Sự phong phú của muỗi liên quan đến nhiệt độ cực cao ở khu vực đô thị và nông thôn của Thành phố Đô thị Incheon, Hàn Quốc từ 2015 đến 2020: một nghiên cứu quan sát

Parasites and Vectors - Tập 14 Số 1 - 2021
Amareth Lim1, Hae-Kwan Cheong1, Yeonseung Chung2, Kisung Sim2, Jong-Hun Kim1
1Department of Social and Preventive Medicine, Sungkyunkwan University School of Medicine, Suwon, Gyeonggi-do, Republic of Korea
2Department of Mathematical Sciences, Korea Advanced Institute of Science and Technology, Daejeon, Republic of Korea

Tóm tắt

Tóm tắt Thông tin nền Mặc dù có những lo ngại về sự gia tăng tần suất và cường độ của các đợt sóng nhiệt do sự ấm lên toàn cầu, vẫn còn thiếu thông tin về tác động của nhiệt độ cực cao đối với số lượng muỗi trưởng thành được biết đến là truyền bệnh thông qua véc-tơ. Nghiên cứu này nhằm đánh giá tác động của nhiệt độ cực cao đến sự phong phú của muỗi bằng cách phân tích dữ liệu chuỗi thời gian về nhiệt độ và số lượng muỗi tại Thành phố Đô thị Incheon (IMC), Hàn Quốc, trong thời gian từ năm 2015 đến 2020. Phương pháp Mô hình hồi quy tuyến tính tổng quát với phân phối Poisson và phương sai lớn đã được sử dụng để mô hình hóa mối liên hệ phi tuyến giữa nhiệt độ và số lượng muỗi cho toàn bộ khu vực nghiên cứu và cho các khu vực đô thị và nông thôn. Các tham số liên kết được kết hợp bằng cách sử dụng hồi quy meta đa biến. Đường cong nhiệt độ – số lượng muỗi được ước lượng từ các ước lượng đã kết hợp, và nhiệt độ môi trường mà ở đó quần thể muỗi đạt tối đa (TMA) đã được ước tính bằng phương pháp mô phỏng Monte Carlo. Để định lượng tác động của nhiệt độ cực cao đến sự phong phú của muỗi, chúng tôi ước lượng tỷ lệ số lượng muỗi (AR) tại phân vị nhiệt độ 99 (AR99th) so với TMA. Kết quả Culex pipiens là loài muỗi phổ biến nhất (51.7%) ở khu vực đô thị của IMC, trong khi các loài muỗi thuộc giống Aedes (Ochlerotatus) là phổ biến nhất ở khu vực nông thôn (47.8%). Sự phong phú của muỗi đạt tối đa ở 23.5 °C đối với Cx. pipiens và 26.4 °C đối với Aedes vexans. Sự tiếp xúc với nhiệt độ cực cao giảm số lượng muỗi Cx. pipiens {AR99th 0.34 [khoảng tin cậy 95% (CI) 0.21–0.54]} ở mức độ cao hơn so với loài Anopheles spp. [AR99th 0.64 (95% CI 0.40–1.03)]. Khi phân loại theo vùng, muỗi Ae. vexans và Ochlerotatus koreicus cho thấy TMA cao hơn và giảm thiểu số lượng ở nhiệt độ cực cao tại Incheon đô thị hơn là Ganghwa, cho thấy các loài muỗi thành phố có thể phát triển mạnh ở nhiệt độ cực cao khi chúng thích nghi với môi trường nhiệt đô thị. Kết luận Chúng tôi xác nhận rằng số lượng muỗi trưởng thành liên quan đến nhiệt độ là đặc trưng theo loài và vị trí. Việc điều chỉnh các biện pháp phòng ngừa và kiểm soát muỗi theo loài muỗi và điều kiện nhiệt độ cực đoán sẽ giúp cải thiện hiệu quả của các chương trình kiểm soát bệnh truyền qua muỗi. Tóm tắt đồ họa

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

Rocklov J, Dubrow R. Climate change: an enduring challenge for vector-borne disease prevention and control. Nat Immunol. 2020;21(5):479–83.

Ogden NH, Lindsay LR. Effects of climate and climate change on vectors and vector-borne diseases: ticks are different. Trends Parasitol. 2016;32(8):646–56.

Alto BW, Juliano SA. Precipitation and temperature effects on populations of Aedes albopictus (Diptera: Culicidae): implications for range expansion. J Med Entomol. 2001;38(5):646–56.

Franklinos LHV, Jones KE, Redding DW, Abubakar I. The effect of global change on mosquito-borne disease. Lancet Infect Dis. 2019;19(9):e302–12.

Roiz D, Ruiz S, Soriguer R, Figuerola J. Climatic effects on mosquito abundance in Mediterranean wetlands. Parasit Vectors. 2014;7:333.

Jia P, Liang L, Tan X, Chen J, Chen X. Potential effects of heat waves on the population dynamics of the dengue mosquito Aedes albopictus. PLoS Negl Trop Dis. 2019;13(7):e0007528.

Siraj AS, Santos-Vega M, Bouma MJ, Yadeta D, Carrascal DR, Pascual M. Altitudinal changes in malaria incidence in highlands of Ethiopia and Colombia. Science. 2014;343(6175):1154–8.

Caminade C, Kovats S, Rocklov J, Tompkins AM, Morse AP, Colón-González FJ, et al. Impact of climate change on global malaria distribution. Proc Natl Acad Sci. 2014;111(9):3286–91.

Park JW, Cheong HK, Honda Y, Ha M, Kim H, Kolam J, et al. Time trend of malaria in relation to climate variability in Papua New Guinea. Environ Health Toxicol. 2016;31:e2016003.

Liu B, Gao X, Zheng K, Ma J, Jiao Z, Xiao J, et al. The potential distribution and dynamics of important vectors Culex pipiens pallens and Culex pipiens quinquefasciatus in China under climate change scenarios: an ecological niche modelling approach. Pest Manag Sci. 2020;76(9):3096–107.

Hongoh V, Berrang-Ford L, Scott ME, Lindsay LR. Expanding geographical distribution of the mosquito, Culex pipiens, in Canada under climate change. Appl Geogr. 2012;33:53–62.

Kraemer MUG, Reiner RC, Brady OJ, Messina JP, Gilbert M, Pigott DM, et al. Past and future spread of the arbovirus vectors Aedes aegypti and Aedes albopictus. Nat Microbiol. 2019;4(5):854–63.

Liu-Helmersson J, Quam M, Wilder-Smith A, Stenlund H, Ebi K, Massad E, et al. Climate change and Aedes vectors: 21st century projections for dengue transmission in Europe. EBioMedicine. 2016;7:267–77.

Anyamba A, Small JL, Britch SC, Tucker CJ, Pak EW, Reynolds CA, et al. Recent weather extremes and impacts on agricultural production and vector-borne disease outbreak patterns. PLoS ONE. 2014;9(3):e92538.

Khan MD, Thi Vu HH, Lai QT, Ahn JW. Aggravation of human diseases and climate change nexus. Int J Environ Res Public Health. 2019;16(15):2799.

Green H, Bailey J, Schwarz L, Vanos J, Ebi K, Benmarhnia T. Impact of heat on mortality and morbidity in low and middle income countries: a review of the epidemiological evidence and considerations for future research. Environ Res. 2019;171:80–91.

Nosrat C, Altamirano J, Anyamba A, Caldwell JM, Damoah R, Mutuku F, et al. Impact of recent climate extremes on mosquito-borne disease transmission in Kenya. PLoS Negl Trop Dis. 2021;15(3):e0009182.

Delatte H, Gimonneau G, Triboire A, Fontenille D. Influence of temperature on immature development, survival, longevity, fecundity, and gonotrophic cycles of Aedes albopictus, vector of chikungunya and dengue in the Indian Ocean. J Med Entomol. 2009;46(1):33–41.

Loetti V, Schweigmann N, Burroni N. Development rates, larval survivorship and wing length of Culex pipiens (Diptera: Culicidae) at constant temperatures. J Nat Hist. 2011;45(35–36):2203–13.

Kim JH, Lim AY, Cheong HK. Malaria incidence of the regions adjacent to the demilitarized zone in the Democratic People’s Republic of Korea, 2004–2016. J Korean Med Sci. 2019;34(36):e227.

Jegal S, Jun H, Kim-Jeon MD, Park SH, Ahn SK, Lee J, et al. Three-year surveillance of culicine mosquitoes (Diptera: Culicidae) for flavivirus infections in Incheon Metropolitan City and Hwaseong-si of Gyeonggi-do Province, Republic of Korea. Acta Trop. 2020;202:105258.

Rueda LM, Patel KJ, Axtell RC, Stinner RE. Temperature-dependent development and survival rates of Culex quinquefasciatus and Aedes aegypti (Diptera: Culicidae). J Med Entomol. 1990;27(5):892–8.

Gasparrini A, Armstrong B, Kenward MG. Distributed lag non-linear models. Stat Med. 2010;29(21):2224–34.

Gasparrini A, Armstrong B, Kenward MG. Multivariate meta-analysis for non-linear and other multi-parameter associations. Stat Med. 2012;31(29):3821–39.

Lee W, Kim H, Hwang S, Zanobetti A, Schwartz JD, Chung Y. Monte Carlo simulation-based estimation for the minimum mortality temperature in temperature-mortality association study. BMC Med Res Methodol. 2017. https://doi.org/10.1186/s12874-017-0412-7.

Morin CW, Comrie AC, Ernst K. Climate and dengue transmission: evidence and implications. Environ Health Perspect. 2013;121(11–12):1264–72.

Bayoh MN, Lindsay SW. Temperature-related duration of aquatic stages of the Afrotropical malaria vector mosquito Anopheles gambiae in the laboratory. Med Vet Entomol. 2004;18(2):174–9.

Christiansen-Jucht C, Parham PE, Saddler A, Koella JC, Basanez MG. Temperature during larval development and adult maintenance influences the survival of Anopheles gambiae s.s. Parasit Vectors. 2014;7:489.

Hwang MJ, Kim HC, Klein TA, Chong ST, Sim K, Chung Y, et al. Comparison of climatic factors on mosquito abundance at US Army Garrison Humphreys, Republic of Korea. PLoS ONE. 2020;15(10):e0240363.

Seah A, Aik J, Ng L-C. Effect of meteorological factors on Culex mosquitoes in Singapore: a time series analysis. Int J Biometeorol. 2021;65(6):963–5.

Sternberg ED, Thomas MB. Local adaptation to temperature and the implications for vector-borne diseases. Trends Parasitol. 2014;30(3):115–22.

Ndenga BA, Mutuku FM, Ngugi HN, Mbakaya JO, Aswani P, Musunzaji PS, et al. Characteristics of Aedes aegypti adult mosquitoes in rural and urban areas of western and coastal Kenya. PLoS ONE. 2017;12(12):e0189971.

Wilke ABB, Chase C, Vasquez C, Carvajal A, Medina J, Petrie WD, et al. Urbanization creates diverse aquatic habitats for immature mosquitoes in urban areas. Sci Rep. 2019;9:15335.

Reinhold JM, Lazzari CR, Lahondere C. Effects of the environmental temperature on Aedes aegypti and Aedes albopictus mosquitoes: a review. Insects. 2018;9(4):158.

Pang SC, Andolina C, Malleret B, Christensen PR, Lam-Phua SG, Razak MAB, et al. Singapore’s Anopheles sinensis Form A is susceptible to Plasmodium vivax isolates from the western Thailand–Myanmar border. Malar J. 2017;16:465.

Lyons CL, Coetzee M, Chown SL. Stable and fluctuating temperature effects on the development rate and survival of two malaria vectors, Anopheles arabiensis and Anopheles funestus. Parasit Vectors. 2013;6(1):104.

Tam BY, Gough WA, Mohsin T. The impact of urbanization and the urban heat island effect on day to day temperature variation. Urban Climate. 2015;12:1–10.

Korea Meteorological Administration. Korean climage change assessment report 2020: the physical science basis. Seoul: Korea Meteorological Administration; 2020.

Kim T-S, Kim J, Na B-K, Lee W-J, Kim H-C, Youn S-K, et al. Decreasing incidence of Plasmodium vivax in the Republic of Korea during 2010–2012. Malar J. 2013;12(1):309.

Oh SS, Hur MJ, Joo GS, Kim ST, Go JM, Kim YH, et al. Malaria vector surveillance in Ganghwa-do, a malaria-endemic area in the Republic of Korea. Korean J Parasitol. 2010;48(1):35.

Thông tin
Thông tin xuất bản

Parasites and Vectors

Tập 14 Số 1

Thông tin tác giả