Deteksi Virus Dengue dan Bakteri Wolbachia pada Nyamuk Aedes aegypti dan Aedes albopictus dari Tiga Daerah di Provinsi Sulawesi Selatan

Abstract

Infeksi dengue adalah penyakit infeksi tropis yang menyebar melalui gigitan nyamuk Ae. aegypti dan Ae. albopictus, dengan jumlah kasus tertinggi terjadi di daerah tropis dan subtropis, termasuk Indonesia. Di Provinsi Sulawesi Selatan, khususnya Kota Makassar, Kabupaten Gowa, dan Kabupaten Maros, tingginya insiden dengue berkaitan erat dengan keberadaan nyamuk vektor di lingkungan permukiman perkotaan, pedesaan, dan pesisir, yang dipengaruhi oleh faktor ekologis dan demografis. Meskipun banyak penelitian telah mempelajari larva dan pupa, data tentang nyamuk dewasa sebagai agen penular langsung masih terbatas. Padahal indeks Aedes dewasa seperti adult house index (AHI), female adult density (FAD), dan adult breteau index (ABI) dinilai lebih akurat dalam mencerminkan risiko penularan. Selain aspek biologis, dinamika infeksi dengue juga dipengaruhi oleh pemahaman dan perilaku masyarakat terhadap pencegahan. Baru-baru ini, pendekatan inovatif melalui introduksi bakteri endosimbion Wolbachia dalam tubuh nyamuk Aedes mulai diimplementasikan untuk menghambat replikasi virus dengue, dengan hasil awal yang menjanjikan di beberapa wilayah Indonesia. Namun, efektivitas strategi ini sangat dipengaruhi oleh kondisi populasi nyamuk lokal serta keterlibatan aktif masyarakat, sehingga informasi mengenai kelimpahan nyamuk dewasa, indeks epidemiologis, dan persepsi masyarakat menjadi penting sebagai dasar perencanaan pengendalian infeksi dengue yang tepat sasaran dan berkelanjutan. Penelitian ini secara umum bertujuan untuk mendeteksi virus dengue dan bakteri Wolbachia alami pada nyamuk Ae. aegypti dan Ae. albopictus yang dikoleksi dari tiga daerah di Provinsi Sulawesi Selatan, serta mengkaji berbagai faktor yang berperan dalam dinamika penularan dengue di tingkat lokal. Secara khusus, penelitian ini mencakup analisis hubungan antara kejadian dengue dan curah hujan (2017-2021), evaluasi kelimpahan nyamuk dan perhitungan indeks Aedes betina dewasa (AHI, FAD, dan ABI), analisis keterkaitan antara nyamuk dewasa dan stadium pra dewasa, analisis pengetahuan dan praktik masyarakat dalam upaya pencegahan dengue, serta penerapan pendekatan deteksi molekuler untuk mengidentifikasi keberadaan virus dengue dan bakteri Wolbachia dalam tubuh nyamuk yang dikumpulkan dari berbagai lokasi penelitian. Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif dengan desain ekologi dan potong lintang, diawali dengan analisis data sekunder kasus dengue dan curah hujan periode 2017-2021 di Kota Makassar, Kabupaten Maros, dan Kabupaten Gowa. Uji korelasi Spearman digunakan untuk menganalisis hubungan keduanya. Lokasi sampel dipilih secara purposive berdasarkan klasifikasi endemisitas, mencakup enam permukiman. Pengumpulan nyamuk dilakukan di 600 rumah (100 rumah per permukiman) baik di rumah permukiman (indoors) maupun area vegetasi sekitar permukiman (outdoors), menggunakan berbagai alat penangkap, dengan target Ae. aegypti di dalam rumah dan Ae. albopictus di area vegetasi sekitar. Observasi larva dan pupa dilakukan bersamaan. Identifikasi nyamuk dilakukan di laboratorium, dan analisis data mencakup uji Kruskal-Wallis serta perhitungan indeks larva (breteau index dan density figure) dan indeks nyamuk betina dewasa (AHI, FAD, dan ABI). Selain itu, survei pengetahuan dan praktik pencegahan infeksi dengue oleh masyarakat juga dilakukan untuk menilai faktor perilaku, serta pemeriksaan molekuler digunakan untuk mendeteksi keberadaan virus dengue dan bakteri Wolbachia alami pada nyamuk yang dikumpulkan dari berbagai lokasi penelitian. Penelitian ini menyoroti peran penting Kota Makassar, Kabupaten Gowa, dan Kabupaten Maros sebagai kontributor utama kasus dengue di Sulawesi Selatan selama 2017-2021. Ketiga wilayah ini secara konsisten masuk dalam 10 besar daerah dengan kasus tertinggi, dengan Kabupaten Maros tergolong sebagai daerah risiko tinggi setiap tahun. Meskipun secara geografis saling berbatasan, hubungan curah hujan terhadap kejadian dengue hanya terlihat di Kab. Maros. Hal ini menandakan perlunya intervensi pengendalian yang lebih intensif dan berkelanjutan di wilayah tersebut, dengan pendekatan berbasis wilayah prioritas dan data entomologi yang komprehensif. Hasil survei di enam permukiman menunjukkan dominasi Ae. aegypti di lingkungan indoors dan Ae. albopictus di outdoors, dengan jumlah nyamuk betina dewasa tertinggi ditemukan di daerah dengan endemisitas rendah yaitu Lae-Lae. Indeks nyamuk dewasa seperti AHI, FAD, dan ABI menunjukkan potensi yang lebih baik dalam menggambarkan risiko penularan dibandingkan dengan indeks larva konvensional. Hasil ini mendukung urgensi penggunaan indeks nyamuk dewasa dalam sistem pengawasan dengue nasional untuk mengidentifikasi wilayah berisiko tinggi secara lebih tepat. Satu permukiman di daerah dengan endemisitas tinggi memiliki korelasi antara rumah yang positif larva dan/atau pupa dengan keberadaan Ae. aegypti betina dewasa, menegaskan pentingnya mempertimbangkan kedua indikator yakni indeks Aedes dewasa dan indeks larva dalam penilaian risiko dengue. Kajian terhadap pengetahuan dan praktik masyarakat menunjukkan bahwa terdapat perbedaan signifikan antar wilayah, dengan hubungan yang signifikan di daerah endemisitas rendah namun tidak signifikan di daerah endemisitas tinggi, sehingga edukasi perlu disesuaikan dengan karakteristik dan persepsi risiko masyarakat setempat. Sementara itu, temuan virus dengue yaitu DENV-1 dan DENV-2 pada nyamuk dewasa yang terdeteksi di dua lokasi berbeda mengindikasikan adanya sirkulasi virus aktif di populasi vektor, serta potensi pergerakan virus antarwilayah. Temuan ini menunjukkan perlunya pemantauan virus pada populasi nyamuk untuk mendukung upaya pengendalian infeksi dengue yang lebih responsif. Penemuan penting lainnya adalah prevalensi alami infeksi Wolbachia yang tinggi pada Ae. albopictus namun sangat rendah pada Ae. aegypti, memperkuat pemahaman bahwa Ae. albopictus merupakan inang alami dari bakteri ini. Fakta bahwa Ae. aegypti tidak terinfeksi secara luas mendukung potensi program pelepasan nyamuk ber-Wolbachia sebagai strategi pengendalian vektor berbasis bioteknologi di wilayah ini. Secara keseluruhan, disertasi ini memberikan bukti ilmiah baru yang relevan bagi perencanaan kebijakan pengendalian infeksi dengue berbasis data entomologi dan molekuler.

Dengue infection is a tropical infectious disease transmitted by the bites of Aedes aegypti and Aedes albopictus mosquitoes, with the highest number of cases occurring in tropical and subtropical regions, including Indonesia. In South Sulawesi Province, particularly in Makassar City, Gowa Regency, and Maros Regency, the high incidence of dengue is closely related to the presence of vector mosquitoes in urban, rural, and coastal residential areas, influenced by ecological and demographic factors. Although many studies have focused on the larval and pupal stages, data on adult mosquitoes, the direct agents of transmission, remain limited. In fact, adult Aedes indices such as the Adult House Index (AHI), Female Adult Density (FAD), and Adult Breteau Index (ABI) are considered more accurate indicators of transmission risk. Beyond biological aspects, the dynamics of dengue transmission are also influenced by community understanding and preventive behaviors. Recently, an innovative approach involving the introduction of the endosymbiotic bacterium Wolbachia into Aedes mosquitoes has been implemented to inhibit dengue virus replication, with promising preliminary results in several areas of Indonesia. However, the effectiveness of this strategy is strongly influenced by local mosquito population dynamics and active community engagement, making information on adult mosquito abundance, epidemiological indices, and community perceptions crucial for designing targeted and sustainable dengue control strategies. This research generally aims to detect the dengue virus and naturally occurring Wolbachia bacteria in Ae. aegypti and Ae. albopictus mosquitoes collected from three regions in South Sulawesi Province, and to examine various factors influencing local dengue transmission dynamics. Specifically, the study includes: an analysis of the relationship between dengue incidence and rainfall (2017-2021); evaluation of mosquito abundance and calculation of female adult Aedes indices (AHI, FAD, and ABI); an analysis of the relationship between adult and immature mosquito stages; an assessment of community knowledge and practices in dengue prevention; and the application of molecular detection techniques to identify the presence of dengue virus and Wolbachia bacteria in mosquitoes collected from various research sites. A quantitative approach was employed, using ecological and cross-sectional study designs. The research began with an analysis of secondary data on dengue cases and rainfall from 2017 to 2021 in Makassar City, Maros Regency, and Gowa Regency. Spearman correlation tests were used to analyze the relationship between these variables. Sampling sites were purposively selected based on endemicity classification, encompassing six settlements. Mosquito collection was conducted in 600 houses (100 houses per settlement), both indoors (residential areas) and outdoors (vegetated areas around settlements), using various traps targeting Ae. aegypti indoors and Ae. albopictus outdoors. Larval and pupal surveys were carried out simultaneously. Mosquitoes were identified in the laboratory, and data analysis included Kruskal-Wallis tests and calculation of larval indices (Breteau Index and Density Figure) and adult female mosquito indices (AHI, FAD, and ABI). Additionally, a community survey was conducted to assess knowledge and practices regarding dengue prevention, and molecular examinations were carried out to detect dengue virus and natural Wolbachia infections in mosquitoes from different research locations. This study highlights the significant contribution of Makassar City, Gowa Regency, and Maros Regency as major sources of dengue cases in South Sulawesi during 2017-2021. These three areas consistently ranked among the top ten highest-case areas, with Maros Regency classified as a high-risk area annually. Despite their geographical proximity, a correlation between rainfall and dengue incidence was only observed in Maros, indicating the need for more intensive and sustained control interventions in this area through priority-based, data-driven entomological strategies. Surveys in six settlements revealed the dominance of Ae. aegypti in indoors and Ae. albopictus in outdoors. The highest number of adult female mosquitoes was found in Lae-Lae, a low-endemicity area. Adult mosquito indices such as AHI, FAD, and ABI demonstrated greater potential in reflecting transmission risk compared to conventional larval indices. These findings underscore the urgency of incorporating adult mosquito indices into the national dengue surveillance system to more accurately identify high-risk areas. In one settlement located in a high-endemicity area, a correlation was found between houses positive for larvae and/or pupae and the presence of adult female Ae. aegypti, emphasizing the importance of considering both adult and larval Aedes indices in dengue risk assessment. The assessment of community knowledge and practices revealed significant differences between regions, with statistically significant associations found in low-endemicity areas but not in high-endemicity ones. This suggests the need for tailored educational interventions based on local community characteristics and perceived risk. Meanwhile, the detection of dengue virus types DENV-1 and DENV-2 in adult mosquitoes from two different locations indicates active virus circulation within vector populations and the potential for inter-regional viral movement. These findings highlight the importance of mosquito-based virus surveillance to support more responsive dengue control efforts. Another key finding is the high natural prevalence of Wolbachia infection in Ae. albopictus, but a very low prevalence in Ae. aegypti, reinforcing the understanding that Ae. albopictus is a natural host of this bacterium. The near absence of natural Wolbachia in Ae. aegypti supports the potential of Wolbachia-based mosquito release programs as a biotechnology-driven vector control strategy in the region. Overall, this dissertation provides novel scientific evidence relevant to the planning of dengue control policies based on entomological and molecular data.