Egy sor kunyhó-alapú kísérleti kísérletet végeztek a dél-benini Khowe-ban, hogy értékeljék az új és a helyszínen tesztelt következő generációs szúnyoghálók biológiai hatékonyságát a piretrinrezisztens malária vektorokkal szemben. A szántóföldön érlelt hálókat 12, 24 és 36 hónap után távolították el a háztartásokból. A teljes ITN-ekből kivágott hálódarabokat kémiai összetételre elemezték, és érzékenységi biológiai vizsgálatokat végeztek minden egyes kísérlet során, hogy felmérjék a Khowe vektorpopuláció rovarirtó-rezisztenciájának változásait.
Az Interceptor® G2 felülmúlta a többi ITN-t, megerősítve a piretroid és a klórfenapir hálók felsőbbrendűségét a többi hálótípussal szemben. Az új termékek közül az összes következő generációs ITN jobb biológiai hatékonyságot mutatott, mint az Interceptor®; ennek a javulásnak a mértéke azonban a terepi öregedés után csökkent a nem piretroid vegyületek rövidebb élettartama miatt. Ezek az eredmények rávilágítanak arra, hogy javítani kell a következő generációs ITN-ek inszekticid perzisztenciáját.
RovarirtóA kezelt szúnyoghálók (ITN) az elmúlt 20 évben kritikus szerepet játszottak a malária megbetegedésének és halálozásának csökkentésében. 2004 óta több mint 3 milliárd ITN-t terjesztettek el világszerte, és a modellezési tanulmányok azt sugallják, hogy a szubszaharai Afrikában a maláriás esetek 68%-át sikerült elkerülni 2000 és 2015 között. Sajnos a malária vektorpopulációinak rezisztenciája a piretroidokkal szemben (az ITN-ekben használt rovarirtó szerek standard osztálya) jelentősen megnőtt, ami veszélyezteti ennek az alapvető beavatkozásnak a hatékonyságát. Ugyanakkor a malária elleni védekezés terén elért haladás globálisan lelassult, számos nagy teherrel küzdő országban 2015 óta nő a maláriás esetek száma. Ezek a tendenciák ösztönözték az innovatív ITN termékek új generációjának kifejlesztését, amelyek célja a piretroid-rezisztencia veszélyének kezelése, valamint e teher csökkentése és ambiciózus globális célok elérése.
Jelenleg három új generációs ITN van a piacon, amelyek mindegyike piretroidot kombinál egy másik rovarirtó szerrel vagy szinergissel, amely képes legyőzni a piretroid rezisztenciát a malária vektorokban. Az elmúlt években számos klaszteres, randomizált, kontrollált vizsgálatot (RCT) végeztek e hálók epidemiológiai hatékonyságának felmérésére a szabványos, csak piretroidot tartalmazó hálókkal összehasonlítva, és az Egészségügyi Világszervezet (WHO) ajánlásainak alátámasztásához szükséges bizonyítékokkal. A piretroidokat piperonil-butoxiddal (PBO) kombináló ágyhálókat javasolta elsőként a WHO, miután két termék (Olyset® Plus és PermaNet® 3.0) nagyobb epidemiológiai hatást mutatott a trionil kontrollált, randomizált piretroid piretroidokhoz képest. Uganda. Azonban több adatra van szükség a piretroid-PBO ágyhálók közegészségügyi értékének meghatározásához Nyugat-Afrikában, ahol a súlyos piretroid rezisztencia csökkentheti előnyeiket a csak piretroidot tartalmazó ágyhálókhoz képest.
Az ITN-ek inszekticid perzisztenciáját általában úgy értékelik, hogy rendszeres időközönként hálókat gyűjtenek a közösségekből, és laboratóriumi biológiai tesztekkel tesztelik azokat rovartenyésztésű szúnyogtörzsek felhasználásával. Noha ezek a vizsgálatok hasznosak az ágyhálók felületén lévő rovarirtó szerek biológiai hozzáférhetőségének és hatékonyságának időbeli jellemzésére, korlátozott információt nyújtanak a következő generációs ágyhálók különböző típusainak összehasonlító hatékonyságáról, mivel az alkalmazott módszereket és szúnyogtörzseket a bennük található rovarirtó szerek hatásmódjához kell igazítani. A kísérleti kunyhó teszt egy alternatív megközelítés, amely felhasználható a rovarirtó szerrel kezelt hálók hatékonyságának összehasonlító értékelésére a tartóssági vizsgálatok során olyan körülmények között, amelyek utánozzák a vadon élő szúnyoggazdák és a háztartási hálók közötti természetes kölcsönhatásokat a használat során. Valójában az epidemiológiai adatok entomológiai helyettesítőit használó legújabb modellezési vizsgálatok azt mutatták, hogy az ezekben a vizsgálatokban mért szúnyogpusztulás és táplálkozási arányok felhasználhatók az ITN-ek hatásának előrejelzésére a malária előfordulására és prevalenciájára a cluster RCT-kben. Így azok a kunyhó-alapú kísérleti vizsgálatok, amelyekben a terepről gyűjtött, rovarirtó szerrel kezelt nyirokcsomókat bevonják a klaszteres RCT-kbe, értékes adatokkal szolgálhatnak a rovarirtó szerrel kezelt nyirokcsomók várható élettartama alatti összehasonlító biohatékonyságáról és inszekticid perzisztenciájáról, és segíthetnek értelmezni e vizsgálatok epidemiológiai eredményeit.
A kísérleti kunyhó teszt egy szabványosított szimulált emberi lakóhely, amelyet az Egészségügyi Világszervezet ajánl a rovarirtó szerrel kezelt szúnyoghálók hatékonyságának értékelésére. Ezek a tesztek megismétlik azokat a valós expozíciós körülményeket, amelyekkel a szúnyoggazdák szembesülnek a háztartási ágyhálókkal való interakció során, ezért rendkívül megfelelő megközelítést jelentenek a használt ágyhálók biológiai hatékonyságának felmérésére a várható élettartamuk során.
Ez a tanulmány három különböző típusú új generációs rovarölő szúnyogháló (PermaNet® 3.0, Royal Guard® és Interceptor® G2) entomológiai hatékonyságát vizsgálta szántóföldi körülmények között kísérleti istállókban, és összehasonlította őket egy szabványos, csak piretrint tartalmazó hálóval (Interceptor®). Mindezek a rovarirtó szerrel kezelt szúnyoghálók szerepelnek a WHO vektorok elleni védekezésre vonatkozó előminősített listáján. Az egyes szúnyoghálók részletes jellemzői az alábbiakban találhatók:
2020 márciusában a dél-benini Zou prefektúra kunyhóiban nagyszabású terjesztési kampányt hajtottak végre a szántóföldön érlelt szúnyoghálókból a kunyhókban végzett kísérleti kísérletek céljából. Az Interceptor®, a Royal Guard® és az Interceptor® G2 ágyhálókat Kove, Zagnanado és Ouinhi települések véletlenszerűen kiválasztott klasztereiből választották ki egy tartóssági megfigyelési vizsgálat részeként, amelyet egy klaszter RCT-be ágyaztak be, hogy felmérjék a kettős rovarirtó szerrel kezelt ágyhálók epidemiológiai hatékonyságát. A PermaNet® 3.0 szúnyoghálókat Avokanzun faluban, Jija és Bohicon települések közelében gyűjtötték (7°20′ É, 1°56′ K), és egyidejűleg osztották szét az RCT fürtszúnyoghálókkal a Nemzeti Malária Elleni Program 2020-as tömeges kampánya során. Az 1. ábra a kísérleti kunyhókhoz viszonyítva mutatja be a vizsgálati klaszterek/falvak elhelyezkedését, ahol a különböző ITN típusokat gyűjtötték.
Egy kísérleti kunyhó-próbát végeztek az Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® és Interceptor® G2 ITN-ek rovartani teljesítményének összehasonlítására, amikor 12, 24 és 36 hónappal a terjesztést követően eltávolították őket a háztartásokból. Minden éves időpontban a terepen elöregedett ITN-ek teljesítményét összehasonlították minden típusú új, használaton kívüli hálóval és negatív kontrollként a kezeletlen hálókkal. Minden éves időpontban összesen 54 ismétlődő mintát szántóföldi korú ITN-ből és minden típusból 6 új ITN-t teszteltek 1 vagy 2 ismétlődő kunyhós kísérletben, a kezelések napi váltakozásával. Minden egyes kunyhós kísérlet előtt megmértük az egyes ITN típusok elöregedett terepi hálóinak átlagos porozitási indexét a WHO ajánlásai szerint. A napi használatból eredő kopás szimulálására minden új ITN-t és kezeletlen vezérlőhálót hat 4 x 4 cm-es lyukkal perforáltak: kettőt a hosszú oldalpaneleken és egyet a rövid oldalpaneleken, a WHO ajánlásainak megfelelően. A szúnyoghálót a kunyhó belsejében úgy szerelték fel, hogy a tetőlemezek széleit kötélekkel szögekre kötötték a kunyhó falainak felső sarkában. A következő kezeléseket értékelték minden egyes kunyhós kísérletben:
A szántóföldön érlelt hálókat a háló eltávolításával egy évben kísérleti kunyhókban értékelték ki. A kunyhópróbákat ugyanazon a helyszínen végezték 2021 májusa és szeptembere között, 2022 áprilisa és júniusa között, valamint 2023 májusa és júliusa között, a hálókat 12, 24, illetve 36 hónap után eltávolították. Mindegyik vizsgálat egy teljes kezelési ciklusig tartott (54 éjszaka 9 hét alatt), kivéve 12 hónapot, amikor két egymást követő kezelési ciklust végeztek a szúnyogminta méretének növelése érdekében. A latin négyzetes elrendezést követve a kezeléseket hetente váltogatták a kísérleti kunyhók között, hogy ellenőrizzék a kunyhók elhelyezkedésének hatását, míg az önkénteseket naponta váltották, hogy ellenőrizzék az egyes gazdák szúnyog vonzerejének különbségeit. A szúnyogokat heti 6 napon gyűjtötték; a 7. napon, a következő forgatási ciklus előtt a kunyhókat megtisztították és kiszellőztették a fertőzés megelőzése érdekében.
A piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok elleni kísérleti kunyhókezelés elsődleges hatékonysági végpontjai és a következő generációs ITN összehasonlítása a csak piretroidot tartalmazó Interceptor® hálóval a következők voltak:
A piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok elleni kísérleti kunyhó-kezelés másodlagos hatékonysági végpontjai a következők voltak:
Elzártság (%) – a kezelt csoportba való belépési arány csökkenése a kezeletlen csoporthoz képest. A számítás a következő:
ahol Tu a kezeletlen kontrollcsoportba tartozó szúnyogok száma, Tt pedig a kezelt csoportba tartozó szúnyogok száma.
Lemorzsolódási arány (%) – A kezelés által okozott esetleges irritáció miatti lemorzsolódási arány, az erkélyen összegyűlt szúnyogok arányában kifejezve.
. A vérszívás elnyomási együttható (%) a vérszívó szúnyogok arányának csökkenése a kezelt csoportban a kezeletlen kontrollcsoporthoz képest. A számítási módszer a következő: ahol Bfu a vérszívó szúnyogok aránya a kezeletlen kontrollcsoportban, Bft pedig a vérszívó szúnyogok aránya a kezelt csoportban.
A termékenység csökkenése (%) – a termékeny szúnyogok arányának csökkenése a kezelt csoportban a kezeletlen kontrollhoz képest. A számítási módszer a következő: ahol Fu a termékeny szúnyogok aránya a kezeletlen kontrollcsoportban, Ft pedig a termékeny szúnyogok aránya a kezelt csoportban.
A Covè vektorpopulációk rezisztenciaprofiljának időbeli változásainak nyomon követése érdekében a WHO in vitro és fiolákban végzett biológiai vizsgálatokat végzett minden kísérleti kunyhó-kísérlet azonos évében (2021, 2022, 2023), hogy felmérje a vizsgált ITN-ek AI-ra való fogékonyságát, és tájékoztassa az eredmények értelmezését. Az in vitro vizsgálatok során a szúnyogokat meghatározott koncentrációjú alfa-cipermetrinnel (0,05%) és deltametrinnel (0,05%) kezelt szűrőpapíroknak, valamint meghatározott koncentrációjú CFP-vel (100 μg/palack) és PPF-fel (100 μg/palack) bevont palackoknak tették ki, hogy megállapítsák az ezekkel szembeni érzékenységüket. A piretroid rezisztencia intenzitását úgy vizsgáltuk, hogy a szúnyogokat 5-szörös (0,25%) és 10-szeres (0,50%) eltérő koncentrációjú α-cipermetrin és deltametrin hatásának tették ki. Végül a PBO szinergiának és a citokróm P450 monooxigenáz (P450) túlzott expressziójának a piretroid rezisztenciához való hozzájárulását úgy értékelték, hogy a szúnyogokat előzetesen α-cipermetrin (0,05%) és deltametrin (0,05%) koncentrációjának, valamint előzetesen PBO-nak (4%) tették ki. A WHO csőteszthez használt szűrőpapírt az Universiti Sains Malaysia cégtől vásárolták. A CFP és PPF felhasználásával készült WHO biológiai vizsgálati fiolák a WHO ajánlásai szerint készültek.
A biológiai vizsgálatokhoz használt szúnyogokat lárvaállapotban gyűjtöttük be a kísérleti kunyhók közelében lévő szaporodási helyekről, majd felnőttekké nevelték. Minden egyes időpontban legalább 100 szúnyogot vetettünk ki minden kezelésnek 60 percig, csőenként/palackonként 4 ismétléssel és körülbelül 25 szúnyoggal csövönként/palackonként. A piretroid és a CFP expozícióhoz 3–5 napos, nem táplált szúnyogokat, míg a PPF esetében 5–7 napos vérszívó szúnyogokat használtunk az oogenezis serkentésére és a PPF szúnyogszaporodásra gyakorolt hatásának felmérésére. A párhuzamos expozíciót szilikonolajjal impregnált szűrőpapírral, tiszta PBO-val (4%) és acetonnal bevont palackokkal végeztük kontrollként. Az expozíció végén a szúnyogokat kezeletlen tartályokba helyeztük, és 10%-os (w/v) glükózoldattal átitatott vattának tettük ki. A mortalitást a piretroid expozíció után 24 órával, valamint a CFP és PPF expozíció után 72 órán keresztül 24 óránként regisztráltuk. A PPF-re való érzékenység felmérése érdekében a túlélő PPF-nek kitett szúnyogokat és a megfelelő negatív kontrollokat a késleltetett mortalitás feljegyzése után kimetszettük, a petefészekfejlődést összetett mikroszkóppal figyelték meg, és a termékenységet a tojásfejlődés Christophers-stádiuma szerint értékelték [28, 30]. Ha a peték teljesen kifejlődtek Christopher V. stádiumáig, a szúnyogokat termékenynek minősítették, és ha a peték nem fejlődtek ki teljesen, és az I–IV. stádiumban maradtak, akkor a szúnyogokat sterilnek minősítették.
Az év minden időpontjában 30 × 30 cm-es darabokat vágtak ki új és szántóföldi hálókból a WHO ajánlásaiban [22] meghatározott helyeken. Vágás után a hálókat felcímkézték, alumíniumfóliába csomagolták és hűtőszekrényben tárolták 4 ± 2 °C-on, hogy megakadályozzák az AI vándorlását a szövetbe. A hálókat ezután a belgiumi Vallon Mezőgazdasági Kutatóközpontba küldték kémiai elemzésre, hogy megmérjék a teljes mesterséges intelligencia-tartalom változását élettartamuk során. Az alkalmazott analitikai módszereket (a Nemzetközi Peszticidelemzési Együttműködési Bizottság által javasolt módszerek alapján) korábban leírták [25, 31].
A kísérleti kunyhós kísérleti adatokhoz a különböző kunyhó-rekeszekben lévő élő/elhullott, csípős/nem harapós és termékeny/steril szúnyogok számát összegeztük minden egyes kezelésre vonatkozóan minden egyes kísérletben, hogy kiszámítsuk a különböző arányos kimeneteleket (72 órás mortalitás, harapás, ektoparazitizmus, nettó termékenységi ráta 5%-a, és ezeknek megfelelő konfidencia 9% CI). Az arányos bináris eredmények kezelései közötti különbségeket logisztikus regresszióval, míg a számlálási eredmények különbségeit negatív binomiális regresszióval elemeztük. Mivel 12 havonta két kezelési rotációs ciklust végeztek, és néhány kezelést több kísérletben is teszteltek, a szúnyogpenetrációs elemzéseket az egyes kezelések tesztelt napjaihoz igazították. Az egyes eredmények új ITN-jét is elemezték, hogy minden időpontra egyetlen becslést kapjunk. A kezelés fő magyarázó változója mellett minden modell tartalmazta a kunyhót, alvót, a próbaidőszakot, az ITN rekesz-indexet és a napot, mint rögzített hatásokat, hogy ellenőrizzék az egyéni alvók és kunyhók vonzerejében, a szezonalitásban, a szúnyogháló állapotában és a túlzott diszperzióban bekövetkezett eltérések miatti eltéréseket. A regressziós elemzések korrigált esélyhányadosokat (OR) és a megfelelő 95%-os konfidencia intervallumokat eredményeztek, hogy megbecsüljék az új generációs ITN hatását a csak piretroidokat tartalmazó hálóhoz, az Interceptor®-hoz képest a szúnyogpusztulás és a termékenység elsődleges kimenetelére. A modellekből származó P értékeket arra is használták, hogy kompakt betűket rendeljenek hozzá, amelyek statisztikai szignifikanciát jeleznek 5%-os szinten az elsődleges és másodlagos eredmények összes páronkénti összehasonlításakor. Minden regressziós elemzést a Stata 18-as verziójában végeztünk.
A Covese vektorpopulációk érzékenységét az Egészségügyi Világszervezet ajánlásai szerint in vitro és palackos biológiai tesztekkel megfigyelt mortalitás és termékenység alapján értelmezték. A kémiai elemzés eredményei megadták a teljes mesterséges intelligencia-tartalmat az ITN-töredékekben, amelyet az AI visszatartási arányának kiszámításához használtak a szántóföldön öregített hálókban az új hálókhoz képest minden év minden időpontjában. Minden adatot manuálisan rögzítettek szabványosított űrlapokon, majd kétszer bevitték egy Microsoft Excel adatbázisba.
A Benini Egészségügyi Minisztérium (No. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), a London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) (No. 16237) és az Egészségügyi Világszervezet (No. ERC.0003153) etikai bizottságai jóváhagyták egy kísérleti kunyhó kísérlet lefolytatását önkéntesek bevonásával. A vizsgálatban való részvétel előtt minden önkéntestől írásos beleegyezést kaptak. Minden önkéntes ingyenes kemoprofilaxist kapott a malária kockázatának csökkentése érdekében, és egy nővér volt szolgálatban a vizsgálat során, hogy felmérje azokat az önkénteseket, akiknél lázas tünetek jelentkeztek, vagy a teszttermék mellékhatása jelentkezett.
Kiegészítő anyagként bemutatjuk a kísérleti kunyhók teljes eredményeit, összefoglalva az élő/halott, éhezett/vért táplált és termékeny/steril szúnyogok számát minden kísérleti csoportban, valamint a leíró statisztikákat (S1 táblázat).
A benini Kowa városában található kísérleti kunyhóban elnyomták a vadon élő piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok vérellátását. A kezeletlen kontrollokból és új hálókból származó adatokat a vizsgálatok során összevonták, hogy egyetlen hatékonysági becslést kapjanak. Logisztikus regressziós elemzéssel a közös betűs oszlopok nem különböztek szignifikánsan 5%-os szinten (p > 0,05). A hibasávok 95%-os konfidenciaintervallumot jelentenek.
Vadon élő piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok elhullása egy kísérleti kunyhóba Kowában, Beninben. A kezeletlen kontrollokból és új hálókból származó adatokat a vizsgálatok során összevonták, hogy egyetlen becslést adjunk a hatékonyságról. Logisztikus regressziós elemzéssel a közös betűs oszlopok nem különböztek szignifikánsan 5%-os szinten (p > 0,05). A hibasávok 95%-os konfidenciaintervallumot jelentenek.
Az esélyhányados az új generációs szúnyoghálók halálozási arányának különbségét írja le a csak piretroidot tartalmazó szúnyoghálókhoz képest. A szaggatott vonal az 1-es esélyhányadost jelöli, ami azt jelzi, hogy nincs különbség a mortalitásban. Az 1-nél nagyobb esélyhányados magasabb mortalitást jelez az új generációs szúnyoghálók esetén. Az új generációs szúnyoghálók adatait a vizsgálatok során egyesítették, hogy egyetlen becslést adjunk a hatékonyságról. A hibasávok 95%-os konfidenciaintervallumot jelentenek.
Bár az Interceptor® a legalacsonyabb mortalitást mutatta az összes tesztelt ITN közül, a szántóföldi öregedés nem befolyásolta negatívan a vektorok mortalitását. Valójában az új Interceptor® 12%-os mortalitást eredményezett, míg a szántóföldön érlelt hálók enyhe javulást mutattak 12 hónap (17%, p=0,006) és 24 hónap (17%, p=0,004) után, majd 36 hónap múlva visszatértek az új hálókhoz hasonló szintre (11%, p=0,05). Ezzel szemben a rovarirtó szerrel kezelt hálók következő generációjának halálozási aránya fokozatosan csökkent a telepítés után. A csökkenés az Interceptor® G2 esetében volt a legkifejezettebb, ahol a mortalitás 58%-ról az új hálókkal 36%-ra csökkent 12 hónap után (p< 0,001), 31% 24 hónapos korban (o< 0,001), és 20% 36 hónapos korban (o< 0,001). Az új PermaNet® 3.0 a mortalitás 37%-os csökkenését eredményezte, ami szintén jelentősen, 20%-ra csökkent 12 hónap alatt (p< 0,001), 16% 24 hónapos korban (o< 0,001), és 18% 36 hónapos korban (o< 0,001). Hasonló tendencia volt megfigyelhető a Royal Guard® esetében is, az új háló 33%-kal csökkentette a mortalitást, amit 12 hónap után jelentős, 21%-os csökkenés követett (p< 0,001), 17% 24 hónapos korban (o< 0,001) és 15% 36 hónapos korban (o< 0,001).
A vad piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok termékenységének csökkentése egy kísérleti kunyhóba Kwa-ban, Beninben. A kezeletlen kontrollokból és új hálókból származó adatokat a vizsgálatok során összevonták, hogy egyetlen becslést adjunk a hatékonyságról. A közös betűs oszlopok 5%-os szinten nem különböztek szignifikánsan (p > 0,05) logisztikus regressziós elemzés alapján. A hibasávok 95%-os konfidenciaintervallumot jelentenek.
Az esélyhányadosok az új generációs szúnyoghálók termékenységének különbségét írják le a csak piretroidot tartalmazó szúnyoghálókhoz képest. A szaggatott vonal 1-es arányt jelent, ami azt jelzi, hogy nincs különbség a termékenységben. EsélyarányokAz < 1 a termékenység nagyobb csökkenését jelzi az új generációs hálókkal. Az új generációs szúnyoghálók adatait a vizsgálatok során egyesítették, hogy egyetlen becslést adjunk a hatékonyságról. A hibasávok 95%-os konfidenciaintervallumot jelentenek.
Feladás időpontja: 2025.02.17