В Хоуе, южен Бенин, бяха проведени серия от пилотни проучвания, базирани в колиби, за да се оцени биологичната ефикасност на нови и тествани в полеви условия мрежи против комари от следващо поколение срещу пиретрин-резистентни маларийни вектори. Мрежите, отлежали в полеви условия, бяха премахнати от домакинствата след 12, 24 и 36 месеца. Парчета от мрежа, изрязани от цели ITN, бяха анализирани за химичен състав и по време на всяко проучване бяха проведени биологични тестове за чувствителност, за да се оценят промените в резистентността към инсектициди в популацията на вектора Хоуе.
Interceptor® G2 превъзхожда други инсектицидни мрежи (ITN), потвърждавайки превъзходството на пиретроидните и хлорфенапировите мрежи над други видове мрежи. Сред новите продукти, всички ITN от следващо поколение демонстрират по-добра биоефикасност от Interceptor®; обаче степента на това подобрение е намалена след стареене в полеви условия поради по-кратката трайност на непиретроидните съединения. Тези резултати подчертават необходимостта от подобряване на инсектицидната устойчивост на ITN от следващо поколение.
ИнсектицидМрежите против комари, третирани с -третирани мрежови мрежи против комари (ITN), изиграха ключова роля за намаляване на заболеваемостта и смъртността от малария през последните 20 години. От 2004 г. насам в световен мащаб са разпространени над 3 милиарда ITN, а моделиращи проучвания показват, че 68% от случаите на малария в Субсахарска Африка са били предотвратени между 2000 и 2015 г. За съжаление, резистентността на популациите от вектори на малария към пиретроиди (стандартният клас инсектициди, използвани в ITN) се е увеличила значително, което застрашава ефективността на тази важна интервенция. В същото време напредъкът в контрола на маларията се забави в световен мащаб, като редица страни с висока тежест отбелязват увеличение на случаите на малария от 2015 г. насам. Тези тенденции доведоха до разработването на ново поколение иновативни ITN продукти, насочени към справяне със заплахата от резистентност към пиретроиди и спомагане за намаляване на тази тежест и постигане на амбициозни глобални цели.
В момента на пазара се предлагат три мрежи за защита от насекоми (ITN) от ново поколение, всяка от които комбинира пиретроид с друг инсектицид или синергист, способен да преодолее резистентността към пиретроиди при маларийните вектори. През последните години бяха проведени редица клъстерни рандомизирани контролирани проучвания (РКИ), за да се оцени епидемиологичната ефективност на тези мрежи в сравнение със стандартните мрежи само с пиретроиди и да се предоставят необходимите доказателства в подкрепа на препоръките на Световната здравна организация (СЗО). Мрежите за легла, комбиниращи пиретроиди с пиперонил бутоксид (PBO), синергист, който повишава ефективността на пиретроидите чрез инхибиране на ензимите за детоксикация на комарите, бяха първите, препоръчани от СЗО, след като два продукта (Olyset® Plus и PermaNet® 3.0) демонстрираха по-добро епидемиологично въздействие в сравнение с мрежите само с пиретроиди в клъстерни рандомизирани контролирани проучвания в Танзания и Уганда. Необходими са обаче повече данни, за да се определи стойността за общественото здраве на мрежите за легла с пиретроид-PBO в Западна Африка, където тежката резистентност към пиретроиди може да намали ползите им в сравнение с мрежите само с пиретроиди.
Инсектицидната устойчивост на мрежите за защита от инсектициди (ITN) обикновено се оценява чрез периодично събиране на мрежи от общности и тестването им в лабораторни биологични тестове, използващи щамове комари, отглеждани от насекоми. Въпреки че тези тестове са полезни за характеризиране на бионаличността и ефикасността на инсектицидите върху повърхността на мрежите за защита от инсектициди във времето, те предоставят ограничена информация за сравнителната ефективност на различните видове мрежи за защита от инсектициди от следващо поколение, тъй като използваните методи и щамове комари трябва да бъдат адаптирани към начина на действие на инсектицидите, които съдържат. Експерименталният тест с колиба е алтернативен подход, който може да се използва за сравнителна оценка на ефективността на третираните с инсектициди мрежи в проучвания за издръжливост при условия, които имитират естествените взаимодействия между дивите комари гостоприемници и домакинските мрежи по време на употреба. Всъщност, скорошни моделни проучвания, използващи ентомологични заместители за епидемиологични данни, показват, че смъртността и скоростта на хранене на комарите, измерени в тези проучвания, могат да се използват за прогнозиране на въздействието на ITN върху заболеваемостта и разпространението на маларията в клъстерни рандомизирани контролирани проучвания. Следователно, експериментални проучвания, базирани на хижи, в които събрани на място лимфни възли, третирани с инсектициди, са включени в клъстерни рандомизирани контролирани проучвания, могат да предоставят ценни данни за сравнителната биоефикасност и инсектицидната персистиращост на третираните с инсектициди лимфни възли през очаквания им живот и да помогнат за интерпретирането на епидемиологичните резултати от тези проучвания.
Експерименталният тест „колиба“ е стандартизирано симулирано човешко обиталище, препоръчано от Световната здравна организация за оценка на ефективността на третираните с инсектициди мрежи против комари. Тези тестове възпроизвеждат реалните условия на експозиция, с които се сблъскват гостоприемниците на комари при взаимодействие с домакински мрежи против комари и следователно са много подходящ подход за оценка на биологичната ефективност на използваните мрежи против комари през очаквания им експлоатационен живот.
Това проучване оцени ентомологичната ефикасност на три различни вида инсектицидни мрежи против комари от ново поколение (PermaNet® 3.0, Royal Guard® и Interceptor® G2) при полеви условия в експериментални хамбари и ги сравни със стандартна мрежа само с пиретрин (Interceptor®). Всички тези третирани с инсектицид мрежи против комари са включени в предварително квалифицирания списък на СЗО за контрол на вектори. Подробни характеристики на всяка мрежа против комари са предоставени по-долу:
През март 2020 г. в села с колиби в префектура Зоу, южен Бенин, беше проведена мащабна кампания за разпространение на отлежали на полето мрежи против комари за пилотни изпитвания в колиби. Мрежите против комари Interceptor®, Royal Guard® и Interceptor® G2 бяха избрани от произволно избрани клъстери в общините Кове, Загнанадо и Уиньи като част от наблюдателно проучване за издръжливост, вложено в клъстерно рандомизирано контролирано проучване (РКП), за да се оцени епидемиологичната ефективност на двойно третираните с инсектицид мрежи против комари. Мрежите против комари PermaNet® 3.0 бяха събрани в село Авоканзун, близо до общини Джиджа и Бохикон (7°20′ северна ширина, 1°56′ и.д.) и разпространени едновременно с клъстерните РКП мрежи против комари по време на масовата кампания през 2020 г. на Националната програма за контрол на маларията. Фигура 1 показва местоположенията на изследваните клъстери/села, където са събрани различните видове мрежи против комари, спрямо експерименталните места с колиби.
Проведено е пилотно изпитване с колиби, за да се сравни ентомологичното представяне на ITN-ите Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® и Interceptor® G2, когато са извадени от домакинствата на 12, 24 и 36 месеца след разпространението. Във всяка годишна времева точка, представянето на старите ITN-и на полето беше сравнено с нови, неизползвани мрежи от всеки тип и нетретирани мрежи като отрицателна контрола. Във всяка годишна времева точка общо 54 повторни проби от стареещи на полето ITN-и и 6 нови ITN-и от всеки тип бяха тествани в 1 или 2 повторни изпитвания с колиби с ежедневна ротация на третиранията. Преди всяко изпитване с колиби, средният индекс на порьозност на стареещите полеви мрежи от всеки тип ITN беше измерен съгласно препоръките на СЗО. За да се симулира износване от ежедневна употреба, всички нови ITN-и и нетретирани контролни мрежи бяха перфорирани с шест отвора 4 x 4 см: по два във всеки дълъг страничен панел и по един във всеки къс страничен панел, в съответствие с препоръките на СЗО. Мрежата против комари беше монтирана вътре в хижата чрез завързване на краищата на покривните листове с въжета към пирони в горните ъгли на стените на хижата. Следните обработки бяха оценени във всяко изпитване на хижата:
Мрежи, отлежали на полето, бяха оценени в експериментални колиби през същата година, в която мрежите бяха премахнати. Опитите с колиби бяха проведени на същото място от май до септември 2021 г., от април до юни 2022 г. и от май до юли 2023 г., като мрежите бяха премахнати съответно след 12, 24 и 36 месеца. Всяко изпитване продължи един пълен цикъл на третиране (54 нощи в продължение на 9 седмици), с изключение на 12 месеца, когато бяха проведени два последователни цикъла на третиране, за да се увеличи размерът на извадката от комари. Следвайки латински квадратен дизайн, третиранията се редуваха ежеседмично между експерименталните колиби, за да се контролират ефектите от местоположението на колибите, докато доброволците се редуваха ежедневно, за да се контролират разликите в привлекателността на комарите на отделните гостоприемници. Комарите бяха събирани 6 дни в седмицата; на 7-ия ден, преди следващия цикъл на ротация, колибите бяха почистени и проветрени, за да се предотврати нападение от заразяване.
Основните крайни точки за ефикасност на експерименталното третиране с hut срещу комари Anopheles gambiae, устойчиви на пиретроиди, и сравнението на ITN от следващо поколение с мрежата Interceptor® само с пиретроид, бяха:
Вторичните крайни точки за ефикасност за експерименталното третиране с hut срещу пиретроидно-резистентни комари Anopheles gambiae са следните:
Ограничаване (%) – намаление на процента на влизане в третираната група в сравнение с нетретираната група. Изчислението е следното:
където Tu е броят на комарите, включени в нетретираната контролна група, а Tt е броят на комарите, включени в третираната група.
Процент на отпадане (%) – Процент на отпадане поради потенциално дразнене от третирането, изразен като процент от комарите, събрани на балкона.
Коефициентът на потискане на кръвосмученето (%) е намалението на дела на кръвосмучещите комари в третираната група в сравнение с нетретираната контролна група. Методът на изчисление е следният: където Bfu е делът на кръвосмучещите комари в нетретираната контролна група, а Bft е делът на кръвосмучещите комари в третираната група.
Намаление на плодовитостта (%) — намалението на дела на плодородните комари в третираната група в сравнение с нетретираната контролна група. Методът на изчисление е следният: където Fu е делът на плодородните комари в нетретираната контролна група, а Ft е делът на плодородните комари в третираната група.
За да наблюдава промените в профила на резистентност на популациите на вектор Covè с течение на времето, СЗО провежда in vitro и флаконови биологични анализи през същата година на всяко експериментално hut проучване (2021, 2022, 2023), за да оцени чувствителността към инсектициден грип в изследваните ITN и да информира за интерпретацията на резултатите. В in vitro проучванията комарите са били изложени на филтърни хартии, третирани с определени концентрации на алфа-циперметрин (0,05%) и делтаметрин (0,05%), и на бутилки, покрити с определени концентрации на CFP (100 μg/бутилка) и PPF (100 μg/бутилка), за да се оцени чувствителността към тези инсектициди. Интензитетът на пиретроидната резистентност е изследван чрез излагане на комари на 5-кратно (0,25%) и 10-кратно (0,50%) диференциални концентрации на α-циперметрин и делтаметрин. Накрая, приносът на синергията на PBO и свръхекспресията на цитохром P450 монооксигеназа (P450) към пиретроидната резистентност беше оценен чрез предварително излагане на комари на различни концентрации на α-циперметрин (0,05%) и делтаметрин (0,05%), както и предварително излагане на PBO (4%). Филтърната хартия, използвана за теста с епруветка на СЗО, беше закупена от Университета Сайнс Малайзия. Епруветките за биологичен тест на СЗО, използващи CFP и PPF, бяха приготвени съгласно препоръките на СЗО.
Комарите, използвани за биологични анализи, бяха събрани в ларвен стадий от места за размножаване близо до експерименталните колиби и след това отгледани до достигане на възрастни индивиди. Във всеки момент от време най-малко 100 комара бяха изложени на всяко третиране в продължение на 60 минути, с 4 повторения на епруветка/бутилка и приблизително 25 комара на епруветка/бутилка. За експозиции с пиретроид и CFP бяха използвани 3–5-дневни нехранени комари, докато за PPF бяха използвани 5–7-дневни кръвосмучещи комари за стимулиране на оогенезата и оценка на ефекта на PPF върху размножаването на комарите. Паралелни експозиции бяха проведени с помощта на филтърна хартия, импрегнирана със силиконово масло, чист PBO (4%) и бутилки, покрити с ацетон, като контроли. В края на експозицията комарите бяха прехвърлени в нетретирани контейнери и изложени на памучна вата, напоена с 10% (w/v) разтвор на глюкоза. Смъртността беше регистрирана 24 часа след експозиция с пиретроид и на всеки 24 часа в продължение на 72 часа след експозиция с CFP и PPF. За да се оцени чувствителността към PPF, оцелелите комари, изложени на PPF, и съответните отрицателни контроли бяха дисектирани след регистриране на забавена смъртност, развитието на яйчниците беше наблюдавано с помощта на комбиниран микроскоп, а фертилността беше оценена според етапа на развитие на яйцата по Christopher [28, 30]. Ако яйцата се развият напълно до етап V по Christopher, комарите се класифицират като фертилни, а ако яйцата не са напълно развити и остават в етапи I-IV, комарите се класифицират като стерилни.
Във всеки един от периодите на годината, от нови и отлежали на полето мрежи, на местата, посочени в препоръките на СЗО [22], бяха изрязани парчета с размери 30 × 30 см. След изрязване мрежите бяха етикетирани, увити в алуминиево фолио и съхранявани в хладилник при 4 ± 2 °C, за да се предотврати миграцията на изкуствен инсектицид (AI) в тъканта. След това мрежите бяха изпратени във Валонския селскостопански изследователски център в Белгия за химичен анализ, за да се измерят промените в общото съдържание на изкуствен инсектицид по време на експлоатационния им живот. Използваните аналитични методи (базирани на методите, препоръчани от Международния кооперативен комитет за анализ на пестициди) са описани по-рано [25, 31].
За експерименталните данни от изпитванията с колиби, общият брой живи/мъртви, хапещи/нехапещи и фертилни/стерилни комари в различните отделения на колибите беше сумиран за всяко третиране във всяко изпитване, за да се изчислят различните пропорционални резултати (72-часова смъртност, хапане, ектопаразитизъм, заклещване в мрежата, фертилност) и съответните им 95% доверителни интервали (ДИ). Разликите между леченията за тези пропорционални бинарни резултати бяха анализирани с помощта на логистична регресия, докато разликите за резултатите от броя бяха анализирани с помощта на отрицателна биномна регресия. Тъй като бяха проведени два цикъла на ротация на третиранията на всеки 12 месеца и някои лечения бяха тествани в различните изпитвания, анализите на проникването на комари бяха коригирани за броя дни, в които всяко третиране беше тествано. Новият ITN за всеки резултат също беше анализиран, за да се получи единна оценка за всички времеви точки. В допълнение към основната обяснителна променлива на третирането, всеки модел включваше колиба, спящ, пробен период, индекс на апертура на ITN и ден като фиксирани ефекти за контрол на вариациите, дължащи се на разлики в привлекателността на отделните спящи и колиби, сезонността, състоянието на мрежата против комари и прекомерното разпръскване. Регресионните анализи доведоха до коригирани коефициенти на вероятност (OR) и съответстващи 95% доверителни интервали, за да се оцени ефектът на новото поколение ITN в сравнение с мрежата само с пиретроид, Interceptor®, върху първичните резултати за смъртност и плодовитост на комарите. P-стойностите от моделите бяха използвани и за присвояване на компактни букви, показващи статистическа значимост на ниво 5% за всички двойни сравнения на първичните и вторичните резултати. Всички регресионни анализи бяха извършени в Stata версия 18.
Чувствителността на популациите на вектори Covese беше интерпретирана въз основа на смъртността и плодовитостта, наблюдавани in vitro и биоанализи в бутилки, съгласно препоръките на Световната здравна организация. Резултатите от химичния анализ предоставиха общо съдържание на AI в ITN фрагментите, което беше използвано за изчисляване на степента на задържане на AI в мрежи, отлежали на полето, в сравнение с нови мрежи във всеки момент от времето всяка година. Всички данни бяха ръчно записани на стандартизирани формуляри и след това въведени два пъти в база данни на Microsoft Excel.
Етичните комисии на Министерството на здравеопазването на Бенин (№ 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), Лондонското училище по хигиена и тропическа медицина (LSHTM) (№ 16237) и Световната здравна организация (№ ERC.0003153) одобриха провеждането на пилотно проучване с участието на доброволци. Преди участието в проучването от всички доброволци беше получено писмено информирано съгласие. Всички доброволци получиха безплатна химиопрофилактика за намаляване на риска от малария, а медицинска сестра беше на смяна по време на цялото проучване, за да прецени всеки доброволец, който развие симптоми на треска или нежелана реакция към тествания продукт.
Пълните резултати от експерименталните колиби, обобщаващи общия брой живи/мъртви, гладуващи/хранени с кръв и плодородни/стерилни комари за всяка експериментална група, както и описателна статистика, са представени като допълнителен материал (Таблица S1).
В експериментална колиба в Кова, Бенин, храненето с кръв на диви комари Anopheles gambiae, устойчиви на пиретроиди, е било потиснато. Данните от нетретирани контроли и нови мрежи са обединени от различните опити, за да се получи единна оценка за ефикасност. Чрез логистичен регресионен анализ, колоните с общи букви не се различават значително на ниво 5% (p > 0,05). Лентите на грешките представляват 95% доверителни интервали.
Смъртност на диви комари Anopheles gambiae, устойчиви на пиретроиди, влизащи в експериментална колиба в Кова, Бенин. Данните от нетретирани контроли и нови мрежи бяха обединени от различните опити, за да се получи единна оценка за ефикасността. Чрез логистичен регресионен анализ, колоните с общи букви не се различаваха значително на ниво 5% (p > 0,05). Лентите на грешките представляват 95% доверителни интервали.
Коефициентът на вероятност описва разликата в смъртността при мрежите против комари от ново поколение в сравнение с мрежите против комари само с пиретроид. Пунктираната линия представлява коефициент на вероятност 1, което показва, че няма разлика в смъртността. Коефициент на вероятност > 1 показва по-висока смъртност при мрежите против комари от ново поколение. Данните за мрежите против комари от ново поколение бяха обединени от различните проучвания, за да се получи единна оценка на ефективността. Лентите на грешките представляват 95% доверителни интервали.
Въпреки че Interceptor® демонстрира най-ниската смъртност от всички тествани ITN, стареенето на полето не е оказало отрицателно влияние върху смъртността на векторите. Всъщност, новият Interceptor® е довел до 12% смъртност, докато мрежите, отлежали на полето, са показали леко подобрение на 12 месеца (17%, p=0,006) и 24 месеца (17%, p=0,004), преди да се върнат до нива, подобни на новите мрежи, на 36 месеца (11%, p=0,05). За разлика от това, нивата на смъртност за следващото поколение мрежи, третирани с инсектициди, постепенно са намалели с течение на времето след разполагането им. Намалението е най-силно изразено при Interceptor® G2, където смъртността е намаляла от 58% с новите мрежи до 36% на 12 месеца (p< 0,001), 31% на 24 месеца (p< 0,001) и 20% на 36 месеца (p< 0,001). Новият PermaNet® 3.0 доведе до намаляване на смъртността до 37%, която също намаля значително до 20% на 12 месеца (p< 0,001), 16% на 24 месеца (p< 0,001) и 18% на 36 месеца (p< 0,001). Подобна тенденция се наблюдава и при Royal Guard®, като новата мрежа води до 33% намаление на смъртността, последвано от значително намаление до 21% на 12 месеца (p< 0,001), 17% на 24 месеца (p< 0,001) и 15% на 36 месеца (p< 0,001).
Намаляване на плодовитостта на диви комари Anopheles gambiae, устойчиви на пиретроиди, влизащи в експериментална колиба в Ква, Бенин. Данните от нетретирани контроли и нови мрежи бяха обединени от различните опити, за да се получи единна оценка за ефикасността. Стълбовете с общи букви не се различаваха значително на ниво 5% (p > 0,05) чрез логистичен регресионен анализ. Стълбовете за грешки представляват 95% доверителни интервали.
Коефициентите на вероятност описват разликата във фертилността при мрежи против комари от ново поколение в сравнение с мрежи против комари само с пиретроид. Пунктираната линия представлява съотношение 1, което показва, че няма разлика във фертилността. Коефициенти на вероятност< 1 показва по-голямо намаление на плодовитостта при мрежите против комари от ново поколение. Данните за мрежите против комари от ново поколение бяха обединени от различните изпитвания, за да се получи единна оценка за ефективността. Лентите на грешките представляват 95% доверителни интервали.
Време на публикуване: 17 февруари 2025 г.