Questo progetto ha analizzato i dati di due esperimenti su larga scala che prevedevano sei cicli di irrorazione di piretroidi all'interno delle abitazioni, nell'arco di due anni, nella città amazzonica peruviana di Iquitos. Abbiamo sviluppato un modello spaziale multilivello per identificare le cause del declino della popolazione di Aedes aegypti, determinato da (i) l'uso recente di insetticidi a bassissimo volume (ULV) nelle abitazioni e (ii) l'uso di ULV nelle abitazioni vicine. Abbiamo confrontato l'adattamento del modello a una serie di possibili schemi di ponderazione dell'efficacia dell'irrorazione, basati su diverse funzioni di decadimento temporale e spaziale, per cogliere 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 all'interno dello stesso nucleo familiare, mentre l'irrorazione nelle abitazioni vicine 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 da irrorazioni successive. 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 nelle abitazioni dipendeva principalmente dal numero di giorni trascorsi dall'ultimo trattamento effettuato in una determinata abitazione, evidenziando l'importanza della copertura con insetticidi nelle aree ad alto rischio, con una frequenza di applicazione dipendente dalle dinamiche di trasmissione locali.
Aedes aegypti è il principale vettore 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 sangue umano e lo fa frequentemente. È ben adattata agli ambienti urbani [1,2,3,4] e ha colonizzato molte aree tropicali e subtropicali [5]. In molte di queste regioni, le epidemie di dengue si ripresentano periodicamente, causando circa 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 la nebulizzazione 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 volume ultra-basso all'interno delle abitazioni nella città di Iquitos, nell'Amazzonia peruviana [14], per stimare gli effetti spazialmente e temporalmente ritardati dell'irrorazione a volume ultra-basso sull'abbondanza di Aedes aegypti nelle famiglie al di là della singola abitazione. Uno studio precedente ha valutato l'effetto dei trattamenti a volume ultra-basso 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 della singola abitazione, per comprendere il contributo relativo dei trattamenti all'interno delle abitazioni rispetto ai trattamenti nelle abitazioni vicine. Temporalmente, abbiamo stimato l'effetto cumulativo dell'irrorazione ripetuta rispetto all'irrorazione più recente sulla riduzione dell'abbondanza di Aedes aegypti nelle abitazioni 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 dei modelli per prevederne l'efficacia [22, 23, 24].
Rappresentazione visiva dello schema di distanza ad anello utilizzato per calcolare la proporzione di famiglie all'interno di un anello a una data distanza dalla famiglia i che sono state trattate con insetticidi nella settimana precedente t (tutte le famiglie i si trovano entro 1000 m dalla zona cuscinetto). In questo esempio tratto da L-2014, la famiglia i si trovava nell'area trattata e l'indagine sugli adulti è stata condotta 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 proporzione di famiglie all'interno di un anello a una data distanza dalla famiglia i che sono state trattate con pesticidi nella settimana precedente t (File aggiuntivo 1: Tabella 4).
dove h è il numero di famiglie nell'anello r e r è la distanza tra l'anello e la famiglia i. Le distanze tra gli anelli sono determinate tenendo conto dei seguenti fattori:
Adattamento relativo del modello della funzione di effetto dello spray ponderata nel tempo all'interno del nucleo familiare. 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 i 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'ultimo spray che erano nei primi cinque modelli con il miglior adattamento, classificati in base al WAIC medio in entrambi gli esperimenti
La riduzione stimata del numero di zanzare Aedes aegypti per nucleo familiare è correlata al numero di giorni trascorsi dall'ultimo trattamento insetticida. L'equazione fornita esprime la riduzione come un rapporto, dove il rapporto di rischio (RR) è il rapporto tra lo scenario con trattamento insetticida e lo scenario di riferimento senza trattamento.
Il modello ha stimato che l'efficacia dello spray diminuiva del 50% circa 28 giorni dopo l'irrorazione, mentre le popolazioni di Aedes aegypti si erano quasi completamente riprese circa 50-60 giorni dopo l'irrorazione.
In questo studio, descriviamo gli effetti della disinfestazione con piretroidi a bassissimo volume all'interno delle abitazioni sull'abbondanza di zanzare Aedes aegypti in funzione della tempistica e dell'estensione spaziale della disinfestazione nelle vicinanze dell'abitazione. Una migliore comprensione della durata e dell'estensione spaziale degli effetti della disinfestazione sulle popolazioni di Aedes aegypti contribuirà a identificare gli obiettivi ottimali per la copertura spaziale e la frequenza di disinfestazione necessarie durante gli interventi di controllo dei vettori e a fornire informazioni utili per la modellizzazione comparativa di diverse potenziali strategie di controllo dei vettori. I nostri risultati mostrano che la riduzione della popolazione di Aedes aegypti all'interno di una singola abitazione è stata determinata dalla disinfestazione effettuata nella stessa abitazione, mentre la disinfestazione delle abitazioni nelle aree limitrofe non ha avuto alcun effetto aggiuntivo. Gli effetti della disinfestazione sull'abbondanza di Aedes aegypti nelle abitazioni dipendevano principalmente dal tempo trascorso dall'ultima disinfestazione e diminuivano gradualmente nell'arco di 60 giorni. Non è stata osservata alcuna ulteriore riduzione delle popolazioni di Aedes aegypti a seguito dell'effetto cumulativo di più disinfestazioni nelle abitazioni. In breve, il numero di Aedes aegypti è diminuito. Il numero di zanzare Aedes aegypti presenti in un'abitazione dipende principalmente dal tempo trascorso dall'ultima disinfestazione effettuata in quella casa.
Un limite importante del nostro studio è che non abbiamo controllato l'età delle zanzare adulte Aedes aegypti raccolte. Analisi precedenti di questi esperimenti [14] hanno riscontrato una tendenza verso una distribuzione di 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 della disinfestazione nelle case vicine sull'abbondanza di A. aegypti in una data casa, non possiamo essere certi che non vi sia un effetto regionale sulla dinamica della popolazione di A. aegypti nelle aree in cui la disinfestazione avviene frequentemente.
Altre limitazioni del nostro studio includono l'impossibilità di tenere conto di una disinfestazione di emergenza condotta dal Ministero della Salute circa 2 mesi prima della disinfestazione sperimentale L-2014 a causa della mancanza di informazioni dettagliate sulla sua ubicazione e tempistica. Analisi precedenti hanno dimostrato che queste disinfestazioni hanno avuto effetti simili in tutta l'area di studio, formando una base comune per le densità di Aedes aegypti; infatti, le popolazioni di Aedes aegypti hanno iniziato a riprendersi quando è stata condotta la disinfestazione sperimentale [14]. Inoltre, la differenza nei risultati tra i due periodi sperimentali può essere dovuta a differenze nella progettazione dello studio e alla diversa suscettibilità di Aedes aegypti alla cipermetrina, con S-2013 che risulta 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 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 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 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 degli ambienti interni per mesi dopo l'irrorazione [45,46,47]. Le case di 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 influisca sulle larve di zanzara acquatiche, il che spiega il recupero degli adulti dagli habitat larvali attivi nel tempo, come descritto nello studio originale, con una proporzione maggiore di femmine non ovipare nelle aree trattate rispetto alle zone tampone [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 da una riduzione della deposizione delle uova dovuta alla riduzione del numero di adulti [22, 50].
I modelli che includevano l'intera storia delle irrorazioni domestiche passate avevano una precisione inferiore e stime degli effetti più deboli rispetto ai modelli che includevano solo la data dell'irrorazione più recente. Ciò non deve essere interpretato come prova che le singole famiglie non necessitino di essere ritrattate. 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 ritrattate con una frequenza determinata dalle dinamiche di trasmissione locali per ristabilire la soppressione di A. aegypti. La frequenza dell'irrorazione dovrebbe mirare principalmente a ridurre la probabilità di infezione delle femmine di Aedes aegypti, che sarà determinata dalla durata prevista del periodo di incubazione estrinseca (EIP), ovvero il tempo necessario affinché un vettore che si è nutrito di sangue infetto diventi infettivo per l'ospite successivo. A sua volta, l'EIP dipenderà dal ceppo virale, dalla temperatura e da altri fattori. Ad esempio, nel caso della febbre dengue, anche se la disinfestazione con insetticidi uccide tutti i vettori adulti infetti, la popolazione umana può rimanere infettiva per 14 giorni e può infettare le zanzare appena emerse [54]. Per controllare la diffusione della febbre dengue, gli intervalli tra le disinfestazioni dovrebbero essere più brevi degli intervalli tra i trattamenti con insetticidi per eliminare le zanzare appena emerse che possono pungere gli ospiti infetti prima che possano infettare altre zanzare. Sette giorni possono essere utilizzati come linea guida e un'unità di misura conveniente per le agenzie di controllo dei vettori. Pertanto, la disinfestazione settimanale con insetticidi per almeno 3 settimane (per coprire l'intero periodo infettivo dell'ospite) sarebbe sufficiente a prevenire la trasmissione della febbre dengue, e i nostri risultati suggeriscono che l'efficacia della disinfestazione precedente 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 effettuando tre cicli di disinfestazione con insetticidi a bassissimo volume in spazi chiusi per un periodo da diverse settimane a diversi mesi.
Infine, i nostri risultati mostrano che l'impatto della disinfestazione degli ambienti interni è stato limitato alle abitazioni in cui è stata effettuata e che la disinfestazione delle abitazioni vicine non ha ulteriormente ridotto le popolazioni di Aedes aegypti. Le zanzare adulte di Aedes aegypti possono rimanere vicino o all'interno della casa in cui si schiudono, aggregarsi fino a 10 m di distanza e percorrere una distanza media di 106 m.[36] Pertanto, la disinfestazione dell'area intorno a una casa potrebbe non avere un effetto significativo sul numero di Aedes aegypti in quella casa. Ciò supporta i risultati precedenti secondo cui la disinfestazione all'esterno o intorno alle case non ha avuto alcun effetto [18, 55]. Tuttavia, come menzionato in precedenza, potrebbero esserci effetti regionali sulla dinamica della popolazione di A. aegypti che il nostro modello non è in grado di rilevare.
Data di pubblicazione: 6 febbraio 2025