W Khowe w południowym Beninie przeprowadzono serię pilotażowych badań w chatach, aby ocenić skuteczność biologiczną nowych i przetestowanych w terenie moskitier nowej generacji przeciwko wektorom malarii opornym na pyretrynę. Moskitiery po okresie użytkowania usunięto z gospodarstw domowych po 12, 24 i 36 miesiącach. Fragmenty sieci wycięte z całych moskitier zostały przeanalizowane pod kątem składu chemicznego, a w trakcie każdego badania przeprowadzono biotesty podatności na insektycydy w celu oceny zmian w oporności na insektycydy w populacji wektorów z Khowe.
Interceptor® G2 przewyższył inne moskitiery, potwierdzając wyższość siatek pyretroidowych i chlorfenapirowych nad innymi rodzajami siatek. Spośród nowych produktów, wszystkie moskitiery nowej generacji wykazały lepszą bioskuteczność niż Interceptor®; jednakże skala tej poprawy została zmniejszona po okresie użytkowania w warunkach polowych ze względu na krótszą trwałość związków niepyretroidowych. Wyniki te podkreślają potrzebę poprawy trwałości owadobójczej moskitier nowej generacji.
Środek owadobójczy-moskitiery (ITN) odegrały kluczową rolę w zmniejszeniu zachorowalności i śmiertelności z powodu malarii 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 wektorów 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 wysokim poziomie obciążenia odnotowało wzrost liczby przypadków malarii od 2015 r. Tendencje te doprowadziły do rozwoju nowej generacji innowacyjnych produktów ITN, których celem jest rozwiązanie zagrożenia opornością na pyretroidy, pomoc w zmniejszeniu tego obciążenia i osiągnięciu ambitnych celów globalnych.
Obecnie na rynku dostępne są trzy moskitiery nowej generacji, z których każda łączy pyretroid z innym insektycydem lub synergetykiem zdolnym do pokonania oporności wektorów malarii na pyretroidy. W ostatnich latach przeprowadzono szereg randomizowanych badań kontrolowanych (RCT) w celu oceny skuteczności epidemiologicznej tych moskitier w porównaniu ze standardowymi moskitierami zawierającymi wyłącznie pyretroidy oraz dostarczenia niezbędnych dowodów na poparcie zaleceń Światowej Organizacji Zdrowia (WHO). Moskitiery łączące pyretroidy z butoksydem piperonylu (PBO), synergetykiem wzmacniającym skuteczność pyretroidów poprzez hamowanie enzymów detoksykacyjnych komarów, były pierwszymi rekomendowanymi przez WHO po tym, jak dwa produkty (Olyset® Plus i PermaNet® 3.0) wykazały lepszy wpływ epidemiologiczny w porównaniu z moskitierami zawierającymi wyłącznie pyretroidy w randomizowanych badaniach kontrolowanych w Tanzanii i Ugandzie. Potrzeba jednak więcej danych, aby określić wartość 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.
Owadobójcza 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 testy te są przydatne do charakteryzowania biodostępności i skuteczności insektycydów na powierzchni moskitier w czasie, dostarczają one ograniczonych informacji na temat porównawczej skuteczności różnych rodzajów moskitier nowej generacji, ponieważ stosowane metody i szczepy komarów muszą być dostosowane do sposobu działania zawartych w nich insektycydów. Eksperymentalny test chaty jest alternatywnym podejściem, które można zastosować 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 tempo 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 insektycydów w węzłach chłonnych poddanych działaniu insektycydów w ciągu ich oczekiwanego okresu życia, a także pomóc w interpretacji wyników epidemiologicznych tych badań.
Test chaty doświadczalnej to znormalizowany, symulowany przez ludzi test zamieszkania, zalecany przez Światową Organizację Zdrowia do oceny skuteczności moskitier nasączonych insektycydami. Testy te odtwarzają rzeczywiste warunki ekspozycji, z jakimi spotykają się żywiciele komarów podczas interakcji z domowymi moskitierami, i dlatego stanowią wysoce odpowiednie podejście do oceny biologicznej skuteczności używanych moskitier w przewidywanym okresie ich użytkowania.
W niniejszym badaniu oceniono skuteczność entomologiczną trzech różnych typów moskitier owadobójczych nowej generacji (PermaNet® 3.0, Royal Guard® i Interceptor® G2) w warunkach polowych w oborach doświadczalnych i porównano je ze standardową moskitierą zawierającą wyłącznie pyretrynę (Interceptor®). Wszystkie te moskitiery nasączone insektycydami znajdują się na liście prekwalifikowanej WHO do zwalczania wektorów. Szczegółowa charakterystyka każdej moskitiery znajduje się poniżej:
W marcu 2020 r. przeprowadzono szeroko zakrojoną kampanię dystrybucji moskitier 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 impregnowanych dwoma insektycydami. Moskitiery PermaNet® 3.0 zebrano we wsi Avokanzun w pobliżu gmin Jija i Bohicon (7°20′ N, 1°56′ E) i rozprowadzono je jednocześnie z moskitierami klastrowymi RCT podczas masowej kampanii w 2020 r. w ramach Narodowego Programu Kontroli Malarii. Rysunek 1 przedstawia lokalizacje klastrów/wiosek objętych badaniem, w których zebrano różne typy ITN, w odniesieniu do eksperymentalnych stanowisk chat.
Przeprowadzono pilotażowe badanie w chatach, aby porównać skuteczność 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 rozsiania. W każdym corocznym punkcie czasowym porównywano skuteczność starych sieci ITN w terenie z nowymi, nieużywanymi sieciami każdego rodzaju oraz sieciami niepoddanymi działaniu środka owadobójczego jako kontrolą negatywną. W każdym corocznym punkcie czasowym testowano łącznie 54 powtórzenia próbek sieci ITN w terenie i 6 nowych sieci ITN każdego rodzaju w 1 lub 2 powtórzeniach badań w chatach z dzienną zmianą zabiegów. Przed każdym badaniem w chatach mierzono średni wskaźnik porowatości starych sieci polowych każdego rodzaju ITN zgodnie z zaleceniami WHO. Aby zasymulować zużycie wynikające z codziennego użytkowania, wszystkie nowe moskitiery i nieimpregnowane moskitiery kontrolne zostały perforowane sześcioma otworami o wymiarach 4 x 4 cm: dwoma w każdym długim panelu bocznym i jednym w każdym krótkim panelu bocznym, zgodnie z zaleceniami WHO. Moskitierę zainstalowano wewnątrz chaty, przywiązując krawędzie blach dachowych linami do gwoździ w górnych rogach ścian chaty. W każdym badaniu w chacie oceniano następujące metody:
Siatki sezonowane w terenie oceniano w chatach doświadczalnych 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 planem kwadratu łacińskiego, zabiegi były zmieniane co tydzień między chatami doświadczalnymi, aby kontrolować wpływ lokalizacji chat, podczas gdy ochotnicy byli zmieniani codziennie, aby kontrolować różnice w atrakcyjności komarów dla poszczególnych żywicieli. Komary zbierano 6 dni w tygodniu; 7. dnia, przed kolejnym cyklem rotacji, chaty były czyszczone i wentylowane, aby zapobiec infestacji.
Pierwszorzędowe punkty końcowe skuteczności eksperymentalnego leczenia w chatach komarów Anopheles gambiae odpornych na pyretroidy oraz porównania nowej generacji moskitiery z siatką Interceptor® zawierającą wyłącznie pyretroidy były następujące:
Drugorzędne punkty końcowe skuteczności eksperymentalnego leczenia w chatach komarów Anopheles gambiae opornych na pyretroidy były następujące:
Powstrzymanie (%) – zmniejszenie wskaźnika wejścia do grupy leczonej w porównaniu z grupą nieleczoną. Obliczenia wyglądają następująco:
gdzie Tu jest liczbą komarów w grupie kontrolnej nieleczonej, a Tt jest liczbą komarów w grupie leczonej.
Wskaźnik rezygnacji (%) – wskaźnik rezygnacji z powodu potencjalnego podrażnienia w wyniku zabiegu, wyrażony jako odsetek komarów zebranych na balkonie.
Współczynnik tłumienia krwiopijstwa (%) to zmniejszenie odsetka komarów krwiopijnych w grupie leczonej w porównaniu z nieleczoną grupą kontrolną. Metoda obliczeniowa jest następująca: gdzie Bfu to odsetek komarów krwiopijnych w nieleczonej grupie kontrolnej, a Bft to odsetek komarów krwiopijnych w grupie leczonej.
Zmniejszenie płodności (%) — zmniejszenie odsetka płodnych komarów w grupie leczonej w porównaniu z grupą kontrolną nieleczoną. Metoda obliczeniowa jest następująca: gdzie Fu to odsetek płodnych komarów w grupie kontrolnej nieleczonej, a Ft to odsetek 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 (2021, 2022, 2023), aby ocenić podatność na grypę ptaków w badanych insektycydach i umożliwić interpretację wyników. W badaniach in vitro komary były narażone na działanie bibuł filtracyjnych potraktowanych 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) w celu oceny podatności na te insektycydy. Intensywność oporności na pyretroidy badano, wystawiając komary na działanie 5-krotnej (0,25%) i 10-krotnej (0,50%) różnicy stężeń α-cypermetryny i deltametryny. Ostatecznie, oceniono wpływ synergii PBO i nadmiernej ekspresji monooksygenazy cytochromu P450 (P450) na oporność na pyretroidy, wstępnie eksponując komary na zróżnicowane stężenia α-cypermetryny (0,05%) i deltametryny (0,05%) oraz wstępnie eksponując je na PBO (4%). Bibułę filtracyjną użytą do testu probówkowego WHO zakupiono od University of Malaysia. Fiolki do biotestów WHO z użyciem CFP i PPF przygotowano zgodnie z zaleceniami WHO.
Komary użyte do biotestów zebrano w stadium larwalnym z miejsc rozrodu w pobliżu chat doświadczalnych, a następnie hodowano je do postaci dorosłych. W każdym punkcie czasowym co najmniej 100 komarów poddano działaniu każdego preparatu przez 60 minut, z 4 powtórzeniami na probówkę/butelkę i około 25 komarów na probówkę/butelkę. Do ekspozycji na pyretroidy i CFP wykorzystano 3–5-dniowe, niekarmione komary, natomiast do ekspozycji na PPF wykorzystano 5–7-dniowe komary krwiopijne, aby stymulować oogenezę i ocenić wpływ PPF na rozmnażanie komarów. Równoległe ekspozycje przeprowadzono z użyciem bibuły filtracyjnej nasączonej olejem silikonowym, czystego PBO (4%) i butelek powlekanych acetonem jako kontroli. Po zakończeniu ekspozycji komary przeniesiono do niepoddanych działaniu preparatu pojemników i poddano działaniu waty nasączonej 10% (w/v) roztworem glukozy. Śmiertelność rejestrowano 24 godziny po ekspozycji na pyretroidy oraz co 24 godziny przez 72 godziny po ekspozycji na CFP i PPF. Aby ocenić podatność na PPF, komary, które przeżyły eksponowane na PPF, oraz odpowiadające im kontrole negatywne zostały wycięte po odnotowaniu opóźnionej śmiertelności, obserwowano rozwój jajników za pomocą mikroskopu złożonego, a płodność oceniano zgodnie ze stadium rozwoju jaj według 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 fragmenty o wymiarach 30 × 30 cm w miejscach określonych w zaleceniach WHO [22]. Po pocięciu siatki etykietowano, owinięto folią aluminiową i przechowywano w lodówce w temperaturze 4 ± 2 °C, aby zapobiec migracji AI do tkaniny. Siatki następnie wysyłano do Walońskiego Centrum Badań Rolniczych w Belgii w celu przeprowadzenia analizy chemicznej w celu pomiaru zmian całkowitej zawartości AI w trakcie ich okresu użytkowania. Zastosowane metody analityczne (oparte na metodach zalecanych przez Międzynarodowy Komitet Współpracy ds. Analizy Pestycydów) zostały opisane wcześniej [25, 31].
W przypadku danych z eksperymentalnych prób w chatach, łączna liczba komarów żywych/martwych, gryzących/niegryzących oraz płodnych/bezpłodnych w różnych przedziałach chat została zsumowana dla każdego zabiegu w każdym badaniu w celu obliczenia różnych proporcjonalnych wyników (śmiertelność w ciągu 72 godzin, ugryzienia, pasożytnictwo zewnętrzne, uwięzienie w siatce, płodność) i odpowiadających im 95% przedziałów ufności (CI). Różnice między metodami leczenia pod względem tych proporcjonalnych wyników binarnych zostały przeanalizowane za pomocą regresji logistycznej, natomiast różnice w wynikach liczebności zostały przeanalizowane za pomocą ujemnej regresji dwumianowej. Ponieważ co 12 miesięcy przeprowadzano dwa cykle rotacji zabiegów, a niektóre metody testowano w różnych badaniach, analizy penetracji komarów skorygowano o liczbę dni, w których testowano każdą metodę. Przeanalizowano również nową wartość ITN dla każdego wyniku, aby uzyskać pojedynczy szacunek dla wszystkich punktów czasowych. Oprócz głównej zmiennej objaśniającej, jaką jest leczenie, każdy model uwzględniał chatę, osobę śpiącą, okres próbny, wskaźnik rozwarcia siatki ITN oraz dzień jako efekty stałe, aby kontrolować zmienność wynikającą z różnic w atrakcyjności poszczególnych osób śpiących i chat, sezonowości, stanu moskitiery oraz nadmiernego rozproszenia. Analizy regresji wygenerowały skorygowane ilorazy szans (OR) i odpowiadające im 95% przedziały ufności, aby oszacować wpływ siatki ITN nowej generacji w porównaniu z siatką Interceptor®, zawierającą wyłącznie pyretroidy, na główne wyniki śmiertelności i płodności komarów. Wartości p z modeli wykorzystano również do oznaczenia zwartymi literami istotności statystycznej na poziomie 5% dla wszystkich porównań parami wyników głównych i drugorzędnych. Wszystkie analizy regresji przeprowadzono w programie Stata w wersji 18.
Wrażliwość populacji wektorów Covese'a interpretowano 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 siatkach pokrytych w warunkach polowych w porównaniu z siatkami nowymi w każdym punkcie czasowym każdego roku. Wszystkie dane rejestrowano ręcznie na standardowych formularzach, a następnie dwukrotnie wprowadzano do bazy danych Microsoft Excel.
Komisje Etyczne Ministerstwa Zdrowia Beninu (nr 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), Londyńskiej Szkoły Higieny i Medycyny Tropikalnej (LSHTM) (nr 16237) oraz Światowej Organizacji Zdrowia (nr ERC.0003153) zatwierdziły przeprowadzenie pilotażowego badania w chatach z udziałem ochotników. Przed udziałem w badaniu uzyskano pisemną, świadomą zgodę od wszystkich ochotników. 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 niepożądanej reakcji na testowany produkt.
Pełne wyniki z chat eksperymentalnych, podsumowujące całkowitą liczbę komarów żywych/martwych, zagłodzonych/odżywionych i 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 dzikich komarów Anopheles gambiae odpornych na pyretroidy. Dane z nieleczonych grup kontrolnych i nowych moskitier zostały połączone w celu uzyskania pojedynczej oceny skuteczności. Analiza regresji logistycznej wykazała, że kolumny oznaczone wspólnymi literami nie różniły się istotnie na poziomie 5% (p > 0,05). Słupki błędów reprezentują 95% przedziały ufności.
Śmiertelność dzikich komarów Anopheles gambiae odpornych na pyretroidy, wlatujących do chaty doświadczalnej w Kowa w Beninie. Dane z nieleczonych grup kontrolnych i nowych moskitier zostały połączone w celu uzyskania pojedynczej oceny skuteczności. Analiza regresji logistycznej wykazała, że kolumny oznaczone wspólnymi literami nie różniły się istotnie na poziomie 5% (p > 0,05). Słupki błędów reprezentują 95% przedziały ufności.
Współczynnik szans opisuje różnicę w śmiertelności w przypadku stosowania moskitier nowej generacji w porównaniu z moskitierami zawierającymi wyłącznie pyretroidy. Linia przerywana oznacza iloraz szans równy 1, co oznacza brak różnicy w śmiertelności. Iloraz szans > 1 oznacza wyższą śmiertelność w przypadku stosowania moskitier nowej generacji. Dane dotyczące moskitier nowej generacji zostały połączone z różnych badań w celu uzyskania pojedynczego oszacowania skuteczności. Słupki błędów oznaczają 95% przedziały ufności.
Chociaż Interceptor® wykazał najniższą śmiertelność spośród wszystkich testowanych moskitier, starzenie się siatki w terenie nie miało negatywnego wpływu na śmiertelność wektorów. W rzeczywistości, nowy Interceptor® spowodował śmiertelność na poziomie 12%, podczas gdy siatki po starzeniu w terenie wykazały niewielką poprawę po 12 miesiącach (17%, p=0,006) i 24 miesiącach (17%, p=0,004), a następnie powróciły do poziomów podobnych do nowych siatek po 36 miesiącach (11%, p=0,05). Natomiast wskaźniki śmiertelności dla kolejnej generacji siatek impregnowanych insektycydami stopniowo spadały z upływem czasu po ich wdrożeniu. Redukcja była najbardziej wyraźna w przypadku Interceptor® G2, gdzie śmiertelność spadła z 58% z nowymi oczkami 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%, a po 12 miesiącach również znacząco spadł do 20% (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, wlatujących do chaty doświadczalnej w Kwa w Beninie. Dane z nieleczonych grup kontrolnych i nowych moskitier zostały połączone w celu uzyskania pojedynczej oceny skuteczności. Słupki oznaczone wspólnymi literami nie różniły się istotnie na poziomie 5% (p > 0,05) w analizie regresji logistycznej. Słupki błędów reprezentują 95% przedziały ufności.
Współczynniki szans opisują różnicę w płodności w przypadku stosowania moskitier nowej generacji w porównaniu z moskitierami zawierającymi wyłącznie pyretroidy. Linia przerywana oznacza współczynnik równy 1, co oznacza brak różnicy w płodności. Współczynniki szansWartości < 1 oznaczają większą redukcję płodności w przypadku stosowania moskitier nowej generacji. Dane dotyczące moskitier nowej generacji zostały zebrane z różnych badań, aby uzyskać jednolitą ocenę skuteczności. Słupki błędów reprezentują 95% przedziały ufności.
Czas publikacji: 17-02-2025