Die Gelbfiebermücke (Aedes aegypti) ist der Hauptüberträger mehrerer Arboviren (wie Dengue, Chikungunya und Zika), die in tropischen und subtropischen Regionen häufig zu Krankheitsausbrüchen beim Menschen führen. Die Bekämpfung dieser Ausbrüche beruht auf der Vektorkontrolle, oft in Form von Insektizidsprays gegen adulte weibliche Mücken. Allerdings sind die räumliche Abdeckung und die Sprühhäufigkeit, die für eine optimale Wirksamkeit erforderlich sind, unklar. In dieser Studie beschreiben wir die Auswirkungen der Innenraumsprühung mit Pyrethroid-Insektiziden in Ultra-Low-Volume-Konzentrationen (ULV) auf die Populationen der Gelbfiebermücke in Haushalten.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Rückgang der Aedes-aegypti-Population innerhalb von Haushalten primär auf die Sprühmaßnahmen im selben Haushalt zurückzuführen ist, ohne dass Sprühmaßnahmen in benachbarten Haushalten einen zusätzlichen Effekt haben. Die Wirksamkeit der Sprühmaßnahmen sollte anhand der Zeit seit der letzten Anwendung gemessen werden, da wir keinen kumulativen Effekt aufeinanderfolgender Sprühvorgänge feststellen konnten. Basierend auf unserem Modell schätzen wir, dass die Wirksamkeit der Sprühmaßnahmen etwa 28 Tage nach der Anwendung um 50 % abnimmt.
Der Rückgang der Aedes aegypti-Population innerhalb eines Haushalts wurde primär durch die Anzahl der Tage seit der letzten Sprühaktion in diesem Haushalt bestimmt. Dies unterstreicht die Bedeutung einer flächendeckenden Sprühaktion in Risikogebieten, wobei die Sprühhäufigkeit von der lokalen Virusübertragungsdynamik abhängt.
In dieser Studie nutzten wir Daten aus zwei groß angelegten Feldversuchen zur wiederholten Anwendung von Pyrethroiden in ultraniedrigen Sprühvolumina in Innenräumen in der peruanischen Stadt Iquitos im Amazonasgebiet. Ziel war es, die Auswirkungen dieser Sprühverfahren auf die Population der Gelbfiebermücke (Aedes aegypti) innerhalb einzelner Haushalte zu untersuchen und dabei die Auswirkungen über die Grenzen einzelner Haushalte hinaus zu erfassen. Bisherige Studien schätzten die Wirkung solcher Behandlungen anhand der Lage der Haushalte innerhalb oder außerhalb eines größeren Interventionsgebiets. In dieser Studie analysieren wir die Behandlungseffekte detaillierter auf Ebene einzelner Haushalte, um den relativen Beitrag von Behandlungen innerhalb eines Haushalts im Vergleich zu Behandlungen in benachbarten Haushalten zu verstehen. Wir schätzten die kumulative Wirkung wiederholter Sprühvorgänge im Vergleich zum letzten Sprühvorgang auf die Reduzierung der Gelbfiebermückenpopulation in Geflügelställen, um die erforderliche Sprühhäufigkeit zu ermitteln und den Rückgang der Sprühwirkung im Laufe der Zeit zu bewerten. Diese Analyse kann zur Entwicklung von Strategien zur Vektorkontrolle beitragen und Informationen für die Parametrisierung von Modellen zur Vorhersage ihrer Wirksamkeit liefern.
Das interessierende Ergebnis ist die Gesamtzahl der pro Haushalt i und Zeitpunkt t gesammelten adulten Aedes aegypti. Dieses wird in einem Mehrebenen-Bayes'schen Rahmen unter Verwendung einer negativen Binomialverteilung modelliert, um der Überdispersion Rechnung zu tragen, insbesondere da eine große Anzahl von Aedes aegypti ohne genetische Merkmale gesammelt wurde. Aufgrund der Unterschiede in Ort und Versuchsaufbau der beiden Studien wurden alle Kandidatenmodelle an die Datensätze S-2013 bzw. L-2014 angepasst. Die Kandidatenmodelle werden nach folgender allgemeiner Form entwickelt:
a steht für eine beliebige Variable aus einer Reihe von Kandidatenvariablen, die die Auswirkungen der Sprühaktion auf den Haushalt i zum Zeitpunkt t messen, wie nachfolgend beschrieben.
b steht für eine beliebige der Kandidatenvariablen, die die Auswirkungen der Sprühaktion auf die Nachbarn des Haushalts i zum Zeitpunkt t messen, wie nachfolgend beschrieben.
Wir haben eine einfache b-Statistik getestet, indem wir den Anteil der Haushalte innerhalb eines Rings in einer bestimmten Entfernung vom Haushalt i berechnet haben, die in der Woche vor t besprüht wurden.
wobei h die Anzahl der Haushalte im Ring r ist und r die Entfernung zwischen dem Ring und dem Haushalt i. Die Entfernung zwischen den Ringen wird anhand der folgenden Faktoren bestimmt:
Relative Modellgüte für zeitgewichtete Sprühexpositionsfunktionen innerhalb von Haushalten. Die dickere rote Linie stellt das am besten passende Modell dar, wobei die dickste Linie das am besten passende Modell repräsentiert und die anderen dicken Linien Modelle darstellen, deren WAIC sich nicht signifikant vom WAIC des am besten passenden Modells unterscheidet. Die BA-Abklingfunktion wird auf die Anzahl der Tage seit der letzten Sprühanwendung angewendet, die zu den fünf am besten passenden Modellen gehören, basierend auf dem durchschnittlichen WAIC-Rang aus den beiden Experimenten.
Das Modell schätzte, dass die Wirksamkeit der Sprühbehandlung etwa 28 Tage nach der Behandlung um 50 % abnahm, während sich die Populationen von Aedes aegypti etwa 50-60 Tage nach der Behandlung fast vollständig erholt hatten.
In dieser Studie beschreiben wir die Auswirkungen der Pyrethrin-Sprühbehandlung in Innenräumen mit ultraniedrigem Volumen auf die Population der Gelbfiebermücke (Aedes aegypti) in Bezug auf Sprühvorgänge, die zeitlich und räumlich nahe am Wohnort stattfinden. Ein besseres Verständnis der Dauer und räumlichen Ausdehnung der Sprühwirkung auf die Aedes-aegypti-Populationen trägt dazu bei, optimale Ziele für die räumliche Abdeckung und die Sprühfrequenz im Rahmen von Vektorkontrollmaßnahmen zu identifizieren und bietet eine Grundlage für den Vergleich verschiedener potenzieller Vektorkontrollstrategien. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Reduzierung der Aedes-aegypti-Population innerhalb von Haushalten auf die Sprühbehandlung innerhalb eines einzelnen Haushalts zurückzuführen ist, ohne dass Sprühbehandlungen durch Haushalte in benachbarten Gebieten einen zusätzlichen Effekt haben. Die Wirkung der Sprühbehandlung auf die Aedes-aegypti-Populationen in Innenräumen hängt primär von der Zeit seit der letzten Sprühbehandlung ab und nimmt über 60 Tage allmählich ab. Es wurde keine weitere Reduzierung der Aedes-aegypti-Populationen aufgrund der kumulativen Wirkung mehrerer Sprühvorgänge innerhalb von Haushalten beobachtet. Insgesamt ist die Aedes-aegypti-Population zurückgegangen. Die Anzahl der Aedes aegypti-Mücken in einem Haushalt hängt hauptsächlich von der Zeit ab, die seit der letzten Schädlingsbekämpfung in diesem Haushalt vergangen ist.
Eine wichtige Einschränkung unserer Studie besteht darin, dass wir das Alter der gesammelten adulten Aedes aegypti-Mücken nicht berücksichtigt haben. Frühere Analysen dieser Experimente [14] zeigten, dass die Altersverteilung adulter Weibchen in der Sprühzone L-2014 im Vergleich zur Pufferzone tendenziell jünger war (höherer Anteil nulliparer Weibchen). Obwohl wir keinen zusätzlichen Einfluss der Sprühaktionen in umliegenden Haushalten auf die Aedes aegypti-Population in einem bestimmten Haushalt feststellen konnten, können wir nicht ausschließen, dass es regionale Auswirkungen auf die Populationsdynamik von Aedes aegypti in Gebieten mit häufigen Sprühaktionen gibt.
Zu den weiteren Einschränkungen unserer Studie gehört, dass wir die Notfall-Sprühaktion des Gesundheitsministeriums, die etwa zwei Monate vor der experimentellen Sprühaktion mit L-2014 stattfand, aufgrund fehlender detaillierter Informationen zu Ort und Zeitpunkt nicht berücksichtigen konnten. Frühere Analysen haben gezeigt, dass diese Sprühaktionen im gesamten Untersuchungsgebiet eine ähnliche Wirkung hatten und eine einheitliche Ausgangsdichte von Aedes aegypti bildeten; tatsächlich hatten sich die Aedes-aegypti-Populationen zum Zeitpunkt des Beginns der experimentellen Sprühaktion bereits erholt. Darüber hinaus könnten die unterschiedlichen Ergebnisse zwischen den beiden Versuchszeiträumen auf Unterschiede im Studiendesign und die unterschiedliche Empfindlichkeit von Aedes aegypti gegenüber Cypermethrin zurückzuführen sein, wobei S-2013 empfindlicher als L-2014 war.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Wirkung der Innenraumspritzung auf den jeweiligen Haushalt beschränkt war und dass die Spritzung benachbarter Haushalte die Population von Aedes aegypti nicht weiter reduzierte. Adulte Aedes aegypti-Mücken können sich in der Nähe von Häusern oder sogar in ihnen aufhalten, sich innerhalb von 10 m versammeln und eine durchschnittliche Strecke von 106 m zurücklegen. Daher hat die Spritzung der Umgebung eines Hauses wahrscheinlich keinen großen Einfluss auf die Aedes aegypti-Population in diesem Haus. Dies bestätigt frühere Erkenntnisse, dass die Spritzung außerhalb oder um das Haus herum keine Wirkung zeigt. Wie bereits erwähnt, können jedoch regionale Einflüsse die Populationsdynamik von Aedes aegypti beeinflussen, und unser Modell war nicht darauf ausgelegt, solche Effekte zu erfassen.
Zusammenfassend unterstreichen unsere Ergebnisse, wie wichtig es ist, während eines Ausbruchs jeden Haushalt mit erhöhtem Übertragungsrisiko zu erreichen. Haushalte, die in letzter Zeit nicht besprüht wurden, können sich nicht auf Maßnahmen in der Nähe oder auch nicht auf wiederholte frühere Maßnahmen zur Reduzierung der aktuellen Mückenpopulationen verlassen. Da einige Häuser unzugänglich waren, führten die ersten Sprühversuche stets zu einer unvollständigen Abdeckung. Wiederholte Besuche nicht erreichter Haushalte können die Abdeckung zwar erhöhen, der Nutzen nimmt jedoch mit jedem Versuch ab und die Kosten pro Haushalt steigen. Vektorkontrollprogramme müssen daher verbessert werden, indem sie auf Gebiete mit einem höheren Dengue-Übertragungsrisiko abzielen. Die Dengue-Übertragung ist räumlich und zeitlich heterogen, und eine lokale Bewertung von Hochrisikogebieten unter Berücksichtigung demografischer, ökologischer und sozialer Bedingungen sollte die gezielten Vektorkontrollmaßnahmen leiten. Andere gezielte Strategien, wie die Kombination von Innenraumsprühung mit Kontaktverfolgung, haben sich in der Vergangenheit als wirksam erwiesen und könnten in bestimmten Kontexten erfolgreich sein. Mathematische Modelle können zudem helfen, optimale Vektorkontrollstrategien zur Reduzierung der Übertragung in den jeweiligen lokalen Gegebenheiten auszuwählen, ohne dass teure und logistisch aufwendige Feldversuche erforderlich sind. Unsere Ergebnisse liefern eine detaillierte Parametrisierung der räumlichen und zeitlichen Effekte der Innenraumsprühung mit ultraniedrigen Volumina, die zukünftige mechanistische Modellierungsbemühungen unterstützen kann.
Veröffentlichungsdatum: 13. Januar 2025