घरों में एडीस एजिप्टी मच्छरों की संख्या पर अत्यंत सूक्ष्म मात्रा में कीटनाशक छिड़काव के प्रभावों का स्थानिक-सामयिक विश्लेषण | कीट और वाहक

इस परियोजना में पेरू के अमेज़न क्षेत्र में स्थित इक्विटोस शहर में दो वर्षों की अवधि में छह चरणों में किए गए दो बड़े पैमाने के प्रयोगों से प्राप्त आंकड़ों का विश्लेषण किया गया, जिनमें घरों के अंदर पाइरेथ्रॉइड का छिड़काव किया गया था। हमने एडीस एजिप्टी मच्छरों की आबादी में गिरावट के कारणों की पहचान करने के लिए एक स्थानिक बहुस्तरीय मॉडल विकसित किया, जो निम्न कारकों पर आधारित थे: (i) हाल ही में घरों में अल्ट्रा-लो वॉल्यूम (ULV) कीटनाशकों का उपयोग और (ii) पड़ोसी या आस-पास के घरों में ULV का उपयोग। हमने ULV कीटनाशकों के विलंबित प्रभावों को समझने के लिए विभिन्न लौकिक और स्थानिक क्षय कार्यों पर आधारित संभावित स्प्रे प्रभावशीलता भारण योजनाओं की एक श्रृंखला के साथ मॉडल की उपयुक्तता की तुलना की।
हमारे परिणामों से पता चलता है कि एक ही घर के भीतर ए. एजिप्टी की संख्या में कमी मुख्य रूप से उसी घर में छिड़काव के कारण हुई, जबकि पड़ोसी घरों में छिड़काव का कोई अतिरिक्त प्रभाव नहीं पड़ा। छिड़काव 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 की प्रभावशीलता में 50% की कमी आई।
घरों में एडीज एजिप्टी मच्छरों की आबादी में कमी मुख्य रूप से किसी घर में अंतिम उपचार के बाद से बीते दिनों की संख्या पर निर्भर थी, जो उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों में स्प्रे कवरेज के महत्व को उजागर करती है, और स्प्रे की आवृत्ति स्थानीय संचरण गतिशीलता पर निर्भर करती है।
एडीस एजिप्टी मच्छर कई आर्बोवायरस का प्राथमिक वाहक है जो डेंगू वायरस (डेनवी), चिकनगुनिया वायरस और ज़िका वायरस सहित बड़े पैमाने पर महामारी फैला सकते हैं। यह मच्छर मुख्य रूप से मनुष्यों का खून चूसता है और अक्सर मनुष्यों को काटता है। यह शहरी वातावरण के अनुकूल अच्छी तरह से ढल चुका है [1,2,3,4] और उष्णकटिबंधीय और उपोष्णकटिबंधीय क्षेत्रों में कई जगहों पर फैल चुका है [5]। इनमें से कई क्षेत्रों में डेंगू का प्रकोप समय-समय पर होता रहता है, जिसके परिणामस्वरूप सालाना लगभग 390 मिलियन मामले सामने आते हैं [6, 7]। उपचार या प्रभावी और व्यापक रूप से उपलब्ध टीके की अनुपस्थिति में, डेंगू के प्रसार की रोकथाम और नियंत्रण विभिन्न वाहक नियंत्रण उपायों के माध्यम से मच्छरों की आबादी को कम करने पर निर्भर करता है, आमतौर पर वयस्क मच्छरों को लक्षित करने वाले कीटनाशकों का छिड़काव किया जाता है [8]।
इस अध्ययन में, हमने पेरू के अमेज़न क्षेत्र में स्थित इक्विटोस शहर में किए गए दो बड़े पैमाने पर दोहराए गए पाइरेथ्रॉइड छिड़काव के डेटा का उपयोग किया, जिसमें घरों के भीतर पाइरेथ्रॉइड का छिड़काव किया गया था [14]। इसका उद्देश्य व्यक्तिगत घरों से परे, घरों में एडीस एजिप्टी मच्छरों की संख्या पर अल्ट्रा-लो वॉल्यूम छिड़काव के स्थानिक और अस्थायी विलंबित प्रभावों का अनुमान लगाना था। एक पिछले अध्ययन में, घरों के बड़े हस्तक्षेप क्षेत्र के भीतर या बाहर होने के आधार पर अल्ट्रा-लो वॉल्यूम उपचारों के प्रभाव का आकलन किया गया था। इस अध्ययन में, हमने उपचार प्रभावों को और अधिक सूक्ष्म स्तर पर, व्यक्तिगत घर के स्तर पर, विभाजित करने का प्रयास किया, ताकि घर के भीतर किए गए उपचारों का पड़ोसी घरों में किए गए उपचारों की तुलना में सापेक्ष योगदान को समझा जा सके। अस्थायी रूप से, हमने एडीस एजिप्टी मच्छरों की संख्या को कम करने के लिए सबसे हालिया छिड़काव की तुलना में बार-बार किए गए छिड़काव के संचयी प्रभाव का अनुमान लगाया, ताकि आवश्यक छिड़काव की आवृत्ति को समझा जा सके और समय के साथ छिड़काव की प्रभावशीलता में गिरावट का आकलन किया जा सके। यह विश्लेषण वेक्टर नियंत्रण रणनीतियों के विकास में सहायता कर सकता है और उनकी प्रभावशीलता की भविष्यवाणी करने के लिए मॉडल के पैरामीटराइजेशन के लिए जानकारी प्रदान कर सकता है [22, 23, 24]।
किसी दिए गए अंतराल पर स्थित घर i से एक निश्चित दूरी पर स्थित एक रिंग के भीतर उन घरों के अनुपात की गणना करने के लिए उपयोग की जाने वाली रिंग दूरी योजना का दृश्य निरूपण, जिन्हें t से पूर्व सप्ताह में कीटनाशकों से उपचारित किया गया था (सभी घर i बफर ज़ोन के 1000 मीटर के भीतर हैं)। L-2014 के इस उदाहरण में, घर i उपचारित क्षेत्र में था और वयस्क मच्छरों का सर्वेक्षण छिड़काव के दूसरे दौर के बाद किया गया था। दूरी रिंग एडीस एजिप्टी मच्छरों द्वारा तय की जाने वाली दूरी पर आधारित हैं। दूरी रिंग B प्रत्येक 100 मीटर पर एक समान वितरण पर आधारित हैं।
हमने एक सरल माप b का परीक्षण किया, जिसमें घर i से दी गई दूरी पर एक रिंग के भीतर घरों के अनुपात की गणना की गई, जिन्हें t से पहले के सप्ताह में कीटनाशकों से उपचारित किया गया था (अतिरिक्त फ़ाइल 1: तालिका 4)।
जहां h, रिंग r में परिवारों की संख्या है, और r रिंग और परिवार i के बीच की दूरी है। रिंगों के बीच की दूरियों का निर्धारण निम्नलिखित कारकों को ध्यान में रखते हुए किया जाता है:
समय-भारित घरेलू स्प्रे प्रभाव फ़ंक्शन का सापेक्ष मॉडल फिट। मोटी लाल रेखाएँ सर्वोत्तम फिटिंग मॉडल को दर्शाती हैं, जहाँ सबसे मोटी रेखा सर्वोत्तम फिटिंग मॉडल को 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 फ़ंक्शन को अंतिम स्प्रे के बाद के दिनों पर लागू किया गया है जो शीर्ष पाँच सर्वोत्तम फिटिंग मॉडल में थे, जिन्हें दोनों प्रयोगों में औसत WAIC के आधार पर रैंक किया गया है।
प्रत्येक घर में एडीज एजिप्टी मच्छरों की संख्या में अनुमानित कमी, पिछली बार छिड़काव किए जाने के बाद से बीते दिनों की संख्या से संबंधित है। दिए गए समीकरण में इस कमी को अनुपात के रूप में व्यक्त किया गया है, जहाँ दर अनुपात (आरआर) छिड़काव की स्थिति और बिना छिड़काव की स्थिति का अनुपात है।
मॉडल ने अनुमान लगाया कि छिड़काव के लगभग 28 दिन बाद स्प्रे की प्रभावशीलता में 50% की गिरावट आई, जबकि एडीज एजिप्टी मच्छरों की आबादी छिड़काव के लगभग 50-60 दिन बाद लगभग पूरी तरह से ठीक हो गई थी।
इस अध्ययन में, हमने घरों के भीतर अल्ट्रा-लो वॉल्यूम पाइरेथ्रॉइड के छिड़काव के एडीस एजिप्टी मच्छरों की संख्या पर पड़ने वाले प्रभावों का वर्णन किया है, जो छिड़काव के समय और घर के आस-पास के क्षेत्र पर निर्भर करता है। एडीस एजिप्टी मच्छरों की आबादी पर छिड़काव के प्रभावों की अवधि और क्षेत्र की बेहतर समझ, वेक्टर नियंत्रण उपायों के दौरान आवश्यक क्षेत्र कवरेज और छिड़काव की आवृत्ति के लिए इष्टतम लक्ष्यों की पहचान करने में मदद करेगी और विभिन्न संभावित वेक्टर नियंत्रण रणनीतियों की तुलना करने वाले मॉडलिंग को सूचित करेगी। हमारे परिणाम बताते हैं कि एक ही घर के भीतर एडीस एजिप्टी मच्छरों की आबादी में कमी उसी घर में किए गए छिड़काव के कारण हुई, जबकि पड़ोसी क्षेत्रों के घरों में छिड़काव का कोई अतिरिक्त प्रभाव नहीं पड़ा। घरों में एडीस एजिप्टी मच्छरों की संख्या पर छिड़काव का प्रभाव मुख्य रूप से पिछले छिड़काव के बाद के समय पर निर्भर था और 60 दिनों में धीरे-धीरे कम हो गया। कई घरों में किए गए छिड़काव के संचयी प्रभाव के परिणामस्वरूप एडीस एजिप्टी मच्छरों की आबादी में कोई और कमी नहीं देखी गई। संक्षेप में, एडीस एजिप्टी मच्छरों की संख्या में कमी आई है। किसी घर में एडीज एजिप्टी मच्छरों की संख्या मुख्य रूप से उस घर में आखिरी बार छिड़काव किए जाने के बाद बीते समय पर निर्भर करती है।
हमारे अध्ययन की एक महत्वपूर्ण सीमा यह है कि हमने एकत्रित किए गए वयस्क एडीस एजिप्टी मच्छरों की आयु को नियंत्रित नहीं किया। इन प्रयोगों के पिछले विश्लेषणों [14] में बफर ज़ोन की तुलना में एल-2014 से उपचारित क्षेत्रों में वयस्क मादाओं की कम आयु वितरण (बिना बच्चे पैदा करने वाली मादाओं का बढ़ा हुआ अनुपात) की प्रवृत्ति पाई गई। इस प्रकार, यद्यपि हमें किसी दिए गए घर में एडीस एजिप्टी की संख्या पर आस-पास के घरों में छिड़काव के अतिरिक्त व्याख्यात्मक प्रभाव का पता नहीं चला, हम इस बात पर आश्वस्त नहीं हो सकते कि उन क्षेत्रों में एडीस एजिप्टी की जनसंख्या गतिशीलता पर कोई क्षेत्रीय प्रभाव नहीं है जहाँ बार-बार छिड़काव होता है।
हमारे अध्ययन की अन्य सीमाओं में स्वास्थ्य मंत्रालय द्वारा एल-2014 प्रायोगिक छिड़काव से लगभग 2 महीने पहले किए गए आपातकालीन छिड़काव को शामिल न कर पाना शामिल है, क्योंकि इसके स्थान और समय के बारे में विस्तृत जानकारी उपलब्ध नहीं है। पिछले विश्लेषणों से पता चला है कि इन छिड़कावों का अध्ययन क्षेत्र में समान प्रभाव पड़ा, जिससे एडीस एजिप्टी घनत्व के लिए एक सामान्य आधार रेखा बनी; वास्तव में, प्रायोगिक छिड़काव किए जाने के बाद एडीस एजिप्टी की आबादी में सुधार होना शुरू हो गया [14]। इसके अलावा, दो प्रायोगिक अवधियों के परिणामों में अंतर अध्ययन डिजाइन में अंतर और एडीस एजिप्टी की साइपरमेथ्रिन के प्रति अलग-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 परिणाम प्रस्तुत करते हैं और एल-2014 प्रयोग के लिए तैयार किए गए मॉडल को अपने अंतिम मॉडल के रूप में शामिल करते हैं। यह देखते हुए कि एल-2014 प्रयोगात्मक डिज़ाइन एडीस एजिप्टी मच्छर आबादी पर हाल ही में छिड़काव के प्रभाव का आकलन करने के लिए अधिक उपयुक्त है, और यह कि स्थानीय एडीस एजिप्टी आबादी ने 2014 के अंत में पाइरेथ्रोइड्स के प्रति प्रतिरोध विकसित कर लिया था [41], हमने इस मॉडल को अधिक रूढ़िवादी विकल्प और इस अध्ययन के उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए अधिक उपयुक्त माना।
इस अध्ययन में देखी गई स्प्रे क्षय वक्र की अपेक्षाकृत सपाट ढलान साइपरमेथ्रिन की अपघटन दर और मच्छर जनसंख्या गतिशीलता के संयोजन के कारण हो सकती है। इस अध्ययन में प्रयुक्त साइपरमेथ्रिन कीटनाशक एक पाइरेथ्रॉइड है जो मुख्य रूप से फोटोलाइसिस और हाइड्रोलाइसिस (DT50 = 2.6–3.6 दिन) के माध्यम से अपघटित होता है [44]। हालांकि पाइरेथ्रॉइड को आमतौर पर अनुप्रयोग के बाद तेजी से अपघटित माना जाता है और अवशेष न्यूनतम होते हैं, पाइरेथ्रॉइड की अपघटन दर घर के अंदर की तुलना में बाहर बहुत धीमी होती है, और कई अध्ययनों से पता चला है कि साइपरमेथ्रिन छिड़काव के बाद महीनों तक घर के अंदर की हवा और धूल में बना रह सकता है [45,46,47]। इक्विटोस में घर अक्सर कम खिड़कियों वाले अंधेरे, संकरे गलियारों में बने होते हैं, जो फोटोलाइसिस के कारण कम अपघटन दर का कारण हो सकता है [14]। इसके अतिरिक्त, साइपरमेथ्रिन कम मात्रा में भी संवेदनशील एडीस एजिप्टी मच्छरों के लिए अत्यधिक विषैला होता है (LD50 ≤ 0.001 ppm) [48]। अवशिष्ट साइपरमेथ्रिन की जलविरोधी प्रकृति के कारण, यह जलीय मच्छर लार्वा को प्रभावित करने की संभावना नहीं है, जो मूल अध्ययन में वर्णित समय के साथ सक्रिय लार्वा आवासों से वयस्कों की पुनर्प्राप्ति की व्याख्या करता है, जिसमें उपचारित क्षेत्रों में बफर क्षेत्रों की तुलना में गैर-अंडे देने वाली मादाओं का अनुपात अधिक होता है [14]। एडीस एजिप्टी मच्छर का जीवन चक्र अंडे से वयस्क तक तापमान और मच्छर प्रजाति के आधार पर 7 से 10 दिन लग सकता है। [49] वयस्क मच्छर आबादी की पुनर्प्राप्ति में देरी को इस तथ्य से और स्पष्ट किया जा सकता है कि अवशिष्ट साइपरमेथ्रिन कुछ नए निकले वयस्कों और उन क्षेत्रों से आए कुछ वयस्कों को मारता है या भगाता है जिनका कभी उपचार नहीं किया गया है, साथ ही वयस्कों की संख्या में कमी के कारण अंडे देने में कमी भी होती है [22, 50]।
जिन मॉडलों में पिछले घरेलू छिड़काव के पूरे इतिहास को शामिल किया गया था, उनकी सटीकता और प्रभाव अनुमान उन मॉडलों की तुलना में कम थे जिनमें केवल सबसे हाल की छिड़काव तिथि को शामिल किया गया था। इसे इस बात का प्रमाण नहीं माना जाना चाहिए कि अलग-अलग घरों को दोबारा उपचार की आवश्यकता नहीं है। हमारे अध्ययन में, साथ ही पिछले अध्ययनों [14] में भी, छिड़काव के तुरंत बाद एडीस एजिप्टी की आबादी में देखी गई वृद्धि से पता चलता है कि एडीस एजिप्टी के दमन को पुनः स्थापित करने के लिए स्थानीय संचरण गतिशीलता द्वारा निर्धारित आवृत्ति पर घरों को दोबारा उपचार की आवश्यकता है। छिड़काव की आवृत्ति का मुख्य उद्देश्य मादा एडीस एजिप्टी के संक्रमण की संभावना को कम करना होना चाहिए, जो बाह्य ऊष्मायन अवधि (ईआईपी) की अपेक्षित लंबाई द्वारा निर्धारित की जाएगी - वह समय जो संक्रमित रक्त पर पलने वाले वेक्टर को अगले मेजबान को संक्रमित करने में लगता है। बदले में, ईआईपी वायरस स्ट्रेन, तापमान और अन्य कारकों पर निर्भर करेगा। उदाहरण के लिए, डेंगू बुखार के मामले में, भले ही कीटनाशक छिड़काव से सभी संक्रमित वयस्क मच्छर मर जाएं, मानव आबादी 14 दिनों तक संक्रामक बनी रह सकती है और नए मच्छरों को संक्रमित कर सकती है [54]। डेंगू बुखार के प्रसार को नियंत्रित करने के लिए, छिड़काव के बीच का अंतराल कीटनाशक उपचारों के बीच के अंतराल से कम होना चाहिए ताकि नए मच्छरों को खत्म किया जा सके जो संक्रमित मच्छरों को काटने से पहले ही उन्हें संक्रमित कर सकते हैं। सात दिनों को एक दिशानिर्देश और वेक्टर नियंत्रण एजेंसियों के लिए माप की एक सुविधाजनक इकाई के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है। इस प्रकार, कम से कम 3 सप्ताह तक साप्ताहिक कीटनाशक छिड़काव (मेजबान की पूरी संक्रामक अवधि को कवर करने के लिए) डेंगू बुखार के संचरण को रोकने के लिए पर्याप्त होगा, और हमारे परिणाम बताते हैं कि उस समय तक पिछले छिड़काव की प्रभावशीलता में उल्लेखनीय कमी नहीं आएगी [13]। वास्तव में, इक्विटोस में, स्वास्थ्य अधिकारियों ने कई हफ्तों से लेकर कई महीनों की अवधि में बंद स्थानों में अल्ट्रा-लो-वॉल्यूम कीटनाशक छिड़काव के तीन दौर आयोजित करके एक प्रकोप के दौरान डेंगू के संचरण को सफलतापूर्वक कम किया।
अंत में, हमारे परिणाम दर्शाते हैं कि घर के अंदर छिड़काव का प्रभाव केवल उन्हीं घरों तक सीमित था जहाँ छिड़काव किया गया था, और पड़ोसी घरों में छिड़काव से एडीज एजिप्टी मच्छरों की संख्या में कोई और कमी नहीं आई। वयस्क एडीज एजिप्टी मच्छर घर के पास या अंदर रह सकते हैं जहाँ वे अंडे देते हैं, 10 मीटर तक की दूरी तक एकत्रित हो सकते हैं, और औसतन 106 मीटर की दूरी तय कर सकते हैं।[36] इस प्रकार, घर के आसपास के क्षेत्र में छिड़काव का उस घर में एडीज एजिप्टी मच्छरों की संख्या पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ सकता है। यह पिछले निष्कर्षों का समर्थन करता है कि घरों के बाहर या आसपास छिड़काव का कोई प्रभाव नहीं पड़ा [18, 55]। हालांकि, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एडीज एजिप्टी मच्छरों की जनसंख्या गतिशीलता पर क्षेत्रीय प्रभाव हो सकते हैं जिन्हें हमारा मॉडल पता लगाने में असमर्थ है।