การวิเคราะห์เชิงปริภูมิและเวลาของผลกระทบของการพ่นยาฆ่าแมลงปริมาตรต่ำพิเศษในร่มต่อความหนาแน่นของปรสิตและเวกเตอร์ Aedes aegypti ในครัวเรือน |

ยุงลายเป็นพาหะหลักของไวรัสหลายชนิด (เช่น ไข้เลือดออก ไข้ชิคุนกุนยา และไข้ซิกา) ซึ่งทำให้เกิดการระบาดของโรคในคนบ่อยครั้งในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน การจัดการการระบาดเหล่านี้อาศัยการควบคุมพาหะ โดยมักจะใช้การฉีดพ่นยาฆ่าแมลงที่กำหนดเป้าหมายยุงตัวเมียที่โตเต็มวัย อย่างไรก็ตาม ขอบเขตพื้นที่และความถี่ในการฉีดพ่นที่จำเป็นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดนั้นยังไม่ชัดเจน ในการศึกษานี้ เราอธิบายผลกระทบของการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงไพรีทรอยด์ปริมาตรต่ำพิเศษ (ULV) ในอาคารต่อประชากรยุงลาย Aedes aegypti ในครัวเรือน
ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการลดลงของยุงลาย Aedes aegypti ในครัวเรือนส่วนใหญ่เกิดจากการฉีดพ่นที่เกิดขึ้นภายในครัวเรือนเดียวกัน โดยไม่มีผลกระทบเพิ่มเติมจากฉีดพ่นในครัวเรือนใกล้เคียง ประสิทธิภาพการฉีดพ่นควรวัดจากระยะเวลาตั้งแต่การฉีดพ่นครั้งสุดท้าย เนื่องจากเราไม่พบผลกระทบสะสมจากการฉีดพ่นครั้งต่อๆ มา จากแบบจำลองของเรา เราประมาณว่าประสิทธิภาพการฉีดพ่นจะลดลง 50% ประมาณ 28 วันหลังจากการฉีดพ่น
การลดลงของความอุดมสมบูรณ์ของยุงลาย (Aedes aegypti) ภายในครัวเรือนหนึ่งๆ ถูกกำหนดโดยจำนวนวันนับตั้งแต่ครั้งสุดท้ายที่ฉีดพ่นในครัวเรือนนั้น ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการฉีดพ่นให้ทั่วถึงในพื้นที่เสี่ยงสูง โดยความถี่ของการฉีดพ่นขึ้นอยู่กับพลวัตการแพร่กระจายไวรัสในท้องถิ่น
ในการศึกษาครั้งนี้ เราใช้ข้อมูลจากการทดลองภาคสนามขนาดใหญ่สองครั้งของการพ่นสารไพรีทรอยด์ปริมาณต่ำพิเศษในร่มซ้ำๆ ในเมืองอิกีโตส ในภูมิภาคอเมซอนของเปรู เพื่อประเมินผลกระทบของการพ่นสารไพรีทรอยด์ปริมาณต่ำพิเศษต่อประชากรยุงลาย Aedes aegypti แต่ละตัวในครัวเรือน โดยขยายออกไปเกินขอบเขตของครัวเรือนเดียว การวิจัยก่อนหน้านี้ได้ประเมินผลกระทบของการบำบัดปริมาณต่ำพิเศษโดยพิจารณาจากว่าครัวเรือนอยู่ภายในหรือภายนอกพื้นที่การแทรกแซงที่ใหญ่กว่า ในการศึกษาครั้งนี้ เราตั้งเป้าที่จะแยกผลกระทบของการบำบัดในระดับที่ละเอียดขึ้นของแต่ละครัวเรือน เพื่อทำความเข้าใจถึงการมีส่วนสนับสนุนที่สัมพันธ์กันของการบำบัดภายในครัวเรือนเมื่อเทียบกับการบำบัดในครัวเรือนใกล้เคียง เมื่อเวลาผ่านไป เราประเมินผลกระทบสะสมของการพ่นซ้ำเมื่อเทียบกับการพ่นครั้งล่าสุดต่อการลดจำนวนยุงลาย Aedes aegypti ในโรงเรือนสัตว์ปีก เพื่อทำความเข้าใจความถี่ของการพ่นที่จำเป็นและเพื่อประเมินการลดลงของประสิทธิภาพการพ่นเมื่อเวลาผ่านไป การวิเคราะห์นี้อาจช่วยในการพัฒนาแนวทางการควบคุมพาหะและให้ข้อมูลสำหรับการกำหนดพารามิเตอร์ของแบบจำลองเพื่อคาดการณ์ประสิทธิภาพของแนวทางดังกล่าว
ผลลัพธ์ที่น่าสนใจนั้นถูกกำหนดให้เป็นจำนวนรวมของ Aedes aegypti ที่โตเต็มวัยที่เก็บได้ต่อครัวเรือน i และเวลา t ซึ่งจำลองในกรอบเบย์เซียนหลายระดับโดยใช้การแจกแจงทวินามเชิงลบเพื่ออธิบายการกระจายเกิน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากมีการเก็บ Aedes aegypti ที่โตเต็มวัยจำนวนมากได้ เมื่อพิจารณาจากความแตกต่างในตำแหน่งและการออกแบบการทดลองระหว่างการศึกษาทั้งสองครั้ง โมเดลที่เป็นตัวเลือกทั้งหมดจึงพอดีกับชุดข้อมูล S-2013 และ L-2014 ตามลำดับ โมเดลที่เป็นตัวเลือกได้รับการพัฒนาตามรูปแบบทั่วไป:
a แสดงถึงตัวใดตัวหนึ่งจากชุดตัวแปรตัวเลือกในการวัดผลกระทบของการฉีดพ่นต่อครัวเรือน i ในเวลา t ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง
b แสดงถึงตัวใดตัวหนึ่งจากชุดตัวแปรตัวเลือกในการวัดผลกระทบของการฉีดพ่นต่อเพื่อนบ้านรอบบ้าน i ในเวลา t ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง
เราได้ทดสอบค่าสถิติ b แบบง่ายๆ ด้วยการคำนวณสัดส่วนของครัวเรือนภายในวงแหวนที่ระยะทางที่กำหนดจากครัวเรือน i ที่ถูกฉีดพ่นในสัปดาห์ก่อน
โดยที่ h คือจำนวนครัวเรือนในวงแหวน r และ r คือระยะทางระหว่างวงแหวนและครัวเรือน i ระยะทางระหว่างวงแหวนได้รับการกำหนดตามปัจจัยต่อไปนี้:
แบบจำลองสัมพัทธ์ที่เหมาะสมสำหรับฟังก์ชันการสัมผัสการพ่นภายในครัวเรือนที่มีน้ำหนักตามเวลา เส้นสีแดงที่หนากว่าแสดงถึงแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุด โดยเส้นที่หนาที่สุดแสดงถึงแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุด และเส้นหนาอื่นๆ แสดงถึงแบบจำลองที่มี WAIC ไม่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจาก WAIC ของแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุด ฟังก์ชันการสลายตัวของ BA จะใช้กับจำนวนวันนับตั้งแต่การพ่นครั้งสุดท้ายที่อยู่ในแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุดห้าอันดับแรกตามการจัดอันดับ WAIC โดยเฉลี่ยจากการทดลองสองครั้ง
แบบจำลองประเมินว่าประสิทธิภาพการพ่นลดลงร้อยละ 50 ประมาณ 28 วันหลังจากการพ่น ในขณะที่ประชากรยุงลาย Aedes aegypti ฟื้นตัวเกือบเต็มที่ประมาณ 50-60 วันหลังจากการพ่น
ในการศึกษาครั้งนี้ เราอธิบายผลกระทบของการพ่นสารไพรีทรินปริมาณต่ำพิเศษภายในอาคารต่อประชากรยุงลายบ้านในที่ร่มเมื่อเทียบกับเหตุการณ์การพ่นสารที่เกิดขึ้นในระยะเวลาและพื้นที่ใกล้เคียงบ้าน การทำความเข้าใจระยะเวลาและขอบเขตพื้นที่ของผลกระทบของการพ่นสารต่อประชากรยุงลายบ้านจะช่วยระบุเป้าหมายที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการครอบคลุมพื้นที่และความถี่ของการพ่นสารที่จำเป็นในระหว่างการแทรกแซงการควบคุมแมลง และจะเป็นพื้นฐานสำหรับการเปรียบเทียบกลยุทธ์การควบคุมแมลงที่มีศักยภาพต่างๆ ข้อมูล ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการลดลงของประชากรยุงลายบ้านภายในครัวเรือนเกิดจากการพ่นสารภายในครัวเรือนเดียว โดยไม่มีผลกระทบเพิ่มเติมจากการฉีดสารโดยครัวเรือนในพื้นที่ใกล้เคียง ผลกระทบของการพ่นสารต่อประชากรยุงลายบ้านในที่ร่มขึ้นอยู่กับเวลาเป็นหลักตั้งแต่การพ่นสารครั้งสุดท้าย และลดลงเรื่อยๆ ในเวลา 60 วัน ไม่พบการลดลงของประชากรยุงลายบ้านเพิ่มเติมเนื่องจากผลกระทบสะสมจากการพ่นสารภายในครัวเรือนหลายครั้ง โดยรวมแล้ว ประชากรยุงลายบ้านลดลง จำนวนยุงลาย Aedes aegypti ในครัวเรือนหนึ่งขึ้นอยู่กับเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่ครั้งสุดท้ายที่มีการพ่นยาในครัวเรือนนั้น
ข้อจำกัดที่สำคัญประการหนึ่งของการศึกษาของเราคือ เราไม่ได้ควบคุมอายุของยุงลาย Aedes aegypti ที่โตเต็มวัยที่เก็บมาได้ การวิเคราะห์ก่อนหน้านี้ของการทดลองเหล่านี้ [14] แสดงให้เห็นว่าการกระจายอายุของยุงตัวเมียที่โตเต็มวัยมีแนวโน้มที่จะอายุน้อยกว่า (สัดส่วนของยุงตัวเมียที่ไม่เคยออกลูกเพิ่มขึ้น) ในเขตที่มีการฉีดพ่น L-2014 เมื่อเทียบกับเขตกันชน ดังนั้น แม้ว่าเราจะไม่พบบทบาทอธิบายเพิ่มเติมของเหตุการณ์การฉีดพ่นในครัวเรือนโดยรอบต่อความอุดมสมบูรณ์ของยุงลาย Aedes aegypti ในครัวเรือนใดครัวเรือนหนึ่ง แต่เราไม่สามารถแน่ใจได้ว่าไม่มีผลกระทบในระดับภูมิภาคต่อพลวัตของประชากรยุงลาย Aedes aegypti ในพื้นที่ที่เกิดเหตุการณ์การฉีดพ่นบ่อยครั้ง
ข้อจำกัดอื่นๆ ของการศึกษาของเรา ได้แก่ การไม่สามารถอธิบายการพ่นยาฉุกเฉินของกระทรวงสาธารณสุข ซึ่งเกิดขึ้นประมาณ 2 เดือนก่อนการพ่นยา L-2014 ในเชิงทดลอง เนื่องจากขาดข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับสถานที่และระยะเวลา การวิเคราะห์ก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการพ่นยาเหล่านี้มีผลคล้ายกันทั่วทั้งพื้นที่ศึกษา โดยสร้างระดับพื้นฐานทั่วไปของความหนาแน่นของ Aedes aegypti ในความเป็นจริง เมื่อถึงเวลาที่การพ่นยาในเชิงทดลองเริ่มขึ้น ประชากรของ Aedes aegypti ก็เริ่มฟื้นตัวแล้ว นอกจากนี้ ความแตกต่างของผลลัพธ์ระหว่างช่วงการทดลองทั้งสองช่วงอาจเกิดจากความแตกต่างในการออกแบบการศึกษาและความอ่อนไหวที่แตกต่างกันของ Aedes aegypti ต่อไซเปอร์เมทริน โดย S-2013 มีความไวมากกว่า L-2014
ในที่สุด ผลการวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าผลกระทบของการฉีดพ่นภายในอาคารจำกัดอยู่แค่ในครัวเรือนที่ฉีดพ่น และการฉีดพ่นในครัวเรือนใกล้เคียงไม่ได้ทำให้ประชากรยุงลาย Aedes aegypti ลดลงอีก ยุงลาย Aedes aegypti ที่โตเต็มวัยสามารถอยู่ใกล้หรือภายในบ้าน รวมตัวกันภายในระยะ 10 เมตร และเคลื่อนที่ไปได้ในระยะทางเฉลี่ย 106 เมตร ดังนั้น การฉีดพ่นบริเวณรอบบ้านอาจไม่ส่งผลกระทบมากนักต่อประชากรยุงลาย Aedes aegypti ในบ้านหลังนั้น ซึ่งสนับสนุนการค้นพบก่อนหน้านี้ที่ว่าการฉีดพ่นภายนอกหรือรอบบ้านไม่มีผลกระทบใดๆ อย่างไรก็ตาม ดังที่กล่าวข้างต้น อาจมีอิทธิพลในระดับภูมิภาคต่อพลวัตของประชากรยุงลาย Aedes aegypti และแบบจำลองของเราไม่ได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจจับผลกระทบดังกล่าว
เมื่อพิจารณาโดยรวมแล้ว ผลลัพธ์ของเราเน้นย้ำถึงความสำคัญของการเข้าถึงทุกครัวเรือนที่มีความเสี่ยงสูงในการแพร่ระบาดในช่วงที่มีการระบาด เนื่องจากครัวเรือนที่ไม่ได้ฉีดพ่นยาฆ่าเชื้อในช่วงไม่นานมานี้ไม่สามารถพึ่งพาการแทรกแซงในบริเวณใกล้เคียงหรือแม้แต่การแทรกแซงหลายครั้งในอดีตเพื่อลดจำนวนยุงในปัจจุบันได้ เนื่องจากเข้าถึงบ้านบางหลังไม่ได้ การฉีดพ่นยาฆ่าเชื้อในช่วงแรกจึงมักครอบคลุมเพียงบางส่วน การไปเยี่ยมบ้านที่พลาดซ้ำหลายครั้งอาจเพิ่มความครอบคลุมได้ แต่ผลตอบแทนจะลดลงในแต่ละรอบของความพยายาม และต้นทุนต่อครัวเรือนจะเพิ่มขึ้น ดังนั้นจำเป็นต้องปรับปรุงโปรแกรมควบคุมพาหะโดยกำหนดเป้าหมายไปที่พื้นที่ที่มีความเสี่ยงในการแพร่ระบาดของไข้เลือดออกสูง การแพร่ระบาดของไข้เลือดออกมีความหลากหลายในด้านพื้นที่และเวลา ดังนั้นการประเมินพื้นที่เสี่ยงสูงในพื้นที่นั้นๆ รวมถึงสภาพประชากร สิ่งแวดล้อม และสังคม ควรเป็นแนวทางในการควบคุมพาหะที่กำหนดเป้าหมาย กลยุทธ์ที่กำหนดเป้าหมายอื่นๆ เช่น การผสมผสานการฉีดพ่นสารตกค้างในอาคารกับการติดตามการสัมผัส เคยได้ผลมาแล้วในอดีตและอาจประสบความสำเร็จในบางสถานการณ์ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ยังช่วยเลือกกลยุทธ์ควบคุมพาหะที่เหมาะสมที่สุดเพื่อลดการแพร่ระบาดในแต่ละพื้นที่โดยไม่ต้องมีการทดลองภาคสนามที่มีราคาแพงและซับซ้อนในด้านโลจิสติกส์ ผลลัพธ์ของเราให้พารามิเตอร์โดยละเอียดของผลกระทบเชิงพื้นที่และเวลาของการฉีดพ่นในร่มปริมาณต่ำสุด ซึ่งอาจแจ้งความพยายามในการสร้างแบบจำลองเชิงกลไกในอนาคต