V Khoweju v južnem Beninu je bila izvedena vrsta pilotnih poskusov v kolibah, da bi ocenili biološko učinkovitost novih in na terenu preizkušenih mrež proti komarjem naslednje generacije proti prenašalcem malarije, odpornim na piretrin. Mreže, starane na terenu, so bile odstranjene iz gospodinjstev po 12, 24 in 36 mesecih. Kosi mreže, izrezani iz celih intravenozalnih mrež komarjev, so bili analizirani glede kemične sestave, med vsakim poskusom pa so bili izvedeni biološki testi občutljivosti za oceno sprememb v odpornosti na insekticide v populaciji prenašalcev Khowe.
Interceptor® G2 je prekosil druge ITN-je, kar je potrdilo superiornost piretroidnih in klorfenapirnih mrež v primerjavi z drugimi vrstami mrež. Med novimi izdelki so vsi ITN-ji naslednje generacije pokazali boljšo bioučinkovitost kot Interceptor®; vendar se je obseg tega izboljšanja po staranju na polju zmanjšal zaradi krajše trajnosti nepiretroidnih spojin. Ti rezultati poudarjajo potrebo po izboljšanju insekticidne obstojnosti ITN-jev naslednje generacije.
InsekticidMreže proti komarjem, obdelane z ionizirajočimi oksidi (ITN), so v zadnjih 20 letih igrale ključno vlogo pri zmanjševanju obolevnosti in umrljivosti zaradi malarije. Od leta 2004 je bilo po vsem svetu razdeljenih več kot 3 milijarde ITN, modelne študije pa kažejo, da je bilo med letoma 2000 in 2015 v podsaharski Afriki preprečenih 68 % primerov malarije. Žal se je odpornost populacij prenašalcev malarije na piretroide (standardni razred insekticidov, ki se uporabljajo v ITN) znatno povečala, kar ogroža učinkovitost tega bistvenega posega. Hkrati se je napredek pri nadzoru malarije po vsem svetu upočasnil, pri čemer se je v številnih državah z veliko obremenitvijo malarije od leta 2015 povečalo število primerov malarije. Ti trendi so spodbudili razvoj nove generacije inovativnih izdelkov ITN, katerih cilj je obravnavati grožnjo odpornosti na piretroide in pomagati zmanjšati to breme ter doseči ambiciozne globalne cilje.
Trenutno so na trgu tri nove generacije mrež za zaščito pred okužbami (ITN), od katerih vsaka združuje piretroid z drugim insekticidom ali sinergistom, ki lahko premaga odpornost na piretroide pri prenašalcih malarije. V zadnjih letih je bilo izvedenih več skupinskih randomiziranih kontroliranih preskušanj (RCT) za oceno epidemiološke učinkovitosti teh mrež v primerjavi s standardnimi mrežami, ki vsebujejo samo piretroide, in za zagotovitev potrebnih dokazov v podporo priporočilom Svetovne zdravstvene organizacije (WHO). Mreže za postelj, ki združujejo piretroide s piperonil butoksidom (PBO), sinergistom, ki poveča učinkovitost piretroidov z zaviranjem encimov za razstrupljanje komarjev, so bile prve, ki jih je priporočila WHO, potem ko sta dva izdelka (Olyset® Plus in PermaNet® 3.0) pokazala boljši epidemiološki učinek v primerjavi z mrežami za postelj, ki vsebujejo samo piretroide, v skupinskih randomiziranih kontroliranih preskušanjih v Tanzaniji in Ugandi. Vendar pa je potrebnih več podatkov za določitev vrednosti mrež za postelj s piretroidi in PBO za javno zdravje v Zahodni Afriki, kjer lahko huda odpornost na piretroide zmanjša njihove koristi v primerjavi z mrežami, ki vsebujejo samo piretroide.
Insekticidna obstojnost ITN se običajno ocenjuje z občasnim zbiranjem mrež iz skupnosti in njihovim testiranjem v laboratorijskih bioloških testih z uporabo sevov komarjev, vzrejenih pri žuželkah. Čeprav so ti testi uporabni za karakterizacijo biološke uporabnosti in učinkovitosti insekticidov na površini mrež za posteljnino skozi čas, zagotavljajo omejene informacije o primerjalni učinkovitosti različnih vrst mrež za posteljnino naslednje generacije, ker je treba uporabljene metode in seve komarjev prilagoditi načinu delovanja insekticidov, ki jih vsebujejo. Eksperimentalni test s kočo je alternativni pristop, ki ga je mogoče uporabiti za primerjalno oceno učinkovitosti mrež, tretiranih z insekticidi, v študijah trajnosti v pogojih, ki posnemajo naravne interakcije med divjimi gostitelji komarjev in gospodinjskimi mrežami med uporabo. Dejansko so nedavne študije modeliranja, ki uporabljajo entomološke nadomestke za epidemiološke podatke, pokazale, da se lahko umrljivost komarjev in stopnja hranjenja, izmerjene v teh preskušanjih, uporabijo za napovedovanje vpliva ITN na incidenco in razširjenost malarije v grozdnih randomiziranih kontroliranih študijah. Tako lahko eksperimentalne študije, ki temeljijo na kočah, v katerih so na terenu zbrane bezgavke, tretirane z insekticidi, vključene v grozdne randomizirane kontrolirane študije (RCT), zagotovijo dragocene podatke o primerjalni bioučinkovitosti in insekticidni obstojnosti bezgavk, tretiranih z insekticidi, v njihovi pričakovani življenjski dobi ter pomagajo pri interpretaciji epidemioloških rezultatov teh študij.
Eksperimentalni test s kočo je standardiziran simuliran človeški dom, ki ga priporoča Svetovna zdravstvena organizacija za ocenjevanje učinkovitosti mrež proti komarjem, obdelanih z insekticidi. Ti testi posnemajo dejanske pogoje izpostavljenosti, s katerimi se gostitelji komarjev srečujejo pri interakciji z gospodinjskimi mrežami proti komarjem, in so zato zelo primeren pristop za ocenjevanje biološke učinkovitosti rabljenih mrež proti komarjem v času njihove pričakovane življenjske dobe.
V tej študiji so ocenili entomološko učinkovitost treh različnih vrst insekticidnih mrež proti komarjem nove generacije (PermaNet® 3.0, Royal Guard® in Interceptor® G2) v terenskih pogojih v poskusnih hlevih in jih primerjali s standardno mrežo, ki vsebuje samo piretrin (Interceptor®). Vse te mreže proti komarjem, tretirane z insekticidi, so vključene na predhodno kvalificiran seznam SZO za zatiranje vektorjev. Podrobne značilnosti vsake mreže proti komarjem so navedene spodaj:
Marca 2020 je bila v vaseh s kolibami v prefekturi Zou v južnem Beninu izvedena obsežna kampanja razdeljevanja na polju staranih mrež proti komarjem za pilotne preizkuse v kolibah. Mreže proti komarjem Interceptor®, Royal Guard® in Interceptor® G2 so bile izbrane iz naključno izbranih grozdov v občinah Kove, Zagnanado in Ouinhi kot del opazovalne študije trajnosti, vgnezdene v grozdno randomizirano kontrolirano raziskavo (RCT), da bi ocenili epidemiološko učinkovitost dvojno tretiranih mrež proti komarjem. Mreže proti komarjem PermaNet® 3.0 so bile zbrane v vasi Avokanzun blizu občin Jija in Bohicon (7°20′ S, 1°56′ V) in razdeljene sočasno s grozdnimi mrežami proti komarjem RCT med množično kampanjo Nacionalnega programa za nadzor malarije leta 2020. Slika 1 prikazuje lokacije študijskih grozdov/vasi, kjer so bile zbrane različne vrste mrež proti komarjem, glede na lokacije poskusnih kolib.
Izveden je bil pilotni poskus s kolibami za primerjavo entomološke učinkovitosti imunskih mrež za nošenje (ITN) Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® in Interceptor® G2, ko so bile odstranjene iz gospodinjstev 12, 24 in 36 mesecev po razširjanju. V vsakem letnem časovnem obdobju je bila učinkovitost starih ITN na terenu primerjana z novimi, neuporabljenimi mrežami vsake vrste in neobdelanimi mrežami kot negativno kontrolo. V vsakem letnem časovnem obdobju je bilo v 1 ali 2 ponovitvenih poskusih s kolibami z dnevno rotacijo tretiranj testiranih skupno 54 ponovljenih vzorcev na terenu staranih ITN in 6 novih ITN vsake vrste. Pred vsakim poskusom s kolibami je bil v skladu s priporočili SZO izmerjen povprečni indeks poroznosti starih poljskih mrež vsake vrste ITN. Za simulacijo obrabe zaradi vsakodnevne uporabe so bile vse nove ITN in neobdelane kontrolne mreže perforirane s šestimi luknjami velikosti 4 x 4 cm: dvema v vsaki dolgi stranski plošči in eno v vsaki kratki stranski plošči, v skladu s priporočili SZO. Mreža proti komarjem je bila nameščena v notranjosti koče tako, da so bili robovi strešnih plošč z vrvmi pritrjeni na žeblje v zgornjih kotih sten koče. V vsakem poskusu koče so bili ocenjeni naslednji načini obdelave:
Mreže, starane na polju, so bile ocenjene v poskusnih kolibah v istem letu, ko so bile mreže odstranjene. Poskusi s kolibami so bili izvedeni na istem mestu od maja do septembra 2021, od aprila do junija 2022 in od maja do julija 2023, mreže pa so bile odstranjene po 12, 24 oziroma 36 mesecih. Vsak preskus je trajal en celoten cikel tretiranja (54 noči v 9 tednih), razen 12 mesecev, ko sta bila izvedena dva zaporedna cikla tretiranja za povečanje velikosti vzorca komarjev. Po latinskem kvadratnem načrtu so se tretiranja tedensko menjavala med poskusnimi kolibami, da bi se nadzorovali učinki lokacije kolib, prostovoljci pa so se menjavali dnevno, da bi se nadzorovale razlike v privlačnosti komarjev posameznih gostiteljev. Komarji so bili zbirani 6 dni na teden; 7. dan, pred naslednjim ciklom rotacije, so bile kolibe očiščene in prezračene, da bi preprečili okužbo.
Primarni končni rezultati učinkovitosti eksperimentalnega zdravljenja s komarji vrste Anopheles gambiae, odpornimi na piretroide, in primerjava ITN naslednje generacije z mrežo Interceptor®, ki vsebuje samo piretroide, so bili naslednji:
Sekundarni opazovani dogodki učinkovitosti eksperimentalnega zdravljenja s komarji vrste Anopheles gambiae, odpornimi na piretroide, so bili naslednji:
Zadrževanje (%) – zmanjšanje stopnje vstopa v tretirano skupino v primerjavi z netretirano skupino. Izračun je naslednji:
kjer je Tu število komarjev, vključenih v neobdelano kontrolno skupino, Tt pa število komarjev, vključenih v tretirano skupino.
Stopnja odhoda (%) – Stopnja odhoda zaradi morebitnega draženja zaradi tretiranja, izražena kot delež komarjev, zbranih na balkonu.
Koeficient zaviranja krvosesanja (%) je zmanjšanje deleža krvosesnih komarjev v tretirani skupini v primerjavi z netretirano kontrolno skupino. Metoda izračuna je naslednja: kjer je Bfu delež krvosesnih komarjev v netretirani kontrolni skupini, Bft pa delež krvosesnih komarjev v tretirani skupini.
Zmanjšanje plodnosti (%) – zmanjšanje deleža plodnih komarjev v tretirani skupini v primerjavi z netretirano kontrolno skupino. Metoda izračuna je naslednja: kjer je Fu delež plodnih komarjev v netretirani kontrolni skupini, Ft pa delež plodnih komarjev v tretirani skupini.
Za spremljanje sprememb profila odpornosti populacij vektorjev Covè skozi čas je SZO v istem letu vsakega eksperimentalnega preskušanja hut (2021, 2022, 2023) izvedla in vitro in vialne biološke teste, da bi ocenila dovzetnost za avijarno influenco v preučevanih insekticidih in da bi podprla interpretacijo rezultatov. V študijah in vitro so bili komarji izpostavljeni filtrirnim papirjem, obdelanim z določenimi koncentracijami alfa-cipermetrina (0,05 %) in deltametrina (0,05 %), ter steklenicam, prevlečenim z določenimi koncentracijami CFP (100 μg/steklenico) in PPF (100 μg/steklenico), da bi ocenili dovzetnost za te insekticide. Intenzivnost odpornosti na piretroide je bila raziskana z izpostavitvijo komarjev 5-kratnim (0,25 %) in 10-kratnim (0,50 %) različnim koncentracijam α-cipermetrina in deltametrina. Končno je bil prispevek sinergije PBO in prekomerne ekspresije citokrom P450 monooksigenaze (P450) k odpornosti na piretroide ocenjen s predhodno izpostavitvijo komarjev različnim koncentracijam α-cipermetrina (0,05 %) in deltametrina (0,05 %) ter predhodno izpostavitvijo PBO (4 %). Filtrirni papir, uporabljen za test s epruvetami WHO, je bil kupljen pri Universiti Sains Malezija. Viale za biološki test WHO z uporabo CFP in PPF so bile pripravljene v skladu s priporočili WHO.
Komarji, uporabljeni za biološke teste, so bili zbrani v larvalni fazi z razmnoževališč v bližini poskusnih koč in nato vzrejeni do odraslih osebkov. V vsaki časovni točki je bilo vsakemu tretiranju izpostavljenih vsaj 100 komarjev 60 minut, s 4 ponovitvami na epruveto/steklenico in približno 25 komarjev na epruveto/steklenico. Za izpostavljenost piretroidom in CFP so bili uporabljeni 3–5 dni stari nehranjeni komarji, medtem ko so bili za PPF uporabljeni 5–7 dni stari krvosesni komarji za spodbujanje oogeneze in oceno učinka PPF na razmnoževanje komarjev. Vzporedne izpostavljenosti so bile izvedene z uporabo filtrirnega papirja, impregniranega s silikonskim oljem, nerazredčenega PBO (4 %) in steklenic, prevlečenih z acetonom, kot kontrolne skupine. Na koncu izpostavljenosti so bili komarji preneseni v neobdelane posode in izpostavljeni vati, namočeni v 10 % (m/v) raztopini glukoze. Smrtnost je bila zabeležena 24 ur po izpostavljenosti piretroidom in nato vsakih 24 ur 72 ur po izpostavljenosti CFP in PPF. Za oceno dovzetnosti za PPF so preživele komarje, izpostavljene PPF, in ustrezne negativne kontrole secirali po zabeležitvi zapoznele smrtnosti, razvoj jajčnikov so opazovali s sestavljenim mikroskopom, plodnost pa so ocenili glede na Christopherjevo stopnjo razvoja jajčec [28, 30]. Če so se jajčeca popolnoma razvila do Christopherjevega stadija V, so bili komarji razvrščeni kot plodni, če pa jajčeca niso bila popolnoma razvita in so ostala v stopnjah I–IV, so bili komarji razvrščeni kot sterilni.
V vsakem letnem času so bili iz novih in na polju staranih mrež na mestih, določenih v priporočilih SZO [22], izrezani kosi velikosti 30 × 30 cm. Po rezanju so bile mreže označene, zavite v aluminijasto folijo in shranjene v hladilniku pri 4 ± 2 °C, da se prepreči migracija AI v tkanino. Mreže so bile nato poslane v Valonski kmetijski raziskovalni center v Belgiji na kemijsko analizo za merjenje sprememb skupne vsebnosti AI med njihovo življenjsko dobo. Uporabljene analitične metode (ki temeljijo na metodah, ki jih priporoča Mednarodni sodelovalni odbor za analizo pesticidov) so bile opisane že prej [25, 31].
Za eksperimentalne podatke preskušanja v kolibah je bilo za vsako tretiranje v vsakem preskušanju sešteto skupno število živih/mrtvih, grizečih/negrizečih in plodnih/sterilnih komarjev v različnih predelkih kolib, da bi se izračunali različni proporcionalni izidi (72-urna smrtnost, ugrizi, ektoparazitizem, ujetost v mrežo, plodnost) in njihovi ustrezni 95-odstotni intervali zaupanja (IZ). Razlike med tretiranji za te proporcionalne binarne izide so bile analizirane z logistično regresijo, medtem ko so bile razlike za izide štetja analizirane z negativno binomsko regresijo. Ker sta bila vsakih 12 mesecev izvedena dva cikla rotacije tretiranj in so bila nekatera tretiranja preizkušena v različnih preskušanjih, so bile analize penetracije komarjev prilagojene glede na število dni testiranja vsakega tretiranja. Analizirana je bila tudi nova ITN za vsak izid, da bi se dobila enotna ocena za vse časovne točke. Poleg glavne pojasnjevalne spremenljivke tretiranja je vsak model vključeval kočo, spečega človeka, poskusno obdobje, indeks odprtine ITN in dan kot fiksne učinke za nadzor variacij zaradi razlik v privlačnosti posameznih spečih ljudi in kolib, sezonskosti, statusu mreže proti komarjem in prekomerni razpršenosti. Regresijske analize so dale prilagojena razmerja obetov (OR) in ustrezne 95-odstotne intervale zaupanja za oceno učinka nove generacije ITN v primerjavi z mrežo, ki vsebuje samo piretroid, Interceptor®, na primarne izide umrljivosti in plodnosti komarjev. Vrednosti P iz modelov so bile uporabljene tudi za dodelitev kompaktnih črk, ki označujejo statistično značilnost na 5-odstotni ravni za vse parne primerjave primarnih in sekundarnih izidov. Vse regresijske analize so bile izvedene v programu Stata različice 18.
Občutljivost populacij vektorjev Covese je bila interpretirana na podlagi umrljivosti in plodnosti, opaženih in vitro in bioloških testov v steklenicah v skladu s priporočili Svetovne zdravstvene organizacije. Rezultati kemijske analize so zagotovili skupno vsebnost AI v fragmentih ITN, ki je bila uporabljena za izračun stopnje zadrževanja AI v mrežah, staranih na polju, v primerjavi z novimi mrežami na vsaki časovni točki vsako leto. Vsi podatki so bili ročno zabeleženi na standardiziranih obrazcih in nato dvakrat vneseni v podatkovno zbirko Microsoft Excel.
Etični odbori Ministrstva za zdravje Benina (št. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), Londonske šole za higieno in tropsko medicino (LSHTM) (št. 16237) in Svetovne zdravstvene organizacije (št. ERC.0003153) so odobrili izvedbo pilotnega preskušanja, v katerega so bili vključeni prostovoljci. Pred sodelovanjem v študiji je bilo od vseh prostovoljcev pridobljeno pisno informirano soglasje. Vsi prostovoljci so prejeli brezplačno kemoprofilakso za zmanjšanje tveganja za malarijo, ves čas preskušanja pa je bila prisotna medicinska sestra, ki je ocenila vsakega prostovoljca, ki je razvil simptome vročine ali neželene reakcije na testirani izdelek.
Celotni rezultati iz poskusnih kolib, ki povzemajo skupno število živih/mrtvih, stradajočih/krvavih in plodnih/sterilnih komarjev za vsako poskusno skupino, ter opisna statistika so predstavljeni kot dodatno gradivo (tabela S1).
V eksperimentalni koči v Kowi v Beninu so preprečili hranjenje divjih komarjev vrste Anopheles gambiae, odpornih na piretroide. Podatki iz netretiranih kontrolnih skupin in novih mrež so bili združeni iz vseh poskusov, da bi zagotovili enotno oceno učinkovitosti. Z logistično regresijsko analizo se stolpci s skupnimi črkami niso bistveno razlikovali na 5-odstotni ravni (p > 0,05). Stolpci napak predstavljajo 95-odstotne intervale zaupanja.
Smrtnost divjih komarjev vrste Anopheles gambiae, odpornih na piretroide, ki so vstopili v poskusno kočo v Kowi v Beninu. Podatki iz netretiranih kontrol in novih mrež so bili združeni iz vseh poskusov, da bi zagotovili enotno oceno učinkovitosti. Z logistično regresijsko analizo se stolpci s skupnimi črkami niso bistveno razlikovali na ravni 5 % (p > 0,05). Stolpci napak predstavljajo 95-odstotne intervale zaupanja.
Razmerje verjetnosti opisuje razliko v umrljivosti pri uporabi mrež proti komarjem nove generacije v primerjavi z mrežami proti komarjem, ki vsebujejo samo piretroid. Pikčasta črta predstavlja razmerje verjetnosti 1, kar pomeni, da ni razlike v umrljivosti. Razmerje verjetnosti > 1 pomeni višjo umrljivost pri uporabi mrež proti komarjem nove generacije. Podatki za mreže proti komarjem nove generacije so bili združeni iz vseh preskušanj, da bi dobili enotno oceno učinkovitosti. Stolpci napak predstavljajo 95-odstotne intervale zaupanja.
Čeprav je Interceptor® pokazal najnižjo stopnjo umrljivosti med vsemi testiranimi mrežami za zaščito pred insekticidi, staranje mrež na polju ni negativno vplivalo na umrljivost vektorjev. Pravzaprav je novi Interceptor® povzročil 12-odstotno umrljivost, medtem ko so mreže, starane na polju, pokazale rahlo izboljšanje po 12 mesecih (17 %, p=0,006) in 24 mesecih (17 %, p=0,004), preden so se po 36 mesecih vrnile na ravni, podobne novim mrežam (11 %, p=0,05). Nasprotno pa se je stopnja umrljivosti pri naslednji generaciji mrež, tretiranih z insekticidi, sčasoma po namestitvi postopoma zmanjševala. Zmanjšanje je bilo najbolj izrazito pri Interceptor® G2, kjer se je umrljivost zmanjšala z 58 % pri novih mrežah na 36 % pri 12 mesecih (p< 0,001), 31 % po 24 mesecih (p< 0,001) in 20 % pri 36 mesecih (p< 0,001). Novi PermaNet® 3.0 je zmanjšal umrljivost na 37 %, ki se je po 12 mesecih prav tako znatno zmanjšala na 20 % (p< 0,001), 16 % po 24 mesecih (p< 0,001) in 18 % pri 36 mesecih (p< 0,001). Podoben trend so opazili pri Royal Guard®, pri čemer je nova mrežica povzročila 33-odstotno zmanjšanje umrljivosti, nato pa je sledilo znatno zmanjšanje na 21 % po 12 mesecih (p< 0,001), 17 % po 24 mesecih (p< 0,001) in 15 % pri 36 mesecih (p< 0,001).
Zmanjšanje plodnosti divjih komarjev vrste Anopheles gambiae, odpornih na piretroide, ki vstopajo v poskusno kočo v Kwi v Beninu. Podatki iz neobdelanih kontrolnih skupin in novih mrež so bili združeni iz vseh poskusov, da bi zagotovili enotno oceno učinkovitosti. Stolpci s skupnimi črkami se na ravni 5 % (p > 0,05) z logistično regresijsko analizo niso bistveno razlikovali. Stolpci napak predstavljajo 95-odstotne intervale zaupanja.
Razmerja verjetnosti opisujejo razliko v plodnosti pri mrežah proti komarjem nove generacije v primerjavi z mrežami proti komarjem, ki vsebujejo samo piretroid. Pikčasta črta predstavlja razmerje 1, kar pomeni, da ni razlike v plodnosti. Razmerja verjetnosti< 1 kaže na večje zmanjšanje plodnosti pri mrežah nove generacije. Podatki za mreže proti komarjem nove generacije so bili združeni iz vseh poskusov, da bi dobili enotno oceno učinkovitosti. Stolpci napak predstavljajo 95-odstotne intervale zaupanja.
Čas objave: 17. februar 2025