Questo progetto ha analizzato i dati di due esperimenti su larga scala che hanno coinvolto sei cicli di irrorazione di piretroidi in ambienti chiusi nell'arco di due anni nella città di Iquitos, nell'Amazzonia peruviana. Abbiamo sviluppato un modello spaziale multilivello per identificare le cause del declino della popolazione di Aedes aegypti, causato da (i) il recente utilizzo domestico di insetticidi a bassissimo volume (ULV) e (ii) l'uso di ULV in abitazioni vicine o confinanti. Abbiamo confrontato l'adattamento del modello con una gamma di possibili schemi di ponderazione dell'efficacia dell'irrorazione basati su diverse funzioni di decadimento temporali e spaziali per catturare gli effetti ritardati degli insetticidi ULV.
I nostri risultati indicano che la riduzione dell'abbondanza di A. aegypti all'interno di un nucleo familiare è dovuta principalmente all'irrorazione effettuata all'interno dello stesso nucleo familiare, mentre l'irrorazione effettuata nei nuclei familiari vicini non ha avuto alcun effetto aggiuntivo. L'efficacia delle attività di irrorazione dovrebbe essere valutata in base al tempo trascorso dall'ultima irrorazione, poiché non abbiamo riscontrato un effetto cumulativo derivante da successive irrorazioni. Sulla base del nostro modello, abbiamo stimato che l'efficacia dell'irrorazione sia diminuita del 50% circa 28 giorni dopo l'irrorazione.
La riduzione della popolazione di zanzare Aedes aegypti domestiche dipendeva principalmente dal numero di giorni trascorsi dall'ultimo trattamento in una determinata famiglia, evidenziando l'importanza della copertura irroratrice nelle aree ad alto rischio, con una frequenza di irrorazione dipendente dalle dinamiche di trasmissione locali.
Aedes aegypti è il vettore principale di diversi arbovirus che possono causare grandi epidemie, tra cui il virus della dengue (DENV), il virus chikungunya e il virus Zika. Questa specie di zanzara si nutre principalmente di esseri umani e si nutre frequentemente di esseri umani. È ben adattata agli ambienti urbani [1,2,3,4] e ha colonizzato molte aree nelle zone tropicali e subtropicali [5]. In molte di queste regioni, le epidemie di dengue si ripresentano periodicamente, con un numero stimato di 390 milioni di casi all'anno [6, 7]. In assenza di un trattamento o di un vaccino efficace e ampiamente disponibile, la prevenzione e il controllo della trasmissione della dengue si basano sulla riduzione delle popolazioni di zanzare attraverso varie misure di controllo dei vettori, in genere l'irrorazione di insetticidi che prendono di mira le zanzare adulte [8].
In questo studio, abbiamo utilizzato i dati di due prove sul campo replicate su larga scala di irrorazione di piretroidi a bassissimo volume in ambienti chiusi nella città di Iquitos, nell'Amazzonia peruviana [14], per stimare gli effetti ritardati spazialmente e temporalmente dell'irrorazione a bassissimo volume sull'abbondanza di Aedes aegypti nelle famiglie al di là del singolo nucleo familiare. Uno studio precedente ha valutato l'effetto dei trattamenti a bassissimo volume a seconda che le famiglie si trovassero all'interno o all'esterno di un'area di intervento più ampia. In questo studio, abbiamo cercato di scomporre gli effetti del trattamento a un livello più fine, a livello del singolo nucleo familiare, per comprendere il contributo relativo dei trattamenti all'interno del nucleo familiare rispetto ai trattamenti nelle famiglie vicine. Temporalmente, abbiamo stimato l'effetto cumulativo dell'irrorazione ripetuta rispetto all'irrorazione più recente sulla riduzione dell'abbondanza di Aedes aegypti nelle famiglie per comprendere la frequenza di irrorazione necessaria e per valutare il declino dell'efficacia dell'irrorazione nel tempo. Questa analisi può aiutare nello sviluppo di strategie di controllo dei vettori e fornire informazioni per la parametrizzazione di modelli per prevederne l'efficacia [22, 23, 24].
Rappresentazione visiva dello schema di distanza ad anello utilizzato per calcolare la percentuale di nuclei familiari all'interno di un anello a una data distanza dal nucleo familiare i che sono stati trattati con insetticidi nella settimana precedente t (tutti i nuclei familiari i si trovano entro 1000 m dalla zona cuscinetto). In questo esempio tratto da L-2014, il nucleo familiare i si trovava nell'area trattata e il rilevamento degli adulti è stato condotto dopo il secondo ciclo di irrorazione. Gli anelli di distanza si basano sulle distanze che le zanzare Aedes aegypti sono note per percorrere. Gli anelli di distanza B si basano su una distribuzione uniforme ogni 100 m.
Abbiamo testato una semplice misura b calcolando la percentuale di nuclei familiari all'interno di un anello a una data distanza dal nucleo familiare i che erano stati trattati con pesticidi nella settimana precedente t (File aggiuntivo 1: Tabella 4).
dove h è il numero di nuclei familiari nell'anello r e r è la distanza tra l'anello e il nucleo familiare i. Le distanze tra gli anelli sono determinate tenendo conto dei seguenti fattori:
Adattamento relativo del modello della funzione dell'effetto spray all'interno del nucleo familiare ponderata nel tempo. Le linee rosse più spesse rappresentano i modelli con il miglior adattamento, dove la linea più spessa rappresenta i modelli con il miglior adattamento e le altre linee spesse rappresentano modelli il cui WAIC non è significativamente diverso dal WAIC del modello con il miglior adattamento. B Funzione di decadimento applicata ai giorni trascorsi dall'ultima spruzzata che rientravano nei primi cinque modelli con il miglior adattamento, classificati in base al WAIC medio in entrambi gli esperimenti.
La riduzione stimata della popolazione di Aedes aegypti per nucleo familiare è correlata al numero di giorni trascorsi dall'ultima irrorazione. L'equazione fornita esprime la riduzione come rapporto, dove il rapporto di portata (RR) è il rapporto tra lo scenario di irrorazione e la situazione di riferimento senza irrorazione.
Il modello ha stimato che l'efficacia dello spray è diminuita del 50% circa 28 giorni dopo l'applicazione, mentre le popolazioni di Aedes aegypti si sono quasi completamente riprese circa 50-60 giorni dopo l'applicazione.
In questo studio, descriviamo gli effetti dell'irrorazione indoor a bassissimo volume di piretroidi sull'abbondanza di Aedes aegypti nelle abitazioni in funzione del momento e dell'estensione spaziale dell'irrorazione in prossimità dell'abitazione. Una migliore comprensione della durata e dell'estensione spaziale degli effetti dell'irrorazione sulle popolazioni di Aedes aegypti aiuterà a identificare gli obiettivi ottimali per la copertura spaziale e la frequenza di irrorazione necessarie durante gli interventi di controllo dei vettori e fornirà informazioni per la modellizzazione che confronti diverse potenziali strategie di controllo dei vettori. I nostri risultati mostrano che le riduzioni della popolazione di Aedes aegypti all'interno di una singola abitazione sono state causate dall'irrorazione all'interno della stessa abitazione, mentre l'irrorazione di abitazioni in aree limitrofe non ha avuto alcun effetto aggiuntivo. Gli effetti dell'irrorazione sull'abbondanza di Aedes aegypti nelle abitazioni dipendevano principalmente dal tempo trascorso dall'ultima irrorazione e sono gradualmente diminuiti nell'arco di 60 giorni. Non è stata osservata alcuna ulteriore riduzione nelle popolazioni di Aedes aegypti a seguito dell'effetto cumulativo di più irrorazioni domestiche. In breve, il numero di Aedes aegypti è diminuito. Il numero di zanzare Aedes aegypti in una famiglia dipende principalmente dal tempo trascorso dall'ultima irrorazione effettuata in quella famiglia.
Un limite importante del nostro studio è che non abbiamo controllato l'età delle zanzare adulte Aedes aegypti raccolte. Precedenti analisi di questi esperimenti [14] hanno rilevato una tendenza verso una distribuzione per età più giovane delle femmine adulte (maggiore proporzione di femmine nullipare) nelle aree trattate con L-2014 rispetto alla zona cuscinetto. Pertanto, sebbene non abbiamo trovato un ulteriore effetto esplicativo dell'irrorazione nelle famiglie vicine sull'abbondanza di A. aegypti in una determinata famiglia, non possiamo essere certi che non vi sia alcun effetto regionale sulle dinamiche della popolazione di A. aegypti nelle aree in cui l'irrorazione avviene frequentemente.
Altri limiti del nostro studio includono l'impossibilità di spiegare un'irrorazione di emergenza condotta dal Ministero della Salute circa 2 mesi prima dell'irrorazione sperimentale L-2014 a causa della mancanza di informazioni dettagliate sulla sua posizione e tempistica. Analisi precedenti hanno dimostrato che queste irrorazioni hanno avuto effetti simili in tutta l'area di studio, formando una base di riferimento comune per le densità di Aedes aegypti; infatti, le popolazioni di Aedes aegypti hanno iniziato a riprendersi quando è stata condotta l'irrorazione sperimentale [14]. Inoltre, la differenza nei risultati tra i due periodi sperimentali potrebbe essere dovuta a differenze nel disegno dello studio e alla diversa suscettibilità di Aedes aegypti alla cipermetrina, con S-2013 più sensibile di L-2014 [14]. Riportiamo i risultati più coerenti dei due studi e includiamo il modello adattato all'esperimento L-2014 come nostro modello finale. Dato che il disegno sperimentale L-2014 è più appropriato per valutare l'impatto della recente irrorazione sulle popolazioni di zanzare Aedes aegypti e che le popolazioni locali di Aedes aegypti avevano sviluppato una resistenza ai piretroidi alla fine del 2014 [41], abbiamo considerato questo modello una scelta più conservativa e più appropriata per raggiungere gli obiettivi di questo studio.
La pendenza relativamente piatta della curva di decadimento dello spray osservata in questo studio potrebbe essere dovuta a una combinazione del tasso di degradazione della cipermetrina e delle dinamiche della popolazione di zanzare. L'insetticida a base di cipermetrina utilizzato in questo studio è un piretroide che si degrada principalmente attraverso fotolisi e idrolisi (DT50 = 2,6–3,6 giorni) [ 44 ]. Sebbene i piretroidi siano generalmente considerati a degradarsi rapidamente dopo l'applicazione e che i residui siano minimi, il tasso di degradazione dei piretroidi è molto più lento all'interno che all'esterno e diversi studi hanno dimostrato che la cipermetrina può persistere nell'aria e nella polvere interna per mesi dopo l'irrorazione [45,46,47]. Le case a Iquitos sono spesso costruite in corridoi bui e stretti con poche finestre, il che potrebbe spiegare il ridotto tasso di degradazione dovuto alla fotolisi [14]. Inoltre, la cipermetrina è altamente tossica per le zanzare Aedes aegypti sensibili a basse dosi (LD50 ≤ 0,001 ppm) [48]. A causa della natura idrofobica della cipermetrina residua, è improbabile che influenzi le larve di zanzara acquatiche, il che spiega il recupero degli adulti dagli habitat larvali attivi nel tempo come descritto nello studio originale, con una percentuale maggiore di femmine non ovipare nelle aree trattate rispetto alle zone cuscinetto [14]. Il ciclo vitale della zanzara Aedes aegypti dall'uovo all'adulto può richiedere dai 7 ai 10 giorni a seconda della temperatura e della specie di zanzara.[49] Il ritardo nel recupero delle popolazioni di zanzare adulte può essere ulteriormente spiegato dal fatto che la cipermetrina residua uccide o respinge alcuni adulti appena emersi e alcuni adulti introdotti da aree che non sono mai state trattate, nonché una riduzione della deposizione delle uova dovuta alla riduzione del numero di adulti [22, 50].
I modelli che includevano l'intera cronologia delle precedenti irrorazioni domestiche avevano una precisione inferiore e stime dell'effetto più deboli rispetto ai modelli che includevano solo la data di irrorazione più recente. Ciò non dovrebbe essere interpretato come prova che le singole famiglie non debbano essere nuovamente trattate. Il recupero delle popolazioni di A. aegypti osservato nel nostro studio, così come in studi precedenti [14], poco dopo l'irrorazione, suggerisce che le famiglie debbano essere nuovamente trattate con una frequenza determinata dalle dinamiche di trasmissione locale per ristabilire la soppressione di A. aegypti. La frequenza di irrorazione dovrebbe essere mirata principalmente a ridurre la probabilità di infezione delle femmine di Aedes aegypti, che sarà determinata dalla lunghezza prevista del periodo di incubazione estrinseco (EIP), ovvero il tempo necessario a un vettore che si è ingozzato di sangue infetto per diventare infettivo per il successivo ospite. A sua volta, l'EIP dipenderà dal ceppo virale, dalla temperatura e da altri fattori. Ad esempio, nel caso della febbre dengue, anche se l'irrorazione di insetticidi uccide tutti i vettori adulti infetti, la popolazione umana può rimanere infetta per 14 giorni e può infettare le zanzare appena emerse [54]. Per controllare la diffusione della febbre dengue, gli intervalli tra le irrorazioni dovrebbero essere più brevi degli intervalli tra i trattamenti insetticidi per eliminare le zanzare appena emerse che potrebbero pungere gli ospiti infetti prima che possano infettare altre zanzare. Sette giorni possono essere utilizzati come linea guida e come comoda unità di misura per le agenzie di controllo dei vettori. Pertanto, l'irrorazione settimanale di insetticidi per almeno 3 settimane (per coprire l'intero periodo infettivo dell'ospite) sarebbe sufficiente per prevenire la trasmissione della febbre dengue, e i nostri risultati suggeriscono che l'efficacia della precedente irrorazione non sarebbe significativamente ridotta entro tale periodo [13]. Infatti, a Iquitos, le autorità sanitarie hanno ridotto con successo la trasmissione della dengue durante un'epidemia conducendo tre cicli di irrorazione di insetticidi a volume ultra basso in spazi chiusi per un periodo da diverse settimane a diversi mesi.
Infine, i nostri risultati mostrano che l'impatto della nebulizzazione indoor è stato limitato alle famiglie in cui è stata effettuata e la nebulizzazione delle famiglie vicine non ha ridotto ulteriormente le popolazioni di Aedes aegypti. Le zanzare adulte di Aedes aegypti possono rimanere vicino o all'interno della casa dove si schiudono, aggregarsi fino a 10 m di distanza e percorrere una distanza media di 106 m.[36] Pertanto, la nebulizzazione dell'area intorno a una casa potrebbe non avere un effetto significativo sul numero di Aedes aegypti in quella casa. Ciò supporta precedenti risultati secondo cui la nebulizzazione all'esterno o intorno alle case non ha avuto alcun effetto [18, 55]. Tuttavia, come accennato in precedenza, potrebbero esserci effetti regionali sulle dinamiche della popolazione di A. aegypti che il nostro modello non è in grado di rilevare.
Data di pubblicazione: 06-02-2025