W Khowe, w południowym Beninie, przeprowadzono serię pilotażowych prób w chatach, aby ocenić skuteczność biologiczną nowych i przetestowanych w terenie moskitier nowej generacji przeciwko wektorom malarii odpornym na pyretrynę. Siatki z okresu postarzania w terenie usunięto z gospodarstw domowych po 12, 24 i 36 miesiącach. Fragmenty sieci wycięte z całych ITN analizowano pod kątem składu chemicznego, a podczas każdego badania przeprowadzano biotesty podatności, aby ocenić zmiany w oporności na insektycydy w populacji wektorów Khowe.
Interceptor® G2 przewyższył inne ITN, potwierdzając wyższość siatek pyretroidowych i chlorfenapyrowych nad innymi typami siatek. Spośród nowych produktów wszystkie ITN nowej generacji wykazały lepszą bioskuteczność niż Interceptor®; jednak skala tej poprawy została zmniejszona po starzeniu w terenie ze względu na krótszą trwałość związków niepyretroidowych. Wyniki te podkreślają potrzebę poprawy trwałości owadobójczej ITN nowej generacji.
Środek owadobójczy-moskitiery (ITN) odegrały kluczową rolę w zmniejszaniu zachorowalności i śmiertelności na malarię w ciągu ostatnich 20 lat. Od 2004 r. na całym świecie rozprowadzono ponad 3 miliardy ITN, a badania modelowe sugerują, że w latach 2000–2015 udało się zapobiec 68% przypadków malarii w Afryce Subsaharyjskiej. Niestety, oporność populacji nosicieli malarii na pyretroidy (standardowa klasa insektycydów stosowanych w ITN) znacznie wzrosła, co zagraża skuteczności tej niezbędnej interwencji. Jednocześnie postęp w zwalczaniu malarii spowolnił na całym świecie, a wiele krajów o dużym obciążeniu odnotowało wzrost liczby przypadków malarii od 2015 r. Trendy te doprowadziły do opracowania nowej generacji innowacyjnych produktów ITN, których celem jest rozwiązanie problemu oporności na pyretroidy i pomoc w zmniejszeniu tego obciążenia oraz osiągnięciu ambitnych celów globalnych.
Obecnie na rynku dostępne są trzy nowe generacje moskitier, z których każda łączy pyretroid z innym insektycydem lub synergistą zdolnym do pokonania oporności na pyretroidy u wektorów malarii. W ostatnich latach przeprowadzono szereg klastrowych randomizowanych kontrolowanych badań (RCT) w celu oceny skuteczności epidemiologicznej tych siatek w porównaniu ze standardowymi siatkami zawierającymi wyłącznie pyretroidy oraz w celu dostarczenia niezbędnych dowodów na poparcie zaleceń Światowej Organizacji Zdrowia (WHO). Moskitiery łączące pyretroidy z butoksydem piperonylu (PBO), synergistą, który zwiększa skuteczność pyretroidów poprzez hamowanie enzymów detoksykujących komary, były pierwszymi, które WHO zaleciła po tym, jak dwa produkty (Olyset® Plus i PermaNet® 3.0) wykazały lepszy wpływ epidemiologiczny w porównaniu z moskitierami zawierającymi wyłącznie pyretroidy w klastrowych randomizowanych kontrolowanych badaniach w Tanzanii i Ugandzie. Potrzeba jednak więcej danych, aby określić znaczenie dla zdrowia publicznego moskitier zawierających pyretroidy i PBO w Afryce Zachodniej, gdzie znaczna oporność na pyretroidy może zmniejszać korzyści z ich stosowania w porównaniu z moskitierami zawierającymi wyłącznie pyretroidy.
Owadobójczą trwałość moskitier jest zazwyczaj oceniana poprzez okresowe zbieranie moskitier ze społeczności i testowanie ich w laboratoryjnych biotestach z wykorzystaniem szczepów komarów wyhodowanych przez owady. Chociaż te testy są przydatne do charakteryzowania biodostępności i skuteczności insektycydów na powierzchni moskitier w czasie, dostarczają one ograniczonych informacji na temat porównawczej skuteczności różnych typów moskitier nowej generacji, ponieważ stosowane metody i szczepy komarów muszą być dostosowane do sposobu działania zawartych w nich insektycydów. Eksperymentalny test chaty to alternatywne podejście, które można wykorzystać do porównawczej oceny skuteczności moskitier nasączonych insektycydami w badaniach trwałości w warunkach naśladujących naturalne interakcje między dzikimi żywicielami komarów a moskitierami domowymi podczas użytkowania. Rzeczywiście, ostatnie badania modelowania z wykorzystaniem entomologicznych surogatów dla danych epidemiologicznych wykazały, że śmiertelność komarów i wskaźniki żerowania mierzone w tych próbach można wykorzystać do przewidywania wpływu moskitier na zapadalność na malarię i jej rozpowszechnienie w klastrowych RCT. W związku z tym badania eksperymentalne w chatach, w których węzły chłonne poddane działaniu insektycydów są uwzględniane w klastrowych badaniach RCT, mogą dostarczyć cennych danych na temat porównawczej skuteczności biologicznej i trwałości działania owadobójczego węzłów chłonnych poddanych działaniu insektycydów przez cały oczekiwany okres ich życia, a także pomóc w interpretacji wyników epidemiologicznych tych badań.
Eksperymentalny test chaty to standaryzowany symulowany ludzki pobyt, zalecany przez Światową Organizację Zdrowia do oceny skuteczności moskitier nasączonych insektycydami. Testy te odtwarzają rzeczywiste warunki narażenia, z jakimi spotykają się gospodarze komarów podczas interakcji z domowymi moskitierami, dlatego są wysoce odpowiednim podejściem do oceny biologicznej skuteczności używanych moskitier w trakcie ich oczekiwanego okresu użytkowania.
W tym badaniu oceniono skuteczność entomologiczną trzech różnych typów nowej generacji moskitier owadobójczych (PermaNet® 3.0, Royal Guard® i Interceptor® G2) w warunkach polowych w eksperymentalnych stodołach i porównano je ze standardową siatką zawierającą wyłącznie pyretrynę (Interceptor®). Wszystkie te moskitiery nasączone insektycydem znajdują się na liście wstępnie zakwalifikowanej przez WHO do zwalczania wektorów. Szczegółowe charakterystyki każdej moskitiery podano poniżej:
W marcu 2020 r. przeprowadzono szeroko zakrojoną kampanię dystrybucji moskitier sezonowanych w terenie w wioskach chat w prefekturze Zou w południowym Beninie w ramach prób pilotażowych w chatach. Moskitiery Interceptor®, Royal Guard® i Interceptor® G2 wybrano z losowo wybranych klastrów w gminach Kove, Zagnanado i Ouinhi w ramach badania obserwacyjnego trwałości zagnieżdżonego w klastrowym RCT w celu oceny skuteczności epidemiologicznej moskitier nasączonych dwoma insektycydami. Moskitiery PermaNet® 3.0 zebrano we wsi Avokanzun w pobliżu gmin Jija i Bohicon (7°20′ N, 1°56′ E) i rozprowadzono jednocześnie z moskitierami klastrowymi RCT podczas masowej kampanii w 2020 r. w ramach Krajowego Programu Kontroli Malarii. Rysunek 1 przedstawia lokalizacje klastrów/wiosek objętych badaniem, w których zebrano różne typy ITN w stosunku do eksperymentalnych stanowisk chat.
Przeprowadzono pilotażowe badanie w chatach, aby porównać wydajność entomologiczną sieci Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® i Interceptor® G2 ITN po usunięciu ich z gospodarstw domowych po 12, 24 i 36 miesiącach od rozpowszechnienia. W każdym corocznym punkcie czasowym porównywano wydajność starych sieci ITN w terenie z nowymi, nieużywanymi sieciami każdego typu oraz sieciami niepoddanymi działaniu środków jako kontrolą negatywną. W każdym corocznym punkcie czasowym testowano łącznie 54 powtórzone próbki sieci ITN w terenie i 6 nowych sieci ITN każdego typu w 1 lub 2 powtórzonych badaniach w chatach z codzienną rotacją zabiegów. Przed każdym badaniem w chatach mierzono średni wskaźnik porowatości starych sieci polowych każdego typu sieci ITN zgodnie z zaleceniami WHO. Aby symulować zużycie i uszkodzenia wynikające z codziennego użytkowania, wszystkie nowe ITN i nieobrobione siatki kontrolne zostały perforowane sześcioma otworami 4 x 4 cm: dwoma w każdym długim panelu bocznym i jednym w każdym krótkim panelu bocznym, zgodnie z zaleceniami WHO. Moskitiera została zainstalowana wewnątrz chaty poprzez przywiązanie krawędzi arkuszy dachu linami do gwoździ w górnych rogach ścian chaty. W każdym badaniu chaty oceniono następujące metody leczenia:
Siatki sezonowane w terenie zostały ocenione w eksperymentalnych chatach w tym samym roku, w którym je usunięto. Próby w chatach przeprowadzono w tym samym miejscu od maja do września 2021 r., od kwietnia do czerwca 2022 r. i od maja do lipca 2023 r., a siatki usunięto odpowiednio po 12, 24 i 36 miesiącach. Każde badanie trwało jeden pełny cykl leczenia (54 noce w ciągu 9 tygodni), z wyjątkiem 12 miesięcy, kiedy przeprowadzono dwa kolejne cykle leczenia w celu zwiększenia liczebności próby komarów. Zgodnie z projektem kwadratu łacińskiego zabiegi były zmieniane co tydzień między eksperymentalnymi chatami w celu kontrolowania wpływu lokalizacji chat, podczas gdy ochotnicy byli zmieniani codziennie w celu kontrolowania różnic w atrakcyjności komarów u poszczególnych żywicieli. Komary zbierano 6 dni w tygodniu; 7. dnia, przed kolejnym cyklem rotacji, chaty były czyszczone i wentylowane w celu zapobiegania inwazji.
Pierwszorzędowe punkty końcowe skuteczności eksperymentalnego leczenia w chatach przeciwko komarom Anopheles gambiae odpornym na pyretroidy oraz porównanie nowej generacji moskitiery z siatką Interceptor® zawierającą wyłącznie pyretroidy były następujące:
Drugorzędne punkty końcowe skuteczności eksperymentalnego leczenia w chatach przeciwko komarom Anopheles gambiae opornym na pyretroidy były następujące:
Powstrzymanie (%) – zmniejszenie wskaźnika wejścia do grupy leczonej w porównaniu do grupy nieleczonej. Obliczenia są następujące:
gdzie Tu jest liczbą komarów w grupie kontrolnej niepoddanej leczeniu, a Tt jest liczbą komarów w grupie poddanej leczeniu.
Współczynnik odejść (%) – współczynnik odejść z powodu potencjalnego podrażnienia spowodowanego zabiegiem, wyrażony jako odsetek komarów zebranych na balkonie.
Współczynnik tłumienia krwiopijstwa (%) to redukcja proporcji krwiopijnych komarów w grupie leczonej w porównaniu do nieleczonej grupy kontrolnej. Metoda obliczeniowa jest następująca: gdzie Bfu to proporcja krwiopijnych komarów w nieleczonej grupie kontrolnej, a Bft to proporcja krwiopijnych komarów w grupie leczonej.
Redukcja płodności (%) — redukcja proporcji płodnych komarów w grupie leczonej w porównaniu do grupy kontrolnej nieleczonej. Metoda obliczeniowa jest następująca: gdzie Fu jest proporcją płodnych komarów w grupie kontrolnej nieleczonej, a Ft jest proporcją płodnych komarów w grupie leczonej.
Aby monitorować zmiany w profilu oporności populacji wektorów Covè w czasie, WHO przeprowadziła biotesty in vitro i fiolkowe w tym samym roku każdego eksperymentalnego badania chat (2021, 2022, 2023), aby ocenić podatność na grypę ptaków w badanych sieciach insektycydów i poinformować o interpretacji wyników. W badaniach in vitro komary były narażone na działanie bibuł filtracyjnych traktowanych określonymi stężeniami alfa-cypermetryny (0,05%) i deltametryny (0,05%) oraz na butelki pokryte określonymi stężeniami CFP (100 μg/butelkę) i PPF (100 μg/butelkę), aby ocenić podatność na te insektycydy. Intensywność oporności na pyretroidy badano, wystawiając komary na działanie 5-krotnych (0,25%) i 10-krotnych (0,50%) różnicowych stężeń α-cypermetryny i deltametryny. Na koniec, wkład synergii PBO i nadmiernej ekspresji monooksygenazy cytochromu P450 (P450) w oporność na pyretroidy oceniono poprzez wstępne narażenie komarów na zróżnicowane stężenia α-cypermetryny (0,05%) i deltametryny (0,05%) oraz wstępne narażenie na PBO (4%). Bibułę filtracyjną użytą do testu probówkowego WHO zakupiono od Universiti Sains Malaysia. Fiolki do testów biologicznych WHO z użyciem CFP i PPF przygotowano zgodnie z zaleceniami WHO.
Komary użyte do biotestów zostały zebrane w stadium larwalnym z miejsc rozrodu w pobliżu chat eksperymentalnych, a następnie wyhodowane do postaci dorosłych. W każdym punkcie czasowym co najmniej 100 komarów zostało wystawionych na działanie każdego zabiegu przez 60 minut, z 4 powtórzeniami na probówkę/butelkę i około 25 komarów na probówkę/butelkę. Do ekspozycji na pyretroidy i CFP użyto 3–5-dniowych, niekarmionych komarów, podczas gdy do PPF użyto 5–7-dniowych, krwiopijnych komarów, aby stymulować oogenezę i ocenić wpływ PPF na rozmnażanie komarów. Równoległe ekspozycje przeprowadzono przy użyciu bibuły filtracyjnej nasączonej olejem silikonowym, czystego PBO (4%) i butelek powlekanych acetonem jako kontroli. Pod koniec ekspozycji komary przeniesiono do nieleczonych pojemników i wystawiono na działanie waty nasączonej 10% (w/v) roztworem glukozy. Śmiertelność rejestrowano 24 godziny po narażeniu na pyretroidy i co 24 godziny przez 72 godziny po narażeniu na CFP i PPF. Aby ocenić podatność na PPF, komary, które przeżyły narażenie na PPF i odpowiadające im kontrole negatywne, poddano sekcji po odnotowaniu opóźnionej śmiertelności, obserwowano rozwój jajników za pomocą mikroskopu złożonego, a płodność oceniano zgodnie ze stadium rozwoju jaj Christophera [28, 30]. Jeśli jaja rozwinęły się w pełni do stadium Christophera V, komary klasyfikowano jako płodne, a jeśli jaja nie rozwinęły się w pełni i pozostały w stadiach I–IV, komary klasyfikowano jako sterylne.
W każdym punkcie czasowym roku z nowych i leżakowanych w terenie siatek wycinano kawałki o wymiarach 30 × 30 cm w miejscach określonych w zaleceniach WHO [22]. Po przycięciu siatki etykietowano, owinięto folią aluminiową i przechowywano w lodówce w temperaturze 4 ± 2 °C, aby zapobiec migracji AI do tkaniny. Następnie siatki wysyłano do Walońskiego Centrum Badań Rolniczych w Belgii w celu przeprowadzenia analizy chemicznej w celu zmierzenia zmian całkowitej zawartości AI w trakcie ich okresu użytkowania. Stosowane metody analityczne (oparte na metodach zalecanych przez Międzynarodowy Komitet Kooperacyjny ds. Analizy Pestycydów) zostały opisane wcześniej [25, 31].
W przypadku danych z eksperymentalnej próby chaty, łączna liczba żywych/martwych, gryzących/niegryzących i płodnych/bezpłodnych komarów w różnych przedziałach chaty została zsumowana dla każdego zabiegu w każdym badaniu, aby obliczyć różne proporcjonalne wyniki (śmiertelność w ciągu 72 godzin, gryzienie, pasożytnictwo zewnętrzne, uwięzienie w siatce, płodność) i odpowiadające im 95% przedziały ufności (CI). Różnice między zabiegami dla tych proporcjonalnych wyników binarnych zostały przeanalizowane przy użyciu regresji logistycznej, podczas gdy różnice dla wyników liczebności zostały przeanalizowane przy użyciu ujemnej regresji dwumianowej. Ponieważ dwa cykle rotacji zabiegów były przeprowadzane co 12 miesięcy, a niektóre zabiegi były testowane w różnych próbach, analizy penetracji komarów zostały dostosowane do liczby dni, w których testowano każdy zabieg. Nowy ITN dla każdego wyniku został również przeanalizowany w celu uzyskania pojedynczego szacunku dla wszystkich punktów czasowych. Oprócz głównej zmiennej objaśniającej leczenie, każdy model obejmował chatę, śpiącego, okres próbny, wskaźnik apertury ITN i dzień jako stałe efekty w celu kontrolowania zmienności spowodowanej różnicami w atrakcyjności poszczególnych śpiących i śpiących, sezonowości, statusie moskitiery i nadmiernej dyspersji. Analizy regresji wytworzyły skorygowane ilorazy szans (OR) i odpowiadające im 95% przedziały ufności w celu oszacowania wpływu ITN nowej generacji w porównaniu z siatką wyłącznie pyretroidową, Interceptor®, na główne wyniki śmiertelności i płodności komarów. Wartości p z modeli zostały również użyte do przypisania zwartych liter wskazujących istotność statystyczną na poziomie 5% dla wszystkich porównań parami głównych i drugorzędnych wyników. Wszystkie analizy regresji przeprowadzono w wersji Stata 18.
Wrażliwość populacji wektorów Covese została zinterpretowana na podstawie śmiertelności i płodności obserwowanych in vitro oraz biotestów butelkowych zgodnie z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia. Wyniki analizy chemicznej dostarczyły całkowitej zawartości AI we fragmentach ITN, która została wykorzystana do obliczenia wskaźnika retencji AI w sieciach posadzonych w terenie w porównaniu do nowych sieci w każdym punkcie czasowym każdego roku. Wszystkie dane zostały ręcznie zarejestrowane na standardowych formularzach, a następnie dwukrotnie wprowadzone do bazy danych Microsoft Excel.
Komisje etyczne Ministerstwa Zdrowia Beninu (nr 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) (nr 16237) i Światowej Organizacji Zdrowia (nr ERC.0003153) zatwierdziły przeprowadzenie pilotażowego badania w chacie z udziałem ochotników. Pisemną świadomą zgodę uzyskano od wszystkich ochotników przed udziałem w badaniu. Wszyscy ochotnicy otrzymali bezpłatną chemioprofilaktykę w celu zmniejszenia ryzyka malarii, a pielęgniarka pełniła dyżur przez cały okres badania, aby ocenić każdego ochotnika, u którego wystąpiły objawy gorączki lub niepożądana reakcja na produkt testowy.
Pełne wyniki z chat eksperymentalnych, podsumowujące całkowitą liczbę komarów żywych/martwych, wygłodzonych/karmionych krwią oraz płodnych/bezpłodnych dla każdej grupy eksperymentalnej, a także statystyki opisowe przedstawiono jako materiał uzupełniający (Tabela S1).
W eksperymentalnej chacie w Kowa w Beninie zahamowano żerowanie krwią dzikich komarów Anopheles gambiae odpornych na pyretroidy. Dane z nieleczonych kontroli i nowych siatek zostały połączone w różnych próbach, aby uzyskać pojedynczą ocenę skuteczności. Analiza regresji logistycznej wykazała, że kolumny ze wspólnymi literami nie różniły się istotnie na poziomie 5% (p > 0,05). Błędy oznaczają 95% przedziały ufności.
Śmiertelność dzikich komarów Anopheles gambiae odpornych na pyretroidy, które weszły do chaty doświadczalnej w Kowa w Beninie. Dane z nieleczonych kontroli i nowych siatek zostały połączone w różnych próbach, aby zapewnić pojedynczą ocenę skuteczności. Analiza regresji logistycznej wykazała, że kolumny ze wspólnymi literami nie różniły się istotnie na poziomie 5% (p > 0,05). Błędy słupkowe oznaczają 95% przedziały ufności.
Współczynnik szans opisuje różnicę w śmiertelności w przypadku moskitier nowej generacji w porównaniu z moskitierami zawierającymi wyłącznie pyretroidy. Linia przerywana oznacza iloraz szans wynoszący 1, co oznacza brak różnicy w śmiertelności. Iloraz szans > 1 oznacza wyższą śmiertelność w przypadku moskitier nowej generacji. Dane dotyczące moskitier nowej generacji zostały połączone w celu uzyskania pojedynczego szacunku skuteczności. Błędy oznaczają 95% przedziały ufności.
Chociaż Interceptor® wykazał najniższą śmiertelność ze wszystkich testowanych ITN, starzenie się w terenie nie miało negatywnego wpływu na jego wpływ na śmiertelność wektorów. W rzeczywistości nowy Interceptor® spowodował śmiertelność na poziomie 12%, podczas gdy siatki starzone w terenie wykazały niewielką poprawę po 12 miesiącach (17%, p=0,006) i 24 miesiącach (17%, p=0,004), zanim powróciły do poziomów podobnych do nowych siatek po 36 miesiącach (11%, p=0,05). Natomiast wskaźniki śmiertelności dla następnej generacji siatek traktowanych insektycydami stopniowo spadały z czasem po wdrożeniu. Redukcja była najbardziej wyraźna w przypadku Interceptor® G2, gdzie śmiertelność spadła z 58% przy nowych oczkach do 36% po 12 miesiącach (p< 0,001), 31% po 24 miesiącach (p< 0,001) i 20% po 36 miesiącach (p< 0,001). Nowy PermaNet® 3.0 spowodował zmniejszenie śmiertelności do 37%, co również znacznie zmniejszyło się do 20% po 12 miesiącach (p< 0,001), 16% po 24 miesiącach (p< 0,001) i 18% po 36 miesiącach (p< 0,001). Podobną tendencję zaobserwowano w przypadku Royal Guard®, gdzie nowa siatka spowodowała 33% redukcję śmiertelności, a następnie znaczącą redukcję do 21% po 12 miesiącach (p< 0,001), 17% po 24 miesiącach (p< 0,001) i 15% po 36 miesiącach (p< 0,001).
Zmniejszenie płodności dzikich komarów Anopheles gambiae odpornych na pyretroidy, które weszły do chaty doświadczalnej w Kwa w Beninie. Dane z nieleczonych kontroli i nowych siatek zostały połączone w różnych próbach, aby zapewnić pojedynczą ocenę skuteczności. Słupki ze wspólnymi literami nie różniły się istotnie na poziomie 5% (p > 0,05) według analizy regresji logistycznej. Słupki błędów reprezentują 95% przedziały ufności.
Współczynniki szans opisują różnicę w płodności w przypadku moskitier nowej generacji w porównaniu z moskitierami zawierającymi wyłącznie pyretroidy. Linia przerywana przedstawia współczynnik 1, co oznacza brak różnicy w płodności. Współczynniki szans< 1 oznacza większą redukcję płodności przy stosowaniu moskitier nowej generacji. Dane dotyczące moskitier nowej generacji zostały połączone w różnych próbach, aby uzyskać pojedynczy szacunek skuteczności. Błędy oznaczają 95% przedziały ufności.
Czas publikacji: 17-02-2025