Серия от пилотни опити в колиби бяха проведени в Khowe, Южен Бенин, за оценка на биологичната ефикасност на нови и тествани на място мрежи против комари от ново поколение срещу устойчиви на пиретрин вектори на малария. Мрежите, остарели на полето, бяха премахнати от домакинствата след 12, 24 и 36 месеца. Части от мрежата, изрязани от цели ITN, бяха анализирани за химичен състав и биотестове за чувствителност бяха проведени по време на всеки опит, за да се оценят промените в резистентността към инсектициди в векторната популация Khowe.
Interceptor® G2 превъзхожда други ITNs, потвърждавайки превъзходството на мрежите от пиретроид и хлорфенапир над други видове мрежи. Сред новите продукти всички следващо поколение ITN демонстрират по-добра биоефикасност от Interceptor®; обаче, степента на това подобрение беше намалена след полево стареене поради по-кратката трайност на непиретроидните съединения. Тези резултати подчертават необходимостта от подобряване на инсектицидната устойчивост на ITN от следващо поколение.
ИнсектицидТретираните мрежи против комари (ITNs) изиграха критична роля за намаляване на заболеваемостта и смъртността от малария през последните 20 години. От 2004 г. повече от 3 милиарда ITN са били разпространени по целия свят, а проучванията за моделиране показват, че 68% от случаите на малария в Субсахарска Африка са били предотвратени между 2000 и 2015 г. За съжаление резистентността на популациите на вектори на малария към пиретроиди (стандартният клас инсектициди, използвани в ITNs) се е увеличила значително, което застрашава ефективността на тази съществена интервенция. В същото време напредъкът в контрола на маларията се забави в световен мащаб, като редица страни с високо бреме изпитват 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 спомагащи за намаляване на това бреме и постигане на амбициозни глобални цели.
Понастоящем на пазара има три нови поколения ITN, всеки от които комбинира пиретроид с друг инсектицид или синергист, способен да преодолее резистентността към пиретроид при векторите на малария. През последните години бяха проведени редица клъстерни рандомизирани контролирани проучвания (RCT) за оценка на епидемиологичната ефективност на тези мрежи в сравнение със стандартните мрежи, съдържащи само пиретроиди, и за предоставяне на 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 превъзходно епидемиологично въздействие в сравнение с мрежи за легла само с пиретроиди в клъстер 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 силната резистентност към пиретроиди може да намали ползите им в сравнение с мрежите за легла, съдържащи само пиретроид.
Инсектицидната устойчивост на ITNs обикновено се оценява чрез периодично събиране на мрежи от общности и тестването им в лабораторни биотестове, като се използват щамове комари, отглеждани от насекоми. Въпреки че тези анализи са полезни за характеризиране на бионаличността и ефикасността на инсектицидите върху повърхността на мрежите за легла във времето, те предоставят ограничена информация за сравнителната ефективност на различните видове мрежи за легла от ново поколение, тъй като използваните методи и щамове на комари трябва да бъдат адаптирани към начина на действие на инсектицидите, които съдържат. Експерименталният тест за колиба е алтернативен подход, който може да се използва за сравнителна оценка на ефективността на третирани с инсектициди мрежи в проучвания за издръжливост при условия, които имитират естествените взаимодействия между гостоприемниците на диви комари и домакинските мрежи по време на употреба. Наистина, скорошни проучвания за моделиране, използващи ентомологични сурогати за епидемиологични данни, показват, че смъртността на комарите и нивата на хранене, измерени в тези опити, могат да се използват за прогнозиране на въздействието на ITN върху заболеваемостта и разпространението на малария в клъстерни RCTs. По този начин, базирани на хижи експериментални проучвания, в които събрани на място третирани с инсектициди лимфни възли са включени в клъстерни RCT, могат да предоставят ценни данни за сравнителната биоефикасност и инсектицидната устойчивост на третирани с инсектициди лимфни възли през очаквания им живот и да помогнат за тълкуването на епидемиологичните резултати от тези проучвания.
Експерименталният тест за колиба е стандартизирано симулирано човешко обитаване, препоръчано от Световната здравна организация за оценка на ефективността на третирани с инсектициди мрежи против комари. Тези тестове възпроизвеждат условията на излагане в реалния свят, на които гостоприемниците от комари се натъкват при взаимодействие с домашни мрежи за легла и следователно са изключително подходящ подход за оценка на биологичната ефективност на използвани мрежи за легла през очаквания им експлоатационен живот.
Това проучване оценява 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 сравнява със стандартна мрежа само с пиретрин (Interceptor®). Всички тези третирани с инсектициди мрежи против комари са включени в предварително квалифицирания списък на СЗО за контрол на векторите. Подробни характеристики на всеки комарник са дадени по-долу:
През март 2020 г. беше проведена широкомащабна кампания за разпространение на отлежали на полето мрежи против комари в селища на колиби в префектура Зоу, Южен Бенин, за пилотни изпитания в колиби. Мрежите за легла Interceptor®, Royal Guard® и Interceptor® G2 бяха избрани от произволно избрани клъстери в общините Kove, Zagnanado и Ouinhi като част от обсервационно проучване за издръжливост, вложено в RCT на клъстер за оценка на епидемиологичната ефективност на двойни третирани с инсектицид мрежи за легла. Мрежите против комари PermaNet® 3.0 бяха събрани в село Авоканзун близо до градовете Джия и Бохикон (7°20′ N, 1°56′ E) и разпространени едновременно с клъстерните мрежи против комари RCT по време на масовата кампания за 2020 г. на Националната програма за контрол на маларията. Фигура 1 показва местоположенията на проучвателните клъстери/села, където са събрани различните типове ITN спрямо експерименталните места на хижи.
Беше проведено пилотно изпитване в колиба, за да се сравни ентомологичното представяне на Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® и Interceptor® G2 ITN, когато се отстраняват от домакинствата на 12, 24 и 36 месеца след разпространението. Във всяка годишна времева точка ефективността на старите ITN на полето беше сравнена с нови, неизползвани мрежи от всеки тип и нетретирани мрежи като отрицателна контрола. Във всяка годишна времева точка, общо 54 повторни проби от остарели на полето ITNs и 6 нови ITNs от всеки тип бяха тествани в 1 или 2 повторения в колиби с ежедневна ротация на третиранията. Преди всяко изпитване на колиба, средният индекс на порьозност на старите полеви мрежи от всеки тип ITN беше измерен съгласно препоръките на СЗО. За да се симулира износване от ежедневна употреба, всички нови ITN и необработени контролни мрежи бяха перфорирани с шест отвора 4 x 4 cm: два във всеки дълъг страничен панел и един във всеки къс страничен панел, в съответствие с препоръките на СЗО. Мрежата против комари беше монтирана вътре в хижата, като ръбовете на покривните листове бяха завързани с въжета за пирони в горните ъгли на стените на хижата. Следните лечения бяха оценени във всяко изпитване на колиба:
Отлежалите на полето мрежи бяха оценени в експериментални колиби през същата година, когато мрежите бяха премахнати. Опитите с колиби бяха проведени на същото място от май до септември 2021 г., април до юни 2022 г. и май до юли 2023 г., като мрежите бяха премахнати съответно след 12, 24 и 36 месеца. Всяко изпитване е продължило един пълен цикъл на лечение (54 нощи за 9 седмици), с изключение на 12 месеца, когато са проведени два последователни цикъла на лечение за увеличаване на размера на пробата от комари. Следвайки дизайна на латински квадрат, третиранията се редуваха всяка седмица 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 се събират 6 дни в седмицата; на ден 7, преди следващия цикъл на ротация, колибите бяха почистени и проветрени, за да се предотврати заразяване.
Първичните крайни точки за ефикасност за експерименталното третиране на колиба срещу резистентни на пиретроиди комари Anopheles gambiae и сравнението на следващото поколение ITN с мрежата Interceptor®, съдържаща само пиретроиди, бяха:
Вторичните крайни точки за ефикасност за експерименталното третиране в колиба срещу резистентни на пиретроиди комари Anopheles gambiae са както следва:
Ограничаване (%) – намаляване на процента на влизане в третираната група в сравнение с нетретираната група. Изчислението е както следва:
където Tu е броят на комарите, включени в нетретираната контролна група, а Tt е броят на комарите, включени в третираната група.
Степен на напускане (%) – Процент на напускане поради потенциално дразнене от третиране, изразен като дял от комарите, събрани на балкона.
. Коефициентът на потискане на кръвосмучещите комари (%) е намаляването на дела на кръвосмучещите комари в третираната група в сравнение с нетретираната контролна група. Методът на изчисление е както следва: където Bfu е делът на кръвосмучещите комари в нетретираната контролна група, а Bft е делът на кръвосмучещите комари в третираната група.
Намаляване на фертилността (%) — намаляването на дела на фертилните комари в третираната група в сравнение с нетретираната контрола. Методът на изчисление е както следва: където Fu е делът на фертилните комари в нетретираната контролна група, а Ft е делът на фертилните комари в третираната група.
За да наблюдава промените в профила на резистентност на векторните популации на Covè с течение на времето, СЗО проведе in vitro и биотестове във флакони през същата година на всяко експериментално изпитване в колиба (2021, 2022, 2023), за да оцени чувствителността към AI в изследваните ITNs и да информира тълкуването на резултатите. При 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 резистентност към пиретроиди беше изследван чрез излагане на комари на 5-кратни (0,25%) и 10-кратни (0,50%) диференциални концентрации на α-циперметрин и делтаметрин. И накрая, приносът на синергията на PBO и свръхекспресията на цитохром Р450 монооксигеназа (P450) към резистентността към пиретроиди беше оценен чрез предварително излагане на комари на диференциални концентрации на α-циперметрин (0,05%) и делтаметрин (0,05%) и предварително излагане на PBO (4%). Филтърната хартия, използвана за епруветковия тест на СЗО, е закупена от Universiti Sains Malaysia. Флаконите за биоанализ на СЗО, използващи CFP и PPF, бяха приготвени съгласно препоръките на СЗО.
Комарите, използвани за биотестове, бяха събрани в стадий на ларви от места за размножаване близо до експерименталните колиби и след това отгледани до възрастни. Във всяка времева точка най-малко 100 комара бяха изложени на всяко третиране за 60 минути, с 4 повторения на епруветка/бутилка и приблизително 25 комара на епруветка/бутилка. За експозиции на 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 репродукцията на комари. Паралелни експозиции бяха проведени с помощта на импрегнирана със силиконово масло филтърна хартия, чист PBO (4%) и покрити с ацетон бутилки като контроли. В края на експозицията, комарите се прехвърлят в необработени контейнери и се излагат на памучна вата, напоена с 10% (w/v) разтвор на глюкоза. Смъртността се записва 24 часа след експозиция на пиретроид и на всеки 24 часа в продължение на 72 часа след експозиция на CFP и PPF. За да се оцени чувствителността към PPF, оцелелите комари, изложени на PPF, и съответните отрицателни контроли бяха дисектирани след записване на забавена смъртност, развитието на яйчниците беше наблюдавано с помощта на комбиниран микроскоп и плодовитостта беше оценена според стадия на Кристофърс на развитие на яйцеклетки [28, 30]. Ако яйцата са се развили напълно до стадий V на Christophers, комарите са класифицирани като плодородни, а ако яйцата не са били напълно развити и са останали на етапи I–IV, комарите са класифицирани като стерилни.
Във всеки момент от годината парчета 30 × 30 cm бяха изрязани от нови и остарели на полето мрежи на местата, посочени в препоръките на СЗО [22]. След нарязване мрежите се етикетират, увиват се в алуминиево фолио и се съхраняват в хладилник при 4 ± 2 °C, за да се предотврати миграцията на AI в тъканта. След това мрежите бяха изпратени до Центъра за изследване на селското стопанство на Валон в Белгия за химически анализ, за да се измерят промените в общото съдържание на AI 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 данните от експерименталното изпитване в колиба, общият брой живи/мъртви, хапещи/нехапещи и фертилни/стерилни комари в различните отделения на колибата бяха сумирани за всяко третиране във всяко изпитване, за да се изчислят различните пропорционални резултати (72-часова смъртност, ухапване, ектопаразитизъм, улавяне в мрежа, плодовитост) и съответните им 95% доверителни интервали (CIs). Разликите между леченията за тези пропорционални бинарни резултати бяха анализирани с помощта на логистична регресия, докато разликите за резултатите от преброяването бяха анализирани с помощта на отрицателна биномна регресия. Тъй като два цикъла на ротация на третиране бяха проведени на всеки 12 месеца и някои лечения бяха тествани в опити, анализите на проникване на комари бяха коригирани за броя на дните, в които е тествано всяко третиране. 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 лечението, всеки модел включва колиба, спално място, пробен период, индекс на апертура на ITN и ден като фиксирани ефекти за контрол на вариациите, дължащи се на разликите в привлекателността на индивидуалните спящи и колиби, сезонността, състоянието на мрежата против комари и излишната дисперсия. Регресионните анализи доведоха до коригирани коефициенти на вероятност (ORs) и съответните 95% доверителни интервали за оценка на ефекта от новото поколение ITN в сравнение с мрежата, съдържаща само пиретроид, Interceptor®, върху първичните резултати от смъртността и плодовитостта на комарите. Стойностите на P от моделите също бяха използвани за присвояване на компактни букви, показващи статистическа значимост на ниво от 5% за всички сравнения по двойки на първичните и вторичните резултати. Всички регресионни анализи бяха извършени във версия 18 на Stata.
Чувствителността на векторните популации на Covese се тълкува въз основа на смъртността и плодовитостта, наблюдавани in vitro и биотестове в бутилки съгласно препоръките на Световната здравна организация. Резултатите от химическия анализ предоставиха общо съдържание на AI в ITN фрагменти, което беше използвано за изчисляване на степента на задържане на AI в мрежи, остарели на полето, в сравнение с нови мрежи във всяка точка от времето всяка година. Всички данни бяха ръчно записани в стандартизирани формуляри и след това двойно въведени в база данни на Microsoft Excel.
Комисиите по етика към 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 изпитване в колиба с участието на доброволци. Беше получено писмено информирано съгласие от всички доброволци преди участие в проучването. Всички доброволци получиха безплатна химиопрофилактика за намаляване на риска от малария, а медицинска сестра беше дежурна по време на изпитването, за да оцени всеки доброволец, който разви симптоми на треска или нежелана реакция към тестовия продукт.
Пълните резултати от експерименталните колиби, обобщаващи общия брой живи/мъртви, гладни/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 Коуа, Бенин, кръвното хранене на диви комари Anopheles gambiae, устойчиви на пиретроиди, беше потиснато. Данните от нетретирани контроли и нови мрежи бяха обединени в проучвания, за да се осигури единна оценка на ефикасността. Чрез логистичен регресионен анализ колоните с общи букви не се различават значително на ниво 5% (p> 0,05). Лентите за грешки 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 в проучвания, за да се осигури единна оценка на ефикасността. Чрез логистичен регресионен анализ колоните с общи букви не се различават значително на ниво 5% (p> 0,05). Лентите за грешки представляват 95% доверителни интервали.
Коефициентът на шансове описва разликата в смъртността при мрежите против комари от ново поколение в сравнение с мрежите против комари, съдържащи само пиретроид. Пунктираната линия представлява коефициент на шансове 1, което показва липса на разлика в смъртността. Коефициент на шансове > 1 показва по-висока смъртност при мрежи против комари от ново поколение. Данните за мрежите против комари от ново поколение бяха събрани в опити, за да се получи единна оценка на ефективността. Лентите за грешки представляват 95% доверителни интервали.
Въпреки че Interceptor® демонстрира най-ниската смъртност от всички тествани ITN, стареенето на полето не повлия отрицателно въздействието му върху смъртността на векторите. Всъщност новият Interceptor® доведе до 12% смъртност, докато мрежите, отлежали на полето, показаха леко подобрение на 12 месеца (17%, p=0,006) и 24 месеца (17%, p=0,004), преди да се върнат на нива, подобни на новите мрежи на 36 месеца (11%, p=0,05). За разлика от това, нивата на смъртност за следващото поколение третирани с инсектициди мрежи постепенно намаляват с течение на времето след разполагането. Намалението беше най-изразено с Interceptor® G2, където смъртността намаля от 58% с новите мрежи до 36% на 12-ия месец (p< 0,001), 31% на 24 месеца (стр< 0,001) и 20% на 36 месеца (стр< 0,001). Новият PermaNet® 3.0 доведе до намаляване на смъртността до 37%, което също намаля значително до 20% на 12-ия месец (p< 0,001), 16% на 24 месеца (стр< 0,001) и 18% на 36 месеца (стр< 0,001). Подобна тенденция се наблюдава при Royal Guard®, като новата мрежа води до 33% намаление на смъртността, последвано от значително намаление до 21% на 12-ия месец (p< 0,001), 17% на 24 месеца (стр< 0,001) и 15% на 36 месеца (стр< 0,001).
Намаляване на плодовитостта на диви комари Anopheles gambiae, устойчиви на пиретроиди, влизащи в експериментална колиба в Kwa, Бенин. Данните от нетретирани контроли и нови мрежи бяха обединени в проучвания, за да се осигури единна оценка на ефикасността. Лентите с общи букви не се различават значително на ниво 5% (p> 0,05) чрез логистичен регресионен анализ. Лентите 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 означава по-голямо намаляване на раждаемостта с мрежи от ново поколение. Данните за мрежите против комари от ново поколение бяха събрани в опити, за да се получи единна оценка на ефективността. Лентите за грешки представляват 95% доверителни интервали.
Време на публикуване: 17 февруари 2025 г