Egy sor kísérleti kísérletet végeztek a dél-benini Khowe-ban, kunyhókban, hogy értékeljék az új és terepen tesztelt, következő generációs szúnyoghálók biológiai hatékonyságát a piretrin-rezisztens malária vektorokkal szemben. A terepen kiöregedett hálókat 12, 24 és 36 hónap elteltével eltávolították a háztartásokból. A teljes ITN-ekből kivágott hálódarabokat elemezték kémiai összetétel szempontjából, és minden kísérlet során érzékenységi biológiai vizsgálatokat végeztek a Khowe vektor populációjának rovarirtó szerekkel szembeni rezisztenciájának változásainak felmérésére.
Az Interceptor® G2 felülmúlta a többi ITN-t, megerősítve a pirethroid és klórfenapir hálók fölényét más hálótípusokkal szemben. Az új termékek közül az összes új generációs ITN jobb biohatékonyságot mutatott, mint az Interceptor®; azonban ennek a javulásnak a mértéke a terepi érlelés után csökkent a nem pirethroid vegyületek rövidebb tartóssága miatt. Ezek az eredmények rávilágítanak arra, hogy javítani kell a következő generációs ITN-ek rovarölő hatásának tartósságát.
RovarirtóA piretroidokkal kezelt szúnyoghálók (ITN-ek) az elmúlt 20 évben kritikus szerepet játszottak a malária okozta morbiditás és mortalitás csökkentésében. 2004 óta több mint 3 milliárd ITN-t osztottak szét világszerte, és a modellezési tanulmányok azt sugallják, hogy a szubszaharai Afrikában a maláriaesetek 68%-át sikerült megelőzni 2000 és 2015 között. Sajnos a malária vektor populációk pirethroidokkal (az ITN-ekben használt rovarirtó szerek standard osztálya) szembeni rezisztenciája jelentősen megnőtt, veszélyeztetve ennek az alapvető beavatkozásnak a hatékonyságát. Ugyanakkor a malária elleni védekezés előrehaladása globálisan lelassult, és számos nagy teherrel bíró országban 2015 óta növekszik a maláriai esetek száma. Ezek a tendenciák ösztönözték az innovatív ITN-termékek új generációjának fejlesztését, amelyek célja a pirethroid-rezisztencia fenyegetésének kezelése, valamint e teher csökkentésének és ambiciózus globális célok elérésének elősegítése.
Jelenleg három új generációs ITN van forgalomban, amelyek mindegyike egy pirethroidot egy másik, a malária vektorokban a pirethroid-rezisztencia leküzdésére képes rovarirtó szerrel vagy szinergista szerrel kombinál. Az elmúlt években számos klaszteres, randomizált, kontrollált vizsgálatot (RCT) végeztek e hálók epidemiológiai hatékonyságának felmérésére a standard, csak pirethroidokat tartalmazó hálókhoz képest, és hogy a szükséges bizonyítékokat szolgáltassák az Egészségügyi Világszervezet (WHO) ajánlásainak alátámasztására. A pirethroidokat piperonil-butoxiddal (PBO) – egy szinergistával, amely a szúnyogok méregtelenítő enzimeinek gátlásával fokozza a pirethroidok hatékonyságát – kombináló ágyhálók voltak az elsők, amelyeket a WHO ajánlott, miután két termék (Olyset® Plus és PermaNet® 3.0) jobb epidemiológiai hatást mutatott a csak pirethroidokat tartalmazó ágyhálókhoz képest Tanzániában és Ugandában végzett klaszteres, randomizált, kontrollált vizsgálatokban. Azonban további adatokra van szükség a pirethroid-PBO ágyhálók közegészségügyi értékének meghatározásához Nyugat-Afrikában, ahol a súlyos pirethroid-rezisztencia csökkentheti előnyeiket a csak pirethroidokat tartalmazó ágyhálókhoz képest.
Az ITN-ek rovarölő hatásának tartósságát jellemzően úgy mérik, hogy időszakosan hálókat gyűjtenek közösségekből, és laboratóriumi biovizsgálatokban tesztelik azokat rovarokon tenyésztett szúnyogtörzsek felhasználásával. Bár ezek a vizsgálatok hasznosak a rovarirtó szerek biohasznosulásának és hatékonyságának jellemzésére az ágyhálók felületén az idő múlásával, korlátozott információt nyújtanak a különböző típusú, következő generációs ágyhálók összehasonlító hatékonyságáról, mivel az alkalmazott módszereket és szúnyogtörzseket a bennük lévő rovarirtó szerek hatásmechanizmusához kell igazítani. A kísérleti kunyhópróba egy alternatív megközelítés, amely felhasználható a rovarirtóval kezelt hálók hatékonyságának összehasonlító értékelésére tartóssági vizsgálatokban olyan körülmények között, amelyek utánozzák a vadon élő szúnyoggazdák és a háztartási hálók közötti természetes kölcsönhatásokat használat közben. Valójában a legújabb modellezési vizsgálatok, amelyek entomológiai helyettesítőket használnak az epidemiológiai adatokhoz, kimutatták, hogy az ezekben a vizsgálatokban mért szúnyoghalandóság és táplálkozási arányok felhasználhatók az ITN-ek malária előfordulására és prevalenciájára gyakorolt hatásának előrejelzésére a klaszteres RCT-kben. Így a kunyhóban végzett kísérleti vizsgálatok, amelyekben a terepen gyűjtött, rovarirtóval kezelt nyirokcsomókat is bevonják a klaszter RCT-kbe, értékes adatokat szolgáltathatnak a rovarirtóval kezelt nyirokcsomók összehasonlító biohatékonyságáról és rovarölő hatásának perzisztenciájáról a várható élettartamuk alatt, és segíthetnek ezen vizsgálatok epidemiológiai eredményeinek értelmezésében.
A kísérleti kunyhóteszt egy szabványosított, szimulált emberi lakóhely, amelyet az Egészségügyi Világszervezet ajánl a rovarirtóval kezelt szúnyoghálók hatékonyságának értékelésére. Ezek a tesztek a szúnyoggazdák valós expozíciós körülményeit reprodukálják, amikor a háztartási ágyhálókkal kölcsönhatásba lépnek, ezért rendkívül megfelelő megközelítést jelentenek a használt ágyhálók biológiai hatékonyságának felmérésére a várható élettartamuk alatt.
Ez a tanulmány három különböző típusú új generációs rovarölő szúnyogháló (PermaNet® 3.0, Royal Guard® és Interceptor® G2) rovartani hatékonyságát vizsgálta kísérleti istállókban terepi körülmények között, és összehasonlította azokat egy standard, csak piretrint tartalmazó hálóval (Interceptor®). Mindezek a rovarölővel kezelt szúnyoghálók szerepelnek a WHO vektorok elleni előminősített listáján. Az egyes szúnyoghálók részletes jellemzőit az alábbiakban ismertetjük:
2020 márciusában nagyszabású, szabadföldön érlelt szúnyoghálók terjesztési kampányát hajtották végre a dél-benini Zou prefektúra kunyhófalvaiban, kunyhókban végzett kísérleti vizsgálatok céljából. Az Interceptor®, a Royal Guard® és az Interceptor® G2 szúnyoghálókat véletlenszerűen kiválasztott csoportokból választották ki Kove, Zagnanado és Ouinhi településeken, egy tartóssági megfigyeléses vizsgálat részeként, amely egy randomizált, kontrollált vizsgálatba (RCT) ágyazódott be, hogy felmérjék a kettős rovarirtó szerrel kezelt szúnyoghálók epidemiológiai hatékonyságát. A PermaNet® 3.0 szúnyoghálókat Avokanzun faluban gyűjtötték Jija és Bohicon települések közelében (é. sz. 7°20′, keleti h. 1°56′), és az RCT csoportos szúnyoghálókkal egyidejűleg osztották szét a Nemzeti Malária-ellenőrzési Program 2020-as tömeges kampánya során. Az 1. ábra a vizsgálati csoportok/falvak helyét mutatja, ahol a különböző ITN-típusokat gyűjtötték a kísérleti kunyhók helyszíneihez viszonyítva.
Egy kísérleti hálószálló-kísérletet végeztek az Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® és Interceptor® G2 ITN-ek rovartani teljesítményének összehasonlítására, amikor azokat a háztartásokból a terjesztés után 12, 24 és 36 hónappal eltávolították. Minden éves időpontban az öregített ITN-ek terepi teljesítményét összehasonlították az egyes típusok új, nem használt hálóival és a negatív kontrollként használt kezeletlen hálókkal. Minden éves időpontban összesen 54 ismétlődő, terepen öregített ITN-mintát és 6 új ITN-t teszteltek típusonként 1 vagy 2 ismétlődő hálószálló-kísérletben, a kezelések napi rotációjával. Minden egyes hálószálló-kísérlet előtt az egyes ITN-típusok öregített terepi hálóinak átlagos porozitási indexét a WHO ajánlásainak megfelelően mérték. A napi használatból eredő kopás és elhasználódás szimulálásához minden új ITN-t és kezeletlen kontrollhálót hat 4 x 4 cm-es lyukkal perforáltak: kettőt mindkét hosszú oldalsó panelben és eggyel mindkét rövid oldalsó panelben, a WHO ajánlásainak megfelelően. A szúnyoghálót a kunyhó belsejében úgy szerelték fel, hogy a tetőlemezek széleit kötelekkel a kunyhó falainak felső sarkaiban lévő szögekhez kötötték. Minden egyes kunyhókísérletben a következő kezeléseket értékelték:
A terepen kiöregedett hálókat kísérleti kunyhókban értékelték ugyanabban az évben, amikor a hálókat eltávolították. A kunyhókísérleteket ugyanazon a helyszínen végezték 2021 májusától szeptemberéig, 2022 áprilisától júniusáig, illetve 2023 májusától júliusáig, a hálókat 12, 24 és 36 hónap elteltével távolították el. Minden kísérlet 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. Latin négyzet elrendezést követve a kezeléseket hetente váltogatták a kísérleti kunyhók között, hogy kontrollálják a kunyhók elhelyezkedésének hatásait, míg az önkénteseket naponta cserélték, hogy kontrollálják az egyes gazdaszervezetek szúnyogvonzerő-különbségeit. A szúnyogokat heti 6 napon gyűjtötték; a 7. napon, a következő rotációs ciklus előtt a kunyhókat kitakarították és szellőztették a fertőzés megelőzése érdekében.
A piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok elleni kísérleti hálókezelés, valamint a következő generációs ITN és a csak piretroidot tartalmazó Interceptor® háló összehasonlításának elsődleges hatékonysági végpontjai a következők voltak:
A piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok elleni kísérleti hut-kezelés másodlagos hatékonysági végpontjai a következők voltak:
Elszigetelés (%) – a kezelt csoportba való belépés arányának 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.
Szúnyogvándorlási arány (%) – A kezelés okozta lehetséges irritáció miatti szúnyogvándorlási arány, az erkélyen gyűjtött szúnyogok arányában kifejezve.
A vérszívó szúnyogok számának csökkenését a kezelt csoportban a kezeletlen kontrollcsoporthoz képest a vérszívó szúnyogok arányának csökkenése jelzi. 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 vektor populációk rezisztenciaprofiljának időbeli változásainak nyomon követése érdekében a WHO in vitro és fiolás biológiai vizsgálatokat végzett minden kísérleti vizsgálat ugyanabban az évében (2021, 2022, 2023), hogy felmérje a vizsgált ITN-ekben a mesterséges megfertőződéssel szembeni érzékenységet, és tájékoztassa az eredmények értelmezéséről. Az in vitro vizsgálatokban 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 felmérjék ezen rovarirtó szerekkel szembeni érzékenységet. A piretroidrezisztencia intenzitását úgy vizsgálták, hogy a szúnyogokat 5-szörös (0,25%) és 10-szeres (0,50%) α-cipermetrin és deltametrin koncentrációkülönbségnek tették ki. Végül a PBO szinergia és a citokróm P450 monooxigenáz (P450) túltermelésének piretroidrezisztenciához való hozzájárulását úgy értékelték, hogy a szúnyogokat előzetesen eltérő koncentrációjú α-cipermetrinnek (0,05%) és deltametrinnek (0,05%), valamint PBO-nak (4%) tették ki. A WHO csőteszthez használt szűrőpapírt a Universiti Sains Malaysia-tól vásárolták. A CFP-t és PPF-et használó WHO bioassay tesztfiolákat a WHO ajánlásainak megfelelően készítették el.
A biológiai vizsgálatokhoz használt szúnyogokat lárvaállapotban gyűjtötték a kísérleti kunyhók közelében lévő szaporodási helyekről, majd kifejlett egyedekké nevelték. Minden időpontban legalább 100 szúnyogot tettek ki minden kezelésnek 60 percig, csőnként/palackonként 4 ismétléssel, csőnként/palackonként körülbelül 25 szúnyoggal. A piretroid és a CFP expozícióhoz 3-5 napos, táplálatlan szúnyogokat használtak, míg a PPF esetében 5-7 napos vérszívó szúnyogokat használtak az oogenezis stimulálására és a PPF szúnyogszaporodásra gyakorolt hatásának felmérésére. Párhuzamos expozíciókat végeztek szilikonolajjal impregnált szűrőpapír, tiszta PBO (4%) és acetonnal bevont palackok segítségével kontrollként. Az expozíció végén a szúnyogokat kezeletlen tartályokba helyezték, és 10% (w/v) glükózoldatba áztatott vattának tették ki őket. A mortalitást a piretroid expozíció után 24 órával, majd a CFP és a PPF expozíció után 72 órán keresztül 24 óránként rögzítették. A PPF-fel szembeni fogékonyság felméréséhez a PPF-nek kitett túlélő szúnyogokat és a megfelelő negatív kontrollokat boncolták, miután feljegyezték a késleltetett mortalitást, összetett mikroszkóp segítségével megfigyelték a petefészek fejlődését, és a termékenységet a Christopher-féle petefejlődési stádiuma szerint értékelték [28, 30]. Ha a peték teljesen kifejlődtek a Christopher-féle V. stádiumig, a szúnyogokat termékenynek minősítették, ha a peték nem voltak teljesen kifejlődve, és az I-IV. stádiumban maradtak, a szúnyogokat sterilnek minősítették.
Az év minden egyes időpontjában 30 × 30 cm-es darabokat vágtak ki új és terepen érlelt hálókból a WHO ajánlásaiban [22] meghatározott helyeken. A vágás után a hálókat felcímkézték, alufóliába csomagolták, és 4 ± 2 °C-on hűtőszekrényben tárolták, hogy megakadályozzák a mesterséges intelligencia anyagba jutását. A hálókat ezután a belgiumi Vallon Mezőgazdasági Kutatóközpontba küldték kémiai elemzésre, hogy megmérjék a teljes mesterséges intelligenciatartalom változását az élettartamuk alatt. Az alkalmazott analitikai módszereket (a Nemzetközi Növényvédőszer-elemzési Együttműködési Bizottság által ajánlott módszerek alapján) korábban már ismertették [25, 31].
A kísérleti kunyhóvizsgálati adatok esetében az élő/elpusztult, csípős/nem csípős és termékeny/steril szúnyogok teljes számát a különböző kunyhórekeszekben minden egyes kezelésre és vizsgálatra összeadták, hogy kiszámítsák a különböző arányos kimeneteleket (72 órás mortalitás, csípések, ektoparazitizmus, háló befogása, termékenység) és a hozzájuk tartozó 95%-os konfidencia intervallumokat (CI). A kezelések közötti különbségeket ezen arányos bináris kimenetelek esetében logisztikus regresszióval, míg a számlálási eredmények közötti különbségeket negatív binomiális regresszióval elemezték. Mivel 12 havonta két kezelési rotációs ciklust végeztek, és néhány kezelést több vizsgálat között teszteltek, a szúnyogpenetrációs elemzéseket az egyes kezelések tesztelési napjainak számához igazították. Az egyes kimenetelekhez tartozó új ITN-t is elemezték, hogy egyetlen becslést kapjanak az összes időpontra. A kezelés fő magyarázó változója mellett minden modell a kunyhót, az alvót, a vizsgálati időszakot, az ITN apertúra-indexet és a napot is tartalmazta fix hatásként, hogy kontrollálják az egyes alvók és kunyhók vonzerejének, a szezonalitásnak, a szúnyogháló állapotának és a túlzott szóródásnak a különbségeiből adódó változásokat. Regresszióanalízisekkel korrigált esélyhányadosokat (OR) és megfelelő 95%-os konfidenciaintervallumokat állítottak elő az új generációs ITN és a csak piretroidokat tartalmazó Interceptor® háló hatásának becslésére a szúnyoghalálozás és a termékenység elsődleges kimenetelei tekintetében. A modellekből származó P-értékeket arra is felhasználták, hogy tömör betűket rendeljenek hozzá, amelyek 5%-os szintű statisztikai szignifikanciát jeleznek az elsődleges és másodlagos kimenetelek összes páros összehasonlításában. Minden regresszióanalízist a Stata 18-as verziójában végeztek.
A Covese-vektor populációk érzékenységét az in vitro és palackos biovizsgálatokban megfigyelt mortalitás és termékenység alapján értelmezték, az Egészségügyi Világszervezet ajánlásainak megfelelően. A kémiai elemzési eredmények megadták az ITN-fragmensek teljes mesterséges intelligenciatartalmát, amelyet felhasználtak a mesterséges intelligencia visszatartási arányának kiszámításához a terepen érlelt hálókban az új hálókhoz képest, minden évben. Minden adatot manuálisan rögzítettek szabványosított űrlapokon, majd duplán vittek be egy Microsoft Excel adatbázisba.
A Benini Egészségügyi Minisztérium Etikai Bizottságai (No. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), a Londoni Higiéniai és Trópusi Orvostudományi Iskola (LSHTM) (No. 16237) és az Egészségügyi Világszervezet (No. ERC.0003153) jóváhagyták egy önkéntesek bevonásával végzett pilot vizsgálat lefolytatását. A vizsgálatban való részvétel előtt minden önkéntestől írásbeli tájékoztatáson alapuló beleegyező nyilatkozatot szereztek be. Minden önkéntes ingyenes kemoprofilaxist kapott a malária kockázatának csökkentése érdekében, és egy ápoló volt szolgálatban a vizsgálat során, hogy felmérje azokat az önkénteseket, akiknél lázas tünetek vagy a teszttermékre adott mellékhatás jelentkezett.
A kísérleti kunyhók teljes eredményeit, amelyek összefoglalják az élő/elhullott, éheztetett/vérrel táplált és termékeny/steril szúnyogok teljes számát az egyes kísérleti csoportokban, valamint a leíró statisztikákat kiegészítő anyagként mutatjuk be (S1. táblázat).
Egy kowai (Benin) kísérleti kunyhóban a vad, piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok vérrel való táplálását sikerült visszaszorítani. A kezeletlen kontrollok és az új hálók adatait összevonták a vizsgálatok között, hogy egyetlen hatékonysági becslést kapjanak. Logisztikus regresszióanalízissel a közös betűkkel jelölt oszlopok nem különböztek szignifikánsan 5%-os szinten (p > 0,05). A hibasávok 95%-os konfidenciaintervallumokat jelölnek.
A vad, piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok mortalitása egy kísérleti kunyhó behatolása után Kowában, Beninben. A kezeletlen kontrollok és az új hálók adatait összevonták a vizsgálatok között, hogy egyetlen becslést kapjanak a hatékonyságról. Logisztikus regresszióanalízissel a közös betűkkel jelölt oszlopok nem különböztek szignifikánsan 5%-os szinten (p > 0,05). A hibasávok 95%-os konfidenciaintervallumot jelölnek.
Az esélyhányados az új generációs szúnyoghálók és a csak pirethroidokat tartalmazó szúnyoghálók közötti halálozási különbséget írja le. A szaggatott vonal 1-es esélyhányadost jelöl, ami azt jelzi, hogy nincs különbség a halálozásban. Az 1-nél nagyobb esélyhányados magasabb halálozási arányt jelez az új generációs szúnyoghálók esetében. Az új generációs szúnyoghálók adatait a vizsgálatok között összevonták, hogy egyetlen becslést kapjanak a hatékonyságról. A hibasávok a 95%-os konfidenciaintervallumokat jelölik.
Bár az Interceptor® mutatta a legalacsonyabb mortalitást az összes tesztelt ITN közül, a terepi öregítés nem befolyásolta negatívan a vektorok halálozására gyakorolt hatását. Valójában az új Interceptor® 12%-os mortalitást eredményezett, míg a terepen öregített hálók enyhe javulást mutattak 12 hónap (17%, p=0,006) és 24 hónap (17%, p=0,004) után, mielőtt 36 hónap után visszatértek az új hálókhoz hasonló szintre (11%, p=0,05). Ezzel szemben a rovarirtóval kezelt hálók következő generációjának mortalitási aránya a telepítés után fokozatosan csökkent. A csökkenés az Interceptor® G2 esetében volt a legkifejezettebb, ahol a mortalitás az új hálókkal elért 58%-ról 12 hónap után 36%-ra csökkent (p< 0,001), 31% 24 hónap után (p< 0,001), és 20% 36 hónapnál (p< 0,001). Az új PermaNet® 3.0 a mortalitás 37%-os csökkenését eredményezte, ami 12 hónap elteltével szintén jelentősen, 20%-ra csökkent (p< 0,001), 16% 24 hónap után (p< 0,001), és 18% 36 hónapnál (p< 0,001). Hasonló tendenciát figyeltek meg a Royal Guard® esetében is, az új háló 33%-os mortalitási csökkenést eredményezett, majd 12 hónap elteltével szignifikánsan, 21%-ra csökkent (p< 0,001), 17% 24 hónap után (p< 0,001) és 15% 36 hónapnál (p< 0,001).
A vad, piretroid-rezisztens Anopheles gambiae szúnyogok termékenységének csökkenése egy kísérleti kunyhó behatolása után Kwa-ban, Beninben. A kezeletlen kontrollok és az új hálók adatait összevonták a vizsgálatok között, hogy egyetlen becslést kapjanak a hatékonyságról. A közös betűkkel jelölt oszlopok nem mutattak szignifikáns különbséget 5%-os szinten (p > 0,05) logisztikus regresszióanalízissel. A hibasávok 95%-os konfidenciaintervallumokat jelölnek.
Az esélyhányadosok az új generációs szúnyoghálók és a csak piretroidokat tartalmazó szúnyoghálók termékenységi különbségét írják le. A szaggatott vonal az 1-es arányt jelöli, ami azt jelzi, hogy nincs különbség a termékenységben. Az esélyhányadosokAz < 1 érték a termékenység nagyobb csökkenését jelzi az új generációs hálók használatakor. Az új generációs szúnyoghálókra vonatkozó adatokat a vizsgálatok között összevonták, hogy egyetlen becslést kapjanak a hatékonyságról. A hibasávok a 95%-os konfidenciaintervallumot jelölik.
Közzététel ideje: 2025. február 17.