Leiszmanioza trzewna (VL), znana jako kala-azar na subkontynencie indyjskim, jest chorobą pasożytniczą wywoływaną przez pierwotniaka wiciowca Leishmania, która może być śmiertelna, jeśli nie zostanie szybko leczona. Mucha piaskowa Phlebotomus argentipes jest jedynym potwierdzonym wektorem VL w Azji Południowo-Wschodniej, gdzie jest ona zwalczana za pomocą oprysku resztkowego wewnątrz pomieszczeń (IRS), syntetycznego insektycydu. Stosowanie DDT w programach zwalczania VL doprowadziło do rozwoju oporności u muchówek, dlatego DDT został zastąpiony insektycydem alfa-cypermetryną. Jednak alfa-cypermetryna działa podobnie do DDT, więc ryzyko oporności u muchówek wzrasta pod wpływem stresu spowodowanego powtarzającą się ekspozycją na ten insektycyd. W tym badaniu oceniliśmy podatność dzikich komarów i ich potomstwa F1 za pomocą biotestu butelkowego CDC.
Zebraliśmy komary z 10 wiosek w dystrykcie Muzaffarpur w Biharze w Indiach. Osiem wiosek nadal stosowało środki o dużej mocycypermetrynaw przypadku oprysków wewnętrznych jedna wioska zaprzestała stosowania cypermetryny o wysokiej mocy do oprysków wewnętrznych, a jedna wioska nigdy nie stosowała cypermetryny o wysokiej mocy do oprysków wewnętrznych. Zebrane komary były wystawione na wstępnie zdefiniowaną dawkę diagnostyczną przez określony czas (3 μg/ml przez 40 min), a szybkość powalenia i śmiertelność rejestrowano 24 godziny po narażeniu.
Wskaźniki śmiertelności dzikich komarów wahały się od 91,19% do 99,47%, a pokolenia F1 od 91,70% do 98,89%. Po 24 godzinach od ekspozycji śmiertelność dzikich komarów wahała się od 89,34% do 98,93%, a pokolenia F1 od 90,16% do 98,33%.
Wyniki tego badania wskazują, że u P. argentipes może rozwinąć się oporność, co wskazuje na potrzebę ciągłego monitorowania i czujności w celu utrzymania kontroli po osiągnięciu eradykacji.
Leiszmanioza trzewna (VL), znana jako kala-azar na subkontynencie indyjskim, jest chorobą pasożytniczą wywoływaną przez pierwotniaka wiciowca Leishmania i przenoszoną przez ukąszenie zarażonych samic muchówek piaskowych (Diptera: Myrmecophaga). Muchówki piaskowe są jedynym potwierdzonym wektorem VL w Azji Południowo-Wschodniej. Indie są bliskie osiągnięcia celu wyeliminowania VL. Jednak aby utrzymać niskie wskaźniki zapadalności po eradykacji, kluczowe jest zmniejszenie populacji wektorów w celu zapobiegania potencjalnej transmisji.
Kontrola komarów w Azji Południowo-Wschodniej odbywa się poprzez opryskiwanie resztkowe w pomieszczeniach (IRS) przy użyciu syntetycznych insektycydów. Skryty sposób odpoczynku srebrzyków sprawia, że są one odpowiednim celem kontroli insektycydami poprzez opryskiwanie resztkowe w pomieszczeniach [1]. Opryskiwanie resztkowe dichlorodifenylotrichloroetanu (DDT) w pomieszczeniach w ramach Narodowego Programu Kontroli Malarii w Indiach miało znaczące skutki uboczne w zakresie kontroli populacji komarów i znacznego zmniejszenia liczby przypadków VL [2]. Ta nieplanowana kontrola VL skłoniła indyjski Program Eradykacji VL do przyjęcia opryskiwania resztkowego w pomieszczeniach jako głównej metody kontroli srebrzyków. W 2005 r. rządy Indii, Bangladeszu i Nepalu podpisały memorandum o porozumieniu w celu wyeliminowania VL do 2015 r. [3]. Działania eradykacyjne, obejmujące połączenie kontroli wektorów oraz szybkiej diagnozy i leczenia przypadków u ludzi, miały wejść w fazę konsolidacji do 2015 r., cel ten został następnie zmieniony na 2017 r., a następnie na 2020 r. [4] Nowa globalna mapa drogowa mająca na celu wyeliminowanie zaniedbanych chorób tropikalnych obejmuje wyeliminowanie VL do roku 2030.[5]
Ponieważ Indie wkraczają w fazę po eradykacji BCVD, konieczne jest zapewnienie, aby nie rozwinęła się znaczna oporność na beta-cypermetrynę. Powodem oporności jest to, że zarówno DDT, jak i cypermetryna mają ten sam mechanizm działania, a mianowicie, że celują w białko VGSC[21]. Zatem ryzyko rozwoju oporności u muchówek może być zwiększone przez stres wywołany regularną ekspozycją na wysoce silną cypermetrynę. Dlatego też konieczne jest monitorowanie i identyfikacja potencjalnych populacji muchówek odpornych na ten insektycyd. W tym kontekście celem niniejszego badania było monitorowanie statusu podatności dzikich muchówek przy użyciu dawek diagnostycznych i czasu ekspozycji określonych przez Chaubey i in. [20] badali P. argentipes z różnych wiosek w dystrykcie Muzaffarpur w Biharze w Indiach, w których stale stosowano systemy opryskiwania w pomieszczeniach traktowane cypermetryną (wsie z ciągłym IPS). Status podatności dzikiego P. argentipes ze wiosek, w których zaprzestano stosowania systemów opryskiwania pomieszczeń zamkniętych z zastosowaniem cypermetryny (dawne wsie IPS) oraz ze wiosek, w których nigdy nie stosowano systemów opryskiwania pomieszczeń zamkniętych z zastosowaniem cypermetryny (wsie nie-IPS), porównano przy użyciu testu biologicznego CDC w butelkach.
Do badania wybrano dziesięć wiosek (rys. 1; tabela 1), z których osiem miało historię ciągłego opryskiwania wnętrz syntetycznymi pyretroidami (hipermetryną; oznaczonymi jako ciągłe wsie hipermetrynowe) i miały przypadki VL (przynajmniej jeden przypadek) w ciągu ostatnich 3 lat. Z pozostałych dwóch wiosek objętych badaniem, jedna wioska, która nie wdrożyła opryskiwania wnętrz beta-cypermetryną (wioska bez oprysków wewnętrznych) została wybrana jako wioska kontrolna, a druga wioska, w której stosowano przerywane opryskiwanie wnętrz beta-cypermetryną (wioska z przerywanym opryskiwaniem wnętrz/dawna wioska z opryskami wewnętrznymi) została wybrana jako wioska kontrolna. Wybór tych wiosek opierał się na koordynacji z Departamentem Zdrowia i Zespołem Opryskiwania Wewnętrznego oraz walidacji Mikroplanu Działań Opryskiwania Wewnętrznego w Dystrykcie Muzaffarpur.
Mapa geograficzna dystryktu Muzaffarpur pokazująca lokalizacje wiosek objętych badaniem (1–10). Lokalizacje badań: 1, Manifulkaha; 2, Ramdas Majhauli; 3, Madhubani; 4, Anandpur Haruni; 5, Pandey; 6, Hirapur; 7, Madhopur Hazari; 8, Hamidpur; 9, Noonfara; 10, Simara. Mapę przygotowano przy użyciu oprogramowania QGIS (wersja 3.30.3) i Open Assessment Shapefile.
Butelki do eksperymentów z ekspozycją przygotowano zgodnie z metodami Chaubey i in. [20] oraz Denlinger i in. [22]. W skrócie, 500 ml szklane butelki przygotowano jeden dzień przed eksperymentem, a wewnętrzną ściankę butelek pokryto wskazanym insektycydem (dawka diagnostyczna α-cypermetryny wynosiła 3 μg/ml) poprzez nałożenie roztworu insektycydu w acetonie (2,0 ml) na dno, ścianki i zakrętkę butelek. Następnie każdą butelkę suszono na wałku mechanicznym przez 30 min. W tym czasie powoli odkręcaj zakrętkę, aby umożliwić odparowanie acetonu. Po 30 minutach suszenia zdejmij zakrętkę i obracaj butelką, aż cały aceton odparuje. Następnie butelki pozostawiono otwarte do wyschnięcia na noc. W każdym powtórzonym teście jedną butelkę, używaną jako kontrolę, pokryto 2,0 ml acetonu. Wszystkie butelki ponownie wykorzystano w trakcie eksperymentów po odpowiednim oczyszczeniu zgodnie z procedurą opisaną przez Denlinger i in. i Światowej Organizacji Zdrowia [ 22 , 23 ].
Następnego dnia po przygotowaniu insektycydu 30–40 dziko złapanych komarów (głodnych samic) wyjęto z klatek w fiolkach i delikatnie wdmuchnięto do każdej fiolki. Do każdej butelki pokrytej insektycydem użyto mniej więcej takiej samej liczby much, w tym kontrolnej. Powtórz to co najmniej pięć do sześciu razy w każdej wiosce. Po 40 minutach ekspozycji na insektycyd odnotowano liczbę powalonych much. Wszystkie muchy złapano za pomocą mechanicznego aspiratora, umieszczono w półlitrowych tekturowych pojemnikach pokrytych drobną siatką i umieszczono w oddzielnym inkubatorze w tych samych warunkach wilgotności i temperatury, z tym samym źródłem pożywienia (kulki bawełniane nasączone 30% roztworem cukru) co nieleczone kolonie. Śmiertelność odnotowano 24 godziny po ekspozycji na insektycyd. Wszystkie komary rozcięto i zbadano w celu potwierdzenia tożsamości gatunku. Tę samą procedurę wykonano z potomstwem much F1. Wskaźniki powalenia i śmiertelności odnotowano 24 godziny po ekspozycji. Jeśli śmiertelność w butelkach kontrolnych była < 5%, nie dokonywano żadnej korekty śmiertelności w replikatach. Jeśli śmiertelność w butelce kontrolnej była ≥ 5% i ≤ 20%, śmiertelność w butelkach testowych tej repliki korygowano przy użyciu wzoru Abbotta. Jeśli śmiertelność w grupie kontrolnej przekraczała 20%, całą grupę testową odrzucano [24, 25, 26].
Średnia śmiertelność komarów P. argentipes złowionych na wolności. Błędy słupkowe oznaczają błędy standardowe średniej. Przecięcie dwóch czerwonych linii poziomych z wykresem (odpowiednio 90% i 98% śmiertelności) wskazuje okno śmiertelności, w którym może rozwinąć się oporność.[25]
Średnia śmiertelność potomstwa F1 dzikiego P. argentipes. Błędy słupkowe oznaczają błędy standardowe średniej. Krzywe przecięte dwiema czerwonymi liniami poziomymi (odpowiednio 90% i 98% śmiertelności) oznaczają zakres śmiertelności, w którym może rozwinąć się oporność[25].
Komary w wiosce kontrolnej/nieobjętej IRS (Manifulkaha) okazały się bardzo wrażliwe na insektycydy. Średnia śmiertelność (±SE) komarów złapanych na wolności 24 godziny po powaleniu i narażeniu wynosiła odpowiednio 99,47 ± 0,52% i 98,93 ± 0,65%, a średnia śmiertelność potomstwa F1 wynosiła odpowiednio 98,89 ± 1,11% i 98,33 ± 1,11% (tabele 2, 3).
Wyniki tego badania wskazują, że srebrnonogie muchówki mogą rozwinąć odporność na syntetyczny pyretroid (SP) α-cypermetrynę we wsiach, w których pyretroid (SP) α-cypermetryna była stosowana rutynowo. Natomiast srebrnonogie muchówki zebrane ze wsi nieobjętych programem IRS/kontroli okazały się wysoce podatne. Monitorowanie podatności dzikich populacji muchówek jest ważne dla monitorowania skuteczności stosowanych insektycydów, ponieważ informacje te mogą pomóc w zarządzaniu opornością na insektycydy. Wysoki poziom oporności na DDT był regularnie zgłaszany u muchówek z obszarów endemicznych w Biharze ze względu na historyczną presję selekcyjną ze strony IRS stosującej ten insektycyd [ 1 ].
Stwierdziliśmy, że P. argentipes jest wysoce wrażliwy na pyretroidy, a badania terenowe w Indiach, Bangladeszu i Nepalu wykazały, że IRS ma wysoką skuteczność entomologiczną, gdy jest stosowany w połączeniu z cypermetryną lub deltametryną [19, 26, 27, 28, 29]. Niedawno Roy i in. [18] poinformowali, że P. argentipes rozwinął odporność na pyretroidy w Nepalu. Nasze badanie podatności terenowej wykazało, że srebrnonogie muchówki zebrane z wiosek nienarażonych na IRS były wysoce podatne, ale muchówki zebrane z wiosek z okresowym/byłym IRS i ciągłym IRS (śmiertelność wahała się od 90% do 97%, z wyjątkiem muchówek z Anandpur-Haruni, które miały 89,34% śmiertelności po 24 godzinach od narażenia) były prawdopodobnie odporne na wysoce skuteczną cypermetrynę [25]. Jednym z możliwych powodów rozwoju tej oporności jest presja wywierana przez rutynowe opryskiwanie wewnątrz pomieszczeń (IRS) i lokalne programy opryskiwania oparte na przypadkach, które są standardowymi procedurami zarządzania ogniskami kala-azar w obszarach/blokach/wioskach endemicznych (Standardowa procedura operacyjna dochodzenia i zarządzania ogniskami choroby [30]. Wyniki tego badania dostarczają wczesnych wskazówek dotyczących rozwoju selektywnej presji przeciwko wysoce skutecznej cypermetrynie. Niestety, historyczne dane dotyczące podatności dla tego regionu, uzyskane przy użyciu biotestu butelkowego CDC, nie są dostępne do porównania; wszystkie poprzednie badania monitorowały podatność P. argentipes przy użyciu papieru nasączonego insektycydem WHO. Dawki diagnostyczne insektycydów w paskach testowych WHO to zalecane stężenia identyfikacyjne insektycydów do stosowania przeciwko wektorom malarii (Anopheles gambiae), a operacyjna przydatność tych stężeń do muchówek jest niejasna, ponieważ muchówki latają rzadziej niż komary i spędzają więcej czasu w kontakcie z podłożem w bioteście [23].
Syntetyczne pyretroidy są stosowane w endemicznych obszarach VL w Nepalu od 1992 r. naprzemiennie z SPs alfa-cypermetryną i lambda-cyhalotryną do zwalczania muchówek [31], a deltametryna jest również stosowana w Bangladeszu od 2012 r. [32]. Oporność fenotypową wykryto u dzikich populacji muchówek srebrnonogich na obszarach, na których syntetyczne pyretroidy były stosowane od dłuższego czasu [18, 33, 34]. Niesynonimowa mutacja (L1014F) została wykryta u dzikich populacji muchówek indyjskich i została powiązana z opornością na DDT, co sugeruje, że oporność na pyretroidy powstaje na poziomie molekularnym, ponieważ zarówno DDT, jak i pyretroid (alfa-cypermetryna) atakują ten sam gen w układzie nerwowym owadów [17, 34]. Dlatego też systematyczna ocena wrażliwości komarów na cypermetrynę i monitorowanie oporności komarów są niezbędne w okresie eradykacji i po jej zakończeniu.
Potencjalnym ograniczeniem tego badania jest to, że użyliśmy testu biologicznego CDC w fiolce do pomiaru podatności, ale wszystkie porównania wykorzystały wyniki z poprzednich badań z wykorzystaniem zestawu biotestowego WHO. Wyniki z dwóch biotestów mogą nie być bezpośrednio porównywalne, ponieważ test biologiczny CDC w fiolce mierzy obniżenie poziomu pod koniec okresu diagnostycznego, podczas gdy test biologiczny zestawu WHO mierzy śmiertelność po 24 lub 72 godzinach od ekspozycji (to drugie w przypadku związków o powolnym działaniu) [35]. Innym potencjalnym ograniczeniem jest liczba wiosek IRS w tym badaniu w porównaniu do jednej wioski nie-IRS i jednej wioski nie-IRS/byłej IRS. Nie możemy założyć, że poziom podatności komarów przenoszących chorobę obserwowany w poszczególnych wioskach w jednym dystrykcie jest reprezentatywny dla poziomu podatności w innych wioskach i dystryktach w Biharze. Ponieważ Indie wkraczają w fazę po eliminacji wirusa białaczki, konieczne jest zapobieganie znaczącemu rozwojowi oporności. Wymagane jest szybkie monitorowanie oporności populacji muchówek piaskowych z różnych dystryktów, bloków i obszarów geograficznych. Dane przedstawione w tym badaniu są wstępne i powinny zostać zweryfikowane poprzez porównanie ze stężeniami identyfikacyjnymi opublikowanymi przez Światową Organizację Zdrowia [35], aby uzyskać bardziej szczegółowe pojęcie o statusie podatności P. argentipes na tych obszarach przed modyfikacją programów kontroli wektorów w celu utrzymania niskich populacji muchówek piaskowych i wsparcia eliminacji wirusa białaczki.
Komar P. argentipes, będący wektorem wirusa leukozy, może zacząć wykazywać wczesne oznaki oporności na wysoce skuteczną cypermetrynę. Regularne monitorowanie oporności na insektycydy w dzikich populacjach P. argentipes jest konieczne, aby utrzymać epidemiologiczny wpływ interwencji w zakresie kontroli wektorów. Rotacja insektycydów o różnych trybach działania i/lub ocena i rejestracja nowych insektycydów jest konieczna i zalecana w celu zarządzania opornością na insektycydy i wspierania eliminacji wirusa leukozy w Indiach.
Czas publikacji: 17-02-2025