การวิเคราะห์เชิงพื้นที่และเวลาของผลกระทบของการพ่นยาฆ่าแมลงปริมาณต่ำมากภายในอาคารต่อความหนาแน่นของปรสิตและพาหะนำโรคยุงลาย Aedes aegypti ในครัวเรือน |

ยุงลาย Aedes aegypti เป็นพาหะหลักของไวรัสหลายชนิด (เช่น ไข้เลือดออก ไข้ชิคุนกุนยา และไวรัสซิกา) ที่ก่อให้เกิดการระบาดของโรคในมนุษย์บ่อยครั้งในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน การจัดการการระบาดเหล่านี้อาศัยการควบคุมพาหะ ซึ่งมักอยู่ในรูปแบบของการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงเพื่อกำจัดยุงตัวเมียที่โตเต็มวัย อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าควรฉีดพ่นครอบคลุมพื้นที่มากน้อยเพียงใดและบ่อยแค่ไหนเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ในการศึกษาครั้งนี้ เราได้อธิบายถึงผลกระทบของการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงไพรีทรอยด์ชนิดปริมาณต่ำมาก (ULV) ภายในอาคารต่อประชากรยุงลาย Aedes aegypti ในบ้านเรือน
ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่า การลดลงของยุงลาย Aedes aegypti ภายในครัวเรือนนั้น ส่วนใหญ่เกิดจากการฉีดพ่นภายในครัวเรือนเดียวกัน โดยไม่มีผลเพิ่มเติมจากการฉีดพ่นในครัวเรือนข้างเคียง ประสิทธิภาพของการฉีดพ่นควรวัดจากระยะเวลาตั้งแต่การฉีดพ่นครั้งล่าสุด เนื่องจากเราไม่พบผลสะสมจากการฉีดพ่นครั้งต่อๆ ไป จากแบบจำลองของเรา เราประมาณการว่าประสิทธิภาพของการฉีดพ่นจะลดลง 50% ประมาณ 28 วันหลังจากฉีดพ่น
การลดลงของจำนวนยุงลายภายในบ้านนั้น ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับจำนวนวันที่ผ่านไปนับตั้งแต่การฉีดพ่นยาฆ่าแมลงครั้งล่าสุดภายในบ้านหลังนั้น ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงในพื้นที่เสี่ยงสูง โดยความถี่ในการฉีดพ่นขึ้นอยู่กับพลวัตการแพร่กระจายของไวรัสในท้องถิ่น
ในการศึกษาครั้งนี้ เราใช้ข้อมูลจากการทดลองภาคสนามขนาดใหญ่สองครั้งเกี่ยวกับการพ่นสารไพรีทรอยด์ปริมาณต่ำมากซ้ำๆ ภายในบ้านในเมืองอิควิตอส ในภูมิภาคอเมซอนของเปรู เพื่อประเมินผลกระทบของการพ่นปริมาณต่ำมากต่อประชากรยุงลายแต่ละตัวภายในบ้าน โดยขยายขอบเขตออกไปนอกเหนือขอบเขตของบ้านเดียว การวิจัยก่อนหน้านี้ได้ประเมินผลของการรักษาด้วยปริมาณต่ำมากโดยพิจารณาว่าครัวเรือนอยู่ภายในหรือภายนอกพื้นที่การแทรกแซงที่ใหญ่กว่า ในการศึกษาครั้งนี้ เรามุ่งเน้นที่จะแยกแยะผลกระทบของการรักษาในระดับที่ละเอียดขึ้น คือระดับครัวเรือนแต่ละหลัง เพื่อทำความเข้าใจถึงส่วนร่วมสัมพัทธ์ของการรักษาภายในครัวเรือนเมื่อเทียบกับการรักษาในครัวเรือนใกล้เคียง เมื่อเวลาผ่านไป เราได้ประเมินผลสะสมของการพ่นซ้ำเมื่อเทียบกับการพ่นครั้งล่าสุดต่อการลดจำนวนยุงลายในโรงเรือนเลี้ยงสัตว์ปีก เพื่อทำความเข้าใจความถี่ในการพ่นที่จำเป็นและเพื่อประเมินการลดลงของประสิทธิภาพการพ่นเมื่อเวลาผ่านไป การวิเคราะห์นี้อาจช่วยในการพัฒนาแผนกลยุทธ์การควบคุมพาหะนำโรคและให้ข้อมูลสำหรับการกำหนดพารามิเตอร์ของแบบจำลองเพื่อทำนายประสิทธิภาพของแผนเหล่านั้น
ผลลัพธ์ที่สนใจถูกกำหนดให้เป็นจำนวนรวมของยุงลาย Aedes aegypti ตัวเต็มวัยที่เก็บรวบรวมได้ต่อครัวเรือน i และเวลา t ซึ่งจำลองในกรอบงาน Bayesian แบบหลายระดับโดยใช้การแจกแจงแบบทวินามเชิงลบเพื่อพิจารณาความแปรปรวนที่มากเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากมีการเก็บรวบรวมยุงลาย Aedes aegypti ตัวเต็มวัยจำนวนมากที่ไม่มีผลใดๆ เนื่องจากความแตกต่างในสถานที่และรูปแบบการทดลองระหว่างการศึกษาทั้งสองครั้ง โมเดลที่เสนอทั้งหมดจึงถูกปรับให้เข้ากับชุดข้อมูล S-2013 และ L-2014 ตามลำดับ โมเดลที่เสนอได้รับการพัฒนาตามรูปแบบทั่วไปดังนี้:
a แทนตัวแปรใดตัวแปรหนึ่งในชุดตัวแปรที่ใช้วัดผลกระทบของการฉีดพ่นต่อครัวเรือน i ในเวลา t ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง
b แทนตัวแปรใดตัวแปรหนึ่งในชุดตัวแปรที่ใช้วัดผลกระทบของการฉีดพ่นต่อเพื่อนบ้านรอบ ๆ ครัวเรือน i ในเวลา t ดังที่อธิบายไว้ด้านล่าง
เราได้ทดสอบค่าสถิติ b อย่างง่ายโดยการคำนวณสัดส่วนของครัวเรือนภายในวงแหวนที่ระยะห่างที่กำหนดจากครัวเรือน i ซึ่งได้รับการฉีดพ่นยาในสัปดาห์ก่อนเวลา t
โดยที่ h คือจำนวนครัวเรือนในวงแหวน r และ r คือระยะห่างระหว่างวงแหวนกับครัวเรือน i ระยะห่างระหว่างวงแหวนจะถูกกำหนดโดยพิจารณาจากปัจจัยต่อไปนี้:
กราฟแสดงความเหมาะสมของแบบจำลองเชิงสัมพัทธ์สำหรับฟังก์ชันการสัมผัสสเปรย์ภายในครัวเรือนแบบถ่วงน้ำหนักตามเวลา เส้นสีแดงที่หนากว่าแสดงถึงแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุด โดยเส้นที่หนาที่สุดแสดงถึงแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุด และเส้นหนาอื่นๆ แสดงถึงแบบจำลองที่มีค่า WAIC ไม่แตกต่างจากค่า WAIC ของแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุดอย่างมีนัยสำคัญ ฟังก์ชันการลดลงของ BA ถูกนำมาใช้กับจำนวนวันนับตั้งแต่การฉีดพ่นครั้งล่าสุดที่อยู่ในแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุดห้าอันดับแรก โดยพิจารณาจากอันดับ WAIC เฉลี่ยจากการทดลองทั้งสองครั้ง
แบบจำลองประเมินว่าประสิทธิภาพของการฉีดพ่นลดลง 50% ประมาณ 28 วันหลังจากการฉีดพ่น ในขณะที่ประชากรยุงลาย Aedes aegypti ฟื้นตัวเกือบเต็มที่ประมาณ 50-60 วันหลังจากการฉีดพ่น
ในการศึกษาครั้งนี้ เราได้อธิบายถึงผลกระทบของการพ่นสารไพรีทรินปริมาณต่ำมากภายในบ้านต่อประชากรยุงลายภายในบ้าน โดยพิจารณาจากเหตุการณ์การพ่นที่เกิดขึ้นในเชิงเวลาและเชิงพื้นที่ใกล้กับบ้าน การทำความเข้าใจระยะเวลาและขอบเขตเชิงพื้นที่ของผลกระทบจากการพ่นต่อประชากรยุงลายได้ดียิ่งขึ้น จะช่วยในการระบุเป้าหมายที่เหมาะสมที่สุดสำหรับความครอบคลุมเชิงพื้นที่และความถี่ของการพ่นที่จำเป็นในระหว่างการแทรกแซงการควบคุมพาหะนำโรค และจะเป็นพื้นฐานสำหรับการเปรียบเทียบกลยุทธ์การควบคุมพาหะนำโรคที่มีศักยภาพต่างๆ ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่า การลดลงของประชากรยุงลายภายในบ้านเกิดจากการพ่นภายในบ้านหลังเดียว โดยไม่มีผลเพิ่มเติมจากการพ่นโดยครัวเรือนในพื้นที่ใกล้เคียง ผลกระทบของการพ่นต่อประชากรยุงลายภายในบ้านขึ้นอยู่กับระยะเวลาตั้งแต่การพ่นครั้งล่าสุดเป็นหลัก และค่อยๆ ลดลงในช่วง 60 วัน ไม่พบการลดลงของประชากรยุงลายเพิ่มเติมเนื่องจากผลสะสมของเหตุการณ์การพ่นภายในบ้านหลายครั้ง โดยรวมแล้ว ประชากรยุงลายลดลง จำนวนยุงลายในบ้านขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่การพ่นยาฆ่าแมลงครั้งล่าสุดในบ้านหลังนั้นเป็นหลัก
ข้อจำกัดที่สำคัญของการศึกษาของเราคือ เราไม่ได้ควบคุมอายุของยุงลาย Aedes aegypti ตัวเต็มวัยที่เก็บรวบรวมได้ การวิเคราะห์ก่อนหน้านี้ของการทดลองเหล่านี้ [14] แสดงให้เห็นว่าการกระจายอายุของยุงตัวเมียตัวเต็มวัยมีแนวโน้มที่จะอายุน้อยกว่า (สัดส่วนของยุงตัวเมียที่ยังไม่เคยวางไข่เพิ่มขึ้น) ในเขตการฉีดพ่น L-2014 เมื่อเทียบกับเขตกันชน ดังนั้น แม้ว่าเราจะไม่พบว่าการฉีดพ่นในบ้านเรือนโดยรอบมีบทบาทในการอธิบายเพิ่มเติมเกี่ยวกับความอุดมสมบูรณ์ของยุงลาย Aedes aegypti ในบ้านเรือนใดบ้านหนึ่ง แต่เราก็ไม่สามารถแน่ใจได้ว่าไม่มีผลกระทบในระดับภูมิภาคต่อพลวัตของประชากรยุงลาย Aedes aegypti ในพื้นที่ที่มีการฉีดพ่นบ่อยครั้ง
ข้อจำกัดอื่นๆ ของการศึกษาของเรา ได้แก่ การไม่สามารถคำนึงถึงการฉีดพ่นฉุกเฉินโดยกระทรวงสาธารณสุข ซึ่งเกิดขึ้นประมาณ 2 เดือนก่อนการฉีดพ่นทดลอง L-2014 เนื่องจากขาดข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับสถานที่และช่วงเวลาของการฉีดพ่น การวิเคราะห์ก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการฉีดพ่นเหล่านี้มีผลคล้ายคลึงกันทั่วทั้งพื้นที่ศึกษา ทำให้เกิดระดับความหนาแน่นของยุงลาย Aedes aegypti ที่คงที่ ในความเป็นจริง เมื่อถึงเวลาที่เริ่มการฉีดพ่นทดลอง ประชากรยุงลาย Aedes aegypti ก็เริ่มฟื้นตัวแล้ว นอกจากนี้ ความแตกต่างของผลลัพธ์ระหว่างสองช่วงเวลาการทดลองอาจเกิดจากความแตกต่างในการออกแบบการศึกษาและความไวของยุงลาย Aedes aegypti ต่อไซเปอร์เมทรีนที่แตกต่างกัน โดย S-2013 มีความไวมากกว่า L-2014
สุดท้ายนี้ ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าผลกระทบของการฉีดพ่นภายในบ้านนั้นจำกัดอยู่เฉพาะบ้านหลังที่ทำการฉีดพ่นเท่านั้น และการฉีดพ่นในบ้านข้างเคียงไม่ได้ช่วยลดจำนวนประชากรยุงลายลงอีก ยุงลายตัวเต็มวัยสามารถอาศัยอยู่ใกล้หรือภายในบ้านได้ โดยรวมตัวกันในระยะไม่เกิน 10 เมตร และเดินทางเป็นระยะทางเฉลี่ย 106 เมตร ดังนั้น การฉีดพ่นบริเวณรอบบ้านอาจไม่มีผลกระทบมากนักต่อจำนวนประชากรยุงลายในบ้านหลังนั้น ซึ่งสอดคล้องกับผลการศึกษาครั้งก่อนๆ ที่พบว่าการฉีดพ่นภายนอกหรือรอบๆ บ้านไม่มีผล อย่างไรก็ตาม ดังที่กล่าวมาข้างต้น อาจมีอิทธิพลในระดับภูมิภาคต่อพลวัตของประชากรยุงลาย และแบบจำลองของเราไม่ได้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับผลกระทบดังกล่าว
โดยรวมแล้ว ผลการศึกษาของเราเน้นย้ำถึงความสำคัญของการเข้าถึงทุกครัวเรือนที่มีความเสี่ยงสูงต่อการแพร่เชื้อในระหว่างการระบาด เนื่องจากครัวเรือนที่ไม่ได้ฉีดพ่นยาฆ่าแมลงเมื่อเร็ว ๆ นี้ไม่สามารถพึ่งพาการแทรกแซงในพื้นที่ใกล้เคียงหรือแม้แต่การแทรกแซงหลายครั้งในอดีตเพื่อลดจำนวนประชากรยุงในปัจจุบันได้ เนื่องจากบ้านบางหลังเข้าถึงได้ยาก ความพยายามในการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงในครั้งแรกจึงมักครอบคลุมเพียงบางส่วน การเยี่ยมเยียนซ้ำในบ้านที่พลาดไปสามารถเพิ่มความครอบคลุมได้ แต่ผลตอบแทนจะลดลงในแต่ละรอบของการพยายาม และต้นทุนต่อครัวเรือนจะเพิ่มขึ้น ดังนั้น โครงการควบคุมพาหะนำโรคจึงจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงโดยการกำหนดเป้าหมายไปยังพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการแพร่ระบาดของไข้เดงกี่ การแพร่ระบาดของไข้เดงกี่มีความแตกต่างกันทั้งในด้านพื้นที่และเวลา และการประเมินพื้นที่เสี่ยงสูงในระดับท้องถิ่น รวมถึงสภาพทางประชากร สิ่งแวดล้อม และสังคม ควรเป็นแนวทางในการกำหนดความพยายามในการควบคุมพาหะนำโรคอย่างตรงเป้าหมาย กลยุทธ์อื่น ๆ ที่กำหนดเป้าหมาย เช่น การผสมผสานการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงภายในบ้านกับการติดตามผู้สัมผัส ได้ผลในอดีตและอาจประสบความสำเร็จในบางพื้นที่ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ยังสามารถช่วยเลือกกลยุทธ์การควบคุมพาหะนำโรคที่เหมาะสมที่สุดเพื่อลดการแพร่เชื้อในแต่ละพื้นที่โดยไม่จำเป็นต้องมีการทดลองภาคสนามที่มีราคาแพงและซับซ้อนทางด้านโลจิสติกส์ ผลการวิจัยของเราให้รายละเอียดเชิงพารามิเตอร์เกี่ยวกับผลกระทบเชิงพื้นที่และเวลาของการพ่นสารเคมีปริมาณต่ำมากภายในอาคาร ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ต่อการสร้างแบบจำลองเชิงกลไกในอนาคต