Leiszmanioza trzewna (VL), znana na subkontynencie indyjskim jako kala-azar, jest chorobą pasożytniczą wywoływaną przez pierwotniaka wiciowego Leishmania, która może być śmiertelna, jeśli nie zostanie szybko leczona. Muchówka Phlebotomus argentipes jest jedynym potwierdzonym wektorem VL w Azji Południowo-Wschodniej, gdzie jest zwalczana za pomocą oprysków resztkowych 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 niniejszym badaniu oceniliśmy podatność dzikich komarów i ich potomstwa F1 na ten insektycyd za pomocą testu biologicznego CDC w butelkach.
Zebraliśmy komary z 10 wiosek w dystrykcie Muzaffarpur w stanie Bihar w Indiach. Osiem wiosek nadal stosowało silne środki owadobójcze.cypermetrynaW przypadku oprysków wewnątrz pomieszczeń, jedna wioska zaprzestała stosowania cypermetryny o wysokiej mocy, a jedna wioska nigdy jej nie stosowała. Zebrane komary poddano działaniu ustalonej dawki diagnostycznej przez określony czas (3 μg/ml przez 40 minut), a wskaźnik eliminacji i śmiertelność odnotowano 24 godziny po ekspozycji.
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 konieczność ciągłego monitorowania i czujności w celu utrzymania kontroli po osiągnięciu eradykacji.
Leiszmanioza trzewna (VL), znana na subkontynencie indyjskim jako kala-azar, to choroba pasożytnicza wywoływana przez pierwotniaka wiciowca z rodzaju Leishmania i przenoszona poprzez ukąszenie zarażonych samic muchówek (Diptera: Myrmecophaga). Muchówki są jedynym potwierdzonym wektorem VL w Azji Południowo-Wschodniej. Indie są bliskie osiągnięcia celu, jakim jest wyeliminowanie VL. Jednak, aby utrzymać niską zapadalność po eradykacji, kluczowe jest ograniczenie populacji wektorów, aby zapobiec potencjalnemu przenoszeniu.
Zwalczanie komarów w Azji Południowo-Wschodniej odbywa się poprzez opryskiwanie pozostałościowe w pomieszczeniach (IRS) syntetycznymi insektycydami. Skryty sposób odpoczywania srebrzyków sprawia, że jest to odpowiedni cel zwalczania insektycydami poprzez opryskiwanie pozostałościowe w pomieszczeniach [1]. Opryskiwanie pozostałościowe dichlorodifenylotrichloroetanu (DDT) w pomieszczeniach w ramach Narodowego Programu Zwalczania Malarii w Indiach przyniosło znaczące efekty uboczne w zwalczaniu populacji komarów i znacząco zmniejszyło liczbę przypadków srebrzyków [2]. Ta nieplanowana kontrola srebrzyków skłoniła indyjski program eradykacji srebrzyków do przyjęcia oprysków pozostałościowych w pomieszczeniach jako głównej metody zwalczania srebrzyków. W 2005 roku rządy Indii, Bangladeszu i Nepalu podpisały memorandum o porozumieniu, którego celem było wyeliminowanie srebrzyków do 2015 roku [3]. Działania eradykacyjne, obejmujące połączenie zwalczania wektorów z szybką diagnostyką i leczeniem przypadków u ludzi, miały wejść w fazę konsolidacji do 2015 roku, a następnie cel ten został zmieniony na 2017, a następnie 2020 rok [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 znacząca oporność na beta-cypermetrynę. Powodem oporności jest to, że zarówno DDT, jak i cypermetryna mają ten sam mechanizm działania, a mianowicie celują w białko VGSC [21]. Zatem ryzyko rozwoju oporności u muchówek może być zwiększone przez stres wywołany regularną ekspozycją na bardzo 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 czasów 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 wewnątrz pomieszczeń traktowane cypermetryną (wsie z ciągłym IPS). Status podatności dzikich P. argentipes z wiosek, w których zaprzestano stosowania systemów opryskiwania pomieszczeń z dodatkiem cypermetryny (dawne wsie IPS) oraz z wiosek, w których nigdy nie stosowano systemów opryskiwania pomieszczeń z dodatkiem 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; oznaczonych jako wioski z ciągłym opryskiwaniem hipermetryną) i miało przypadki VL (co najmniej jeden przypadek) w ciągu ostatnich 3 lat. Z pozostałych dwóch wiosek objętych badaniem, jedna, w której nie wdrożono opryskiwania wnętrz beta-cypermetryną (wioska bez oprysków wewnętrznych), została wybrana jako wioska kontrolna, a druga, w której opryskiwanie wnętrz beta-cypermetryną było przerywane (wioska z przerywanym opryskiwaniem wnętrz/była wioska z opryskami wewnętrznymi), została wybrana jako wioska kontrolna. Wybór tych wiosek opierał się na koordynacji z Departamentem Zdrowia i Zespołem ds. Oprysków Wewnętrznych oraz walidacji Mikroplanu Działań w zakresie Oprysków Wewnętrznych w Dystrykcie Muzaffarpur.
Mapa geograficzna dystryktu Muzaffarpur przedstawiająca lokalizację wsi 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 pliku 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 (diagnostyczna dawka α-cypermetryny wynosiła 3 μg/ml) poprzez nałożenie roztworu insektycydu w acetonie (2,0 ml) na dno, ścianki i nakrętkę butelek. Następnie każdą butelkę suszono na wałku mechanicznym przez 30 minut. W tym czasie powoli odkręcano nakrętkę, aby umożliwić odparowanie acetonu. Po 30 minutach suszenia zdejmowano nakrętkę i obracano butelkę, aż cały aceton odparuje. Butelki pozostawiono otwarte do wyschnięcia na noc. W każdym powtórzonym teście jedną butelkę, użytą jako kontrola, pokryto 2,0 ml acetonu. Wszystkie butelki ponownie wykorzystano w eksperymentach 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 żyjących komarów (wygłodzonych samic) wyjęto z klatek w fiolkach i delikatnie wdmuchnięto do każdej fiolki. Do każdej butelki pokrytej insektycydem użyto mniej więcej takiej samej liczby much, wliczając w to kontrolę. Powtórz to co najmniej pięć do sześciu razy w każdej wiosce. Po 40 minutach ekspozycji na insektycyd, zmierzono liczbę powalonych much. Wszystkie muchy odłowiono za pomocą mechanicznego aspiratora, umieszczono w półlitrowych kartonowych pojemnikach pokrytych drobną siatką i umieszczono w oddzielnym inkubatorze w tych samych warunkach wilgotności i temperatury, z tym samym źródłem pożywienia (waciki nasączone 30% roztworem cukru), co kolonie nieleczone. Śmiertelność zmierzono 24 godziny po ekspozycji na insektycyd. Wszystkie komary wycięto i zbadano w celu potwierdzenia tożsamości gatunku. Tę samą procedurę przeprowadzono z potomstwem much F1. Wskaźniki powalenia i śmiertelności zmierzono 24 godziny po ekspozycji. Jeśli śmiertelność w butelkach kontrolnych była < 5%, nie dokonywano korekty śmiertelności w powtórzeniach. Jeśli śmiertelność w butelce kontrolnej była ≥ 5% i ≤ 20%, śmiertelność w butelkach testowych tej replikacji korygowano za pomocą wzoru Abbotta. Jeśli śmiertelność w grupie kontrolnej przekraczała 20%, cała grupa testowa była odrzucana [24, 25, 26].
Średnia śmiertelność komarów P. argentipes odłowionych dziko. Słupki błędów przedstawiają 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 dziko żyjącego P. argentipes. Słupki błędów przedstawiają błędy standardowe średniej. Krzywe przecięte dwiema czerwonymi liniami poziomymi (odpowiednio 90% i 98% śmiertelności) przedstawiają zakres śmiertelności, w którym może rozwinąć się oporność[25].
Komary w wiosce kontrolnej/nieobjętej programem IRS (Manifulkaha) okazały się wysoce wrażliwe na insektycydy. Średnia śmiertelność (±SE) komarów odłowionych z dzikich zwierząt po 24 godzinach od powalenia i ekspozycji 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 piaskowe mogą rozwinąć odporność na syntetyczny pyretroid (SP) α-cypermetrynę we wsiach, w których pyretroid (SP) α-cypermetryna był stosowany rutynowo. Natomiast srebrnonogie muchówki piaskowe zebrane z wiosek nieobjętych programem kontroli/IRS okazały się wysoce wrażliwe. Monitorowanie podatności populacji dzikich muchówek piaskowych 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 piaskowych z obszarów endemicznych w Biharze ze względu na historyczną presję selekcyjną ze strony IRS stosującego 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] donieśli, 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 ekspozycji) 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 oprysków oparte na przypadkach, które są standardowymi procedurami zarządzania ogniskami kala-azar na obszarach/blokach/wioskach endemicznych (Standardowa procedura operacyjna do badania i zarządzania ogniskami choroby [30]. Wyniki tego badania dostarczają wczesnych wskazówek dotyczących rozwoju presji selekcyjnej przeciwko wysoce skutecznej cypermetrynie. Niestety, historyczne dane dotyczące podatności dla tego regionu, uzyskane za pomocą testu biologicznego CDC, nie są dostępne do porównania; wszystkie wcześniejsze badania monitorowały podatność P. argentipes za pomocą 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 meszek jest niejasna, ponieważ meszki latają rzadziej niż komary i spędzają więcej czasu w kontakcie z podłożem w teście biologicznym [23].
Syntetyczne pyretroidy są stosowane w endemicznych obszarach VL w Nepalu od 1992 roku, naprzemiennie z SPs alfa-cypermetryną i lambda-cyhalotryną do zwalczania muchówek [31], a deltametryna jest również stosowana w Bangladeszu od 2012 roku [32]. Odporność fenotypową wykryto u dzikich populacji muchówek srebrnonogich na obszarach, gdzie syntetyczne pyretroidy były stosowane przez długi czas [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) celują w ten sam gen w układzie nerwowym owadów [17, 34]. Dlatego systematyczna ocena wrażliwości na cypermetrynę i monitorowanie oporności komarów są niezwykle istotne w okresie eradykacji i po eradykacji.
Potencjalnym ograniczeniem tego badania jest to, że użyliśmy testu biologicznego CDC w fiolce do pomiaru wrażliwości, ale wszystkie porównania wykorzystały wyniki z poprzednich badań z użyciem zestawu biotestowego WHO. Wyniki z obu testów biologicznych mogą nie być bezpośrednio porównywalne, ponieważ test biologiczny CDC w fiolce mierzy wyciszenie pod koniec okresu diagnostycznego, podczas gdy test biologiczny zestawu WHO mierzy śmiertelność po 24 lub 72 godzinach od ekspozycji (to drugie w przypadku związków wolno działających) [35]. Innym potencjalnym ograniczeniem jest liczba wiosek IRS w tym badaniu w porównaniu z jedną wioską nie-IRS i jedną wioską nie-IRS/byłą IRS. Nie możemy założyć, że poziom podatności komarów przenoszących wirusa 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. Konieczne jest szybkie monitorowanie oporności populacji muchówek piaskowych z różnych dystryktów, bloków i obszarów geograficznych. Dane przedstawione w niniejszym badaniu mają charakter wstępny i powinny zostać zweryfikowane poprzez porównanie z danymi identyfikacyjnymi opublikowanymi przez Światową Organizację Zdrowia [35], aby uzyskać bardziej szczegółowy obraz statusu podatności P. argentipes na tych obszarach przed modyfikacją programów zwalczania wektorów w celu utrzymania niskiej populacji muchówek piaskowych i wsparcia eliminacji wirusa białaczki.
Komar P. argentipes, wektor wirusa białaczki, może zacząć wykazywać wczesne oznaki oporności na wysoce skuteczną cypermetrynę. Regularne monitorowanie oporności na insektycydy w dzikich populacjach P. argentipes jest niezbędne dla utrzymania epidemiologicznego wpływu interwencji zwalczających wektory. Rotacja insektycydów o różnych mechanizmach działania i/lub ocena i rejestracja nowych insektycydów są konieczne i zalecane w celu zarządzania opornością na insektycydy i wspierania eliminacji wirusa białaczki w Indiach.
Czas publikacji: 17-02-2025