Dieses Projekt analysierte Daten aus zwei groß angelegten Experimenten mit sechs Runden Pyrethroid-Sprühanwendungen in Innenräumen über einen Zeitraum von zwei Jahren in der peruanischen Amazonasstadt Iquitos. Wir entwickelten ein räumliches Mehrebenenmodell, um die Ursachen für den Rückgang der Aedes aegypti-Population zu identifizieren. Diese sind (i) auf die kürzlich erfolgte Verwendung von Ultra-Low-Volume-Insektiziden (ULV) in Haushalten und (ii) auf die Verwendung von ULV in benachbarten oder nahegelegenen Haushalten zurückzuführen. Wir verglichen die Anpassung des Modells an eine Reihe möglicher Gewichtungsschemata zur Sprüheffektivität, die auf unterschiedlichen zeitlichen und räumlichen Abklingfunktionen basieren, um die verzögerten Effekte von ULV-Insektiziden zu erfassen.
Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Rückgang der A. aegypti-Häufigkeit innerhalb eines Haushalts hauptsächlich auf das Besprühen innerhalb desselben Haushalts zurückzuführen ist, während das Besprühen in benachbarten Haushalten keinen zusätzlichen Effekt hatte. Die Wirksamkeit der Sprühmaßnahmen sollte anhand der Zeit seit dem letzten Sprühen beurteilt werden, da wir keinen kumulativen Effekt durch aufeinanderfolgendes Sprühen feststellen konnten. Basierend auf unserem Modell schätzten wir, dass die Wirksamkeit des Sprühens etwa 28 Tage nach dem Sprühen um 50 % abnahm.
Die Reduzierung der Population der Aedes aegypti-Mücke in Haushalten hing in erster Linie von der Anzahl der Tage seit der letzten Behandlung in einem bestimmten Haushalt ab. Dies unterstreicht die Bedeutung der Sprühabdeckung in Hochrisikogebieten, wobei die Sprühhäufigkeit von der lokalen Übertragungsdynamik abhängt.
Aedes aegypti ist der Hauptüberträger mehrerer Arboviren, die große Epidemien auslösen können, darunter das Dengue-Virus (DENV), das Chikungunya-Virus und das Zika-Virus. Diese Mückenart ernährt sich hauptsächlich und häufig von Menschen. Sie ist gut an städtische Umgebungen angepasst [1,2,3,4] und hat viele Gebiete in den Tropen und Subtropen besiedelt [5]. In vielen dieser Regionen kommt es periodisch zu Dengue-Ausbrüchen, die jährlich schätzungsweise 390 Millionen Fälle verursachen [6, 7]. Da es weder eine Behandlung noch einen wirksamen und allgemein verfügbaren Impfstoff gibt, beruhen Prävention und Kontrolle der Dengue-Übertragung auf der Reduzierung der Mückenpopulationen durch verschiedene Vektorkontrollmaßnahmen, typischerweise das Versprühen von Insektiziden, die auf erwachsene Mücken abzielen [8].
In dieser Studie verwendeten wir Daten aus zwei groß angelegten, replizierten Feldversuchen mit Pyrethroid-Sprühanwendungen mit extrem geringen Mengen in Innenräumen in der Stadt Iquitos im peruanischen Amazonasgebiet [14]. Ziel war es, die räumlich und zeitlich verzögerten Auswirkungen dieser Sprühanwendungen auf die Aedes-aegypti-Population in Haushalten über den einzelnen Haushalt hinaus abzuschätzen. In einer früheren Studie wurde die Wirkung von Behandlungen mit extrem geringen Mengen danach beurteilt, ob sich die Haushalte innerhalb oder außerhalb eines größeren Interventionsbereichs befanden. In dieser Studie versuchten wir, die Behandlungseffekte auf einer feineren Ebene, nämlich auf der Ebene einzelner Haushalte, aufzuschlüsseln, um den relativen Beitrag von Behandlungen innerhalb des Haushalts im Vergleich zu Behandlungen in benachbarten Haushalten zu verstehen. Zeitlich schätzten wir die kumulative Wirkung wiederholter Sprühanwendungen im Vergleich zur letzten Sprühanwendung auf die Verringerung der Aedes-aegypti-Population in Haushalten, um die erforderliche Sprühhäufigkeit zu verstehen und den Rückgang der Sprühwirksamkeit im Zeitverlauf zu beurteilen. Diese Analyse kann die Entwicklung von Vektorkontrollstrategien unterstützen und Informationen für die Parametrisierung von Modellen liefern, um deren Wirksamkeit vorherzusagen [22, 23, 24].
Visuelle Darstellung des Ringdistanzschemas zur Berechnung des Anteils der Haushalte innerhalb eines Rings in einer bestimmten Entfernung von Haushalt i, die in der Woche vor t mit Insektiziden behandelt wurden (alle Haushalte i liegen innerhalb von 1000 m der Pufferzone). In diesem Beispiel aus L-2014 befand sich Haushalt i im behandelten Gebiet, und die Befragung der erwachsenen Insekten wurde nach der zweiten Sprührunde durchgeführt. Die Distanzringe basieren auf den bekannten Flugdistanzen von Aedes aegypti-Mücken. Distanzringe B basieren auf einer gleichmäßigen Verteilung alle 100 m.
Wir haben ein einfaches Maß b getestet, indem wir den Anteil der Haushalte innerhalb eines Rings in einer bestimmten Entfernung von Haushalt i berechnet haben, die in der Woche vor t mit Pestiziden behandelt wurden (Zusatzdatei 1: Tabelle 4).
Dabei ist h die Anzahl der Haushalte im Ring r und r die Entfernung zwischen dem Ring und Haushalt i. Die Entfernungen zwischen den Ringen werden unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren bestimmt:
Relative Modellanpassung der zeitgewichteten Sprüheffektfunktion innerhalb von Haushalten. Dickere rote Linien stellen die am besten passenden Modelle dar, wobei die dickste Linie die am besten passenden Modelle darstellt und die anderen dicken Linien Modelle darstellen, deren WAIC sich nicht signifikant vom WAIC des am besten passenden Modells unterscheidet. B Zerfallsfunktion angewendet auf die Tage seit dem letzten Sprühen, die zu den fünf am besten passenden Modellen gehörten, sortiert nach dem durchschnittlichen WAIC in beiden Experimenten
Die geschätzte Verringerung der Aedes aegypti-Bestände pro Haushalt hängt von der Anzahl der Tage seit dem letzten Sprühen ab. Die angegebene Gleichung drückt die Verringerung als Verhältnis aus, wobei das Verhältnis (RR) das Verhältnis des Sprühszenarios zum Nichtsprühen-Basisszenario ist.
Das Modell schätzte, dass die Wirksamkeit des Sprühmittels etwa 28 Tage nach dem Sprühen um 50 % nachließ, während sich die Populationen von Aedes aegypti etwa 50–60 Tage nach dem Sprühen fast vollständig erholt hatten.
In dieser Studie beschreiben wir die Auswirkungen des Sprühens von Pyrethroiden in sehr geringen Mengen in Innenräumen auf die Aedes-aegypti-Population in Haushalten als Funktion des Zeitpunkts und der räumlichen Ausdehnung des Sprühens in der Nähe des Haushalts. Ein besseres Verständnis der Dauer und der räumlichen Ausdehnung der Sprüheffekte auf Aedes-aegypti-Populationen wird dabei helfen, optimale Ziele für die räumliche Abdeckung und die Sprühhäufigkeit zu identifizieren, die bei Vektorkontrollmaßnahmen erforderlich sind, und es wird eine Grundlage für die Modellierung bilden, in der verschiedene potenzielle Vektorkontrollstrategien verglichen werden. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Reduzierung der Aedes-aegypti-Population innerhalb eines einzelnen Haushalts durch das Sprühen innerhalb desselben Haushalts bewirkt wurde, während das Besprühen von Haushalten in benachbarten Gebieten keine zusätzlichen Auswirkungen hatte. Die Auswirkungen des Sprühens auf die Aedes-aegypti-Population in Haushalten hingen hauptsächlich von der Zeit seit dem letzten Sprühen ab und nahmen im Laufe von 60 Tagen allmählich ab. Es wurde keine weitere Reduzierung der Aedes-aegypti-Populationen als Folge der kumulativen Wirkung mehrerer Sprühvorgänge in Haushalten beobachtet. Kurz gesagt: Die Anzahl der Aedes aegypti hat abgenommen. Die Anzahl der Aedes aegypti-Mücken in einem Haushalt hängt hauptsächlich von der Zeit ab, die seit der letzten Besprühung in diesem Haushalt vergangen ist.
Eine wichtige Einschränkung unserer Studie besteht darin, dass wir das Alter der gesammelten adulten Aedes aegypti-Mücken nicht kontrolliert haben. Frühere Analysen dieser Experimente [14] zeigten eine Tendenz zu einer jüngeren Altersverteilung adulter Weibchen (erhöhter Anteil nulliparer Weibchen) in mit L-2014 behandelten Gebieten im Vergleich zur Pufferzone. Obwohl wir keinen zusätzlichen erklärenden Effekt des Besprühens in benachbarten Haushalten auf die A. aegypti-Häufigkeit in einem bestimmten Haushalt fanden, können wir nicht mit Sicherheit sagen, dass es in Gebieten, in denen häufig gesprüht wird, keinen regionalen Effekt auf die A. aegypti-Populationsdynamik gibt.
Zu den weiteren Einschränkungen unserer Studie gehört, dass wir eine Notfallspritzung des Gesundheitsministeriums etwa zwei Monate vor der experimentellen Spritzung von L-2014 nicht berücksichtigen konnten, da detaillierte Informationen zu Ort und Zeitpunkt fehlten. Frühere Analysen zeigten, dass diese Spritzungen im gesamten Untersuchungsgebiet ähnliche Wirkungen hatten und einen gemeinsamen Ausgangswert für die Aedes aegypti-Dichte bildeten. Tatsächlich begannen sich die Aedes aegypti-Populationen zu erholen, als die experimentellen Spritzungen durchgeführt wurden [14]. Die unterschiedlichen Ergebnisse der beiden Versuchszeiträume könnten zudem auf Unterschiede im Studiendesign und der unterschiedlichen Empfindlichkeit von Aedes aegypti gegenüber Cypermethrin zurückzuführen sein, wobei S-2013 empfindlicher war als L-2014 [14]. Wir berichten über die konsistentesten Ergebnisse aus den beiden Studien und schließen das an das L-2014-Experiment angepasste Modell als unser endgültiges Modell ein. Da sich das experimentelle Design von L-2014 besser zur Beurteilung der Auswirkungen der jüngsten Sprühmaßnahmen auf die Populationen der Aedes aegypti-Mücke eignet und die lokalen Populationen der Aedes aegypti Ende 2014 eine Resistenz gegen Pyrethroide entwickelt hatten [41], hielten wir dieses Modell für eine konservativere Wahl und für die Erreichung der Ziele dieser Studie besser geeignet.
Die in dieser Studie beobachtete relativ flache Steigung der Sprühzerfallskurve kann auf eine Kombination aus der Abbaurate von Cypermethrin und der Populationsdynamik der Mücken zurückzuführen sein. Das in dieser Studie verwendete Cypermethrin-Insektizid ist ein Pyrethroid, das hauptsächlich durch Photolyse und Hydrolyse abgebaut wird (DT50 = 2,6–3,6 Tage) [ 44 ]. Obwohl Pyrethroide im Allgemeinen als schnell abbaubar gelten und nur minimale Rückstände zurückbleiben, ist die Abbaurate von Pyrethroiden in Innenräumen viel langsamer als im Freien, und mehrere Studien haben gezeigt, dass Cypermethrin nach dem Sprühen monatelang in der Raumluft und im Staub verbleiben kann [45,46,47]. Häuser in Iquitos sind oft in dunklen, engen Korridoren mit wenigen Fenstern gebaut, was die verringerte Abbaurate durch Photolyse erklären könnte [14]. Außerdem ist Cypermethrin in niedrigen Dosen für empfindliche Aedes aegypti-Mücken hochgiftig (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. Aufgrund der hydrophoben Natur von Cypermethrinresten ist es unwahrscheinlich, dass es Auswirkungen auf aquatische Mückenlarven hat. Dies erklärt die Erholung der adulten Tiere aus aktiven Larvenhabitaten im Laufe der Zeit, wie in der ursprünglichen Studie beschrieben, mit einem höheren Anteil nicht oviparer Weibchen in behandelten Gebieten als in Pufferzonen [14]. Der Lebenszyklus der Aedes aegypti-Mücke vom Ei bis zum adulten Tier kann je nach Temperatur und Mückenart 7 bis 10 Tage dauern. [49] Die verzögerte Erholung der Populationen adulter Mücken kann außerdem dadurch erklärt werden, dass Cypermethrinreste einige neu geschlüpfte adulte Tiere sowie einige eingeschleppte adulte Tiere aus nie behandelten Gebieten töten oder abwehren, sowie durch eine geringere Eiablage aufgrund der geringeren Zahl adulter Tiere [22, 50].
Modelle, die die gesamte Historie früherer Sprühaktionen in Haushalten berücksichtigten, wiesen eine geringere Genauigkeit und schwächere Effektschätzungen auf als Modelle, die nur das jüngste Sprühdatum berücksichtigten. Dies sollte nicht als Beweis dafür verstanden werden, dass einzelne Haushalte nicht erneut behandelt werden müssen. Die Erholung der A. aegypti-Populationen, die in unserer Studie sowie in früheren Studien [14] kurz nach dem Sprühen beobachtet wurde, legt nahe, dass Haushalte in einer von der lokalen Übertragungsdynamik bestimmten Häufigkeit erneut behandelt werden müssen, um die Unterdrückung von A. aegypti wiederherzustellen. Die Sprühhäufigkeit sollte in erster Linie darauf abzielen, die Wahrscheinlichkeit einer Infektion weiblicher Aedes aegypti zu verringern, die von der erwarteten Länge der extrinsischen Inkubationszeit (EIP) bestimmt wird – der Zeit, die ein Vektor benötigt, der sich mit infiziertem Blut vollgesogen hat, um für den nächsten Wirt infektiös zu werden. Die EIP wiederum hängt vom Virusstamm, der Temperatur und anderen Faktoren ab. Beispielsweise kann im Fall von Denguefieber die menschliche Bevölkerung 14 Tage lang ansteckend bleiben und neu auftretende Mücken infizieren, selbst wenn durch das Versprühen von Insektiziden alle infizierten erwachsenen Überträger abgetötet werden [54]. Um die Ausbreitung von Denguefieber einzudämmen, sollten die Abstände zwischen den Sprühmaßnahmen kürzer sein als die Abstände zwischen den Insektizidbehandlungen, um neu auftretende Mücken, die infizierte Wirte stechen könnten, zu eliminieren, bevor sie andere Mücken infizieren können. Sieben Tage können als Richtlinie und praktische Maßeinheit für Vektorkontrollbehörden verwendet werden. Somit wäre das wöchentliche Versprühen von Insektiziden über mindestens drei Wochen (um die gesamte Infektionsdauer des Wirtes abzudecken) ausreichend, um die Übertragung von Denguefieber zu verhindern, und unsere Ergebnisse legen nahe, dass die Wirksamkeit der vorherigen Sprühmaßnahmen bis dahin nicht signifikant verringert wäre [13]. In Iquitos gelang es den Gesundheitsbehörden während eines Ausbruchs tatsächlich, die Dengue-Übertragung durch drei Runden von Insektizid-Sprühaktionen mit extrem geringen Mengen in geschlossenen Räumen über einen Zeitraum von mehreren Wochen bis Monaten einzudämmen.
Schließlich zeigen unsere Ergebnisse, dass die Auswirkungen des Besprühens in Innenräumen auf die Haushalte beschränkt waren, in denen es durchgeführt wurde, und dass das Besprühen benachbarter Haushalte die Aedes aegypti-Populationen nicht weiter reduzierte. Erwachsene Aedes aegypti-Mücken können in der Nähe oder im Haus bleiben, wo sie schlüpfen, sich bis zu 10 m entfernt versammeln und eine durchschnittliche Entfernung von 106 m zurücklegen.[36] Daher hat das Besprühen der Umgebung eines Hauses möglicherweise keinen signifikanten Effekt auf die Aedes aegypti-Bestände in diesem Haus. Dies unterstützt frühere Ergebnisse, wonach das Besprühen außerhalb oder um Häuser herum keine Auswirkungen hatte [18, 55]. Wie oben erwähnt, kann es jedoch regionale Effekte auf die Populationsdynamik von A. aegypti geben, die unser Modell nicht erfassen kann.
Beitragszeit: 06.02.2025