ROCZN. PZH, 1996, 47, NR 3
ALEKSANDRA GLINIEWICZ, ALICJA KRZEMIŃSKA, BOŻENA SAWICKA
O P O R N O Ś Ć P R U S A K Ó W B L A T T E L L A G E R M A N IC A L. O D Ł O W IO N Y C H W S Z P IT A L A C H N A W Y B R A N E IN S E K T Y C Y D Y P Y R E T R O ID O W E
I K A R B A M IN IA N O W E
SUSCEPTIBILITY OF GERMAN COCKROACHES (BLATTELLA GERMANICA L.) COLLECTED IN HOSPITALS TO SELECTED CARBAMATE AND PYRETHROID
INSECTICIDES
Zakład Zwalczania Skażeń Biologicznych, Państwowy Zakład Higieny 00-791 Warszawa, ul. Chocimska 24
p.o. Kierownik: dr H. Krzywicka
Zbadano oporność na permetrynę, deltametrynę, cypermetrynę, etofenproks, bendiokarb i propoksur prusaków odłowionych w szpitalach w różnych miej scowościach na terenie Polski.
WSTĘP
U staw a o zwalczaniu chorób zakaźnych z dnia 13 listopada 1963 r. nakłada o b o w iązek nadzoru nad zwalczaniem szkodników sanitarnych n a służbę sanitarno-epi- dem iologiczną. W g definicji Światowej O rganizacji Z drow ia pojęcie szkodników sani tarnych obejm uje organizm y, k tóre bezpośrednio wywołują choroby ludzi i zw ierząt, przenoszą infekcje oraz są rezerw uaram i czynników chorobotw órczych. Pojęcie to odnosi się rów nież do karaczanów , tj. prusaków i karaluchów , chociaż w Polsce, jak dotąd, nie znalazły się o ne na liście szkodników sanitarnych.
W naszym kraju karaluchy w ystępują w szpitalach stosunkow o rzadko, n atom iast prusakam i zainfestow anych je st p o n ad 70% zam kniętych obiektów opieki zdrow otnej.
N a teren szpitali owady te m ogą przedostać się z tran sp o rte m żywności, leków lub z odzieżą chorych. W środow isku szpitalnym szybkiemu rozwojowi populacji prusaków sprzyjają takie czynniki, jak: stosunkow o łatwy dostęp do pokarm u, wysoka, stała te m p e ra tu ra pom ieszczeń i znaczna wilgotność. Prusaki są w szystkożerne. G łów ne źródła ich pożywienia stanow ią odpadki z kuchni szpitalnych, żywność przechow yw ana przez pacjentów i znajdująca się w m agazynach. W szpitalach o złym stanie higie nicznym owady te m ogą penetrow ać wydzieliny i wydaliny chorych, resztki pooperacy jn e lub stare opatrunki.
Z naczenie prusaków w przenoszeniu patogennych organizm ów oraz czynniki sprzy jające ich w ystępowaniu i rozprzestrzenianiu się podano w opracow aniach Styczyńskiej
D ośw iadczenia prow adzone w P radze wykazały w ciałach m uch i prusaków od ło wionych w szpitalach obecność 24 gatunków bakterii, w znacznej części lekoopornych [14].
Burgess i Chetwyn [5] prow adząc badania w 5 szpitalach angielskich wyizolowali z pow ierzchni p ancerza chitynowego karaczanów oraz z ich narządów w ew nętrznych 12 gatunków patogennych bakterii należących m. in. do rodzajów Pseudomonas, S h i gella, Salmonella, Klebsiella, a także p atogenne gatunki wirusów, grzybów i pierw ot niaków.
Burgess [2, 3, 4] wykazał także obecność żywych bakterii chorobotw órczych (Citro- bacter diversus, Citrobacter freundii, Klebsiella pneum oniae, Proteus morganii, Rettgeń vulgaris, Serratia marcescens) w ciałach martwych karaczanów , zebranych 10 dni po ich śm ierci. N asuw a się pytanie, czy n ieu p rzątn ięte po dezynsekcji, m artw e owady nie m ogą być rów nież źródłem infekcji, skoro są rezerw uarem patogenów .
Z n aczną liczbę m ikroorganizm ów chorobotw órczych wykazały rów nież posiewy m ik robiologiczne w ykonane z karaczanów odłowionych w m iejscach w ystępow ania ep i dem ii chorób zakaźnych, np. podczas epidem ii czerwonki w Irlandii [5] lub d u ru we W łoszech [1].
Ja k p o d aje T arshis [15], po zwalczeniu karaczanów obserw ow ano spadek zacho row ań n a zakaźne zapalenie wątroby.
Przytoczone powyżej dan e z piśm iennictw a dotyczące przenoszenia patogenów przez karaczany wskazują na możliwość uczestniczenia tych owadów w szerzeniu zakażeń w ew nątrzszpitalnych i konieczność ich intensyw nego zwalczania, zwłaszcza w śro d o wisku, charakteryzującym się nagrom adzeniem chorobotw órczych m ikroorganizm ów .
W Polsce, Z ak ład Zw alczania Skażeń Biologicznych P Z H , typuje od w ielu już lat n a podstaw ie danych toksykologicznych i eksperym entalnych b ad ań skuteczności, p re paraty ow adobójcze odpow iednie do stosow ania w szpitalach na salach chorych (w p o m ieszczeniach gospodarczych do dezynsekcji używa się środki ow adobójcze dopusz czone do ogólnego stosow ania). D o końca lat 70-tych do dezynsekcji n a salach chorych stosow any był głównie K arbosep Zawiesinowy, zawierający niskotoksyczny karbaryl jak o substancję czynną. N a początku lat 80-tych dopuszczono także p re p a ra t Ficam (w skład któ reg o w chodzi również związek karbam inianow y - ben d io k arb ), charakteryzujący się d o b rą skutecznością w stosunku do karaczanów , brakiem drażniącego działania i niską prężnością par, ale znacznie bardziej toksyczny dla ludzi i zwierząt.
A sortym ent stosowanych w szpitalach środków owadobójczych w zbogacił się po w prow adzeniu p rep arató w zawierających insektycyd z grupy związków pyretroidow ych - p erm etry n ę (np. Coopex, P erm asect, K udos i in.). Po wielu latach stosow ania, na p oczątku lat 90-tych, zaczęły napływać inform acje o nieskuteczności dezynsekcji p rz e prow adzanych tymi p rep aratam i. W tej sytuacji dopuszczono do stosow ania inne związki pyretroidow e: cyperm etrynę i deltam etrynę. W roku bieżącym zastosow ano rów nież eksperym entalnie tylko w jednym szpitalu p re p a ra t V ectron, zaw ierający eto- fenproks - substancję aktywną z nowej grupy insektycydów, charakteryzującą się b a r dzo niską toksycznością.
O ile po w ieloletnim stosow aniu insektycydu m ożna spodziew ać się obniżonej wrażliwości ow adów w związku z nagrom adzeniem się alleli oporności w populacjach,
N r 3 Oporność prusaków na pestycydy 335
to szybki rozwój oporności m oże nastąpić również po w prow adzeniu nowych substancji aktywnych, jeżeli za oporność odpow iadają te sam e geny (tzw. oporność krzyżowa).
Z e w zględu na sygnalizowane trudności w zwalczaniu prusaków u znano za n ie zbędne i celowe przeprow adzenie b ad ań oporności tych owadów na insektycydy stos ow ane od daw na do dezynsekcji szpitali oraz w prow adzone w ostatnich latach. Pozwoli to na dalsze ukierunkow anie zabiegów tak, aby zastosow ane środki działały rów nież n a o p o rn e populacje prusaków.
MATERIAŁY I METODYKA O w a d y .
Badania przeprowadzono na prusakach pochodzących z populacji terenowych. Owady odło wiono ze szpitali, w których użytkownicy skarżyli się na nieskuteczność wykonywanych dezyn sekcji.
Prusaki hodowano następnie przez 2 pokolenia, aby ujednolicić materiał biologiczny i uzys kać niezbędną do wykonania badań ilość osobników.
Owadami kontrolnymi w doświadczeniach były prusaki z wrażliwego szczepu laboratoryjnego - LAB, hodowanego w Państwowym Zakładzie Higieny od wielu lat bez kontaktu z insektycy dami.
Owady trzymano w 11 słojach Wecka nakrytych siatkami metalowymi. Pokarm stanowiła standardowa pożywka LSM dla myszy i szczurów laboratoryjnych.
Hodowlę wszystkich szczepów prowadzono w temperaturze 24 - 26°C przy wilgotności względnej 60,5%.
Przed wykonaniem doświadczenia owady dzielono wg płci. I n s e k t y c y d y
1) Permetryna - ester 3(fenoksy)-fenylometylowy kwasu 3(2,2-dichlorowinylo)-2,2-dimetylo- cyklopropanokarboksylowego, prod, techn. 92,1%, stosunek izomerów cis:trans=25:75, firmy Wellcome Foundation Ltd. 2) Deltametryna - ester S-cyjano-3-fenoksyfenylometylowy kwasu IR, cis-3-(2,2-dibromowinylo)-2,2-dimetylocyklopropanowego, prod, techn. 98,5%, firmy Rou- ssel-Uclaf. 3) Cypermetryna - ester (RS)- cyjano-3-fenoksyfenylometylowy kwasu 1RS, cis-, trans-3-(2,2-dichloroetylo-)2,2-dimetylocyklopropanowego, prod, techn. otrzymany z Zakładów Chemicznych Organika-Azot. 4) Etofenproks - eter 2-(4-etoksyfenylo)-2-metylopropylo 3-fenok- sybenzylowy - produkt techniczny 96,3% firmy Mitsui Toatsu, Japonia. 5) Bendiokarb - N-metylokarbaminian-0(2,3 - izopropylidenodioksofenylu) - produkt techniczny, 98,9%, firmy Cambridge Animal & Public Health, Anglia. 6) Propoksur - N-metylokarbaminian-2-izopropok- syfenylowy, prod, techn. 98,0%, firmy Bayer AG.
M e t o d a b a d a n i a o p o r n o ś c i
Badania prowadzono wyłącznie na samcach prusaków, które stanowią materiał fizjologicznie bardziej jednorodny niż samice (samice mogą być w różnych stadiach cyklu rozrodczego) i charakteryzują się większą wrażliwością na insektycyd. Do doświadczeń brano owady, zarówno terenowe jak i laboratoryjne, w wieku do 2 tygodni od linienia przedimaginalnego. Oporność prusaków terenowych określono posługując się ogólnymi wytycznymi Światowej Organizacji Zdrowia [10]. Badania prowadzono w słojach Wecka o objętości 1 1, na które od strony wewnętrznej nanoszono w kolejnych doświadczeniach po 5 ml acetonowego roztworu badanego insektycydu.
W doświadczeniach stosowano naniesienie insektycydów ustalone na podstawie danych z piś miennictwa [12], a w przypadku deltametryny, bendiokarbu i etofenproksu - oznaczano je doświadczalnie tak, aby wartość LT
50
dla szczepu laboratoryjnego nie przekraczała 60 min. Dla poszczególnych insektycydów wartości naniesienia były następujące: permetryna - 20 mg/m ;BS - błąd standardowy
WYNIKI I ICH OMÓWIENIE
W yniki analizy oporności na wybrane insektycydy pyretroidow e i karbam inianow e przedstaw iono odpow iednio na ryc. 1 i 2 jak o procentow y udział testow anych szcze pów w poszczególnych klasach oporności. W tab. II po d an o wartości współczynników oporności dla wybranych 13 szczepów prusaków w stosunku do testow anych insekty cydów, ze szczególnym uw zględnieniem związków najczęściej stosowanych w szpitalach. O p o rn o ść na perm etrynę oznaczono u 32 szczepów. Ż a d e n z nich nie okazał się wrażliwy (R R < 1.0); a tylko 3 odznaczały się tolerancją. W iększość badanych owadów była w różnym stopniu oporna; dla 18 szczepów (56,3% - ryc. 1) obliczone współczyn niki oporności mieściły się w przedziale 2,0 - 10,0 a dla 11 szczepów (34,4% ) - były większe od 10,0. Najwyższą w artość współczynnika oporności na perm etrynę (R R = 9 0 ,5 ) otrzym ano dla owadów odłowionych w Szpitalu Dziecięcym w O polu.
N r 3 Oporność prusaków na pestycydy
S u m m a ry o f p y re th ro id re s is ta n c e te s ts
337
Rycina 1. Analiza oporności na związki karbaminonowe terenowych populacji prusaków Summary of carbamate resistance tests
W śród 28 szczepów testow anych na oporność na d eltam etrynę stw ierdzono 2 w raż liwe (R R < 1,0) i 2 - wykazujące wysoki poziom oporności (R R > 1 0 ,0 ). W spółczynniki oporności 18 szczepów (64,3% - ry c.l) mieściły się w przedziale średniej oporności: 2 ,0< R R < 10,0. Najwyższą w artość współczynnika oporności (R R = 2 1 ,7 ) uzyskano dla prusaków pochodzących ze szpitala w Poznaniu.
O p o rn o ść n a cyperm etrynę zbadano u 24 szczepów terenow ych, z tego 5 (20,8% - ryc. 1) - wykazywało tolerancję, 15 - (62,5% ) było średnioopornych, a dla 4 obli czone wartości w spółczynnika oporności przekroczyły w artość 10,0. Najwyższą w artość R R = 1 3 ,0 wykazano dla owadów z Jędrychowa.
O p o rn o ść na etofenproks oznaczono u 16 szczepów odłowionych w szpitalach. W iększość z nich (16= 87,5% ) wykazywała średni poziom oporności; obliczone w spół czynniki R R mieściły się w granicach 2,0 - 10,0. Najwyższą w artość w spółczynnika oporności (R R = 8 ,7 ) otrzym ano dla owadów pochodzących z populacji ze szpitala w O strołęce.
N a ryc. 2 przedstaw iono analizę oporności prusaków pochodzących z populacji terenow ych na dwa najczęściej używane w Polsce insektycydy karbam inianow e: ben- diokarb i propoksur.
W śród testow anych w stosunku do bendiokarbu 38 szczepów, u 19 (50% ) stw ier dzono średni poziom oporności na ten insektycyd; dla 9 (23,7% ) obliczone współczyn niki przekraczały w artość 10,0. Najwyższa w artość R R rów ną 70,8 otrzym ano dla owadów odłow ionych w Szpitalu Dziecięcym w O polu.
O p o rn o ść na p ro p o k su r oznaczono u 27 szczepów. W iększość z nich wykazywała tolerancję (20 szczepów = 74,1% ) lub wrażliwość (4 szczepy = 14,8% ) n a ten insek tycyd. Spośród badanych szczepów tylko jed en (prusaki pochodzące ze szpitala w O s trołęce) odznaczał się wysoką opornością; obliczony w tym przypadku współczynnik wynosił 10,2.
W tab. III, przedstaw iono charakterystykę oporności wybranych 13 szczepów te re nowych prusaków na b ad a n e insektycydy. Jak wynika z prezentow anych danych, n ie k tó re z nich były o p o rn e na wszystkie związki owadobójcze dopuszczone do stosow ania w szpitalach, w części przeznaczonej dla pacjentów .
W g Georghiou i Taylora [8], oporność owadów zależy od w spółdziałania czynników biologicznych (zespołu cech charakterystycznych dla gatunku), genetycznych (zwią zanych z częstością allelu oporności w populacji, jego ekspresją i sposobem dziedz iczenia) oraz operacyjnych (wynikających ze sposobu stosow ania insektycydu i jego charakterystyki fizyko-chemicznej).
Przyczyną obserw ow anej w wielu szczepach wysokiej oporności na p erm etry n ę m o gło być w ieloletnie, regularne stosow anie p reparatów zawierających ten insektycyd, bez niezbędnej rotacji - używania związków z innych grup chemicznych.
N iek tó re z badanych szczepów, o p o rn e na perm etrynę, wykazywały też niewrażli- wość na inne testow ane pyretroidy - deltam etrynę i cyperm etrynę, k tó re w szpitalach stosow ane są stosunkow o krótko i nieregularnie (wywierana przez nie na populacje zwalczanych ow adów presja selekcyjna nie jest, ja k dotąd, bardzo silna). M ożna więc przypuszczać, że w takich przypadkach wystąpiło zjawisko oporności krzyżowej (ten sam m echanizm pow oduje oporność na perm etrynę, jak i na deltam etry n ę i cyper m etrynę), gdyż czas stosow ania tych insektycydów był zbyt krótki, aby przy niskiej
początkow ej częstości allelu oporności m ogła rozwinąć się tak znaczna oporność. W iele badanych szczepów wykazywało rów nież średni poziom oporności na etofenproks. Poniew aż związek ten nie był nigdy przedtem w Polsce używany, uzyskane wyniki m ogą świadczyć o możliwości istnienia w badanych populacjach wspólnych m echanizm ów oporności na związki pyretroidow e i etofenproks. Z dostępnego piśm iennictw a wynika, że owady posiadające gen kdr powodujący oporność na D D T i wiele pyretroidów , m ogą być rów nież niewrażliwe na ten związek [9].
N ależy jed n ak zaznaczyć, że przy zastosowanym naniesieniu 100 m g/m 2 w artość LTso
dla wrażliwego szczepu laboratoryjnego była bardzo niska: 7,6 min (tab. I). W k o n sekwencji tego, naw et dla szczepu z O strołęki, dla którego obliczony współczynnik oporności był najwyższy i wynosił 8,7 L T 5o nie przekraczał 70 m in, a więc nie był wysoki.
O bserw ow ane różnice w oporności na bendiokarb i propoksur, związki należące do grupy karbam inianów , były praw dopodobnie związane z różnym naciskiem selekcyj nym. B endiokarb je st używany częściej do dezynsekcji w szpitalach, niż p ro p o k su r (związek ten m oże być stosowany tylko w ograniczonym zakresie, do dezynsekcji zaplecza szpitalnego).
WNIOSKI
1. P rzedstaw ione wyniki badań wykazały, że w szpitalach w Polsce oporność na insektycydy stanow i poważny problem utrudniający zwalczanie prusaków .
2. W populacji prusaków od wielu lat intensywnie zwalczanych p rep aratam i ow ado bójczymi zawierającym i perm etrynę, stw ierdzono wysoki poziom oporności na ten insektycyd.
3. T estow ane szczepy terenow e wykazały wysoki lub średni poziom oporności na deltam etry n ę i cyperm etrynę - pyretroidy zaw ierające grupę cyjanową - używane do dezynsekcji w szpitalach znacznie rzadziej i przez krótszy czas niż perm etryna.
4. N a etofenproks, insektycyd nie stosowany do tej pory w szpitalach obserw ow ano średni poziom oporności, co wydaje się wskazywać na możliwość istnienia oporności krzyżowej w badanych populacjach.
5. Z n aczna część badanych szczepów wykazywała oporność na b endiokarb, a w rażli wość lub tolerancję na propoksur.
6. W iększą skuteczność w zwalczaniu prusaków m ożna osiągnąć poprzez:
— konsekw entne, naprzem ienne stosow anie insektycydów z różnych grup chem icz nych, wykształcających różne m echanizm y oporności
— używanie do dezynsekcji prep arató w zawierających regulatory w zrostu owadów (np. fenoksykarb, triflum uron), samych lub w połączeniu z tradycyjnymi insektycydami
— szersze stosow anie form użytkowych nie powodujących tak szybkiego rozwoju oporności, jak p rep araty do opryskiwania powierzchni, np. trutek, lepów ow ado bójczych, p ułapek nęcących owady, zawierających ferm ony.
N r 3 Oporność prusaków na pestycydy 341
A . G l i n i e w i c z , A . K r z e m i ń s k a , B. S a w i c k a
SUSCEPTIBILITY OF GERMAN COCKROACHES (BLATELLA GERMANICA L.) COLLECTED IN HOSPITALS TO SELECTED CARBAMATE AND PYRETHROID
INSECTICIDES S u m m a r y
The resistance to four pyrethroid insecticides: permethrin, deltamethrin, cypermethrin, eto- fenprox, and to two carbamate insecticides - bendiocarb, propoxur was investigated on field strains of German cockroaches (Blatella germanica L .) caught in hospitals from various parts of Poland. The tests were carried out only on males by the contact method recommended by the WHO. The resistance was evaluated on the basis of L T5 0S and resistance ratios (RRs).
The tested fields strains showed high or moderate resistance to permethrin, deltamethrin, cypermethrin and bendiocarb: moderate resistance or tolerance to etofenproks (this compound has been never used in Poland before), and tolerance or susceptibility to propoxur.
PIŚMIENNICTWO
I. Antonelli G.: La blatta veocoli di malattie infecttive nei rurali. Mutual Rurale Fasciata. 1943, 7, 206. - 2. Burgess N. R. H.: The cockroach as a health hazard, 1978,9th Annual Symposium (Canterbury), Infection Control Nurses Association. - 3. Burgess N. R. H.\ The cockroach - a hazard to health. Mat. 5th Brit. Pest. Contr. 1979, 1-4. - Burgess N. R. H.: Hospital design and cockroach control. Transactions of the Royal Society of Tropical Medicine and Hygiene 1984, 78, 293. - 5. Burgess N. R. H., Chetwyn K. N.: Cockroaches and hospital environment. Nursing Times, 1979, Feb. 15. - 6. Cochran D. G.: Monitoring for insecticide resistance in field collected strains of the German cockroach (Dicyoptera, Blatellidae). J. Econ. Entom. 1989, 82. - 7. Finney D. J.: Probit analysis, ed. Cambridge Univ. Press, 1971. - 8. Georghiou G. P., Taylor С. E.: Operational influences on the evolution of insecticide resistance, J. Econ. Entom. 1977, 70, 8. - 9. Hemingway J.: Efficacy of etofenprox against insecticide susceptible and resistant mosquito strains containing characterised resistance mechanisms, Submitted to Med. Vet. Ent. 1995. - 10. „Insecticide Resistance and Vector Control.” WHO Techn. Rep. Ser. 1970,443.
II. Krzemińska A., Gliniewicz A., Styczyńska В.: Badania oporności na permetrynę prusaków (Blatella germanica L.) odłowionych z terenów Polski. Roczn. PZH, 1994, 45, 145. - 12. Sawicka B. : Owady - szkodniki sanitarne jako przenosiciele patogennych mikroorganizmów w obiektach służby zdrowia. Przeg. Epid. 1993, 451. - 13. Styczyńska B., Krzemińska A.: Występowanie i zwalczanie szkodliwych pod względem sanitarnym owadów w szpitalach. Szpitalnictwo Polskie, 1977, 21. - 14. Sramova H., Daniel М., Absalonova V, Dedicova D., Jedlickova Z., Lhotova H., Petras P., Subertova V: Epidemiological role of arthropods detectable in health facilities. J. Hosp. Infect., 1992, 20, 281. - 15. Tarshis B.\ The cockroach as a natural extrahumane souce polio myelitis virus. Amer. J. Trop. Med. Hyg., 1962, 11, 705.
