屋内残留噴霧（IRS）は、インドにおける内臓リーシュマニア症（VL）媒介蚊対策の主軸となっている。しかし、IRS対策が様々な世帯に与える影響についてはほとんど知られていない。本研究では、殺虫剤を用いたIRSが、村内のあらゆる世帯に対して同じ残留効果と介入効果をもたらすかどうかを評価した。また、世帯特性、殺虫剤感受性、IRS実施状況に基づき、空間リスクマップと蚊密度解析モデルを組み合わせたモデルを作成し、ミクロスケールレベルでの媒介蚊の時空間分布を調べた。
この研究は、ビハール州ヴァイシャリ地区マハナールブロックの2つの村で実施されました。2種類の殺虫剤[ジクロロジフェニルトリクロロエタン(DDT 50%)と合成ピレスロイド(SP 5%)]を使用したIRSによるVLベクター(P. argentipes)の制御が評価されました。殺虫剤の異なる種類の壁に対する時間的残効性は、世界保健機関が推奨するコーンバイオアッセイ法を使用して評価されました。在来のシミの殺虫剤に対する感受性は、in vitroバイオアッセイを使用して調べられました。IRSの前後の住宅と動物シェルターの蚊の密度は、午後6時から午前6時まで疾病管理センターが設置したライトトラップを使用して監視されました。蚊の密度分析に最適なモデルは、多重ロジスティック回帰分析を使用して開発されました。 GISベースの空間分析技術を用いて、世帯タイプ別の媒介昆虫の殺虫剤感受性の分布をマッピングし、世帯の屋内残効性殺虫剤散布（IRS）の状況を用いて、ギンエビの時空間分布を説明した。
銀色の蚊はSPに非常に敏感（100%）ですが、DDTには高い耐性を示し、死亡率は49.1%です。SP-IRSは、あらゆるタイプの世帯でDDT-IRSよりも一般の受容度が高いと報告されています。残留効果は壁面によって異なり、どの殺虫剤も世界保健機関のIRS推奨作用期間を満たしていませんでした。IRS後のすべての時点において、SP-IRSによるカメムシの減少は、DDT-IRSよりも世帯グループ（噴霧者と監視者）間で大きくなりました。統合空間リスクマップは、SP-IRSがすべての世帯タイプのリスクエリアでDDT-IRSよりも蚊に対する制御効果が高いことを示しています。多段階ロジスティック回帰分析により、銀色のエビの密度と強く関連する5つのリスク要因が特定されました。
今回の結果は、ビハール州における内臓リーシュマニア症の抑制における屋内残効性殺虫剤散布（IRS）の実施状況をより深く理解するのに役立ち、今後の状況改善に向けた取り組みの指針となる可能性がある。
内臓リーシュマニア症（VL）、別名カラアザールは、リーシュマニア属の原虫によって引き起こされる、風土病である顧みられない熱帯の媒介性疾患です。インド亜大陸（IS）では、ヒトが唯一の宿主であり、寄生虫（Leishmania donovani）は感染した雌の蚊（Phlebotomus argentipes）の刺咬によってヒトに伝染します[1, 2]。インドでは、VLは主に中央部と東部の4つの州、ビハール州、ジャールカンド州、西ベンガル州、ウッタルプラデーシュ州で発生しています。マディヤプラデーシュ州（中央インド）、グジャラート州（西インド）、タミルナードゥ州とケララ州（南インド）、およびヒマラヤ山麓の北インド地域（ヒマーチャルプラデーシュ州とジャンムー・カシミール州を含む）でも発生が報告されています[3]。風土病となっている州の中でも、ビハール州は風土病の流行が非常に深刻で、33の地区がVLに感染しており、毎年インド全体の症例の70%以上を占めている[4]。この地域では約9900万人が感染リスクにさらされており、年間平均発生数は6,752例（2013～2017年）となっている。
ビハール州やインドの他の地域では、VL 対策は主に 3 つの戦略に依存しています。早期症例発見、効果的な治療、および家屋や動物シェルターでの屋内殺虫剤散布 (IRS) を使用したベクター制御です [4, 5]。抗マラリアキャンペーンの副産物として、IRS は 1960 年代にジクロロジフェニルトリクロロエタン (DDT 50% WP、1 g ai/m2) を使用して VL を効果的に制御し、プログラム制御は 1977 年と 1992 年に VL を効果的に制御しました [5, 6]。しかし、最近の研究では、シルバーベリーシュリンプが DDT に対して広範囲にわたる耐性を獲得していることが確認されています [4,7,8]。2015 年、国立ベクター媒介性疾患制御プログラム (NVBDCP、ニューデリー) は、IRS を DDT から合成ピレスロイド (SP; アルファシペルメトリン 5% WP、25 mg ai/m2) に切り替えました [7, 9]。世界保健機関（WHO）は、2020年までにVLを撲滅するという目標を設定しました（つまり、街路/ブロックレベルで年間1万人あたり1例未満）[10]。いくつかの研究では、IRSがサシチョウバエの密度を最小限に抑える上で他のベクター制御方法よりも効果的であることが示されています[11,12,13]。最近のモデルでは、流行率が高い状況（つまり、制御前の流行率が1万人あたり5人）では、世帯の80%をカバーする効果的なIRSによって、撲滅目標を1～3年早く達成できると予測されています[14]。VLは、流行地域の最も貧しい農村コミュニティに影響を与え、ベクター制御はIRSのみに依存していますが、この制御措置がさまざまなタイプの世帯に及ぼす残存効果は、介入地域で現場で研究されたことはありません[15, 16]。さらに、VL対策に集中的に取り組んだ後、一部の村では流行が数年間続き、ホットスポットになりました[17]。したがって、IRSの残留影響をさまざまなタイプの世帯における蚊の密度モニタリングで評価する必要がある。さらに、マイクロスケールの地理空間リスクマッピングは、介入後も蚊の個体群をよりよく理解し制御するのに役立つ。地理情報システム（GIS）は、さまざまな目的でさまざまな地理的環境および社会人口統計データのセットを保存、重ね合わせ、操作、分析、取得、および視覚化できるデジタルマッピング技術の組み合わせである[18、19、20]。全地球測位システム（GPS）は、地球表面の構成要素の空間的位置を研究するために使用される[21、22]。GISおよびGPSベースの空間モデリングツールと技術は、空間的および時間的な疾病評価とアウトブレイク予測、制御戦略の実施と評価、病原体と環境要因の相互作用、空間リスクマッピングなど、いくつかの疫学的側面に適用されている[20、23、24、25、26]。地理空間リスクマップから収集・得られた情報は、タイムリーかつ効果的な対策を講じる上で役立つ。
本研究では、インドのビハール州における国家VL媒介蚊対策プログラムの下で実施されたDDTおよびSP-IRS介入の家庭レベルでの残存効果と影響を評価した。さらに、住居特性、殺虫剤媒介蚊の感受性、および家庭におけるIRS実施状況に基づいて、空間リスクマップと蚊密度分析モデルを組み合わせたモデルを作成し、微小な蚊の時空間分布の階層構造を検証することも目的とした。
この研究は、ガンジス川北岸のヴァイシャリ地区マハナールブロックで実施されました（図1）。マハナールは、年間平均56.7例のVL症例（2012～2014年は170例）が発生し、年間発生率が人口1万人あたり2.5～3.7例という、非常に流行性の高い地域です。2つの村が選ばれました。対照サイトとしてチャケソ（図1d1、過去5年間VL症例なし）、流行サイトとしてラバプール・マハナール（図1d2、非常に流行しており、過去5年間で人口1000人あたり5例以上）です。村は、場所とアクセス（つまり、年間を通して容易にアクセスできる川沿いに位置していること）、人口統計学的特徴、世帯数（つまり、少なくとも200世帯。チャケソには平均世帯規模で202世帯と204世帯があります）という3つの主要な基準に基づいて選ばれました。調査村は、マクナール町と地区病院から 500 m 以内に位置しています。調査の結果、調査村の住民は研究活動に非常に積極的に参加していることが分かりました。トレーニング村の家屋は、1 ～ 2 ベッドルームとバルコニー 1 つ、キッチン 1 つ、バスルーム 1 つ、納屋 (付属または別) 1 つで構成され、レンガ/泥壁と日干しレンガ床、石灰セメント漆喰のレンガ壁とセメント床、漆喰も塗装もされていないレンガ壁、粘土床、茅葺き屋根で構成されています。ヴァイシャリ地域全体は、雨季 (7 ～ 8 月) と乾季 (11 ～ 12 月) がある湿潤亜熱帯気候です。年間平均降水量は720.4mm（範囲736.5～1076.7mm）、相対湿度は65±5%（範囲16～79%）、月平均気温は17.2～32.4℃です。5月と6月が最も暖かく（気温39～44℃）、1月が最も寒い（7～22℃）月です。
調査地域の地図は、インドの地図上のビハール州の位置（a）と、ビハール州の地図上のヴァイシャリ地区の位置（b）を示しています。マクナールブロック（c）調査のために2つの村が選ばれました。チャケソが対照サイト、ラヴァプール・マクナールが介入サイトです。
国家カラアザール対策プログラムの一環として、ビハール州社会保健委員会（SHSB）は、2015年と2016年に年間2回の屋内残効性殺虫剤散布（IRS）を実施しました（第1ラウンド：2月～3月、第2ラウンド：6月～7月）[4]。すべてのIRS活動の効果的な実施を確保するため、インド医学研究評議会（ICMR、ニューデリー）の子会社であるラジェンドラ記念医学研究所（RMRIMS、ビハール州パトナ）がマイクロアクションプランを作成しました。IRS村は、村における内臓リーシュマニア症（VL）および後皮性カラアザール（RPKDL）の症例の履歴（つまり、実施年を含む過去3年間のいずれかの期間に1例以上の症例が発生した村）という2つの主要な基準に基づいて選択されました。 、ホットスポット周辺の非流行村（つまり、2年以上連続して症例が報告されている村、または1000人あたり2例以上が報告されている村）および新規流行村（過去3年間症例なし）は、[17]で報告されている実施年の最終年の村である。第1ラウンドの全国課税を実施する近隣の村、新しい村も第2ラウンドの全国課税行動計画に含まれている。2015年には、介入研究村でDDT（DDT 50% WP、1 g ai/m2）を使用した2ラウンドのIRSが実施された。2016年以降は、合成ピレスロイド（SP; アルファシペルメトリン5% VP、25 mg ai/m2）を使用してIRSが実施されている。噴霧は、圧力スクリーン、可変流量バルブ（1.5 bar）、多孔質表面用の 8002 フラットジェットノズルを備えた Hudson Xpert ポンプ（13.4 L）を使用して実施されました [27]。ICMR-RMRIMS、パトナ（ビハール州）は、世帯および村レベルで IRS を監視し、最初の 1 ～ 2 日以内にマイクロフォンを通じて村人に IRS に関する予備情報を提供しました。各 IRS チームには、IRS チームのパフォーマンスを監視するためのモニター（RMRIMS から提供）が装備されています。オンブズマンは、IRS チームとともにすべての世帯に派遣され、世帯主に IRS の有益な効果について知らせ、安心させます。2 回の IRS 調査の間、調査村の全体的な世帯カバー率は少なくとも 80% に達しました [4]。噴霧状況（噴霧なし、部分噴霧、完全噴霧。追加ファイル 1：表 S1 で定義）は、両方の IRS ラウンド中に介入村のすべての世帯について記録されました。
この研究は2015年6月から2016年7月にかけて実施されました。IRSでは、各IRSラウンドにおいて、介入前（介入2週間前、ベースライン調査）および介入後（介入2、4、12週間後、フォローアップ調査）のモニタリング、密度制御、およびサシチョウバエの予防に疾病センターを使用しました。各世帯で、一晩（18:00から6:00まで）ライトトラップ[28]を使用しました。ライトトラップは寝室と動物小屋に設置されています。介入研究が実施された村では、IRSの前に48世帯でサシチョウバエの密度が検査されました（IRS実施日の前日まで4日間連続で1日あたり12世帯）。 4 つの主要な世帯グループ (すなわち、粘土漆喰 (PMP)、セメント漆喰と石灰被覆 (CPLC) の世帯、漆喰も塗装もされていないレンガ (BUU) および茅葺き屋根 (TH) の世帯) それぞれから 12 世帯が選ばれました。その後、IRS 会議後に蚊の密度データの収集を継続するために、 (IRS 前の 48 世帯のうち) 12 世帯のみが選ばれました。WHO の勧告に従って、介入グループ (IRS 治療を受けている世帯) と監視グループ (介入村の世帯、IRS の許可を拒否した所有者) から 6 世帯が選ばれました [28]。コントロール グループ (VL がないため IRS を受けなかった近隣の村の世帯) では、2 回の IRS セッションの前後に蚊の密度を監視するために、6 世帯のみが選ばれました。蚊の密度モニタリングの3つのグループ（介入群、監視群、対照群）すべてにおいて、3つのリスクレベルグループ（低、中、高、各リスクレベルから2世帯）から世帯が選択され、HTリスク特性が分類されました（モジュールと構造はそれぞれ表1と表2に示されています）[29, 30]。リスクレベルごとに2世帯が選択されたのは、蚊の密度推定値の偏りやグループ間の比較を避けるためです。介入群では、IRS後の蚊の密度は、2種類のIRS世帯（完全に処理された世帯（n = 3、リスクグループレベルごとに1世帯）と部分的に処理された世帯（n = 3、リスクグループレベルごとに1世帯））でモニタリングされました。
試験管に集められた野外で捕獲された蚊はすべて研究室に移送され、試験管はクロロホルムに浸した綿で殺虫された。ギンイロサンドフライは、標準的な識別コード[31]を使用して形態的特徴に基づいて性別を判別し、他の昆虫や蚊から分離した。その後、すべての雄と雌のギンイロエビは80%アルコールで別々に缶詰にした。トラップ/夜あたりの蚊の密度は、次の式を使用して計算した：捕獲された蚊の総数/夜ごとに設置されたライトトラップの数。DDTとSPを使用したIRSによる蚊の個体数の変化率（SFC）は、次の式を使用して推定した[32]：
ここで、Aは介入世帯のベースライン平均SFC、Bは介入世帯のIRS平均SFC、Cは対照/監視世帯のベースライン平均SFC、DはIRS対照/監視世帯の平均SFCである。
介入効果の結果は、負の値と正の値で記録され、それぞれIRS後のSFCの減少と増加を示します。IRS後のSFCがベースラインのSFCと同じだった場合、介入効果はゼロと計算されます。
世界保健機関農薬評価計画（WHOPES）によると、在来種のシルバーレッグシュリンプの農薬DDTとSPに対する感受性は、標準的なin vitroバイオアッセイを使用して評価された[33]。健康で餌を与えていないメスのシルバーシュリンプ（1グループあたり18～25 SF）を、世界保健機関農薬感受性試験キット[4,9, 33,34]を使用して、マレーシア科学大学（USM、マレーシア、世界保健機関が調整）から入手した農薬に曝露した。各農薬バイオアッセイセットは8回テストされた（4回のテスト繰り返し、それぞれコントロールと同時に実行）。コントロールテストは、USMから提供されたリセラ（DDT用）とシリコーンオイル（SP用）を予め含浸させた紙を使用して実行された。60分間の曝露後、蚊をWHOチューブに入れ、10%砂糖溶液に浸した吸収性綿を与えた。 1時間後の殺虫数と24時間後の最終死亡数が観察された。抵抗性の状態は世界保健機関のガイドラインに従って記述される。死亡率が98～100%の場合は感受性、90～98%の場合は確認が必要な抵抗性の可能性があり、90%未満の場合は抵抗性を示す[33, 34]。対照群の死亡率は0～5%であったため、死亡率の調整は行われなかった。
殺虫剤の野外条件下での在来シロアリに対する生物学的有効性と残留効果を評価した。3つの介入世帯（プレーン粘土プラスターまたはPMP、セメントプラスターと石灰コーティングまたはCPLC、プラスターなし塗装なしレンガまたはBUUがそれぞれ1世帯ずつ）で、噴霧後2、4、12週間後に調査を行った。標準的なWHOバイオアッセイを、ライトトラップを含むコーンに対して実施した。確立された[27、32]。壁が不均一なため、家庭の暖房は除外した。各分析では、すべての実験住宅で12個のコーンを使用した（1世帯あたり4個のコーン、壁面タイプごとに1個）。部屋の各壁に異なる高さでコーンを取り付ける：頭の高さ（1.7～1.8m）に1個、腰の高さ（0.9～1m）に2個、膝下（0.3～0.5m）に1個。対照として、WHOプラスチックコーンチャンバー（世帯タイプごとに1つのコーン）に、吸血していない雌蚊10匹（コーン1つにつき10匹、吸引器を使用して対照区画から採取）を入れた。30分間曝露した後、エルボー吸引器を使用して円錐形チャンバーから蚊を慎重に取り出し、10%砂糖溶液の入ったWHOチューブに移して給餌した。24時間後の最終死亡率は、27±2℃、相対湿度80±10%で記録した。死亡率が5%から20%の間のスコアの場合、アボット式[27]を使用して次のように調整した。
ここで、Pは調整死亡率、P1は観察死亡率、Cは対照死亡率である。対照死亡率が20%を超える試験は破棄され、再実行された[27, 33]。
介入村では包括的な世帯調査が実施された。各世帯のGPS位置は、その設計と材料の種類、住居、および介入状況とともに記録された。GISプラットフォームは、村、地区、地区、および州レベルの境界レイヤーを含むデジタル地理データベースを開発した。すべての世帯の位置は、村レベルのGISポイントレイヤーを使用してジオタグされ、その属性情報はリンクされ、更新される。各世帯サイトでは、HT、殺虫剤ベクター感受性、およびIRSステータスに基づいてリスクが評価された（表1）[11、26、29、30]。その後、すべての世帯位置ポイントは、逆距離加重（IDW、解像度は平均世帯面積6 m2、べき乗2、固定周辺ポイント数=10、可変検索半径、ローパスフィルタを使用）および立方畳み込みマッピング）空間補間技術を使用して主題図に変換された[35]。 2 種類のテーマ別空間リスク マップが作成されました。HT ベースのテーママップと、殺虫剤ベクター感受性および IRS ステータス (ISV および IRSS) テーママップです。次に、2 つのテーマ別リスク マップを重み付きオーバーレイ分析を使用して組み合わせました [36]。このプロセスでは、ラスター レイヤーが異なるリスク レベル (つまり、高、中、低/リスクなし) の一般的な選好クラスに再分類されました。再分類された各ラスター レイヤーは、蚊の個体数を支えるパラメーター (調査村での蔓延、蚊の繁殖場所、休息および摂食行動に基づく) の相対的重要性に基づいて割り当てられた重みで乗算されました [26、29]。、30、37]。両方の対象リスク マップは、蚊の個体数に等しく寄与するため、50:50 の重みが付けられました (追加ファイル 1: 表 S2)。重み付きオーバーレイテーマ マップを合計することにより、最終的な複合リスク マップが作成され、GIS プラットフォームで視覚化されます。最終的なリスクマップは、以下の式を用いて計算されたサンドフライリスク指数（SFRI）値に基づいて提示および説明されています。
この式において、Pはリスク指標値、Lは各世帯の所在地における全体的なリスク値、Hは調査対象地域における世帯の最高リスク値です。リスクマップを作成するために、ESRI ArcGIS v.9.3（米国カリフォルニア州レッドランズ）を使用してGISレイヤーの準備と分析を行いました。
HT、ISV、IRSS（表1に記載）の複合効果が家屋の蚊の密度（n = 24）に及ぼす影響を調べるために、多重回帰分析を実施しました。研究で記録されたIRS介入に基づく住宅特性とリスク要因を説明変数とし、蚊の密度を応答変数としました。サシチョウバエの密度に関連する各説明変数について、単変量ポアソン回帰分析を実施しました。単変量分析では、有意ではなく、P値が15%を超える変数を多重回帰分析から除外しました。相互作用を調べるために、有意な変数（単変量分析で見つかった）のすべての可能な組み合わせの相互作用項を多重回帰分析に同時に含め、有意でない項を段階的にモデルから削除して最終モデルを作成しました。
世帯レベルのリスク評価は、世帯レベルのリスク評価と、地図上のリスクエリアの複合空間評価の 2 つの方法で実施されました。世帯レベルのリスク推定値は、世帯リスク推定値とサシチョウバエ密度 (6 つの監視世帯と 6 つの介入世帯から収集。IRS 実施の前後の週) との相関分析を使用して推定されました。空間リスクゾーンは、異なる世帯から収集された蚊の平均数を使用して推定され、リスクグループ (つまり、低、中、高リスクゾーン) 間で比較されました。各 IRS ラウンドでは、包括的なリスクマップをテストするために、12 世帯 (3 つのリスクゾーンの各レベルに 4 世帯ずつ。夜間の収集は、IRS 後 2、4、12 週間ごとに実施) がランダムに選択され、蚊が収集されました。同じ世帯データ (つまり、HT、VSI、IRSS、平均蚊密度) が最終回帰モデルのテストに使用されました。
昆虫学的データと IRS 関連のデータを要約するために、平均値、最小値、最大値、95% 信頼区間 (CI)、パーセンテージなどの記述統計量を算出しました。銀虫の平均数/密度と死亡率 (殺虫剤残留物) は、パラメトリック検定 [対応のあるサンプル t 検定 (正規分布データ用)] およびノンパラメトリック検定 (ウィルコクソン符号順位検定 (非正規分布データ用)) を使用して、家庭内の表面タイプ間の有効性を比較しました。すべての分析は、SPSS v.20 ソフトウェア (SPSS Inc.、シカゴ、イリノイ州、米国) を使用して実行しました。
IRS DDTおよびSPラウンド中の介入村における世帯カバー率が算出された。各ラウンドで合計205世帯がIRSを受け、DDTラウンドでは179世帯（87.3%）、SPラウンドでは194世帯（94.6%）がVL媒介蚊対策として対象となった。殺虫剤で完全に処理された世帯の割合は、SP-IRS（86.3%）の方がDDT-IRS（52.7%）よりも高かった。DDTラウンド中にIRSを拒否した世帯数は26世帯（12.7%）、SPラウンド中にIRSを拒否した世帯数は11世帯（5.4%）であった。DDTラウンドとSPラウンドでは、部分的に処理された世帯数はそれぞれ71世帯（処理された全世帯の34.6%）と17世帯（処理された全世帯の8.3%）であった。
WHOの農薬耐性ガイドラインによると、介入地点のシルバーシュリンプ個体群は、試験期間中（24時間）に報告された平均死亡率が100%であったことから、アルファシペルメトリン（0.05%）に対して完全に感受性があった。観察されたノックダウン率は85.9%（95%信頼区間：81.1～90.6%）であった。DDTの場合、24時間後のノックダウン率は22.8%（95%信頼区間：11.5～34.1%）であり、平均電子試験死亡率は49.1%（95%信頼区間：41.9～56.3%）であった。結果は、介入地点のシルバーフットがDDTに対して完全な耐性を獲得したことを示している。
表3は、DDTとSPで処理された異なる種類の表面（IRS後の異なる時間間隔）のコーンのバイオ分析の結果をまとめたものです。当社のデータによると、24 時間後には、両方の殺虫剤 (BUU vs. CPLC: t(2)= – 6.42、P = 0.02; BUU vs. PMP: t(2) = 0.25、P = 0.83; CPLC vs PMP: t(2)= 1.03、P = 0.41 (DDT-IRS および BUU の場合) CPLC: t(2)= − 5.86、P = 0.03 および PMP: t(2) = 1.42、P = 0.29; IRS、CPLC および PMP: t(2) = 3.01、P = 0.10 および SP: t(2) = 9.70、P = 0.01; 死亡率は時間とともに着実に減少しました。 SP-IRS の場合: 噴霧後 2 週間ですべての壁タイプ (つまり全体で 95.6%) で死亡率が低下しました。 CPLC壁のみ、噴霧後4週間（82.5）でした。DDTグループでは、IRSバイオアッセイ後のすべての時点において、すべての壁タイプで死亡率が一貫して70%未満でした。噴霧12週間後のDDTとSPの平均実験死亡率は、それぞれ25.1%と63.2%でした。3つの表面タイプで、DDTによる平均死亡率が最も高かったのは、61.1%（IRS後2週間のPMP）、36.9%（IRS後4週間のCPLC）、28.9%（IRS後4週間のCPLC）でした。最小死亡率は、55%（IRS後2週間のBUU）、32.5%（IRS後4週間のPMP）、20%（IRS後4週間のPMP）でした（米国IRS）。 SPの場合、すべての表面タイプにおける平均死亡率の最高値は、97.2%（CPLC、IRS後2週間）、82.5%（CPLC、IRS後4週間）、67.5%（CPLC、IRS後4週間）でした。IRS後12週間）。米国IRS）。IRS後週））；最低値は、94.4%（BUU、IRS後2週間）、75%（PMP、IRS後4週間）、58.3%（PMP、IRS後12週間）でした。両方の殺虫剤について、PMP処理面の死亡率は、CPLCおよびBUU処理面よりも時間間隔でより急速に変化しました。
表4は、DDTおよびSPベースのIRSラウンドの介入効果（すなわち、IRS後の蚊の個体数の変化）をまとめたものである（追加ファイル1：図S1）。DDT-IRSの場合、IRS間隔後のギンアシ甲虫の減少率は、34.1%（2週間後）、25.9%（4週間後）、および14.1%（12週間後）であった。SP-IRSの場合、減少率は90.5%（2週間後）、66.7%（4週間後）、および55.6%（12週間後）であった。DDTおよびSP IRSの報告期間中の監視世帯におけるギンエビの個体数の最大減少率は、それぞれ2.8%（2週間後）および49.1%（2週間後）であった。 SP-IRS期間中、シロハラキジの減少（散布前と散布後）は、散布世帯（t(2)= – 9.09、P < 0.001）と監視世帯（t(2) = – 1.29、P = 0.33）で同様であった。IRS後の3つの時間間隔すべてにおいてDDT-IRSと比較して高かった。両方の殺虫剤で、シルバーバグの個体数はIRS後12週間で監視世帯で増加した（SPとDDTでそれぞれ3.6%と9.9%）。IRS後のSPとDDTの会議中に、監視農場からそれぞれ112匹と161匹のシルバーシュリンプが収集された。
世帯グループ間（すなわち、スプレー vs 監視：t(2) = – 3.47、P = 0.07、スプレー vs 対照：t(2) = – 2.03、P = 0.18、監視 vs 対照：DDT 後数週間の IRS 中、t(2) = − 0.59、P = 0.62）で銀エビの密度に有意差は認められなかった。対照的に、スプレー グループと対照グループ間（t(2) = – 11.28、P = 0.01）およびスプレー グループと対照グループ間（t(2) = – 4.42、P = 0.05）で銀エビの密度に有意差が認められた。SP 後数週間の IRS。SP-IRS では、監視世帯と対照世帯間で有意差は認められなかった（t(2) = -0.48、P = 0.68）。図2は、IRSホイールで完全に処理された農場と部分的に処理された農場で観察されたギンバラキジの平均密度を示しています。完全に管理されたキジの密度は、完全に管理された世帯と部分的に管理された世帯の間で有意な差はありませんでした（平均7.3と2.7/トラップ/夜）。DDT-IRSとSP-IRSがそれぞれ散布され、一部の世帯では両方の殺虫剤が散布されました（平均7.5/夜と4.4/夜、DDT-IRSとSP-IRSはそれぞれ）（t(2) ≤ 1.0、P > 0.2）。しかし、完全に散布された農場と部分的に散布された農場のギンエビの密度は、SPとDDT IRSラウンド間で有意に異なりました（t(2) ≥ 4.54、P ≤ 0.05）。
ラバプール県マハナール村において、完全処理および部分処理された世帯における、IRS実施前の2週間、およびIRS、DDT、SP散布後の2週間、4週間、12週間における、ギンバエの平均密度の推定値。
包括的な空間リスクマップ（ラバプール・マハナール村、総面積：26,723 km2）が作成され、空間リスクの低い、中程度、高いゾーンを特定して、IRSの実施前と実施後数週間にわたって銀エビの発生と再発生を監視しました（図3、4）。 . . 空間リスクマップの作成中に世帯の最高リスクスコアは「12」と評価されました（つまり、HTベースのリスクマップでは「8」、VSIおよびIRSSベースのリスクマップでは「4」）。計算された最小リスクスコアは「ゼロ」または「リスクなし」ですが、DDT-VSIおよびIRSSマップでは最小スコアが1です。HTベースのリスクマップは、ラバプール・マハナール村の広いエリア（つまり19,994.3 km2、74.8%）が、住民が蚊に遭遇したり再発生したりする可能性が最も高い高リスクエリアであることを示しました。エリアのカバー率は、DDT と SP-IS および IRSS のリスクグラフ間で、高リスク (DDT 20.2%、SP 4.9%)、中リスク (DDT 22.3%、SP 4.6%)、低リスク/リスクなし (DDT 57.5%、SP 90.5%) (t (2) = 12.7、P < 0.05) と異なっている (図 3、4)。作成された最終的な複合リスク マップでは、すべてのレベルの HT リスク エリアで SP-IRS が DDT-IRS よりも優れた保護能力を持っていることが示された。SP-IRS の後、HT の高リスク エリアは 7% (1837.3 km2) 未満に減少し、エリアの大部分 (つまり 53.6%) が低リスク エリアになった。 DDT-IRS期間中、複合リスクマップで評価された高リスク地域と低リスク地域の割合は、それぞれ35.5%（9498.1 km2）と16.2%（4342.4 km2）でした。処理済み世帯と監視世帯でIRS実施前と実施後数週間に測定されたサシチョウバエの密度は、IRSの各ラウンド（DDTとSP）の複合リスクマップ上にプロットされ、視覚化されました（図3、4）。世帯のリスクスコアとIRSの前後に記録された平均シルバーシュリンプ密度の間には良好な一致が見られました（図5）。 IRS の 2 ラウンドから計算された一貫性分析の R2 値 (P < 0.05) は、DDT の 2 週間前が 0.78、DDT の 2 週間後が 0.81、DDT の 4 週間後が 0.78、DDT の 12 週間後が 0.83、SP 後の DDT 合計が 0.85、SP の 2 週間前が 0.82、SP の 2 週間後が 0.38、SP の 4 週間後が 0.56、SP の 12 週間後が 0.81、SP の 2 週間後が全体で 0.79 でした (追加ファイル 1: 表 S3)。結果は、SP-IRS 介入が IRS 後 4 週間にわたってすべての HT に対して強化されたことを示しました。DDT-IRS は、IRS 実施後のすべての時点ですべての HT に対して効果がありませんでした。統合リスクマップエリアの現地評価の結果を表5にまとめます。IRSラウンドでは、高リスクエリア（55%超）におけるギンエビの平均個体数と総個体数の割合は、IRS後のすべての時点において、低リスクおよび中リスクエリアよりも高くなりました。昆虫科（蚊の採集対象として選択された科）の位置は、補足ファイル1：図S2にマッピングされ、視覚化されています。
ビハール州ヴァイシャリ地区ラヴァプール、マハナール村におけるDDT-IRS散布前後のカメムシ被害リスク地域を特定するための、3種類のGISベースの空間リスクマップ（HT、IS、IRSS、およびHT、IS、IRSSの組み合わせ）
銀斑エビの危険地域を特定するための、3種類のGISベースの空間リスクマップ（HT、IS、IRSS、およびHT、IS、IRSSの組み合わせ）（カルバンとの比較）
DDT-(a、c、e、g、i)とSP-IRS(b、d、f、h、j)が世帯タイプのリスクグループに及ぼす影響は、世帯リスク間の「R2」を推定することによって算出された。ビハール州ヴァイシャリ地区ラヴァプール・マハナール村における、IRS実施2週間前および実施2、4、12週間後の世帯指標とP. argentipesの平均密度の推定。
表 6 は、フレーク密度に影響を与えるすべてのリスク要因の単変量解析の結果をまとめたものです。すべてのリスク要因 (n = 6) は、家庭内の蚊の密度と有意に関連していることがわかりました。関連するすべての変数の有意水準は、0.15 未満の P 値を生成したことが観察されました。したがって、すべての説明変数は多重回帰分析のために保持されました。最終モデルの最適な組み合わせは、TF、TW、DS、ISV、および IRSS の 5 つのリスク要因に基づいて作成されました。表 7 は、最終モデルで選択されたパラメーターの詳細、調整オッズ比、95% 信頼区間 (CI)、および P 値をリストしています。最終モデルは、R2 値が 0.89 (F(5)=27.9、P<0.001) で非常に有意です。
TRは他の説明変数との有意性が最も低かったため（P = 0.46）、最終モデルから除外されました。開発されたモデルは、12の異なる世帯のデータに基づいてサシチョウバエの密度を予測するために使用されました。検証結果は、現場で観察された蚊の密度とモデルによって予測された蚊の密度との間に強い相関関係があることを示しました（r = 0.91、P < 0.001）。
目標は、2020 年までにインドの風土病州から VL を根絶することです [10]。2012 年以降、インドは VL の発生率と死亡率の減少において大きな進歩を遂げてきました [10]。2015 年に DDT から SP に切り替えたことは、インドのビハール州における IRS の歴史における大きな変化でした [38]。VL の空間的リスクとベクターの豊富さを理解するために、いくつかのマクロレベルの研究が行われてきました。しかし、VL の蔓延の空間的分布は全国的にますます注目を集めていますが、ミクロレベルでの研究はほとんど行われていません。さらに、ミクロレベルでは、データは一貫性がなく、分析や理解がより困難です。私たちの知る限り、この研究は、インドのビハール州における国家 VL ベクター制御プログラムの下で、HT に対する殺虫剤 DDT と SP を使用した IRS の残効と介入効果を評価する最初の報告です。これはまた、屋内残効性殺虫剤散布（IRS）介入条件下における蚊の時空間分布を微細なスケールで明らかにするための、空間リスクマップと蚊密度分析モデルを開発する初めての試みでもある。
我々の結果は、SP-IRSの家庭での採用率が全世帯で高く、ほとんどの世帯で完全に処理されたことを示した。バイオアッセイの結果は、調査村の銀サシチョウバエがベータシペルメトリンに対して非常に敏感であるが、DDTに対してはむしろ低いことを示した。DDTによる銀エビの平均死亡率は50%未満であり、DDTに対する高いレベルの耐性を示している。これは、ビハール州を含むインドのVL流行州のさまざまな村でさまざまな時期に実施された以前の研究の結果と一致している[8,9,39,40]。殺虫剤感受性に加えて、殺虫剤の残留効果と介入の効果も重要な情報である。残留効果の持続期間は、プログラミングサイクルにとって重要である。これは、次のスプレーまで個体群が保護されるように、IRSのラウンド間の間隔を決定する。コーンバイオアッセイの結果は、IRS後のさまざまな時点での壁面タイプ間の死亡率に有意な差があることを明らかにした。 DDT処理面の死亡率は常にWHOの満足レベル（80%以上）を下回っていましたが、SP処理壁ではIRS後4週間まで死亡率は満足レベルを維持していました。これらの結果から、調査地域で見つかったシルバーレッグシュリンプはSPに非常に敏感であるものの、SPの残留効果はHTによって異なることが明らかです。DDTと同様に、SPもWHOガイドライン[41, 42]で規定されている有効期間を満たしていません。この非効率性は、IRSの実施不良（ポンプを適切な速度で動かすこと、壁からの距離、吐出率、水滴の大きさ、壁への付着など）や、農薬の不適切な使用（溶液の調製など）による可能性があります[11,28,43]。しかし、この研究は厳格な監視と管理の下で実施されたため、世界保健機関が推奨する有効期限を満たしていないもう1つの理由は、QCを構成するSPの品質（有効成分の割合または「AI」）である可能性があります。
農薬残留性を評価するために使用された 3 つの表面タイプのうち、2 つの農薬について BUU と CPLC の間で死亡率に有意な差が見られました。もう 1 つの新しい発見は、CPLC が散布後のほぼすべての時間間隔で BUU および PMP 表面よりも優れた残留性能を示したことです。しかし、IRS から 2 週間後には、PMP は DDT と SP でそれぞれ最高および 2 番目に高い死亡率を記録しました。この結果は、PMP の表面に付着した農薬が長期間残留しないことを示しています。壁タイプの間の農薬残留物の有効性のこの違いは、壁の化学物質の組成 (pH の上昇により一部の農薬が急速に分解される)、吸収率 (土壌壁の方が高い)、細菌分解の利用可能性、壁材料の分解速度、温度と湿度など、さまざまな理由による可能性があります [44、45、46、47、48、49]。我々の結果は、様々な病原体に対する殺虫剤処理された表面の残留効果に関する他のいくつかの研究を裏付けている[45, 46, 50, 51]。
処理された世帯における蚊の減少の推定では、IPS後のすべての期間において、SP-IRSはDDT-IRSよりも蚊の駆除に効果的であることが示されました（P < 0.001）。SP-IRSとDDT-IRSのラウンドでは、処理された世帯の2～12週間の減少率はそれぞれ55.6～90.5%と14.1～34.1%でした。これらの結果はまた、監視世帯におけるP. argentipesの個体数に対する有意な影響がIRS実施後4週間以内に観察されたことを示しています。P. argentipesはIRS後12週間で両方のIRSラウンドで増加しました。しかし、監視世帯における蚊の数には2回のIRSラウンド間で有意な差はありませんでした（P = 0.33）。各ラウンドにおける世帯グループ間の銀エビ密度の統計分析の結果も、4 つの世帯グループ (噴霧 vs. 監視、噴霧 vs. 対照、監視 vs. 対照、完全 vs. 部分) 全体で DDT に有意差がないことを示しました。) 2 つの家族グループ IRS と SP-IRS (監視 vs. 対照、完全 vs. 部分)。しかし、部分的に噴霧された農場と完全に噴霧された農場では、DDT ラウンドと SP-IRS ラウンドの間で銀エビ密度に有意差が見られました。この観察結果は、IRS 後に介入効果が複数回計算されたという事実と合わせて、SP は部分的にまたは完全に処理された家屋では蚊の駆除に効果的だが、未処理の家屋では効果的ではないことを示唆しています。しかし、DDT-IRS ラウンドと SP IRS ラウンドの間で監視家屋の蚊の数に統計的に有意差はありませんでしたが、DDT-IRS ラウンド中に収集された蚊の平均数は SP-IRS ラウンドと比較して少なくなりました。この結果は、世帯人口の中で最も高いIRSカバレッジを持つベクター感受性殺虫剤が、噴霧されなかった世帯の蚊の防除に人口効果をもたらす可能性があることを示唆している。結果によると、SPはIRS後の最初の数日間、DDTよりも蚊刺されに対する予防効果が高かった。さらに、アルファシペルメトリンはSPグループに属し、蚊に対して接触刺激と直接毒性があり、IRSに適している[51, 52]。これが、アルファシペルメトリンが前哨基地で最小限の効果しか示さない主な理由の1つかもしれない。別の研究[52]では、アルファシペルメトリンは実験室アッセイと小屋で既存の反応と高いノックダウン率を示したが、制御された実験室条件下では蚊に忌避反応をもたらさなかったことがわかった。
この研究では、3 種類の空間リスク マップが作成されました。世帯レベルおよびエリアレベルの空間リスク推定値は、シルバーレッグシュリンプ密度の現地観察によって評価されました。HT に基づくリスク ゾーンの分析では、ラバプール-マハナラの村のエリアの大部分 (>78%) が、サシチョウバエの発生と再出現のリスクが最も高いレベルにあることが示されました。これが、ラワルプール マハナラ VL が非常に人気がある主な理由であると思われます。全体的な ISV と IRSS、および最終的な複合リスク マップは、SP-IRS ラウンド中 (DDT-IRS ラウンドではない) に高リスク エリアの下にあるエリアの割合が低いことがわかりました。SP-IRS 後、GT に基づく高リスクおよび中リスク ゾーンの広いエリアが低リスク ゾーン (つまり 60.5%、複合リスク マップ推定値) に変換され、DDT のほぼ 4 分の 1 (16.2%) になりました。 – 上記の IRS ポートフォリオ リスク チャートに状況が示されています。この結果は、IRSが蚊の駆除に適した方法であることを示しているが、その効果の程度は、殺虫剤の品質、感受性（対象となる媒介昆虫に対する）、受容性（IRS実施時）、およびその適用方法によって左右される。
家庭のリスク評価の結果は、リスク推定値と異なる家庭から収集されたシルバーレッグシュリンプの密度との間に良好な一致（P < 0.05）を示しました。これは、特定された家庭のリスクパラメータとそのカテゴリ別リスクスコアが、シルバーシュリンプの地域的な存在量を推定するのに適していることを示唆しています。IRS後のDDT一致分析のR2値は≥ 0.78であり、IRS前の値（つまり0.78）以上でした。結果は、DDT-IRSがすべてのHTリスクゾーン（つまり、高、中、低）で効果的であることを示しました。SP-IRSラウンドでは、IRS実施後の2週目と4週目にR2値が変動し、IRS実施の2週間前と12週間後の値はほぼ同じであることがわかりました。この結果は、SP-IRS曝露が蚊に及ぼす有意な影響を反映しており、IRS後の時間間隔とともに減少傾向を示しました。 SP-IRSの影響については、これまでの章で既に強調し、議論してきた。
プールされたマップのリスクゾーンの現地監査の結果、IRSラウンド中にシルバーシュリンプが最も多く収集されたのは高リスクゾーン（つまり55%以上）で、次いで中リスクゾーンと低リスクゾーンでした。要約すると、GISベースの空間リスク評価は、空間データの異なるレイヤーを個別にまたは組み合わせて集約し、サシチョウバエのリスクエリアを特定するための効果的な意思決定ツールであることが証明されています。開発されたリスクマップは、特にミクロレベルで、即時の対策または改善が必要な研究エリアの介入前および介入後の状況（つまり、世帯タイプ、IRSステータス、および介入効果）を包括的に理解するのに役立ちます。非常に一般的な状況です。実際、いくつかの研究では、GISツールを使用して、マクロレベルでのベクター繁殖地のリスクと病気の空間分布をマッピングしています[24、26、37]。
IRS に基づく介入の飼育特性とリスク要因を統計的に評価し、銀エビ密度分析に使用した。単変量解析では 6 つの要因 (TF、TW、TR、DS、ISV、IRSS) すべてが銀エビの局所的な個体数と有意に関連していたが、最終的な多重回帰モデルでは 5 つのうち 1 つだけが選択された。結果は、調査地域における IRS TF、TW、DS、ISV、IRSS などの飼育管理特性と介入要因が銀エビの出現、回復、繁殖のモニタリングに適していることを示している。多重回帰分析では TR は有意ではなかったため、最終モデルには選択されなかった。最終モデルは非常に有意であり、選択されたパラメータは銀エビ密度の 89% を説明した。モデル精度の結果は、予測された銀エビ密度と観測された銀エビ密度の間に強い相関があることを示した。我々の結果は、ビハール州の農村部におけるVLの蔓延とベクターの空間分布に関連する社会経済的および住宅リスク要因について議論した以前の研究も支持している[15, 29]。
本研究では、噴霧された壁面への殺虫剤の沈着や、屋内残留噴霧（IRS）に使用された殺虫剤の品質（すなわち）を評価していません。殺虫剤の品質と量の変動は、蚊の死亡率やIRS介入の効果に影響を与える可能性があります。したがって、表面の種類ごとの推定死亡率や世帯グループごとの介入効果は、実際の結果と異なる可能性があります。これらの点を考慮して、新たな研究を計画することができます。研究対象村の危険区域の総面積の評価（GISリスクマッピングを使用）には、村と村の間の空き地が含まれており、これは危険区域の分類（すなわち区域の特定）に影響を与え、異なる危険区域にまで及びます。しかし、本研究はミクロレベルで実施されたため、空き地は危険区域の分類にわずかな影響しか与えません。さらに、村の総面積内の異なる危険区域を特定して評価することで、将来の新しい住宅建設のための区域を選択する機会が得られます（特に低リスク区域の選択）。全体として、本研究の結果は、これまでミクロレベルで研究されたことのないさまざまな情報を提供します。最も重要なのは、村のリスクマップの空間表現によって、異なるリスクエリアにある世帯を特定し、グループ化できる点です。従来の地上調査と比較して、この方法はシンプルで便利、費用対効果が高く、労力も少なく、意思決定者に情報を提供します。
我々の結果は、調査村の在来のシミがDDTに対する抵抗性（すなわち、高い抵抗性）を獲得しており、IRS直後に蚊の発生が観察されたことを示している。アルファシペルメトリンは、DDT-IRSと比較して、100%の死亡率とシミに対する介入効果の向上、および地域社会の受容性の向上により、VLベクターのIRS制御に適した選択肢であると思われる。しかし、SP処理された壁での蚊の死亡率は表面の種類によって異なり、残留効果が低く、WHOが推奨するIRS後の時間が達成されなかったことがわかった。この研究は議論の良い出発点を提供し、その結果は真の根本原因を特定するためにさらなる研究が必要である。サシチョウバエ密度分析モデルの予測精度は、住宅特性、ベクターの殺虫剤感受性、およびIRSの状態の組み合わせを使用して、ビハール州のVL流行村のサシチョウバエ密度を推定できることを示した。本研究では、GISベースの空間リスクマッピング（マクロレベル）を組み合わせることで、IRS会議の前後に砂塊の発生と再発生を監視するためのリスクエリアを特定できる有用なツールとなることも示しています。さらに、空間リスクマップは、従来の現地調査やデータ収集方法では研究できない、さまざまなレベルにおけるリスクエリアの範囲と性質を包括的に理解することを可能にします。GISマップを通じて収集されたミクロ空間リスク情報は、科学者や公衆衛生研究者が、リスクレベルの性質に応じて、さまざまな世帯グループにアプローチするための新しい制御戦略（単一介入または統合ベクター制御など）を開発および実施するのに役立ちます。加えて、リスクマップは、適切な時期と場所で制御リソースの配分と使用を最適化し、プログラムの効果を高めるのに役立ちます。
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投稿日時：2024年5月20日
