このプロジェクトでは、ペルーのアマゾン川流域都市イキトスにおいて、2年間にわたり6回にわたる屋内ピレスロイド散布を含む2つの大規模実験のデータを分析しました。ネッタイシマカの個体数減少の原因を特定するために、空間マルチレベルモデルを開発しました。この減少は、(i) 超低容量（ULV）殺虫剤の最近の家庭での使用、および(ii) 近隣または近隣の家庭でのULV使用によって引き起こされました。ULV殺虫剤の遅延効果を捉えるため、異なる時間的および空間的減衰関数に基づく様々な散布効果重み付けスキームとモデルの適合性を比較しました。
結果は、ある世帯におけるネッタイシマカの個体数の減少は、主に同一世帯内での散布によるものであり、近隣世帯への散布は追加的な影響を及ぼさなかったことを示しています。散布活動の有効性は、前回の散布からの経過時間に基づいて評価されるべきであり、連続散布による累積効果は認められませんでした。モデルに基づくと、散布後約28日で散布効果が50%低下したと推定されました。
家庭内のネッタイシマカの個体数の減少は、主に特定の家庭での最後の処理からの日数に依存しており、高リスク地域での噴霧範囲の重要性を強調しており、噴霧頻度は地域の感染動向に依存しています。
ネッタイシマカ（Aedes aegypti）は、デングウイルス（DENV）、チクングニアウイルス、ジカウイルスなど、大規模な流行を引き起こす可能性のあるいくつかのアルボウイルスの主要な媒介生物です。この蚊は主にヒトを吸血し、頻繁にヒトを吸血します。都市環境によく適応しており[1,2,3,4]、熱帯および亜熱帯の多くの地域に定着しています[5]。これらの地域の多くでは、デング熱の流行が定期的に再発し、年間推定3億9000万人が感染しています[6, 7]。治療法や効果的で広く入手可能なワクチンがないため、デング熱の伝染を予防および制御するには、成虫を標的とした殺虫剤散布など、さまざまな媒介生物対策によって蚊の個体数を減らすことが不可欠です[8]。
本研究では、ペルーのアマゾンのイキトス市で行われた超低容量屋内ピレスロイド散布の2つの大規模な反復フィールド試験のデータを使用し[14]、超低容量散布が各世帯を超えて家庭内のネッタイシマカの個体数に及ぼす空間的および時間的なラグ効果を推定した。以前の研究では、家庭がより大きな介入エリアの内側にあるか外側にあるかに応じて、超低容量処理の影響を評価した。本研究では、近隣の家庭での処理と比較した家庭内処理の相対的な寄与を理解するために、処理効果を個々の家庭レベルでより細かいレベルに分解することを目指した。時間的には、家庭内のネッタイシマカの個体数を減らすための繰り返し散布と最新の散布の累積効果を比較して推定し、必要な散布頻度を理解し、時間の経過に伴う散布効果の低下を評価した。この分析は、媒介生物制御戦略の開発に役立ち、モデルの有効性を予測するためのパラメータ化情報を提供します[22, 23, 24]。
世帯iから一定距離にあるリング内の世帯のうち、t週前に殺虫剤散布を受けた世帯の割合を計算するために使用されたリング距離スキームの視覚的表現（すべての世帯iは緩衝地帯から1000メートル以内）。L-2014のこの例では、世帯iは散布地域内におり、成虫調査は2回目の散布後に実施されました。距離リングは、ネッタイシマカ（Aedes aegypti）の飛翔距離に基づいています。距離リングBは、100メートルごとの均一分布に基づいています。
私たちは、世帯iから一定の距離にあるリング内の世帯のうち、tの前の週に農薬処理された世帯の割合を計算するという単純な尺度bをテストしました（追加ファイル1：表4）。
ここで、hはリングr内の世帯数、rはリングと世帯i間の距離である。リング間の距離は、以下の要素を考慮して決定される。
時間加重世帯内散布効果関数の相対モデル適合度。太い赤線は最も適合度の高いモデルを表し、最も太い線は最も適合度の高いモデル、その他の太線はWAICが最も適合度の高いモデルのWAICと有意差がないモデルを表す。B 減衰関数は、両実験における平均WAICで順位付けされた、前回の散布から現在までの日数で適合度の高い上位5つのモデルに適用された。
世帯あたりのネッタイシマカ個体数の推定減少量は、前回の散布からの日数と相関しています。示された式は減少量を比率で表しており、率比（RR）は散布シナリオと無散布の基準値の比率です。
モデルは、散布後約 28 日で散布効果が 50% 低下する一方で、散布後約 50 ～ 60 日でネッタイシマカの個体数はほぼ完全に回復すると推定しました。
本研究では、屋内での超低容量ピレスロイド散布が家庭内のネッタイシマカの個体数に及ぼす影響を、家庭近くでの散布のタイミングと空間範囲の関数として説明する。ネッタイシマカの個体数に対する散布効果の持続時間と空間範囲をより深く理解することで、ベクターコントロール介入中に必要とされる空間カバー範囲と散布頻度の最適なターゲットを特定し、さまざまな潜在的なベクターコントロール戦略を比較するモデル化に役立つ。私たちの結果は、単一家庭内のネッタイシマカの個体数の減少は同じ家庭内での散布によって引き起こされたが、近隣地域の家庭での散布は追加的な影響を及ぼさなかったことを示している。散布が家庭内のネッタイシマカの個体数に及ぼす影響は、主に最後の散布からの時間に依存し、60日間にわたって徐々に減少した。複数回の家庭内散布の累積効果の結果として、ネッタイシマカの個体数のさらなる減少は観察されなかった。つまり、ネッタイシマカの数は減少した。家庭内のネッタイシマカの数は、主にその家庭で最後に殺虫剤を散布してから経過した時間によって決まります。
本研究の重要な限界は、採取したネッタイシマカ（Aedes aegypti）成虫の年齢を考慮していないことである。これらの実験に関する過去の分析[14]では、L-2014処理地域では緩衝地帯と比較して成虫雌の年齢分布が若齢化している傾向（未産雌の割合の増加）が見られた。したがって、近隣世帯での散布が特定の世帯におけるネッタイシマカの個体数に及ぼす追加的な説明効果は確認されなかったものの、散布が頻繁に行われている地域ではネッタイシマカの個体群動態に地域的な影響がないとは言い切れない。
本研究のその他の限界としては、保健省がL-2014実験的散布の約2か月前に実施した緊急散布について、場所と時期に関する詳細情報がないため考慮できないことが挙げられます。以前の分析では、これらの散布は研究地域全体で同様の効果があり、ネッタイシマカ密度の共通ベースラインを形成したことが示されています。実際、実験的散布が実施された時点で、ネッタイシマカの個体数は回復し始めていました[14]。さらに、2つの実験期間の結果の差は、研究デザインの違いと、シペルメトリンに対するネッタイシマカの感受性の違いによる可能性があり、S-2013はL-2014よりも感受性が高かった[14]。本研究では、2つの研究から最も一貫性のある結果を報告し、L-2014実験に適合したモデルを最終モデルとして採用しました。 L-2014実験設計は、最近の散布がネッタイシマカの個体群に及ぼした影響を評価するのにより適しており、また、現地のネッタイシマカの個体群は2014年後半にピレスロイドに対する耐性を獲得していたこと[41]から、このモデルはより保守的な選択であり、本研究の目的を達成するのにより適切であると判断した。
この研究で観察された噴霧減衰曲線の比較的平坦な傾きは、シペルメトリンの分解速度と蚊の個体群動態の組み合わせによるものと考えられる。この研究で使用したシペルメトリン殺虫剤は、主に光分解と加水分解によって分解するピレスロイドである（DT50 = 2.6～3.6日）[44]。ピレスロイドは一般に散布後急速に分解し残留物は最小限であると考えられているが、ピレスロイドの分解速度は屋外よりも屋内ではるかに遅く、いくつかの研究ではシペルメトリンは散布後数ヶ月間屋内の空気中および塵埃中に残留する可能性があることが示されている[45,46,47]。イキトスの家屋は窓の少ない暗くて狭い廊下に建てられていることが多く、これが光分解による分解速度の低下を説明できるかもしれない[14]。さらに、シペルメトリンは、感受性のあるネッタイシマカ（Aedes aegypti）に対して低用量（LD50 ≤ 0.001 ppm）でも非常に強い毒性を示します[48]。残留シペルメトリンは疎水性であるため、水生蚊の幼虫には影響を与えにくいと考えられます。これは、元の研究で述べられているように、成虫が幼虫の活動的な生息地から時間の経過とともに回復していくこと、また、処理地域では緩衝地帯よりも非卵生雌の割合が高いことを説明するものです[14]。ネッタイシマカの卵から成虫までのライフサイクルは、気温と蚊の種類によって異なりますが、7日から10日かかります[49]。成虫の蚊の個体数の回復が遅れる理由は、残留シペルメトリンが、これまで処理されていない地域から持ち込まれた成虫や新たに出現した成虫の一部を殺したり撃退したりすること、また成虫数の減少による産卵の減少によっても説明できるかもしれない[22、50]。
過去の世帯内噴霧の全履歴を含んだモデルは、最新の噴霧日のみを含んだモデルよりも精度が低く、効果推定も弱かった。これは、個々の世帯で再処理する必要がないという証拠ではない。本研究および以前の研究 [14] で観察されたネッタイシマカ個体群の回復は、ネッタイシマカの抑制を再確立するためには、地域の感染動態によって決まる頻度で世帯を再処理する必要があることを示唆している。噴霧頻度は、主に雌のネッタイシマカの感染確率を下げることを目的とすべきであり、これは外因性潜伏期間 (EIP) の予想される長さ、つまり感染した血液を大量に摂取したベクターが次の宿主に感染するまでにかかる時間によって決まる。そして、EIP はウイルス株、気温、その他の要因に依存する。例えば、デング熱の場合、殺虫剤散布によって感染した成虫媒介蚊が全て駆除されたとしても、ヒト集団は14日間感染力を維持し、新たに出現した蚊に感染させる可能性がある[54]。デング熱の蔓延を抑制するためには、感染した宿主を刺す可能性のある新たに出現した蚊が他の蚊に感染する前に駆除できるよう、散布間隔を殺虫剤散布間隔よりも短くする必要がある。媒介蚊駆除機関にとって、7日間はガイドラインおよび便利な測定単位として使用できる。したがって、少なくとも3週間（宿主の感染期間全体をカバーする）にわたる毎週の殺虫剤散布は、デング熱の伝播を防ぐのに十分であり、我々の研究結果は、それまでに前回の散布の効果が大幅に低下しないことを示唆している[13]。実際、イキトスでは、保健当局が数週間から数ヶ月にわたって閉鎖空間で3ラウンドの超低容量殺虫剤散布を実施することで、デング熱の流行時の伝播を減らすことに成功した。
最後に、我々の研究結果は、屋内散布の影響は散布が行われた世帯に限定され、近隣世帯への散布によってネッタイシマカの個体数がさらに減少することはなかったことを示している。成虫のネッタイシマカは孵化した場所である家屋内に留まり、最大10メートル離れた場所に集まり、平均106メートルを移動する。[36] そのため、家屋周辺への散布は、その家屋におけるネッタイシマカの個体数に大きな影響を与えない可能性がある。これは、家屋の屋外または周囲への散布は影響を与えなかったという過去の研究結果を裏付けている[18, 55]。しかしながら、上述のように、我々のモデルでは検出できないネッタイシマカの個体群動態に対する地域的な影響が存在する可能性がある。
投稿日時: 2025年2月6日