การวิเคราะห์เชิงปริภูมิและเวลาของผลกระทบของการพ่นยาฆ่าแมลงปริมาตรต่ำสุดในร่มต่อความหนาแน่นของปรสิตและเวกเตอร์ Aedes aegypti ในครัวเรือน

ยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) เป็นพาหะหลักของไวรัสอาร์โบหลายชนิด (เช่น ไข้เลือดออก ชิคุนกุนยา และไวรัสซิกา) ซึ่งก่อให้เกิดการระบาดของโรคในมนุษย์บ่อยครั้งในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อน การจัดการการระบาดเหล่านี้อาศัยการควบคุมพาหะ ซึ่งมักอยู่ในรูปแบบของการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงโดยมุ่งเป้าไปที่ยุงตัวเมียที่โตเต็มวัย อย่างไรก็ตาม ขอบเขตพื้นที่และความถี่ในการฉีดพ่นที่จำเป็นเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดยังไม่ชัดเจน ในการศึกษานี้ เราอธิบายผลกระทบของการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงไพรีทรอยด์ปริมาตรต่ำพิเศษ (ULV) ภายในบ้านต่อประชากรยุงลายบ้าน (Aedes aegypti)
ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการลดลงของยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ภายในครัวเรือนส่วนใหญ่เกิดจากการฉีดพ่นยาฆ่าแมลงภายในครัวเรือนเดียวกัน โดยไม่มีผลกระทบเพิ่มเติมจากการฉีดยาฆ่าแมลงในครัวเรือนใกล้เคียง ควรวัดประสิทธิภาพการฉีดพ่นโดยพิจารณาจากระยะเวลาตั้งแต่การฉีดพ่นครั้งสุดท้าย เนื่องจากเราไม่พบผลกระทบสะสมจากการฉีดพ่นครั้งต่อๆ มา จากแบบจำลองของเรา เราประเมินว่าประสิทธิภาพการฉีดพ่นลดลง 50% ประมาณ 28 วันหลังจากการฉีดพ่นยาฆ่าแมลง
การลดลงของความอุดมสมบูรณ์ของยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ภายในครัวเรือนหนึ่งๆ ถูกกำหนดโดยจำนวนวันนับตั้งแต่ครั้งสุดท้ายที่ฉีดพ่นในครัวเรือนนั้น ซึ่งเน้นย้ำถึงความสำคัญของการฉีดพ่นให้ทั่วถึงในพื้นที่เสี่ยงสูง โดยความถี่ในการฉีดพ่นจะขึ้นอยู่กับพลวัตการแพร่กระจายของไวรัสในท้องถิ่น
ในการศึกษานี้ เราใช้ข้อมูลจากการทดลองภาคสนามขนาดใหญ่สองครั้งของการพ่นสารไพรีทรอยด์ปริมาณต่ำพิเศษภายในอาคารซ้ำๆ ในเมืองอิกีโตส ในภูมิภาคอเมซอนของเปรู เพื่อประเมินผลกระทบของการพ่นสารไพรีทรอยด์ปริมาณต่ำพิเศษต่อประชากรยุงลายบ้านแต่ละกลุ่มภายในครัวเรือน โดยขยายขอบเขตออกไปเกินขอบเขตของครัวเรือนเดียว งานวิจัยก่อนหน้านี้ได้ประเมินผลกระทบของการบำบัดด้วยปริมาณต่ำพิเศษโดยพิจารณาจากว่าครัวเรือนนั้นอยู่ในหรืออยู่นอกพื้นที่การแทรกแซงที่ใหญ่กว่า ในการศึกษานี้ เรามุ่งหมายที่จะแยกย่อยผลกระทบของการบำบัดในระดับที่ละเอียดขึ้นของแต่ละครัวเรือน เพื่อทำความเข้าใจถึงผลสัมฤทธิ์ของการบำบัดภายในครัวเรือนเมื่อเทียบกับการบำบัดในครัวเรือนใกล้เคียง เมื่อเวลาผ่านไป เราได้ประเมินผลกระทบสะสมของการพ่นสารซ้ำๆ เมื่อเทียบกับการพ่นสารครั้งล่าสุดต่อการลดลงของยุงลายบ้านในโรงเรือนสัตว์ปีก เพื่อทำความเข้าใจความถี่ของการพ่นสารที่จำเป็น และเพื่อประเมินการลดลงของประสิทธิภาพการพ่นสารเมื่อเวลาผ่านไป การวิเคราะห์นี้อาจช่วยในการพัฒนากลยุทธ์การควบคุมพาหะ และให้ข้อมูลสำหรับการกำหนดพารามิเตอร์ของแบบจำลองเพื่อทำนายประสิทธิภาพ
ผลลัพธ์ที่น่าสนใจถูกกำหนดเป็นจำนวนยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ตัวเต็มวัยทั้งหมดที่เก็บรวบรวมได้ต่อครัวเรือน i และเวลา t ซึ่งจำลองด้วยกรอบเบย์หลายระดับโดยใช้การแจกแจงทวินามเชิงลบเพื่ออธิบายการกระจายตัวที่มากเกินไป โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากมีการเก็บยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ตัวเต็มวัยจำนวนมาก ด้วยความแตกต่างด้านสถานที่และการออกแบบการทดลองระหว่างการศึกษาทั้งสอง แบบจำลองตัวอย่างทั้งหมดจึงเหมาะสมกับชุดข้อมูล S-2013 และ L-2014 ตามลำดับ แบบจำลองตัวอย่างได้รับการพัฒนาตามรูปแบบทั่วไปดังนี้
a แสดงถึงตัวแปรตัวเลือกตัวใดตัวหนึ่งจากชุดตัวแปรที่ใช้ในการวัดผลกระทบของการฉีดพ่นต่อครัวเรือน i ในเวลา t ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง
b แสดงถึงตัวแปรตัวเลือกตัวใดตัวหนึ่งจากชุดตัวแปรที่ใช้ในการวัดผลกระทบของการฉีดพ่นต่อเพื่อนบ้านรอบบ้าน i ในเวลา t ตามที่อธิบายไว้ด้านล่าง
เราได้ทดสอบสถิติ b แบบง่ายโดยการคำนวณสัดส่วนของครัวเรือนภายในวงแหวนที่ระยะห่างที่กำหนดจากครัวเรือน i ที่ถูกฉีดพ่นในสัปดาห์ก่อน t
โดยที่ h คือจำนวนครัวเรือนในวงแหวน r และ r คือระยะห่างระหว่างวงแหวนและครัวเรือน i ระยะห่างระหว่างวงแหวนถูกกำหนดโดยพิจารณาจากปัจจัยต่อไปนี้:
แบบจำลองสัมพัทธ์ที่เหมาะสมสำหรับฟังก์ชันการรับแสงจากการพ่นละอองภายในครัวเรือนแบบถ่วงน้ำหนักตามเวลา เส้นสีแดงที่หนากว่าแสดงถึงแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุด โดยเส้นที่หนาที่สุดแสดงถึงแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุด และเส้นหนาอื่นๆ แสดงถึงแบบจำลองที่มีค่า WAIC ไม่แตกต่างจาก WAIC ของแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุดอย่างมีนัยสำคัญ ฟังก์ชันการสลายตัวของ BA จะถูกนำไปใช้กับจำนวนวันนับตั้งแต่การพ่นละอองครั้งล่าสุดที่อยู่ในแบบจำลองที่เหมาะสมที่สุดห้าอันดับแรก โดยอ้างอิงจากการจัดอันดับ WAIC โดยเฉลี่ยจากการทดลองทั้งสองครั้ง
แบบจำลองประเมินว่าประสิทธิภาพการพ่นลดลง 50% ประมาณ 28 วันหลังจากการพ่น ในขณะที่ประชากรยุงลาย Aedes aegypti ฟื้นตัวเกือบเต็มที่ประมาณ 50-60 วันหลังจากการพ่น
ในการศึกษานี้ เราได้อธิบายผลกระทบของการพ่นสารไพรีทรินปริมาณต่ำพิเศษภายในอาคารต่อประชากรยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ในร่ม โดยสัมพันธ์กับเหตุการณ์การพ่นที่เกิดขึ้นทั้งในเวลาและพื้นที่ใกล้เคียงบ้าน ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับระยะเวลาและขอบเขตเชิงพื้นที่ของผลกระทบของการพ่นสารต่อประชากรยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) จะช่วยระบุเป้าหมายที่เหมาะสมที่สุดสำหรับพื้นที่ครอบคลุมและความถี่ของการพ่นสารที่จำเป็นระหว่างการแทรกแซงการควบคุมพาหะนำโรค และจะเป็นพื้นฐานสำหรับการเปรียบเทียบกลยุทธ์การควบคุมพาหะนำโรคที่เป็นไปได้ต่างๆ ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าการลดลงของประชากรยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ภายในครัวเรือนเกิดจากการพ่นสารภายในครัวเรือนเดียว โดยไม่มีผลกระทบเพิ่มเติมจากผลกระทบจากการพ่นสารโดยครัวเรือนใกล้เคียง ผลกระทบของการพ่นสารต่อประชากรยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ภายในอาคารส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับระยะเวลาตั้งแต่การพ่นสารครั้งล่าสุด และจะค่อยๆ ลดลงภายใน 60 วัน ไม่พบการลดลงของประชากรยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) เพิ่มเติม เนื่องจากผลกระทบสะสมจากการพ่นสารภายในครัวเรือนหลายครั้ง โดยรวมแล้ว ประชากรยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ลดลง จำนวนยุงลายในบ้านหนึ่งหลังขึ้นอยู่กับระยะเวลาที่ผ่านไปนับตั้งแต่ครั้งสุดท้ายที่มีการพ่นยาในบ้านนั้น
ข้อจำกัดสำคัญของการศึกษาของเราคือ เราไม่ได้ควบคุมอายุของยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ตัวเต็มวัยที่เก็บมาได้ การวิเคราะห์ก่อนหน้านี้ของการทดลองเหล่านี้ [14] แสดงให้เห็นว่าการกระจายตัวของอายุของยุงตัวเมียที่โตเต็มวัยมีแนวโน้มที่จะอายุน้อยกว่า (สัดส่วนของยุงตัวเมียที่ไม่เคยออกลูก) ในเขตพื้นที่การพ่นยา L-2014 เมื่อเทียบกับเขตกันชน ดังนั้น แม้ว่าเราจะไม่พบบทบาทเพิ่มเติมในการอธิบายของเหตุการณ์การพ่นยาในครัวเรือนโดยรอบต่อความอุดมสมบูรณ์ของยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ในครัวเรือนใดครัวเรือนหนึ่ง แต่เราไม่สามารถมั่นใจได้ว่าไม่มีผลกระทบในระดับภูมิภาคต่อพลวัตของประชากรยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ในพื้นที่ที่มีเหตุการณ์การพ่นยาเกิดขึ้นบ่อยครั้ง
ข้อจำกัดอื่นๆ ของการศึกษาของเรา ได้แก่ การที่ไม่สามารถอธิบายการพ่นยาฉุกเฉินของกระทรวงสาธารณสุข ซึ่งเกิดขึ้นประมาณ 2 เดือนก่อนการทดลองพ่นยา L-2014 เนื่องจากขาดข้อมูลรายละเอียดเกี่ยวกับสถานที่และช่วงเวลา การวิเคราะห์ก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าการพ่นยาเหล่านี้มีผลคล้ายคลึงกันทั่วทั้งพื้นที่ศึกษา โดยเป็นระดับพื้นฐานร่วมกันของความหนาแน่นของยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) อันที่จริง เมื่อเริ่มการทดลองพ่นยา ประชากรยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ก็เริ่มฟื้นตัวแล้ว นอกจากนี้ ความแตกต่างของผลการทดลองระหว่างสองช่วงการทดลองอาจเป็นผลมาจากความแตกต่างของรูปแบบการศึกษาและความไวที่แตกต่างกันของยุงลายบ้านต่อไซเพอร์เมทริน โดยยุงลายบ้าน S-2013 มีความไวมากกว่ายุงลายบ้าน L-2014
สุดท้าย ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าผลกระทบของการฉีดพ่นภายในอาคารจำกัดอยู่เฉพาะครัวเรือนที่มีการฉีดพ่น และการฉีดพ่นในครัวเรือนใกล้เคียงไม่ได้ช่วยลดจำนวนยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ลงอีก ยุงลายบ้านที่โตเต็มวัยสามารถอยู่ใกล้หรือภายในบ้าน โดยรวมตัวกันภายในรัศมี 10 เมตร และเดินทางได้ไกลเฉลี่ย 106 เมตร ดังนั้น การฉีดพ่นบริเวณรอบบ้านอาจไม่ส่งผลกระทบมากนักต่อจำนวนยุงลายบ้าน (Aedes aegypti) ในบ้านนั้น ซึ่งสนับสนุนผลการศึกษาก่อนหน้านี้ที่ว่าการฉีดพ่นภายนอกหรือรอบบ้านไม่มีผลกระทบใดๆ อย่างไรก็ตาม ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว อาจมีอิทธิพลจากระดับภูมิภาคต่อพลวัตของประชากรยุงลายบ้าน และแบบจำลองของเราไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อตรวจจับผลกระทบดังกล่าว
เมื่อพิจารณาโดยรวมแล้ว ผลการศึกษาของเราเน้นย้ำถึงความสำคัญของการเข้าถึงทุกครัวเรือนที่มีความเสี่ยงสูงต่อการแพร่เชื้อในช่วงที่มีการระบาด เนื่องจากครัวเรือนที่ไม่ได้รับการฉีดพ่นยาฆ่าเชื้อเมื่อเร็วๆ นี้ไม่สามารถพึ่งพาการแทรกแซงในบริเวณใกล้เคียงหรือแม้แต่การแทรกแซงหลายครั้งในอดีตเพื่อลดจำนวนยุงในปัจจุบันได้ เนื่องจากบางบ้านเข้าถึงได้ยาก การฉีดพ่นยาฆ่าเชื้อในช่วงแรกจึงมักครอบคลุมเพียงบางส่วน การไปเยี่ยมบ้านที่พลาดการฉีดพ่นซ้ำๆ อาจช่วยเพิ่มการครอบคลุมได้ แต่ผลลัพธ์จะลดลงในแต่ละรอบที่ฉีดพ่น และต้นทุนต่อครัวเรือนก็เพิ่มขึ้นด้วย ดังนั้น จึงจำเป็นต้องปรับปรุงโปรแกรมควบคุมพาหะนำโรคโดยการกำหนดเป้าหมายไปยังพื้นที่ที่มีความเสี่ยงสูงต่อการแพร่เชื้อไข้เลือดออก การแพร่เชื้อไข้เลือดออกมีความหลากหลายทั้งในด้านพื้นที่และเวลา การประเมินพื้นที่เสี่ยงสูงในระดับท้องถิ่น รวมถึงสภาพประชากร สิ่งแวดล้อม และสังคม ควรเป็นแนวทางในการควบคุมพาหะนำโรคแบบเจาะจง กลยุทธ์แบบเจาะจงอื่นๆ เช่น การผสมผสานการฉีดพ่นยาฆ่าเชื้อตกค้างในอาคารกับการติดตามผู้สัมผัส ได้ผลดีในอดีตและอาจประสบความสำเร็จในบางพื้นที่ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ยังสามารถช่วยเลือกกลยุทธ์การควบคุมพาหะนำโรคที่เหมาะสมที่สุด เพื่อลดการแพร่เชื้อในแต่ละพื้นที่โดยไม่จำเป็นต้องทำการทดลองภาคสนามที่มีค่าใช้จ่ายสูงและมีความซับซ้อนด้านลอจิสติกส์ ผลลัพธ์ของเราให้การกำหนดพารามิเตอร์โดยละเอียดของผลกระทบเชิงพื้นที่และเวลาของการฉีดพ่นภายในอาคารปริมาณต่ำพิเศษ ซึ่งอาจใช้เป็นข้อมูลสำหรับความพยายามสร้างแบบจำลองเชิงกลไกในอนาคต