Macroecological patterns of American Cutaneous Leishmaniasis transmission across the health areas of Panamá (1980–2012)

Abstract

American Cutaneous Leishmaniasis (ACL) is a neglected vector-borne zoonosis that persists despite increasing socio-economic development and urbanization in Panamá. Here, we investigate the association between environmental changes and spatio-temporal ACL trans mission in the Republic of Panamá (1980–2012). We employ a macroecological approach, where patterns of variation in ACL incidence at the spatially coarse-grained scale of health areas are studied considering factors linked to the ecology of ACL transmission. We specifically study impacts of climatic variability, measured by the different phases of El Niño Southern Oscillation (ENSO), within diverse ecosystems and sand fly (Diptera: Psychodidae) vector species, as well as heterogeneous local climatic patterns, deforestation, population growth rates, and changes in social marginalization. We found that over the study period, patterns of ACL incidence: (i) were asynchronous with clusters changing from east to west of the Panamá Canal, (ii) trends increased in the west, and decreased or remained nearly constant in the east, in dependent of human population growth, (iii) generally increased in years following El Niño, and (iv) decreased as forest cover increased. We found no significant association between changes in socio-economic indicators and ACL transmission. Regarding vector abundance and presence, we found that studies had been biased to locations east of the Panamá canal, and that, in general, the abundance of dominant vector species decreased during the cold phase of ENSO. Finally, our results indicate that a macroecological approach is useful to understand heterogeneities related to environmental change impacts on ACL transmission.

La leishmaniasis cutánea americana (LCA) es una zoonosis transmitida por vectores que persiste a pesar del creciente desarrollo socioeconómico y la urbanización en Panamá. Aquí, investigamos la asociación entre los cambios ambientales y la trans misión espacio-temporal de la LCA en la República de Panamá (1980-2012). Empleamos un enfoque macroecológico, donde se estudian los patrones de variación de la incidencia del LCA a escala espacialmente gruesa de las áreas de salud, considerando factores vinculados a la ecología de la transmisión del LCA. Específicamente estudiamos los impactos de la variabilidad climática, medida por las diferentes fases de El Niño Oscilación del Sur (ENSO), dentro de diversos ecosistemas y especies de vectores de la mosca de la arena (Diptera: Psychodidae), así como los patrones climáticos locales heterogéneos, la deforestación, las tasas de crecimiento poblacional y los cambios en la marginación social. Encontramos que a lo largo del período de estudio, los patrones de incidencia de LAC: (i) fueron asincrónicos con agrupaciones que cambiaron de este a oeste del Canal de Panamá, (ii) las tendencias aumentaron en el oeste, y disminuyeron o se mantuvieron casi constantes en el este, en dependencia del crecimiento de la población humana, (iii) generalmente aumentaron en los años posteriores a El Niño, y (iv) disminuyeron a medida que aumentó la cobertura forestal. No encontramos ninguna asociación significativa entre los cambios en los indicadores socioeconómicos y la transmisión del LCA. En cuanto a la abundancia y presencia de vectores, encontramos que los estudios se habían sesgado hacia las localidades al este del canal de Panamá y que, en general, la abundancia de las especies de vectores dominantes disminuyó durante la fase fría de ENSO. Finalmente, nuestros resultados indican que un enfoque macroecológico es útil para entender las heterogeneidades relacionadas con los impactos del cambio ambiental en la transmisión del LAC.