文摘

登革热是一种重要的媒介传播疾病的蚊子传播的埃及伊蚊和Ae。蚊。在缺乏一个有效的疫苗,矢量控制已成为关键的干预工具在控制这种疾病。向量密度明显受到不断变化的区域气候模式的影响。本研究选择在三个地方进行的,即,urban Bandaranayakapura, semiurban Galgamuwa, and rural Buluwala in the Kurunegala district of Sri Lanka to assess spatial and temporal distribution of dengue vector mosquitoes and to predict vector prevalence with respect to changing weather parameters. Monthly ovitrap surveys and larval surveys were conducted from January to December 2019 and continued further in the urban area up to December 2021.埃及伊蚊被发现在市区和适度semiurban在较小程度上,但不是在农村地区。白纹伊蚊倾向于农村在城市地区。埃及伊蚊首选室内饲养,Ae。蚊首选室内和室外。为Ae。蚊,ovitrap指数(OVI)前提指数(PI),容器指数(CI), Breteau指数(BI)与降雨(RF)和相对湿度(RH)的城市。OVI RH和之间的关系更强也BI和射频之间。线性回归分析拟合和预测模型开发使用BI和射频无滞后时期(R2(平方)= 86.3%;F= 53.12;R2(pred) = 63.12%;模型:Log10 (BI) = 0.153 + 0.286 Log10 (RF);RMSE = 1.49)。另一个预测模型被开发使用OVI和RH滞后期(一个月R2(平方)= 70.21%;F= 57.23;预测模型:OVI = 15.1 + 0.528 延迟1个月RH;RMSE = 2.01)。这两个模型可用于监视的种群动态Ae。蚊在城市环境中预测可能的登革热疫情。

1。介绍

登革热是一种快速增长的蚊子传播的疾病,尤其是在国家位于赤道区,并列为全球健康的十大威胁之一,2019年由世界卫生组织(1,2]。是arboviral疾病引起的感染的一个或多个四种登革热病毒血清型。登革热病毒在人与人之间传播通过感染的雌性的叮咬埃及伊蚊林奈,Ae。蚊Skuse蚊子(双翅目蚊科):3,4]。埃及伊蚊主要endophilic和被认为是疾病的主要媒介。它已经适应了人类栖息地和品种主要在人工水容器,如储存桶,旧轮胎和花盆。白纹伊蚊主要是exophilic,更适应人类的栖息地,和主要品种在自然容器如树桩和椰子壳和一定程度上在人工容器(5- - - - - -7]。虽然Ae。蚊有一个更高的分布范围和更高的疾病传播能力,Ae。蚊被认为是其中一个最侵入蚊子成为全球公共卫生的威胁(8]。

在斯里兰卡,高风险水平登革热的流行主要是由于有利的气象条件促进向量丰度高。先前的工人显示独特的两个向量分布模式物种在不同地理区域的国家。埃及伊蚊是主要的伊蚊北部的物种(9]和西部[10)的省份,而Ae。蚊在西方占主导地位,西北部,中部,南部省份11- - - - - -13]。从一个有效的疫苗病毒不可用,登革热预防和控制主要依赖于有效的媒介控制措施对不成熟的水生和成人阶段。许多研究表明,创建新的幼虫栖息地,由于快速的城市化计划,导致登革热媒介数量的扩张到新的领域扮演重要的角色在向量分布模式6,14,15]。因此,城市化进程大大增加成年蚊子密度、幼虫发育率,和成人向量物种的存活时间,反过来,可能增加疾病传播。

在斯里兰卡,登革热已经报道自1960年代作为一个公共卫生问题。主要向上转移疾病发病率自2009年以来已经被报道。斯里兰卡面临一个巨大的登革热疫情,2017年就有186101起病例和440例死亡(16]。库鲁内格勒区,位于斯里兰卡的西北省份,每年报告> 2000例登革热病例,和登革热疫情频繁发生在该地区自2014年以来(流行病学数据,2020)。在这个国家的其他地区,快速城市化进程已经发生在该地区在最近的过去。然而,该地区报告登革热的发病率高的情况下不仅来自城市地区也semiurban和农村地区。医药卫生官员29日(卫生部)地区库鲁内格勒区,2已被列为重点高危卫生部地区,12作为登革热的风险很高。矢量控制的地区主要是由源减少,杀虫剂的应用,公共卫生教育和立法。本研究旨在评估登革热病媒蚊的空间和时间分布的一些选定的地方库鲁内格勒两市的斯里兰卡在三年内和流行预测向量对天气变化的参数。

2。方法

2.1。研究地点

这项研究是选择在三个地方进行在库鲁内格勒区(7°45′N, 80°15′E)位于斯里兰卡的西北省份覆盖4812.7公里2拥有约1676000人口的近439065户家庭生活。大约32.6%的人口依赖于农业相关就业。最大和最小平均气温大约32.83°C和23.43°C,分别在研究期间。年度累计降水和平均湿度约164.65毫米和67%。所选择的三个地方。,urban Bandaranayakapura (BAN) in Kurunegala MOH area, semiurban Galgamuwa (GAL) in Galgamuwa MOH area, and rural Buluwala (BUL) in Rideegama MOH area (Figure1),来自登革热高风险地区基于登革热和登革热疫情流行数据前五年(2013 - 2018)。这项研究只进行了住宅房屋(与照顾房子主人的前提)的研究地点。Bandaranayakapura(96公里2)是一个城市化地区约有600家庭供水、卫生设施、电力服务,和垃圾收集在一个区域。Galgamuwa(278.4公里2)是一个郊区的地方约有500户家庭,卫生设施不良,没有市政供水。Buluwala(220公里2)是一个农村地区有400居民,茂密的植被和山脉。


图1
在库鲁内格勒两市地区地图的研究领域。卵和幼虫的埃及伊蚊和Ae。蚊收集来自三个地方:城市Bandaranayakapura库鲁内格勒两市卫生部,semiurban Galgamuwa在Galgamuwa卫生部区域,和农村Buluwala Rideegama卫生部区域。
2.2。蛋的调查

每月ovitrap调查进行了从2019年1月至12月在50个随机选择的房子在每个研究前提网站除了城市禁止区域调查的时间延长到2021年12月。谁指导方针后,蚊子鸡蛋收集使用标准ovitraps是用黑色塑料杯(8厘米高×7厘米直径)充满dechlorinated自来水。

一个矩形滤纸条(3×22厘米)是放在杯子产卵基质。两个陷阱被保持在每幢房子前提和滤纸条标有日期,门牌号,位置。ovitrap之一是让户外5 - 10 m远离房子(取决于花园的大小),被贴上“。“另一个陷阱“B”一直在房子里面。滤纸条每个陷阱被替换为一个新的每隔5天,和删除过滤器论文被带到实验室昆虫的监测单元,RDHS办公室,库鲁内格勒两市。在实验室里,滤纸条鸡蛋被风干,储存在室温下。立体显微镜下检查,两种登革热媒介的鸡蛋被确定使用的形状和大小。确认身份,随机选择两种类型的卵饲养在单独的容器和幼虫被确定使用主要由田中和Mizusawa [17]。鸡蛋两个登革热病媒物种数量分别统计和记录。Ovitrap指数(OVI)积极ovitraps的百分比计算,和鸡蛋密度指数(EDI)计算,平均每个陷阱的鸡蛋数量为每个调查。

2.3。幼虫调查

每月幼虫进行了调查,从2019年1月至12月在每一个研究地点,除了禁止区域调查持续到2021年12月。系统抽样方法,之后每6th前提的检查路线位置被选为抽样和至少100年前提是选择从每个网站学习。在每一个前提,所有潜在的容器在室内和室外区域检查,和抽样进行积极的容器。幼虫收集使用长柄勺和滴管(50 ml)取决于容器的性质。收集到的幼虫被转移到标记塑料瓶和运送到实验室进行进一步分析。所有幼虫饲养3理查德·道金斯和图4th识别使用标准的幼虫龄期水平识别键(17]。幼虫指数,即。,Premise/house Index (PI/HI), Container Index (CI), and Breteau Index (BI) were calculated for both vector species to determine the larval abundance at each site [2,18]。

2.4。气象数据

每天最大和最小温度,每日降雨量、相对湿度和日常所有的研究网站得到的气象,科伦坡,斯里兰卡。

2.5。统计分析

使用ms excel数据被格式化的布局。作为一个初步分析,气象数据受到Anderson-Darling正常测试使用Minitab 16在5%的显著性水平。当分布没有按照正常的标准,数据转换成Log10获得正态分布。研究结果叙述地总结了使用频率、比例、手段和标准偏差。幼虫指数(π,CI和BI)和鸡蛋指数(OVI和EDI)的城市,semiurban和农村设置被意味着比较分析比较使用独立的样本t以及和单向方差分析。

2.5.1。相关分析和回归分析

相关分析采用斯皮尔曼等级相关分析。指数和天气之间的关系参数(月降雨量(毫米),最小和最大温度(°C),和相对湿度(%))在不同网站进行了分析。我测试使用莫兰的空间自相关进行统计,并最终模型的变量选择满足独立性在5%显著水平。选中的气象变量之间的相关分析是不同的时间滞后(没有滞后,滞后1周,2周滞后等等)。相关性最高的滞后期指数被用来创建模型。

鼻中隔黏膜下切除术后逐步多元回归分析()是为了开发一种预测模型评估天气变量之间的关系与幼虫指数(π,CI和BI)和鸡蛋指数(OVI和EDI)。预测区域模型(农场)是开发和评估预测幼虫指数。预测幼虫指数可以用来预测可能的登革热疫情预测模式的幼虫大量的登革热向量。一般的模型是基于以下方程: 在哪里y是估计的索引值, 是一个常数, 环境变量的系数 。

R平方,F以及被用来统计测量距离的数据拟合回归直线。它也被称为确定系数,或多个决定多个回归系数。验证模型,实际值和预测值。

3所示。结果

3.1。丰富的登革热病媒物种在不同的城市设置
3.1.1。蛋的调查

总共有24403个鸡蛋从ovitrap收集的调查。3550 ovitraps放置,1535是积极的伊蚊鸡蛋在2019年1月至12月期间的三个研究地点(城市= 421 (27.46%);semiurban = 513 (33.42%);农村= 601 (39.15%))。埃及伊蚊鸡蛋不丰富(n= 497 (2.03%))Ae。蚊鸡蛋是占主导地位的(n积极ovitraps = 23872 (97.82%))。混合感染的Ae。蚊和Ae。蚊不是常见的(n= 34,0.14%)。

埃及伊蚊只在城市和semiurban地区鸡蛋在场,与OVI城市网站明显高于semiurban网站( )(表1)。白纹伊蚊鸡蛋是主要研究地点。虽然收到最多的鸡蛋从农村semiurban网站,紧随其后的OVIAe。蚊研究地点之间没有明显不同( )。埃及伊蚊鸡蛋中显示出极大丰富室内比室外集合( ),和Ae。蚊鸡蛋更丰富的户外集合( )(表1)。

表1
Ovitrap积极性(OVI±SE)和鸡蛋密度(EDI±SE)埃及伊蚊和Ae。蚊在三个研究地点。
3.1.2。幼虫调查

2019年1月至12月期间,共有3693家房屋被检查。,240例(6.4%)为登革热媒介幼虫的前提是积极的。总共有2172伊蚊幼虫收集从这些前提Ae。蚊幼虫n= 94 (4.33%);Ae。蚊幼虫n= 2078 (95.67%)]。埃及伊蚊幼虫得到只有从城市地区(n= 94,4.33%)Ae。蚊幼虫被报道从所有三个研究地点(城市:531 (24.4%);半城市:567 (26.1%);农村:981 (45.16%)]。然而,幼虫指数π,CI和BIAe。蚊没有显著不同的研究网站( )(表2)。

表2
幼虫指数(均值±SE)埃及伊蚊和Ae。蚊从研究收集的网站。
3.2。OVI和BI的季节性波动

幼虫数量的禁令Ae。蚊过低给BI的季节性波动。月度变化OVI的禁令Ae。蚊OVI和BIAe。蚊从所有三个研究地点策划对降水和相对湿度为2019年1月至12月期间(图2)。越来越趋势可以观察到在OVI和BI的所有三个地区的降雨量。然而,下降的BI观察大雨落在9,可能因冲洗(图的繁殖地2)。


图2
季节性变化的ovitrap指数(OVI)埃及伊蚊在城市Bandaranayakapura(禁止)和OVI的幼虫Breteau指数(BI)Ae。蚊在禁令,semiurban Galgamuwa(加),和农村Buluwala(牛)对降雨和相对湿度(RH)从2019年1月至2019年12月。
3.3。OVI的相关性和BI气象参数

开会的两个物种的卵和幼虫指数变化对降雨(RF)进行了分析,温度和相对湿度(RH),时间2019年1月至12月的数据。为Ae。蚊,没有天气指数和参数之间的相关性得到自卵和幼虫数量非常低。所有的变量表示莫兰我指数接近于零。容器指数指数和前提Ae。蚊整个研究期间表现出明显的空间自相关,而BI表示一个无意义的( )和弱空间自相关(莫兰我= 0.125)。我们发现BI是适合发展预测模型。Ovitrap指数Ae。蚊显示较低的空间自相关(莫兰我整个研究期间= 0.002)。因此,开发预测模型的蚊子大量使用ovitrap建议集合。为Ae。蚊OVI,π,CI和BI与射频和RH只为城市站点。然而,OVI之间相关性强烈积极和RH (r= 0.680, ),和BI和射频之间(r= .970, )。因此,它是决定继续这项研究在城市(禁止)区域进一步两年发展为这些指标预测模型。

3.4。预测模型对OVI

当考虑三年数据从2019年1月到2021年12月,OVI之间的相关性和RH仍显著和强烈积极的(r= 0.786, )。OVI和RH当时评估之间的关系在1周,2周,3周,4周,8周滞后时间。4周(均获得显著的正相关性r= 0.610, )和8周(r= 0.624, )滞后时间。

线性回归分析拟合和预测模型开发使用OVI和RH没有滞后时期(R2(平方)= 77.24%;F= 23.7;预测模型:OVI =−28.9 + 0.931 RH;RMSE = 3.47), 1个月滞后时期(R2(平方)= 70.21%;F= 57.23;预测模型:OVI = 15.1 + 0.528 延迟1个月RH;RMSE = 2.01),两个月的滞后期(OVI预测= 14.7 + 0.536 滞后2月RH;RMSE = 2.28)。

以来最低的均方根误差(RSME)值(2.01)月预测与实际的滞后值,生成一个模型对RH /实际OVI和RH /个月滞后OVI城市(禁止)Ae。蚊(图3)。有趣的是,个月滞后线性预测OVI线直接与线性实际OVI线重叠。


图3
实际趋势和model-generated预测趋势(没有滞后,个月滞后)产卵指数(OVI)的变化白纹伊蚊与相对湿度(RH)在城市Bandaranayakapura(禁止)。
3.5。预测模型对BI

三年(2019 - 2021)数据显示BI和射频(之间的正相关关系r= 0.789, )为禁止Ae。蚊。BI和射频评估之间的关系与实际时间RF射频后和滞后时间。显著的相关性得到三星期的延迟期(r0.495 = 0.970没有滞后,1周滞后,滞后2 0.381,0.306为三星期的延迟)。

线性回归分析拟合和预测模型开发使用BI和射频无滞后时期(R2(平方)= 86.3%;F= 53.12;R2(pred) = 63.12%;模型:Log10 (BI) = 0.153 + 0.286∗Log10 (RF);RMSE = 1.49)(图4)。


图4
实际趋势和生成的模型预测Breteau指数(BI)的趋势Ae。蚊降雨在城市Bandaranayakapura(禁止)。

4所示。讨论

登革热是最普遍的媒介传播疾病在热带地区。据说,这也被认为是对环境变化敏感,比如气候变化和城市化。沿城乡梯度矢量的空间分布Ae。蚊喜欢城市和Ae。蚊喜欢农村环境之前已经观察到(19,20.),目前的结果进一步证实这一观点。在当前的研究中Ae。蚊被发现在城市地区,semiurban地区和在较小程度上,而不是在农村地区。白纹伊蚊从农村到城市主导区域指示城市地区的入侵。更高的适应性和这个物种的入侵行为已报告在别处(15,21]。我们的结果证实先前的发现Ae。蚊更喜欢室外室内饲养Ae。蚊喜欢两个室内和室外饲养(12,22,23]。饲养和繁殖行为Ae。蚊或多或少是限于国内环境而活动的模式吗Ae。蚊已经更广泛,因为它同样喜欢吃野生动物和人类更加适应各种各样的环境中繁殖[3,19,20.,24]。疾病的传播而言,这两个向量是同样重要的是,作为DENV一直独立于这两个向量(25,26]。一些研究表明,登革热病毒传播风险更高Ae。蚊由于其广泛的分布(27]。这两个向量的报道在2017 - 2018年登革热疫情在库鲁内格勒区(昆虫学报告数据,RDHS,库鲁内格勒两市)。

斯里兰卡收到西南季风带来的降雨在5月到9月和12月到2月期间东北季风降雨。苏伦德让et al。28)报告了鸡蛋密度峰值对应增加降水在季风时期从斯里兰卡北部的贾夫纳区。库鲁内格勒区位于西北地区,几乎没有收到雨季。区收到降雨主要来自intermonsoons,发生在全国3月至4月和10月至11月期间,温和降雨从传统降雨。所有这三个研究地点报道对今年年底增加降水。研究强调的OVI 10%以上伊蚊向量的物种是一个指示的登革热疫情的风险,前提是登革热阳性病例出现在该地区(29日]。如果是这样,所有这三个研究地点用于本研究在登革热outbreak-risk状态如果病毒是可用的。昆虫的监督,主要是基于不同幼虫指数和众议院指数(房屋HI-percentage阳性幼虫)和Breteau指数(每100所房屋BI-number积极的容器)是使用最广泛的幼虫指数(4]。然而,判别阈值从未确定为幼虫指数登革热的传播。嗨的值> 1%和BI > 5提出了表明高风险水平黄热病传播(4]。如果类似的歧视是申请登革热,我们的研究区域是高危的登革热病毒是否可用。

降雨等天气因素(RF),温度,相对湿度(RH)已经被广泛研究的可用性在预测登革热发病率趋势(30.,31日]。以前的工人报告说,温度和湿度与登革热发病率有显著关联(32- - - - - -36]。有人建议,RH可以影响幼虫密度通过扩展成年蚊子生存(37]。吴et al。32和坎贝尔等。34)确定射频与登革热发病率有很强的正相关关系。可以有多个因素,除了天气,行动决定空间分布极度登革热的蚊子。城市化、废物管理、卫生设施、社区意识,和矢量控制策略是其中的一些。然而,一些研究人员已经表明,昆虫学的价值指数的预测伊蚊承担疾病暴发是不确定的和有限的由于复杂的登革热流行病学,涉及群体免疫等多个因素的动态相互作用在一个人口,不同的血清型病毒,干预计划,mosquito-human交互和mosquito-virus交互38,39]。然而,气象因素对发展的重大影响,生存,密度,和产卵率向量的蚊子,表示为幼虫(40],蛹的[41),和成人指数(38)当然可以使登革热疾病传播的迹象。

预测向量丰富与天气变量尝试了几个工人。摩尔et al。42在波多黎各和连接部分et al。40在福塔雷萨、巴西、使用时间图形比较射频的季节性波动,伊蚊幼虫指数和登革热发病率。他们观察到一个强大的幼虫指数和射频模式之间的关系。目前的研究表明,OVI,π,CI, BIAe。蚊与射频和RH在城市地区。强阳性关联OVI, RH和BI和射频之间Ae。蚊在城市地区强迫我们为两年继续抽样和发展预测模型预测OVI和BI使用各自的RH和射频数据。然而,据报道之前,暴雨冲水容器消除蚊子的幼虫从繁殖地点产生的BI(下降43,44]。

一个重要的关系,给RSME值(2.01),最低的是观察和RH之间Ae。蚊OVI的滞后1个月在城市地区。在生成模型,线性预测月滞后OVI线直接与实际线性OVI重叠显示预测的准确性。一些工人已表明RH对成人死亡率的影响(45,46),卵子成熟过程,产卵诱因伊蚊蚊子(47]。预测模型对射频给BI RMSE较低(1.49),表明该模型可以成功地用于预测蚊子种群对射频变化在城市地区。这是观察到BI明显与射频即使经过一段时间的三个星期,Ae。蚊。评估的RMSE和R平方值表明,我们的模型可以提供丰富的准确的预测Ae。蚊。因此,这些模型可以成功地用于预测向量患病率在城市站点,和成功的矢量控制干预措施可采用滞后时期发病率降到最低。

5。结论

埃及伊蚊人口主要是在市区,在较小程度上,在semiurban地区。这不是发现在农村地区。白纹伊蚊出现在所有三个领域从农村到城市的偏好甚至主导城市设置。埃及伊蚊首选室内繁殖而Ae。蚊首选室内和室外。很强的相关性之间的观察ovitrap指数(OVI)和相对湿度(RH)和Breteau指数(BI)和降雨(RF)。预测模型是使用BI和射频开发没有滞后期和使用OVI RH和1个月的滞后期。这两个模型可以探测到的种群动态Ae。蚊向量的蚊子在城市环境中允许预测可能的登革热疫情。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

援助由昆虫的监测单位的员工,办公区域卫生服务主任库鲁内格勒两市,和动物学,斯里兰卡,Peradeniya大学承认。这项工作是支持的区域主任办公室的卫生服务,库鲁内格勒两市,和Peradeniya大学,斯里兰卡。