घरेलू एडीज़ एजिप्टी घनत्व पर इनडोर अल्ट्रा-स्मॉल वॉल्यूम कीटनाशक छिड़काव के प्रभावों का स्थानिक-समय विश्लेषण | कीट और वेक्टर

इस परियोजना ने पेरू के अमेज़न शहर इक्विटोस में दो वर्षों की अवधि में घर के अंदर पाइरेथ्रॉइड छिड़काव के छह दौरों से जुड़े दो बड़े पैमाने के प्रयोगों के आँकड़ों का विश्लेषण किया। हमने एडीज़ एजिप्टी की आबादी में गिरावट के कारणों की पहचान करने के लिए एक स्थानिक बहुस्तरीय मॉडल विकसित किया, जो (i) हाल ही में घरों में अल्ट्रा-लो वॉल्यूम (ULV) कीटनाशकों के उपयोग और (ii) पड़ोसी या निकटवर्ती घरों में ULV के उपयोग के कारण थे। हमने ULV कीटनाशकों के विलंबित प्रभावों को पकड़ने के लिए विभिन्न कालिक और स्थानिक क्षय फलनों पर आधारित संभावित छिड़काव प्रभावशीलता भार योजनाओं की एक श्रृंखला के साथ मॉडल के मिलान की तुलना की।
हमारे परिणाम दर्शाते हैं कि एक घर में ए. एजिप्टी की संख्या में कमी मुख्यतः उसी घर में छिड़काव के कारण हुई, जबकि आस-पास के घरों में छिड़काव का कोई अतिरिक्त प्रभाव नहीं पड़ा। छिड़काव गतिविधियों की प्रभावशीलता का आकलन पिछले छिड़काव के बाद के समय के आधार पर किया जाना चाहिए, क्योंकि हमें लगातार छिड़काव से कोई संचयी प्रभाव नहीं मिला। हमारे मॉडल के आधार पर, हमने अनुमान लगाया कि छिड़काव के लगभग 28 दिन बाद छिड़काव प्रभावशीलता में 50% की कमी आई।
घरेलू एडीज एजिप्टी मच्छरों की आबादी में कमी मुख्य रूप से किसी दिए गए घर में अंतिम उपचार के बाद के दिनों की संख्या पर निर्भर थी, जो उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों में स्प्रे कवरेज के महत्व को उजागर करता है, जिसमें स्प्रे आवृत्ति स्थानीय संचरण गतिशीलता पर निर्भर करती है।
एडीज एजिप्टी कई अर्बोवायरस का प्राथमिक वेक्टर है जो बड़े महामारी का कारण बन सकता है, जिसमें डेंगू वायरस (DENV), चिकनगुनिया वायरस और जीका वायरस शामिल हैं। यह मच्छर प्रजाति मुख्य रूप से मनुष्यों को खाती है और अक्सर मनुष्यों को ही खाती है। यह शहरी वातावरण के लिए अच्छी तरह से अनुकूलित है [1,2,3,4] और उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में कई क्षेत्रों में बसा है [5]। इनमें से कई क्षेत्रों में, डेंगू का प्रकोप समय-समय पर होता रहता है, जिसके परिणामस्वरूप सालाना अनुमानित 390 मिलियन मामले सामने आते हैं [6, 7]। उपचार या प्रभावी और व्यापक रूप से उपलब्ध वैक्सीन के अभाव में, डेंगू संचरण की रोकथाम और नियंत्रण विभिन्न वेक्टर नियंत्रण उपायों के माध्यम से मच्छरों की आबादी को कम करने पर निर्भर करता है,
इस अध्ययन में, हमने पेरू के अमेज़न [14] के इक्विटोस शहर में अल्ट्रा-लो वॉल्यूम इनडोर पाइरेथ्रोइड छिड़काव के दो बड़े पैमाने पर दोहराए गए क्षेत्र परीक्षणों के डेटा का उपयोग किया, ताकि व्यक्तिगत घर से परे घरेलू एडीज एजिप्टी बहुतायत पर अल्ट्रा-लो वॉल्यूम छिड़काव के स्थानिक और लौकिक रूप से विलंबित प्रभावों का अनुमान लगाया जा सके। पिछले अध्ययन में अल्ट्रा-लो वॉल्यूम उपचारों के प्रभाव का आकलन इस आधार पर किया गया था कि घर बड़े हस्तक्षेप क्षेत्र के भीतर थे या बाहर। इस अध्ययन में, हमने पड़ोसी घरों में उपचार की तुलना में घरेलू उपचार के सापेक्ष योगदान को समझने के लिए व्यक्तिगत घरेलू स्तर पर, एक बेहतर स्तर पर उपचार प्रभावों को विघटित करने की कोशिश की। लौकिक रूप से, यह विश्लेषण वेक्टर नियंत्रण रणनीतियों के विकास में सहायता कर सकता है और मॉडलों के पैरामीटरीकरण के लिए उनकी प्रभावशीलता की भविष्यवाणी करने हेतु जानकारी प्रदान कर सकता है [22, 23, 24]।
रिंग डिस्टेंस स्कीम का दृश्य निरूपण, जिसका उपयोग घर i से एक निश्चित दूरी पर स्थित रिंग के भीतर उन घरों के अनुपात की गणना करने के लिए किया जाता है, जिनका t से पहले वाले सप्ताह में कीटनाशकों से उपचार किया गया था (सभी घर i बफर ज़ोन के 1000 मीटर के दायरे में हैं)। L-2014 के इस उदाहरण में, घर i उपचारित क्षेत्र में था और वयस्कों का सर्वेक्षण छिड़काव के दूसरे दौर के बाद किया गया था। डिस्टेंस रिंग्स उन दूरियों पर आधारित हैं जिन तक एडीज़ एजिप्टी मच्छर उड़ते हैं। डिस्टेंस रिंग्स B हर 100 मीटर पर एक समान वितरण पर आधारित हैं।
हमने घर i से एक निश्चित दूरी पर एक रिंग के भीतर उन घरों के अनुपात की गणना करके एक सरल उपाय b का परीक्षण किया, जिन्हें t से पहले के सप्ताह में कीटनाशकों से उपचारित किया गया था (अतिरिक्त फ़ाइल 1: तालिका 4)।
जहाँ h रिंग r में घरों की संख्या है, और r रिंग और घर i के बीच की दूरी है। रिंगों के बीच की दूरियाँ निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखते हुए निर्धारित की जाती हैं:
समय-भारित घरेलू स्प्रे प्रभाव फलन का सापेक्ष मॉडल फ़िट। मोटी लाल रेखाएँ सर्वोत्तम-फिटिंग मॉडल दर्शाती हैं, जहाँ सबसे मोटी रेखा सर्वोत्तम-फिटिंग मॉडल दर्शाती है और अन्य मोटी रेखाएँ उन मॉडलों को दर्शाती हैं जिनका WAIC सर्वोत्तम-फिटिंग मॉडल के WAIC से महत्वपूर्ण रूप से भिन्न नहीं है। B क्षय फलन, पिछले स्प्रे के बाद के दिनों पर लागू होता है जो शीर्ष पाँच सर्वोत्तम-फिटिंग मॉडल में थे, दोनों प्रयोगों में औसत WAIC द्वारा क्रमबद्ध।
प्रति परिवार एडीज़ एजिप्टी की संख्या में अनुमानित कमी, पिछले छिड़काव के बाद से बीते दिनों की संख्या से संबंधित है। दिया गया समीकरण इस कमी को एक अनुपात के रूप में दर्शाता है, जहाँ दर अनुपात (RR) छिड़काव परिदृश्य और बिना छिड़काव की आधार रेखा का अनुपात है।
मॉडल ने अनुमान लगाया कि छिड़काव के लगभग 28 दिनों बाद स्प्रे की प्रभावशीलता में 50% की गिरावट आई, जबकि एडीज एजिप्टी की आबादी छिड़काव के लगभग 50-60 दिनों बाद लगभग पूरी तरह से ठीक हो गई।
इस अध्ययन में, हम घर के पास छिड़काव के समय और स्थानिक विस्तार के फलन के रूप में घरेलू एडीज एजिप्टी की बहुतायत पर इनडोर अल्ट्रा-लो वॉल्यूम पाइरेथ्रोइड छिड़काव के प्रभावों का वर्णन करते हैं। एडीज एजिप्टी आबादी पर छिड़काव के प्रभावों की अवधि और स्थानिक विस्तार की बेहतर समझ, वेक्टर नियंत्रण हस्तक्षेपों के दौरान आवश्यक स्थानिक कवरेज और छिड़काव आवृत्ति के लिए इष्टतम लक्ष्यों की पहचान करने और विभिन्न संभावित वेक्टर नियंत्रण रणनीतियों की तुलना करने वाले मॉडलिंग को सूचित करने में मदद करेगी। हमारे परिणाम दर्शाते हैं कि एक ही घर के भीतर एडीज एजिप्टी आबादी में कमी उसी घर के भीतर छिड़काव के कारण हुई, जबकि पड़ोसी क्षेत्रों के घरों में छिड़काव का कोई अतिरिक्त प्रभाव नहीं पड़ा। घरेलू एडीज एजिप्टी बहुतायत पर छिड़काव के प्रभाव मुख्य रूप से अंतिम छिड़काव के बाद के समय पर निर्भर थे किसी घर में एडीज एजिप्टी मच्छरों की संख्या मुख्य रूप से उस घर में अंतिम छिड़काव के बाद से बीते समय पर निर्भर करती है।
हमारे अध्ययन की एक महत्वपूर्ण सीमा यह है कि हमने एकत्रित वयस्क एडीज़ एजिप्टी मच्छरों की आयु को नियंत्रित नहीं किया। इन प्रयोगों के पिछले विश्लेषणों [14] में बफर ज़ोन की तुलना में L-2014-उपचारित क्षेत्रों में वयस्क मादाओं (नपुंसक मादाओं का बढ़ा हुआ अनुपात) के कम आयु वितरण की प्रवृत्ति पाई गई। इस प्रकार, हालाँकि हमें किसी दिए गए घर में ए. एजिप्टी की प्रचुरता पर आस-पास के घरों में छिड़काव का कोई अतिरिक्त व्याख्यात्मक प्रभाव नहीं मिला, फिर भी हम इस बात पर आश्वस्त नहीं हो सकते कि जिन क्षेत्रों में छिड़काव अक्सर होता है, वहाँ ए. एजिप्टी की जनसंख्या गतिशीलता पर कोई क्षेत्रीय प्रभाव नहीं पड़ता है।
हमारे अध्ययन की अन्य सीमाओं में एल-2014 प्रायोगिक छिड़काव से लगभग 2 महीने पहले स्वास्थ्य मंत्रालय द्वारा किए गए आपातकालीन छिड़काव को ध्यान में न रख पाना शामिल है क्योंकि इसके स्थान और समय के बारे में विस्तृत जानकारी का अभाव है। पिछले विश्लेषणों से पता चला है कि इन छिड़कावों का अध्ययन क्षेत्र में समान प्रभाव पड़ा था, जो एडीज एजिप्टी घनत्व के लिए एक सामान्य आधार रेखा बनाता है; वास्तव में, जब प्रायोगिक छिड़काव किया गया था तब एडीज एजिप्टी की आबादी ठीक होने लगी थी [14]। इसके अलावा, दो प्रायोगिक अवधियों के बीच परिणामों में अंतर अध्ययन डिजाइन में अंतर और साइपरमेथ्रिन के लिए एडीज एजिप्टी की अलग संवेदनशीलता के कारण हो सकता है, जिसमें एस-2013 एल-2014 की तुलना में अधिक संवेदनशील है [14]। हम दोनों अध्ययनों से सबसे सुसंगत परिणामों की रिपोर्ट करते हैं यह देखते हुए कि एल-2014 प्रायोगिक डिजाइन एडीज एजिप्टी मच्छर आबादी पर हाल के छिड़काव के प्रभाव का आकलन करने के लिए अधिक उपयुक्त है, और स्थानीय एडीज एजिप्टी आबादी ने 2014 के अंत में पाइरेथ्रोइड्स के लिए प्रतिरोध विकसित किया था [41], हमने इस मॉडल को अधिक रूढ़िवादी विकल्प माना और इस अध्ययन के उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए अधिक उपयुक्त माना।
इस अध्ययन में देखा गया स्प्रे क्षय वक्र का अपेक्षाकृत सपाट ढलान साइपरमेथ्रिन की गिरावट दर और मच्छरों की आबादी की गतिशीलता के संयोजन के कारण हो सकता है। इस अध्ययन में इस्तेमाल किया गया साइपरमेथ्रिन कीटनाशक एक पाइरेथ्रोइड है जो मुख्य रूप से फोटोलिसिस और हाइड्रोलिसिस (DT50 = 2.6–3.6 दिन) के माध्यम से विघटित होता है [44]। हालाँकि पाइरेथ्रोइड्स को आमतौर पर आवेदन के बाद तेजी से विघटित करने के लिए माना जाता है और अवशेष न्यूनतम होते हैं, पाइरेथ्रोइड्स की गिरावट की दर घर के अंदर बाहर की तुलना में बहुत धीमी होती है, और कई अध्ययनों से पता चला है कि साइपरमेथ्रिन छिड़काव के बाद महीनों तक इनडोर हवा और धूल में बना रह सकता है [45,46,47]। इक्विटोस में घर अक्सर अंधेरे, संकीर्ण गलियारों में कुछ खिड़कियों के साथ बनाए जाते हैं, इसके अलावा, कम खुराक (LD50 ≤ 0.001 ppm) पर साइपरमेथ्रिन अतिसंवेदनशील एडीज एजिप्टी मच्छरों के लिए अत्यधिक जहरीला होता है [48]। अवशिष्ट साइपरमेथ्रिन की हाइड्रोफोबिक प्रकृति के कारण, यह जलीय मच्छर के लार्वा को प्रभावित करने की संभावना नहीं है, जो समय के साथ सक्रिय लार्वा आवासों से वयस्कों की वसूली की व्याख्या करता है जैसा कि मूल अध्ययन में वर्णित है, बफर जोन की तुलना में उपचारित क्षेत्रों में गैर-अंडप्रजक मादाओं का अनुपात अधिक है [14]। अंडे से वयस्क तक एडीज एजिप्टी मच्छर का जीवन चक्र तापमान और मच्छर की प्रजातियों के आधार पर 7 से 10 दिनों का हो सकता है। [49] वयस्क मच्छर आबादी की वसूली में देरी को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि अवशिष्ट साइपरमेथ्रिन कुछ नए उभरे हुए वयस्कों और कुछ ऐसे क्षेत्रों से लाए गए वयस्कों को मारता है या पीछे हटाता है
जिन मॉडलों में पिछले घरेलू छिड़काव का पूरा इतिहास शामिल था, उनमें हाल ही की छिड़काव तिथि को शामिल करने वाले मॉडलों की तुलना में कम सटीकता और कमजोर प्रभाव का अनुमान था। इसे इस बात का प्रमाण नहीं माना जाना चाहिए कि व्यक्तिगत घरों को फिर से उपचारित करने की आवश्यकता नहीं है। हमारे अध्ययन में और साथ ही पिछले अध्ययनों [14] में छिड़काव के तुरंत बाद ए. एजिप्टी आबादी की वसूली देखी गई है, जो बताती है कि ए. एजिप्टी दमन को फिर से स्थापित करने के लिए स्थानीय संचरण गतिशीलता द्वारा निर्धारित आवृत्ति पर घरों का फिर से उपचार करने की आवश्यकता है। छिड़काव आवृत्ति का उद्देश्य मुख्य रूप से मादा एडीज एजिप्टी के संक्रमण की संभावना को कम करना होना चाहिए, जो कि बाह्य ऊष्मायन अवधि (ईआईपी) की अपेक्षित लंबाई से निर्धारित होगा - एक वेक्टर को अगले मेजबान के लिए संक्रमित रक्त पर संक्रामक बनने में लगने वाला समय। बदले में, ईआईपी वायरस के तनाव, तापमान और अन्य कारकों पर निर्भर करेगा। उदाहरण के लिए, डेंगू बुखार के मामले में, भले ही कीटनाशक का छिड़काव सभी संक्रमित वयस्क वेक्टरों को मार देता है, मानव आबादी 14 दिनों तक संक्रामक रह सकती है और नए उभरते मच्छरों को संक्रमित कर सकती है [54]। डेंगू बुखार के प्रसार को नियंत्रित करने के लिए, छिड़काव के बीच के अंतराल कीटनाशक उपचारों के बीच के अंतराल से कम होने चाहिए ताकि नए उभरते मच्छरों को खत्म किया जा सके जो अन्य मच्छरों को संक्रमित करने से पहले संक्रमित मेजबानों को काट सकते हैं। वेक्टर नियंत्रण एजेंसियों के लिए सात दिनों को एक दिशानिर्देश और माप की एक सुविधाजनक इकाई के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। इस प्रकार, कम से कम 3 सप्ताह के लिए साप्ताहिक कीटनाशक छिड़काव (मेजबान की संपूर्ण संक्रामक अवधि को कवर करने के लिए) डेंगू बुखार के संचरण को रोकने के लिए पर्याप्त होगा, और हमारे परिणाम बताते हैं कि पिछले छिड़काव की प्रभावशीलता उस समय तक काफी कम नहीं होगी [13]।
अंततः, हमारे परिणाम दर्शाते हैं कि इनडोर छिड़काव का प्रभाव उन घरों तक ही सीमित था जहां इसे किया गया था, और पड़ोसी घरों में छिड़काव से एडीज एजिप्टी की आबादी में और कमी नहीं आई। वयस्क एडीज एजिप्टी मच्छर उस घर के पास या अंदर रह सकते हैं जहां वे अंडे देते हैं, 10 मीटर दूर तक एकत्र हो सकते हैं, और औसतन 106 मीटर की दूरी तय करते हैं।[36] इस प्रकार, घर के आसपास के क्षेत्र में छिड़काव करने से उस घर में एडीज एजिप्टी की संख्या पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ सकता है। यह पिछले निष्कर्षों का समर्थन करता है कि घरों के बाहर या आसपास छिड़काव करने का कोई प्रभाव नहीं पड़ा [18, 55]। हालांकि, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ए. एजिप्टी जनसंख्या की गतिशीलता पर क्षेत्रीय प्रभाव हो सकते हैं,