, zeigten sich signifikante Unterschiede in der Mortalität zwischen BUU und CPLC für zwei Pestizide. Ein weiteres neues Ergebnis ist, dass CPLC in fast allen Zeitintervallen nach der Besprühung die beste Restwirkung aufwies, gefolgt von BUU und PMP. Zwei Wochen nach der IRS-Behandlung verzeichnete PMP jedoch die höchste bzw. zweithöchste Mortalitätsrate für DDT bzw. SP. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass das auf der PMP-Oberfläche abgelagerte Pestizid nicht lange persistent ist. Dieser Unterschied in der Wirksamkeit der Pestizidrückstände zwischen den Wandarten kann verschiedene Ursachen haben, wie z. B. die Zusammensetzung der Wandmaterialien (ein erhöhter pH-Wert führt zu einem schnelleren Abbau einiger Pestizide), die Absorptionsrate (höher an Erdwänden), die Verfügbarkeit bakterieller Zersetzung und die Abbaurate der Wandmaterialien sowie Temperatur und Luftfeuchtigkeit [44, 45, 46, 47, 48, 49]. Unsere Ergebnisse unterstützen mehrere andere Studien zur Restwirksamkeit von mit Insektiziden behandelten Oberflächen gegen verschiedene Krankheitsüberträger [45, 46, 50, 51].
Schätzungen zur Reduzierung der Mückenpopulation in behandelten Haushalten zeigten, dass die SP-IRS-Behandlung in allen Zeiträumen nach der IRS-Behandlung wirksamer war als die DDT-IRS-Behandlung (P < 0,001). Die Rückgangsraten in den behandelten Haushalten lagen zwischen der zweiten und zwölften Woche nach der IRS-Behandlung bei 55,6–90,5 % (SP-IRS) bzw. 14,1–34,1 % (DDT-IRS). Die Ergebnisse zeigten außerdem, dass innerhalb von vier Wochen nach der IRS-Behandlung signifikante Auswirkungen auf die Populationsdichte von P. argentipes in den Kontrollhaushalten beobachtet wurden. Zwölf Wochen nach der IRS-Behandlung nahm die Population von P. argentipes in beiden Behandlungsrunden zu. Es gab jedoch keinen signifikanten Unterschied in der Anzahl der Mücken in den Kontrollhaushalten zwischen den beiden Behandlungsrunden (P = 0,33). Die Ergebnisse statistischer Analysen der Silbergarnelendichten zwischen den Haushaltsgruppen in jeder Runde zeigten keine signifikanten Unterschiede in der DDT-Konzentration über alle vier Haushaltsgruppen hinweg (d. h. besprüht vs. Kontrollgruppe; besprüht vs. Kontrolle; Kontrollgruppe vs. Kontrolle; vollständig vs. teilweise). Zwei Familiengruppen wurden in den IRS- und SP-IRS-Runden verglichen (d. h. Kontrollgruppe vs. Kontrolle und vollständig vs. teilweise). Allerdings wurden signifikante Unterschiede in den Silbergarnelendichten zwischen den DDT- und SP-IRS-Runden in teilweise und vollständig besprühten Betrieben beobachtet. Diese Beobachtung, zusammen mit der Tatsache, dass die Interventionseffekte nach der IRS mehrfach berechnet wurden, deutet darauf hin, dass SP in teilweise oder vollständig behandelten, nicht aber in unbehandelten Haushalten zur Mückenbekämpfung wirksam ist. Obwohl es keine statistisch signifikanten Unterschiede in der Anzahl der Mücken in den Kontrollhäusern zwischen den DDT-IRS- und SP-IRS-Runden gab, war die durchschnittliche Anzahl der während der DDT-IRS-Runde gesammelten Mücken im Vergleich zur SP-IRS-Runde geringer. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass das vektorsensitive Insektizid mit der höchsten IRS-Abdeckung in der Haushaltsbevölkerung einen populationsbezogenen Effekt auf die Mückenbekämpfung in nicht besprühten Haushalten haben könnte. Den Ergebnissen zufolge zeigte SP in den ersten Tagen nach der IRS eine bessere präventive Wirkung gegen Mückenstiche als DDT. Darüber hinaus gehört Alpha-Cypermethrin zur SP-Gruppe, reizt Mücken bei Kontakt und wirkt direkt toxisch auf sie. Es eignet sich für die IRS [51, 52]. Dies könnte einer der Hauptgründe sein, warum Alpha-Cypermethrin in Außenposten nur eine geringe Wirkung zeigt. Eine weitere Studie [52] ergab, dass Alpha-Cypermethrin zwar in Labortests und in Hütten vorhandene Reaktionen und hohe Knockdown-Raten aufwies, die Substanz jedoch unter kontrollierten Laborbedingungen keine abweisende Wirkung auf Mücken hatte.
In dieser Studie wurden drei Arten von räumlichen Risikokarten entwickelt. Die räumlichen Risikoschätzungen auf Haushalts- und Gebietsebene wurden anhand von Feldbeobachtungen der Silberfußgarnelendichte ermittelt. Die Analyse der Risikozonen auf Basis der Hochdurchsatz-Analyse (HT) zeigte, dass die meisten Dorfgebiete (>78 %) von Lavapur-Mahanara dem höchsten Risiko des Auftretens und Wiederauftretens von Sandmücken ausgesetzt sind. Dies ist wahrscheinlich der Hauptgrund für die hohe Beliebtheit des Rawalpur Mahanar VL. Die Gesamtbewertung mittels ISV und IRSS sowie die abschließende kombinierte Risikokarte ergaben während der SP-IRS-Runde (jedoch nicht in der DDT-IRS-Runde) einen geringeren Anteil an Hochrisikogebieten. Nach SP-IRS wurden große Gebiete mit hohem und mittlerem Risiko auf Basis der GT in Gebiete mit niedrigem Risiko umgewandelt (d. h. 60,5 %; Schätzungen der kombinierten Risikokarte), was fast viermal niedriger ist (16,2 %) als bei DDT. – Die Situation ist im obigen IRS-Portfolio-Risikodiagramm dargestellt. Dieses Ergebnis deutet darauf hin, dass IRS die richtige Wahl zur Mückenbekämpfung ist, der Grad des Schutzes hängt jedoch von der Qualität des Insektizids, der Empfindlichkeit (gegenüber dem Zielvektor), der Akzeptanz (zum Zeitpunkt der IRS) und seiner Anwendung ab;
Die Ergebnisse der Haushaltsrisikobewertung zeigten eine gute Übereinstimmung (P < 0,05) zwischen den Risikoschätzungen und der Dichte der in verschiedenen Haushalten gesammelten Silberfußgarnelen. Dies deutet darauf hin, dass die ermittelten Haushaltsrisikoparameter und ihre kategorialen Risikobewertungen gut geeignet sind, die lokale Populationsdichte von Silberfußgarnelen abzuschätzen. Der R²-Wert der DDT-Übereinstimmungsanalyse nach der IRS-Behandlung lag bei ≥ 0,78 und war damit gleich oder größer als der Wert vor der IRS-Behandlung (0,78). Die Ergebnisse zeigten, dass DDT-IRS in allen HT-Risikozonen (hoch, mittel und niedrig) wirksam war. In der SP-IRS-Runde schwankte der R²-Wert in der zweiten und vierten Woche nach der IRS-Einführung; die Werte zwei Wochen vor und zwölf Wochen nach der IRS-Einführung waren nahezu identisch. Dieses Ergebnis spiegelt die signifikante Wirkung der SP-IRS-Exposition auf Mücken wider, deren Anzahl mit zunehmendem Zeitintervall nach der IRS-Einführung abnahm. Die Auswirkungen von SP-IRS wurden bereits in früheren Kapiteln hervorgehoben und diskutiert.
Die Ergebnisse einer Feldprüfung der Risikozonen der zusammengefassten Karte zeigten, dass während der IRS-Runde die meisten Silbergarnelen in Hochrisikozonen (d. h. > 55 %) gesammelt wurden, gefolgt von Zonen mit mittlerem und niedrigem Risiko. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die GIS-basierte räumliche Risikoanalyse als effektives Entscheidungsinstrument erwiesen hat, um verschiedene Ebenen räumlicher Daten einzeln oder in Kombination zu aggregieren und so Risikogebiete für Sandmücken zu identifizieren. Die entwickelte Risikokarte ermöglicht ein umfassendes Verständnis der Bedingungen vor und nach der Intervention (z. B. Haushaltstyp, IRS-Status und Interventionseffekte) im Untersuchungsgebiet, die insbesondere auf Mikroebene sofortiges Handeln oder Verbesserungen erfordern. Dies ist ein weit verbreitetes Phänomen. Tatsächlich haben bereits mehrere Studien GIS-Werkzeuge eingesetzt, um das Risiko von Vektorbrutstätten und die räumliche Verteilung von Krankheiten auf Makroebene zu kartieren [24, 26, 37].
Die Haltungsbedingungen und Risikofaktoren für IRS-basierte Interventionen wurden statistisch für die Analyse der Silbergarnelendichte ausgewertet. Obwohl alle sechs Faktoren (TF, TW, TR, DS, ISV und IRSS) in univariaten Analysen signifikant mit der lokalen Populationsdichte der Silbergarnele assoziiert waren, wurde nur einer von fünf in das finale multiple Regressionsmodell aufgenommen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Haltungsbedingungen und die Interventionsfaktoren der IRS (TF, TW, DS, ISV, IRSS usw.) im Untersuchungsgebiet geeignet sind, das Auftreten, die Erholung und die Reproduktion der Silbergarnele zu überwachen. In der multiplen Regressionsanalyse erwies sich TR als nicht signifikant und wurde daher nicht in das finale Modell aufgenommen. Das finale Modell war hochsignifikant; die ausgewählten Parameter erklärten 89 % der Silbergarnelendichte. Die Ergebnisse zur Modellgenauigkeit zeigten eine starke Korrelation zwischen den vorhergesagten und beobachteten Silbergarnelendichten. Unsere Ergebnisse stützen auch frühere Studien, die sozioökonomische und wohnungsbezogene Risikofaktoren im Zusammenhang mit der Prävalenz der Viszeralen Leishmaniose (VL) und der räumlichen Verteilung des Vektors im ländlichen Bihar untersuchten [15, 29].
In dieser Studie wurde die Pestizidablagerung auf besprühten Wänden und die Qualität des für die Insektizid-Reinigung (IRS) verwendeten Pestizids nicht untersucht. Schwankungen in Qualität und Menge des Pestizids können die Mückensterblichkeit und die Wirksamkeit von IRS-Maßnahmen beeinflussen. Daher können die geschätzte Sterblichkeit je nach Oberflächentyp und die Interventionseffekte je nach Haushaltsgruppe von den tatsächlichen Ergebnissen abweichen. Unter Berücksichtigung dieser Punkte kann eine neue Studie geplant werden. Die Bewertung des gesamten Risikogebiets (mittels GIS-Risikokartierung) der untersuchten Dörfer umfasst auch Freiflächen zwischen den Dörfern, was die Klassifizierung der Risikozonen (d. h. die Zonenidentifizierung) beeinflusst und sich auf verschiedene Risikozonen ausdehnt. Da diese Studie jedoch auf Mikroebene durchgeführt wurde, hat unbebautes Land nur einen geringen Einfluss auf die Klassifizierung der Risikogebiete. Darüber hinaus bietet die Identifizierung und Bewertung verschiedener Risikozonen innerhalb des gesamten Dorfgebiets die Möglichkeit, Gebiete für zukünftige Neubauprojekte auszuwählen (insbesondere risikoarme Zonen). Insgesamt liefern die Ergebnisse dieser Studie vielfältige Informationen, die bisher noch nicht auf mikroskopischer Ebene untersucht wurden. Am wichtigsten ist jedoch, dass die räumliche Darstellung der Dorfrisikokarte dabei hilft, Haushalte in verschiedenen Risikogebieten zu identifizieren und zu gruppieren. Im Vergleich zu herkömmlichen Geländeerhebungen ist diese Methode einfach, bequem, kostengünstig und weniger arbeitsintensiv und liefert Entscheidungsträgern wichtige Informationen.
Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die einheimischen Silberfischchen im Untersuchungsgebiet eine Resistenz gegen DDT entwickelt haben (d. h. hochresistent sind) und dass Mücken unmittelbar nach der IRS-Behandlung auftraten. Alpha-Cypermethrin scheint aufgrund seiner 100%igen Mortalität und besseren Wirksamkeit gegen Silberfliegen sowie seiner höheren Akzeptanz in der Bevölkerung im Vergleich zu DDT-IRS die richtige Wahl für die IRS-Bekämpfung von VL-Überträgern zu sein. Wir stellten jedoch fest, dass die Mückenmortalität an mit SP behandelten Wänden je nach Oberflächenbeschaffenheit variierte; die Restwirkung war gering und die von der WHO empfohlene Wartezeit nach der IRS wurde nicht erreicht. Diese Studie bietet einen guten Ausgangspunkt für die Diskussion, und ihre Ergebnisse erfordern weitere Untersuchungen, um die tatsächlichen Ursachen zu ermitteln. Die Vorhersagegenauigkeit des Modells zur Analyse der Sandmückendichte zeigte, dass eine Kombination aus Wohnmerkmalen, Insektizidempfindlichkeit der Vektoren und IRS-Status verwendet werden kann, um die Sandmückendichte in VL-endemischen Dörfern in Bihar abzuschätzen. Unsere Studie zeigt auch, dass die kombinierte GIS-basierte räumliche Risikokartierung (Makroebene) ein nützliches Instrument sein kann, um Risikogebiete zu identifizieren und das Auftreten und Wiederauftreten von Sandansammlungen vor und nach IRS-Behandlungen zu überwachen. Darüber hinaus ermöglichen räumliche Risikokarten ein umfassendes Verständnis des Ausmaßes und der Art von Risikogebieten auf verschiedenen Ebenen, das mit herkömmlichen Feldstudien und Datenerhebungsmethoden nicht erfasst werden kann. Mikroräumliche Risikoinformationen, die mithilfe von GIS-Karten gesammelt werden, unterstützen Wissenschaftler und Forscher im Bereich der öffentlichen Gesundheit bei der Entwicklung und Umsetzung neuer Bekämpfungsstrategien (z. B. Einzelmaßnahmen oder integrierte Vektorkontrolle), um je nach Risikostufe unterschiedliche Haushaltsgruppen zu erreichen. Zudem trägt die Risikokarte dazu bei, die Zuteilung und den Einsatz von Bekämpfungsressourcen zum richtigen Zeitpunkt und am richtigen Ort zu optimieren und so die Programmeffektivität zu steigern.
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Veröffentlichungsdatum: 20. Mai 2024