Serija pilot-pokusa u kolibama provedena je u Khoweu, južni Benin, kako bi se procijenila biološka efikasnost novih i terenskih testiranih mreža za komarce nove generacije protiv vektora malarije otpornih na piretrin. Mreže stare u polju su uklonjene iz domaćinstava nakon 12, 24 i 36 mjeseci. Komadi weba izrezani iz cijelih ITN-ova analizirani su na hemijski sastav, a biološki testovi osjetljivosti su provedeni tokom svakog ispitivanja kako bi se procijenile promjene u otpornosti na insekticide u populaciji vektora Khowe.
Interceptor® G2 je nadmašio druge ITN-ove, potvrđujući superiornost piretroidnih i klorfenapirnih mreža u odnosu na druge vrste mreža. Među novim proizvodima, svi ITN-ovi sljedeće generacije pokazali su bolju bioefikasnost od Interceptora®; međutim, veličina ovog poboljšanja je smanjena nakon starenja na terenu zbog kraće trajnosti ne-piretroidnih spojeva. Ovi rezultati naglašavaju potrebu da se poboljša insekticidna postojanost ITN-a sljedeće generacije.
Insekticid-tretirane mreže protiv komaraca (ITN) su odigrale ključnu ulogu u smanjenju oboljevanja i smrtnosti od malarije u posljednjih 20 godina. Od 2004. godine, više od 3 milijarde ITN-a je distribuirano širom svijeta, a studije modeliranja sugeriraju da je 68% slučajeva malarije u podsaharskoj Africi spriječeno između 2000. i 2015. godine. Nažalost, otpornost populacija vektora malarije na piretroide (standardna klasa insekticida koji se koriste u ITN) značajno se povećala, ugrožavajući efikasnost ove suštinske intervencije. Istovremeno, napredak u kontroli malarije je usporen na globalnom nivou, s brojnim zemljama sa visokim opterećenjem koje doživljavaju porast slučajeva malarije od 2015. godine. Ovi trendovi doveli su do razvoja nove generacije inovativnih ITN proizvoda čiji je cilj rješavanje prijetnje otpornosti na piretroide i pomoć u smanjenju ovog tereta i postizanju ambicioznih globalnih ciljeva.
Trenutno postoje tri ITN-a nove generacije na tržištu, od kojih svaki kombinuje piretroid sa drugim insekticidom ili sinergistom koji je u stanju da prevlada otpornost na piretroide kod vektora malarije. Posljednjih godina provedeno je više klaster randomiziranih kontroliranih studija (RCT) kako bi se procijenila epidemiološka efikasnost ovih mreža u poređenju sa standardnim mrežama samo s piretroidima i kako bi se pružili potrebni dokazi za podršku preporukama Svjetske zdravstvene organizacije (SZO). Mreže za krevete koje kombinuju piretroide sa piperonil butoksidom (PBO), sinergistom koji poboljšava efikasnost piretroida inhibiranjem enzima za detoksikaciju komaraca, prve je preporučila SZO nakon što su dva proizvoda (Olyset® Plus i PermaNet® 3.0) pokazala superiorni učinak u poređenju sa epidemiološkim efektom poremećaja komaraca. randomizirana kontrolirana ispitivanja u Tanzaniji i Ugandi. Međutim, potrebno je više podataka da bi se odredila vrijednost piretroid-PBO mreža za krevet za javno zdravlje u zapadnoj Africi, gdje jaka rezistencija na piretroid može smanjiti njihove prednosti u usporedbi s mrežama za krevet samo s piretroidima.
Insekticidna postojanost ITN-a se obično procjenjuje periodičnim prikupljanjem mreža iz zajednica i njihovim testiranjem u laboratorijskim biološkim testovima korištenjem sojeva komaraca uzgojenih insekata. Iako su ovi testovi korisni za karakterizaciju bioraspoloživosti i efikasnosti insekticida na površini mreža za krevet tokom vremena, oni daju ograničene informacije o komparativnoj efikasnosti različitih tipova mreža za krevet sljedeće generacije jer se metode i sojevi komaraca koji se koriste moraju biti prilagođeni načinu djelovanja insekticida koje sadrže. Eksperimentalni test koliba je alternativni pristup koji se može koristiti za uporednu procjenu učinkovitosti mreža tretiranih insekticidima u studijama trajnosti u uvjetima koji oponašaju prirodne interakcije između divljih domaćina komaraca i kućnih mreža tokom upotrebe. Zaista, nedavne studije modeliranja koje koriste entomološke surogate za epidemiološke podatke pokazale su da se smrtnost komaraca i stope hranjenja izmjerene u ovim ispitivanjima mogu koristiti za predviđanje utjecaja ITN-a na učestalost i prevalenciju malarije u klaster RCT-ima. Stoga, eksperimentalna ispitivanja u kolibama u kojima su sakupljeni limfni čvorovi tretirani insekticidima uključeni u klaster RCT mogu pružiti vrijedne podatke o komparativnoj bioefikasnosti i insekticidnoj postojanosti limfnih čvorova tretiranih insekticidima tokom njihovog očekivanog životnog vijeka i pomoći u tumačenju ovih epidemioloških rezultata.
Eksperimentalni test koliba je standardizirano simulirano ljudsko stanovanje koje preporučuje Svjetska zdravstvena organizacija za procjenu efikasnosti mreža protiv komaraca tretiranih insekticidima. Ovi testovi repliciraju uslove izloženosti u stvarnom svetu sa kojima se domaćini komaraca susreću kada komuniciraju sa mrežama za krevet u domaćinstvu i stoga su veoma prikladan pristup za procenu biološke efikasnosti korišćenih mreža za krevet tokom njihovog očekivanog veka trajanja.
Ova studija je procijenila entomološku efikasnost tri različite vrste insekticidnih mreža protiv komaraca nove generacije (PermaNet® 3.0, Royal Guard® i Interceptor® G2) u terenskim uvjetima u eksperimentalnim štalama i uporedila ih sa standardnom mrežom samo od piretrina (Interceptor®). Sve ove mreže protiv komaraca tretirane insekticidima uključene su u prekvalifikovanu listu SZO za kontrolu vektora. Detaljne karakteristike svake mreže protiv komaraca su date u nastavku:
U martu 2020. godine sprovedena je velika kampanja distribucije mreža za komarce starih na polju u selima koliba u prefekturi Zou, južni Benin, za probna ispitivanja u kolibama. Mreže za krevet Interceptor®, Royal Guard® i Interceptor® G2 odabrane su iz nasumično odabranih klastera u opštinama Kove, Zagnanado i Ouinhi kao dio opservacijske studije izdržljivosti ugniježđene unutar RCT klastera za procjenu epidemiološke efikasnosti dvostrukih mreža za krevet tretiranih insekticidima. Mreže za komarce PermaNet® 3.0 prikupljene su u selu Avokanzun u blizini opština Jija i Bohicon (7°20′ N, 1°56′ E) i distribuirane istovremeno sa RCT mrežama protiv komaraca tokom masovne kampanje Nacionalnog programa kontrole malarije 2020. Slika 1 prikazuje lokacije istraživačkih klastera/sela gdje su prikupljeni različiti tipovi ITN u odnosu na lokacije eksperimentalnih koliba.
Sprovedeno je pilot ispitivanje u kolibi kako bi se uporedile entomološke performanse Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® i Interceptor® G2 ITN kada su uklonjeni iz domaćinstava 12, 24 i 36 mjeseci nakon diseminacije. U svakoj godišnjoj vremenskoj tački, učinak starih ITN-ova na terenu je upoređivan s novim, neiskorištenim mrežama svake vrste i netretiranim mrežama kao negativna kontrola. U svakoj godišnjoj vremenskoj tački, ukupno 54 replika uzorka ITN-ova starih na terenu i 6 novih ITN-a svakog tipa testirano je u 1 ili 2 ponovljena ispitivanja u kolibama sa dnevnom rotacijom tretmana. Prije svakog ispitivanja u kolibama, prosječni indeks poroznosti ostarjelih poljskih mreža svakog tipa ITN mjeren je prema preporukama SZO. Kako bi se simuliralo habanje od svakodnevne upotrebe, sve nove ITN i neobrađene kontrolne mreže perforirane su sa šest rupa veličine 4 x 4 cm: dvije u svakoj dugoj bočnoj ploči i jedna u svakoj kratkoj bočnoj ploči, u skladu s preporukama SZO. Mreža protiv komaraca je postavljena unutar kolibe tako što su rubovi krovnih limova vezani užadima za eksere u gornjim uglovima zidova kolibe. Sljedeći tretmani su evaluirani u svakom ispitivanju u kolibi:
U pokusnim kolibama iste godine kada su mreže uklonjene, ocjenjivane su mreže stare u polju. Pokusi u kolibama vođeni su na istoj lokaciji od maja do septembra 2021., od aprila do juna 2022. i od maja do jula 2023. godine, a mreže su uklonjene nakon 12, 24, odnosno 36 mjeseci. Svako ispitivanje je trajalo jedan kompletan ciklus tretmana (54 noći tokom 9 nedelja), osim 12 meseci, kada su sprovedena dva uzastopna ciklusa tretmana kako bi se povećala veličina uzorka komaraca. Slijedeći dizajn latinskog kvadrata, tretmani su se rotirali sedmično između eksperimentalnih koliba kako bi se kontrolirali efekti lokacije koliba, dok su volonteri rotirani svakodnevno radi kontrole razlika u atraktivnosti komaraca kod pojedinačnih domaćina. Komarci su sakupljani 6 dana u sedmici; 7. dana, prije sljedećeg ciklusa rotacije, kolibe su očišćene i ventilirane kako bi se spriječila zaraza.
Primarne krajnje tačke efikasnosti za eksperimentalni tretman u kolibama protiv komaraca Anopheles gambiae otpornih na piretroide i poređenje sljedeće generacije ITN-a s mrežom Interceptor® koja sadrži samo piretroide bile su:
Sekundarne krajnje točke učinkovitosti za eksperimentalni tretman u kolibama protiv komaraca Anopheles gambiae otpornih na piretroide bile su sljedeće:
Zadržavanje (%) – smanjenje stope ulaska u tretiranu grupu u odnosu na netretiranu grupu. Računica je sljedeća:
gdje je Tu broj komaraca uključenih u netretiranu kontrolnu grupu, a Tt broj komaraca uključenih u tretiranu grupu.
Stopa odljeva (%) – Stopa osipanja zbog potencijalne iritacije od tretmana, izražena kao udio komaraca sakupljenih na balkonu.
. Koeficijent suzbijanja sisanja krvi (%) je smanjenje udjela komaraca sisanja krvi u tretiranoj grupi u odnosu na netretiranu kontrolnu grupu. Metoda izračuna je sljedeća: gdje je Bfu udio komaraca krvopija u netretiranoj kontrolnoj grupi, a Bft je udio komaraca krvosisa u tretiranoj grupi.
Smanjenje plodnosti (%) — smanjenje udjela plodnih komaraca u tretiranoj grupi u odnosu na netretiranu kontrolu. Metoda izračuna je sljedeća: gdje je Fu udio plodnih komaraca u netretiranoj kontrolnoj grupi, a Ft je udio plodnih komaraca u tretiranoj grupi.
Kako bi pratio promjene u profilu rezistencije populacija vektora Covè tokom vremena, SZO je provela in vitro i biotestove u bočici u istoj godini svakog eksperimentalnog ispitivanja u kolibama (2021., 2022., 2023.) kako bi procijenila osjetljivost na AI u ITN-ovima koji se proučavaju i da bi informirala interpretaciju rezultata. U in vitro studijama, komarci su bili izloženi filter papirima tretiranim sa definisanim koncentracijama alfa-cipermetrina (0,05%) i deltametrina (0,05%), kao i bocama obloženim definisanim koncentracijama CFP-a (100 μg/boca) i PPF-a (100 μg/boca) kako bi se procijenila osjetljivost na osjetljivost. Intenzitet piretroidne rezistencije istražen je izlaganjem komaraca 5-strukim (0,25%) i 10-strukim (0,50%) diferencijalnim koncentracijama α-cipermetrina i deltametrina. Konačno, doprinos PBO sinergije i prekomjerne ekspresije monooksigenaze citokroma P450 (P450) otpornosti na piretroide procijenjen je prethodno izlaganjem komaraca različitim koncentracijama α-cipermetrina (0,05%) i deltametrina (0,05%) i pre-izlaganjem PBO (4%). Filter papir koji se koristi za SZO test sa epruvetom kupljen je od Universiti Sains Malaysia. Bočice za biološki test SZO koristeći CFP i PPF pripremljene su prema preporukama SZO.
Komarci koji su korišteni za biotestove sakupljeni su u fazi larve sa mjesta za razmnožavanje u blizini eksperimentalnih koliba, a zatim odgajani odraslim jedinkama. U svakoj vremenskoj tački, najmanje 100 komaraca je bilo izloženo svakom tretmanu u trajanju od 60 minuta, sa 4 ponavljanja po tubi/boci i približno 25 komaraca po tubi/boci. Za izlaganje piretroidima i CFP-u korišćeni su 3-5 dana stari nehranjeni komarci, dok su za PPF korišćeni 5-7 dana stari krvosisi komarci za stimulaciju oogeneze i procenu uticaja PPF-a na reprodukciju komaraca. Paralelne ekspozicije su sprovedene korišćenjem filter papira impregniranog silikonskim uljem, čistog PBO (4%) i boca obloženih acetonom kao kontrola. Na kraju izlaganja, komarci su prebačeni u neobrađene posude i izloženi vatu namočenoj u 10% (w/v) rastvor glukoze. Smrtnost je zabilježena 24 h nakon izlaganja piretroidima i svaka 24 h tokom 72 h nakon izlaganja CFP-u i PPF-u. Da bi se procijenila osjetljivost na PPF, preživjeli komarci izloženi PPF-u i odgovarajuće negativne kontrole su secirani nakon što je zabilježena odgođena smrtnost, razvoj jajnika je promatran pomoću složenog mikroskopa, a plodnost je procijenjena prema Christophersovom stadijumu razvoja jajašca [28, 30]. Ako su se jaja u potpunosti razvila do Christophersove faze V, komarci su klasificirani kao plodni, a ako jaja nisu bila u potpunosti razvijena i ostala u fazama I-IV, komarci su klasificirani kao sterilni.
U svakoj vremenskoj točki godine, komadi veličine 30 × 30 cm izrezani su iz novih i ostarjelih mreža na lokacijama navedenim u preporukama SZO [22]. Nakon rezanja, mreže su označene, umotane u aluminijsku foliju i pohranjene u hladnjaku na 4 ± 2 °C kako bi se spriječila migracija AI u tkaninu. Mreže su zatim poslate u Valonski centar za poljoprivredna istraživanja u Belgiji na hemijsku analizu kako bi se izmjerile promjene u ukupnom sadržaju AI tokom njihovog radnog vijeka. Korištene analitičke metode (bazirane na metodama koje preporučuje Međunarodni kooperativni komitet za analizu pesticida) su prethodno opisane [25, 31].
Za podatke eksperimentalnog ispitivanja u kolibama, ukupan broj živih/mrtvih, koji grizu/ne ujedaju i plodnih/sterilnih komaraca u različitim odjeljcima koliba su zbrajani za svaki tretman u svakom ispitivanju kako bi se izračunali različiti proporcionalni ishodi (72-satni mortalitet, ujedanje, ektoparazitizam, njihov neto 5% konfesionalni 9%). intervali (CI). Razlike između tretmana za ove proporcionalne binarne ishode analizirane su korištenjem logističke regresije, dok su razlike za ishode brojanja analizirane korištenjem negativne binomne regresije. Budući da su dva ciklusa rotacije tretmana provedena svakih 12 mjeseci, a neki tretmani su testirani u ispitivanjima, analize penetracije komaraca su prilagođene za broj dana u kojima je svaki tretman testiran. Novi ITN za svaki ishod je također analiziran kako bi se dobila jedinstvena procjena za sve vremenske tačke. Pored glavne objašnjavajuće varijable tretmana, svaki model je uključivao kolibu, spavač, probni period, ITN indeks otvora i dan kao fiksne efekte za kontrolu varijacija zbog razlika u individualnoj atraktivnosti spavača i kolibe, sezonalnosti, statusa mreže protiv komaraca i viška disperzije. Regresijske analize su proizvele prilagođene omjere šansi (OR) i odgovarajuće intervale povjerenja od 95% kako bi se procijenio učinak nove generacije ITN u poređenju sa mrežom samo s piretroidima, Interceptor®, na primarne ishode smrtnosti i plodnosti komaraca. P vrijednosti iz modela su također korištene za dodjelu kompaktnih slova koja označavaju statističku značajnost na nivou od 5% za sva poređenja u paru primarnih i sekundarnih ishoda. Sve regresione analize su obavljene u Stata verziji 18.
Osjetljivost populacija vektora Covesea tumačena je na osnovu mortaliteta i plodnosti uočenih in vitro i bioloških testova u bočici prema preporukama Svjetske zdravstvene organizacije. Rezultati hemijske analize dali su ukupan sadržaj AI u ITN fragmentima, koji je korišten za izračunavanje stope zadržavanja AI u mrežama starim u polju u poređenju s novim mrežama u svakoj vremenskoj tački svake godine. Svi podaci su ručno evidentirani na standardizovanim obrascima, a zatim duplo uneti u Microsoft Excel bazu podataka.
Etički komiteti Ministarstva zdravlja Benina (br. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), Londonske škole za higijenu i tropsku medicinu (LSHTM) (br. 16237) i Svjetske zdravstvene organizacije (br. ERC.0003153) odobrili su provođenje probnog ispitivanja u kolibama koje uključuje volontere. Pismeni informirani pristanak dobiven je od svih volontera prije učešća u studiji. Svi dobrovoljci su dobili besplatnu kemoprofilaksiju kako bi se smanjio rizik od malarije, a medicinska sestra je bila na dužnosti tijekom cijelog ispitivanja kako bi procijenila svakog dobrovoljca koji je razvio simptome groznice ili neželjene reakcije na ispitivani proizvod.
Potpuni rezultati iz eksperimentalnih koliba, koji sumiraju ukupan broj živih/mrtvih, izgladnjelih/krvlju hranjenih i plodnih/sterilnih komaraca za svaku eksperimentalnu grupu, kao i deskriptivna statistika prikazani su kao dodatni materijal (Tabela S1).
U eksperimentalnoj kolibi u Kowi, Benin, potisnuto je hranjenje krvlju divljih komaraca Anopheles gambiae otpornih na piretroide. Podaci iz netretiranih kontrola i novih mreža su objedinjeni u ispitivanjima kako bi se pružila jedinstvena procjena efikasnosti. Analizom logističke regresije, kolone sa zajedničkim slovima nisu se značajno razlikovale na nivou od 5% (p > 0,05). Trake grešaka predstavljaju intervale pouzdanosti od 95%.
Smrtnost divljih komaraca Anopheles gambiae otpornih na piretroide koji ulaze u eksperimentalnu kolibu u Kowi, Benin. Podaci iz netretiranih kontrola i novih mreža su objedinjeni u ispitivanjima kako bi se pružila jedinstvena procjena efikasnosti. Analizom logističke regresije, kolone sa zajedničkim slovima nisu se značajno razlikovale na nivou od 5% (p > 0,05). Trake grešaka predstavljaju intervale pouzdanosti od 95%.
Omjer šansi opisuje razliku u smrtnosti kod mreža protiv komaraca nove generacije u poređenju sa mrežama protiv komaraca koje sadrže samo piretroid. Isprekidana linija predstavlja omjer šansi od 1, što ukazuje na to da nema razlike u smrtnosti. Omjer šansi > 1 ukazuje na veću smrtnost kod mreža protiv komaraca nove generacije. Podaci za mreže protiv komaraca nove generacije su objedinjeni iz svih ispitivanja kako bi se dobila jedinstvena procjena efikasnosti. Trake greške predstavljaju intervale pouzdanosti od 95%.
Iako je Interceptor® pokazao najniži mortalitet od svih testiranih ITN-ova, starenje na terenu nije negativno uticalo na njegov uticaj na mortalitet vektora. U stvari, novi Interceptor® je rezultirao sa 12% smrtnosti, dok su mreže stare na terenu pokazale blago poboljšanje nakon 12 mjeseci (17%, p=0,006) i 24 mjeseca (17%, p=0,004), prije nego što su se vratile na nivoe slične novim mrežama nakon 36 mjeseci (11%, p=0,05). Nasuprot tome, stope smrtnosti za sljedeću generaciju mreža tretiranih insekticidima postepeno su opadale tijekom vremena nakon postavljanja. Smanjenje je bilo najizraženije kod Interceptor® G2, gdje se smrtnost smanjila sa 58% s novim mrežama na 36% nakon 12 mjeseci (p< 0,001), 31% na 24 mjeseca (str< 0,001) i 20% nakon 36 mjeseci (p< 0,001). Novi PermaNet® 3.0 rezultirao je smanjenjem mortaliteta na 37%, što je također značajno smanjeno na 20% nakon 12 mjeseci (p< 0,001), 16% na 24 mjeseca (str< 0,001), i 18% na 36 mjeseci (str< 0,001). Sličan trend je primijećen s Royal Guard®, s novom mrežicom koja je rezultirala smanjenjem smrtnosti od 33%, nakon čega slijedi značajno smanjenje na 21% nakon 12 mjeseci (p< 0,001), 17% na 24 mjeseca (str< 0,001) i 15% na 36 mjeseci (str< 0,001).
Smanjenje plodnosti divljih komaraca Anopheles gambiae otpornih na piretroide koji ulaze u eksperimentalnu kolibu u Kwa, Benin. Podaci iz netretiranih kontrola i novih mreža su objedinjeni u ispitivanjima kako bi se pružila jedinstvena procjena efikasnosti. Tragovi sa zajedničkim slovima nisu se značajno razlikovali na nivou od 5% (p > 0,05) analizom logističke regresije. Trake grešaka predstavljaju intervale pouzdanosti od 95%.
Omjeri šansi opisuju razliku u plodnosti s mrežama za komarce nove generacije u usporedbi s mrežama protiv komaraca samo s piretroidom. Isprekidana linija predstavlja omjer 1, što ukazuje da nema razlike u plodnosti. Odnos kvota< 1 ukazuje na veće smanjenje plodnosti kod mreža nove generacije. Podaci za nove generacije mreža protiv komaraca su objedinjeni u ispitivanjima kako bi se proizvela jedinstvena procjena efikasnosti. Trake grešaka predstavljaju intervale pouzdanosti od 95%.
Vrijeme objave: Feb-17-2025