Висцералната лайшманиоза (ВЛ), известна като кала-азар на Индийския субконтинент, е паразитно заболяване, причинено от флагелирания протозой Leishmania, което може да бъде фатално, ако не се лекува своевременно. Пясъчната муха Phlebotomus argentipes е единственият потвърден вектор на ВЛ в Югоизточна Азия, където се контролира чрез пръскане с остатъци на закрито (IRS), синтетичен инсектицид. Употребата на ДДТ в програмите за контрол на ВЛ е довела до развитие на резистентност при пясъчните мухи, така че ДДТ е заменен от инсектицида алфа-циперметрин. Алфа-циперметринът обаче действа подобно на ДДТ, така че рискът от резистентност при пясъчните мухи се увеличава при стрес, причинен от многократно излагане на този инсектицид. В това проучване ние оценихме чувствителността на дивите комари и тяхното F1 потомство, използвайки биоанализ в бутилка на CDC.
Събрахме комари от 10 села в област Музафарпур в Бихар, Индия. Осем села продължиха да използват висококонцентрирани препарати.циперметринЗа пръскане на закрито, едно село спря да използва циперметрин с висока концентрация за пръскане на закрито, а едно село никога не използва циперметрин с висока концентрация за пръскане на закрито. Събраните комари бяха изложени на предварително определена диагностична доза за определено време (3 μg/ml за 40 минути), а процентът на унищожаване и смъртността бяха регистрирани 24 часа след експозицията.
Процентът на унищожаване на дивите комари варира от 91,19% до 99,47%, а този на техните F1 поколения варира от 91,70% до 98,89%. Двадесет и четири часа след експозицията, смъртността на дивите комари варира от 89,34% до 98,93%, а тази на тяхното F1 поколение варира от 90,16% до 98,33%.
Резултатите от това проучване показват, че при P. argentipes може да се развие резистентност, което показва необходимостта от непрекъснато наблюдение и бдителност за поддържане на контрол след постигане на ликвидиране на заболяването.
Висцералната лайшманиоза (ВЛ), известна като кала-азар на Индийския субконтинент, е паразитно заболяване, причинено от флагелирания протозой Leishmania и предавано чрез ухапване от заразени женски пясъчни мухи (Diptera: Myrmecophaga). Пясъчните мухи са единственият потвърден вектор на ВЛ в Югоизточна Азия. Индия е близо до постигане на целта за елиминиране на ВЛ. Въпреки това, за да се поддържат ниски нива на заболеваемост след ликвидирането ѝ, е изключително важно да се намали популацията на вектора, за да се предотврати потенциално предаване.
Контролът на комарите в Югоизточна Азия се осъществява чрез пръскане с остатъци на закрито (IRS), използвайки синтетични инсектициди. Тайното поведение на покой на сребърноногата катерушка я прави подходяща цел за контрол на инсектициди чрез пръскане с остатъци на закрито [1]. Пръскането с остатъци от дихлордифенилтрихлороетан (DDT) на закрито по Националната програма за контрол на маларията в Индия е имало значителен ефект на разпространение при контролирането на популациите на комарите и значително намаляване на случаите на вирусна инфекциозност [2]. Този непланиран контрол на вирусната инфекциозност накара Индийската програма за ликвидиране на вируса да приеме пръскането с остатъци на закрито като основен метод за контрол на вируса. През 2005 г. правителствата на Индия, Бангладеш и Непал подписаха меморандум за разбирателство с цел елиминиране на вируса до 2015 г. [3]. Усилията за ликвидиране, включващи комбинация от контрол на векторите и бърза диагностика и лечение на човешки случаи, бяха насочени към навлизане във фазата на консолидация до 2015 г., цел, която впоследствие беше преразгледана до 2017 г. и след това до 2020 г. [4] Новата глобална пътна карта за елиминиране на пренебрегваните тропически болести включва елиминиране на вируса на вируса до 2030 г. [5].
Тъй като Индия навлиза в пост-ерадикационната фаза на BCVD, е наложително да се гарантира, че не се развива значителна резистентност към бета-циперметрин. Причината за резистентността е, че както DDT, така и циперметринът имат един и същ механизъм на действие, а именно, те са насочени към VGSC протеина [21]. По този начин рискът от развитие на резистентност при пясъчните мухи може да се увеличи от стрес, причинен от редовното излагане на силно силен циперметрин. Следователно е наложително да се наблюдават и идентифицират потенциални популации от пясъчни мухи, устойчиви на този инсектицид. В този контекст целта на това проучване беше да се наблюдава състоянието на чувствителност на дивите пясъчни мухи, използвайки диагностични дози и продължителност на експозиция, определени от Chaubey et al. [20], които са изследвали P. argentipes от различни села в област Музафарпур в Бихар, Индия, които непрекъснато са използвали системи за пръскане на закрито, третирани с циперметрин (села с непрекъснато IPS). Състоянието на чувствителност на дивите P. argentipes от села, които са спрели да използват третирани с циперметрин системи за пръскане на закрито (бивши села с IPS) и тези, които никога не са използвали третирани с циперметрин системи за пръскане на закрито (села без IPS), е сравнено с помощта на биоанализ в бутилка на CDC.
За проучването бяха избрани десет села (фиг. 1; таблица 1), от които осем са имали история на непрекъснато пръскане на закрито със синтетични пиретроиди (хиперметрин; обозначени като села с непрекъснат хиперметрин) и са имали случаи на вирусна инфекция (поне един случай) през последните 3 години. От останалите две села в проучването, едно село, което не е прилагало пръскане на закрито с бета-циперметрин (село без пръскане на закрито), е избрано за контролно село, а другото село, което е имало периодично пръскане на закрито с бета-циперметрин (село с периодично пръскане на закрито/бивше село с пръскане на закрито), е избрано за контролно село. Изборът на тези села се основава на координация със здравния отдел и екипа за пръскане на закрито и валидиране на Микро плана за действие за пръскане на закрито в област Музафарпур.
Географска карта на област Музафарпур, показваща местоположението на селата, включени в изследването (1–10). Места на изследването: 1, Манифулкаха; 2, Рамдас Маджхаули; 3, Мадхубани; 4, Анандпур Харуни; 5, Панди; 6, Хирапур; 7, Мадхопур Хазари; 8, Хамидпур; 9, Нунфара; 10, Симара. Картата е изготвена с помощта на софтуера QGIS (версия 3.30.3) и Open Assessment Shapefile.
Бутилките за експериментите с експозиция бяха приготвени съгласно методите на Chaubey et al. [20] и Denlinger et al. [22]. Накратко, стъклени бутилки от 500 mL бяха приготвени един ден преди експеримента и вътрешната стена на бутилките беше покрита с посочения инсектицид (диагностичната доза α-циперметрин беше 3 μg/mL) чрез нанасяне на ацетонов разтвор на инсектицида (2.0 mL) върху дъното, стените и капачката на бутилките. След това всяка бутилка беше изсушена на механичен валяк в продължение на 30 минути. През това време бавно развийте капачката, за да може ацетонът да се изпари. След 30 минути сушене, отстранете капачката и завъртете бутилката, докато целият ацетон се изпари. След това бутилките бяха оставени отворени да изсъхнат за една нощ. За всеки повторен тест, една бутилка, използвана като контрола, беше покрита с 2.0 mL ацетон. Всички бутилки бяха използвани повторно по време на експериментите след подходящо почистване съгласно процедурата, описана от Denlinger et al. и Световната здравна организация [22, 23].
В деня след приготвянето на инсектицида, 30–40 диво уловени комара (гладуващи женски) бяха извадени от клетките във флакони и внимателно издухани във всеки флакон. Приблизително същият брой мухи беше използван за всяка бутилка, покрита с инсектицид, включително контролната. Повторете това поне пет до шест пъти във всяко село. След 40 минути излагане на инсектицида, броят на повалените мухи беше регистриран. Всички мухи бяха уловени с механичен аспиратор, поставени в картонени контейнери от пинта, покрити с фина мрежа, и поставени в отделен инкубатор при същите условия на влажност и температура със същия източник на храна (памучни тампони, напоени с 30% захарен разтвор) като нетретираните колонии. Смъртността беше регистрирана 24 часа след излагане на инсектицида. Всички комари бяха дисектирани и изследвани, за да се потвърди видовата идентичност. Същата процедура беше извършена с потомството на F1 мухите. Процентът на поваляне и смъртност беше регистриран 24 часа след експозицията. Ако смъртността в контролните бутилки беше < 5%, не беше правена корекция за смъртност в повторенията. Ако смъртността в контролната бутилка е била ≥ 5% и ≤ 20%, смъртността в тестовите бутилки от тази реплика е била коригирана с помощта на формулата на Abbott. Ако смъртността в контролната група е надвишила 20%, цялата тестова група е била изхвърлена [24, 25, 26].
Средна смъртност на диво уловени комари P. argentipes. Грешките представляват стандартни грешки на средната стойност. Пресечната точка на двете червени хоризонтални линии с графиката (съответно 90% и 98% смъртност) показва прозореца на смъртност, в който може да се развие резистентност.[25]
Средна смъртност на потомството F1 на диво уловените P. argentipes. Грешките представляват стандартните грешки на средната стойност. Кривите, пресичани от двете червени хоризонтални линии (съответно 90% и 98% смъртност), представляват диапазона на смъртност, в който може да се развие резистентност [25].
Комарите в контролното/не-IRS село (Манифулкаха) се оказаха силно чувствителни към инсектицидите. Средната смъртност (±SE) на диво уловените комари 24 часа след повалянето и експозицията е била съответно 99,47 ± 0,52% и 98,93 ± 0,65%, а средната смъртност на F1 потомството е била съответно 98,89 ± 1,11% и 98,33 ± 1,11% (Таблици 2, 3).
Резултатите от това проучване показват, че сребърнокраките пясъчни мушици могат да развият резистентност към синтетичния пиретроид (SP) α-циперметрин в села, където пиретроидът (SP) α-циперметрин е бил използван рутинно. За разлика от това, сребърнокраките пясъчни мушици, събрани от села, които не са обхванати от програмата за контрол на IRS, са установени като силно чувствителни. Мониторингът на чувствителността на популациите от диви пясъчни мушици е важен за наблюдение на ефективността на използваните инсектициди, тъй като тази информация може да помогне за управление на резистентността към инсектициди. Високи нива на резистентност към DDT са редовно докладвани при пясъчни мушици от ендемични райони на Бихар поради историческия селекционен натиск от IRS, използващ този инсектицид [1].
Установихме, че P. argentipes е силно чувствителен към пиретроиди, а полеви опити в Индия, Бангладеш и Непал показаха, че IRS има висока ентомологична ефикасност, когато се използва в комбинация с циперметрин или делтаметрин [19, 26, 27, 28, 29]. Наскоро Рой и др. [18] съобщиха, че P. argentipes е развил резистентност към пиретроиди в Непал. Нашето полево проучване за чувствителност показа, че сребърнокраките пясъчни мухи, събрани от села, които не са изложени на IRS, са силно чувствителни, но мухите, събрани от села с периодично/бивше и постоянно изложени на IRS (смъртността варира от 90% до 97%, с изключение на пясъчните мухи от Анандпур-Харуни, които са имали 89,34% смъртност 24 часа след експозицията), вероятно са резистентни на високоефективния циперметрин [25]. Една от възможните причини за развитието на тази резистентност е натискът, упражняван от рутинното пръскане на закрито (IRS) и локалните програми за пръскане, базирани на случаи, които са стандартни процедури за управление на огнища на кала-азар в ендемични райони/блокове/села (Стандартна оперативна процедура за разследване и управление на огнища [30]. Резултатите от това проучване предоставят ранни индикации за развитието на селективен натиск срещу високоефективния циперметрин. За съжаление, историческите данни за чувствителност за този регион, получени с помощта на биоанализ в бутилка на CDC, не са налични за сравнение; всички предишни проучвания са наблюдавали чувствителността на P. argentipes, използвайки хартия, импрегнирана с инсектицид на СЗО. Диагностичните дози инсектициди в тест лентите на СЗО са препоръчителните идентификационни концентрации на инсектициди за употреба срещу маларийни вектори (Anopheles gambiae), а оперативната приложимост на тези концентрации към пясъчните мухи е неясна, тъй като пясъчните мухи летят по-рядко от комарите и прекарват повече време в контакт със субстрата в биоанализа [23].
Синтетичните пиретроиди се използват в ендемичните за вируса на висшите мушици райони на Непал от 1992 г. насам, редувайки се със специфичните вещества алфа-циперметрин и ламбда-цихалотрин за контрол на пясъчните мушици [31], а делтаметрин се използва и в Бангладеш от 2012 г. насам [32]. Фенотипна резистентност е открита в диви популации на сребърнокраки пясъчни мухи в райони, където синтетични пиретроиди се използват от дълго време [18, 33, 34]. Несинонимна мутация (L1014F) е открита в диви популации на индийската пясъчна муха и е свързана с резистентност към DDT, което предполага, че резистентността към пиретроиди възниква на молекулярно ниво, тъй като както DDT, така и пиретроидът (алфа-циперметрин) са насочени към един и същ ген в нервната система на насекомите [17, 34]. Следователно, систематичната оценка на чувствителността към циперметрин и мониторингът на резистентността на комарите са от съществено значение по време на периодите на ликвидиране и след ликвидиране.
Потенциално ограничение на това проучване е, че използвахме биоанализ с флакон на CDC за измерване на чувствителността, но всички сравнения използваха резултати от предишни проучвания, използващи комплекта за биоанализ на СЗО. Резултатите от двата биоанализа може да не са директно сравними, тъй като биоанализът с флакон на CDC измерва нокдаун в края на диагностичния период, докато биоанализът с комплекта на СЗО измерва смъртността 24 или 72 часа след експозицията (последното за бавнодействащи съединения) [35]. Друго потенциално ограничение е броят на селата с IRS в това проучване в сравнение с едно не-IRS и едно не-IRS/бивше IRS село. Не можем да предположим, че нивото на чувствителност към векторни комари, наблюдавано в отделни села в един район, е представително за нивото на чувствителност в други села и райони в Бихар. Тъй като Индия навлиза в пост-елиминационната фаза на вируса на левкемията, е наложително да се предотврати значително развитие на резистентност. Необходимо е бързо наблюдение на резистентността в популациите на пясъчните мухи от различни райони, блокове и географски области. Данните, представени в това проучване, са предварителни и трябва да бъдат проверени чрез сравнение с идентификационните концентрации, публикувани от Световната здравна организация [35], за да се получи по-конкретна представа за състоянието на чувствителност на P. argentipes в тези райони, преди да се модифицират програмите за контрол на векторите, за да се поддържат ниски популации на пясъчни мухи и да се подпомогне елиминирането на вируса на левкемията.
Комарът P. argentipes, векторът на левкозния вирус, може да започне да показва ранни признаци на резистентност към високоефективния циперметрин. Редовното наблюдение на резистентността към инсектициди в дивите популации на P. argentipes е необходимо, за да се поддържа епидемиологичното въздействие на интервенциите за контрол на векторите. Ротацията на инсектициди с различни механизми на действие и/или оценката и регистрацията на нови инсектициди е необходима и се препоръчва за управление на резистентността към инсектициди и за подпомагане на елиминирането на левкозния вирус в Индия.
Време на публикуване: 17 февруари 2025 г.