V Khoweju v južnem Beninu so izvedli vrsto pilotnih poskusov v kočah, da bi ocenili biološko učinkovitost novih in na terenu testiranih mrež proti komarjem naslednje generacije proti vektorjem malarije, odpornim na piretrin. Stare mreže so bile iz gospodinjstev odstranjene po 12, 24 in 36 mesecih. Kosi spleta, izrezani iz celih ITN, so bili analizirani glede kemične sestave in biološki testi občutljivosti so bili izvedeni med vsakim poskusom, da bi ocenili spremembe odpornosti proti insekticidom v populaciji vektorjev Khowe.
Interceptor® G2 je presegel druge ITN, kar je potrdilo superiornost piretroidnih in klorfenapirskih mrež pred drugimi vrstami mrež. Med novimi izdelki so vsi ITN naslednje generacije pokazali boljšo bioučinkovitost kot Interceptor®; vendar se je obseg tega izboljšanja zmanjšal po staranju na terenu zaradi krajše obstojnosti nepiretroidnih spojin. Ti rezultati poudarjajo potrebo po izboljšanju insekticidne obstojnosti ITN naslednje generacije.
InsekticidMreže proti komarjem, obdelane s komarji (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, študije modeliranja pa kažejo, da je bilo med letoma 2000 in 2015 preprečenih 68 % primerov malarije v podsaharski Afriki. Na žalost se je odpornost populacij vektorjev malarije na piretroide (standardni razred insekticidov, ki se uporabljajo v ITN) močno povečala, kar ogroža učinkovitost tega bistvenega posega. Hkrati se je napredek pri obvladovanju malarije po vsem svetu upočasnil, pri čemer se je v številnih državah z visoko obremenitvijo od leta 2015 število primerov malarije povečalo. Ti trendi so spodbudili razvoj nove generacije inovativnih izdelkov ITN, namenjenih obravnavanju grožnje odpornosti proti piretroidom in pomoči pri zmanjševanju tega bremena ter doseganju ambicioznih globalnih ciljev.
Trenutno so na trgu tri nove generacije ITN, od katerih vsaka združuje piretroid z drugim insekticidom ali sinergistom, ki lahko premagajo odpornost prenašalcev malarije na piretroide. V zadnjih letih so bila izvedena številna grozdna randomizirana kontrolirana preskušanja (RCT), da bi ocenili epidemiološko učinkovitost teh mrež v primerjavi s standardnimi mrežami, ki vsebujejo samo piretroide, in da bi zagotovili potrebne dokaze v podporo priporočilom Svetovne zdravstvene organizacije (WHO). Posteljne mreže, ki združujejo piretroide s piperonil butoksidom (PBO), sinergistom, ki povečuje učinkovitost piretroidov z zaviranjem encimov za razstrupljanje komarjev, so bile prve, ki jih je Svetovna zdravstvena organizacija priporočila, potem ko sta dva izdelka (Olyset® Plus in PermaNet® 3.0) pokazala boljši epidemiološki učinek v primerjavi s posteljnimi mrežami, ki vsebujejo samo piretroide v grozdu. randomizirana kontrolirana preskušanja v Tanzaniji in Ugandi. Vendar je potrebnih več podatkov za določitev vrednosti piretroidnih posteljnih mrež PBO za javno zdravje v Zahodni Afriki, kjer lahko močna odpornost na piretroide zmanjša njihove koristi v primerjavi s posteljnimi mrežami, ki vsebujejo samo piretroide.
Insekticidno obstojnost ITN se običajno oceni z občasnim zbiranjem mrež iz skupnosti in njihovim testiranjem v laboratorijskih bioloških testih z uporabo sevov komarjev, vzgojenih z žuželkami. Medtem ko so ti testi uporabni za karakterizacijo biološke uporabnosti in učinkovitosti insekticidov na površini posteljnih mrež skozi čas, zagotavljajo omejene informacije o primerjalni učinkovitosti različnih vrst posteljnih mrež naslednje generacije, ker je treba uporabljene metode in seve komarjev prilagoditi načinu delovanja insekticidov, ki jih vsebujejo. Eksperimentalni test komarjev je alternativni pristop, ki se lahko uporablja za primerjalno oceno učinkovitosti mrež, obdelanih z insekticidi, v študijah trajnosti v pogojih, ki posnemajo naravne interakcije med gostitelji divjih komarjev in gospodinjskimi mrežami med uporabo. Dejansko so nedavne študije modeliranja z uporabo entomoloških nadomestkov za epidemiološke podatke pokazale, da se umrljivost komarjev in stopnje hranjenja, izmerjene v teh preskušanjih, lahko uporabijo za napovedovanje vpliva ITN na incidenco in razširjenost malarije v skupinah RCT. Tako lahko eksperimentalna preskušanja v kočah, v katerih so na terenu zbrane bezgavke, obdelane z insekticidi, vključene v skupino RCT, lahko zagotovijo dragocene podatke o primerjalni biološki učinkovitosti in insekticidni obstojnosti bezgavk, obdelanih z insekticidi, v njihovi pričakovani življenjski dobi ter pomagajo razložiti epidemiološke rezultate teh študij.
Eksperimentalni test koče je standardizirano simulirano človeško bivališče, ki ga priporoča Svetovna zdravstvena organizacija za ocenjevanje učinkovitosti mrež proti komarjem, tretiranih z insekticidi. Ti testi posnemajo pogoje izpostavljenosti v resničnem svetu, s katerimi se gostitelji komarjev srečajo pri interakciji z gospodinjskimi posteljnimi mrežami, in so zato zelo primeren pristop za ocenjevanje biološke učinkovitosti uporabljenih posteljnih mrež v njihovi pričakovani življenjski dobi.
Ta študija je ocenila entomološko učinkovitost treh različnih tipov nove generacije insekticidnih mrež proti komarjem (PermaNet® 3.0, Royal Guard® in Interceptor® G2) v terenskih razmerah v poskusnih hlevih in jih primerjala s standardno mrežo samo s piretrinom (Interceptor®). Vse te mreže proti komarjem, obdelane z insekticidi, so vključene na predkvalificirani seznam WHO za nadzor vektorjev. Spodaj so navedene podrobne značilnosti vsake mreže proti komarjem:
Marca 2020 je bila v vaseh koč v prefekturi Zou v južnem Beninu izvedena obsežna kampanja razdeljevanja na terenu starih mrež proti komarjem za pilotne poskuse v kočah. Posteljne mreže Interceptor®, Royal Guard® in Interceptor® G2 so bile izbrane iz naključno izbranih skupin v občinah Kove, Zagnanado in Ouinhi kot del opazovalne študije trajnosti, ugnezdene v skupino RCT za oceno epidemiološke učinkovitosti dvojnih posteljnih mrež, tretiranih z insekticidi. Mreže proti komarjem PermaNet® 3.0 so bile zbrane v vasi Avokanzun v bližini okrožij Jija in Bohicon (7°20′ S, 1°56′ V) in razdeljene sočasno z mrežami proti komarjem RCT v grozdu med množično kampanjo Nacionalnega programa za nadzor malarije leta 2020. Slika 1 prikazuje lokacije študijskih skupin/vasi, kjer so bile zbrane različne vrste ITN glede na eksperimentalna mesta koč.
Izveden je bil pilotni poskus v koči za primerjavo entomološke učinkovitosti Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® in Interceptor® G2 ITN, ko so bili odstranjeni iz gospodinjstev 12, 24 in 36 mesecev po razširjanju. Na vsaki letni časovni točki je bila uspešnost starih ITN na terenu primerjana z novimi, neuporabljenimi mrežami vsake vrste in neobdelanimi mrežami kot negativno kontrolo. Na vsaki letni časovni točki je bilo testiranih skupaj 54 ponovljenih vzorcev ITN, starih na terenu, in 6 novih ITN vsake vrste v 1 ali 2 ponovljenih poskusih v kočah z dnevno rotacijo zdravljenj. Pred vsakim hut poskusom je bil v skladu s priporočili WHO 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 4 x 4 cm: dve v vsaki dolgi stranski plošči in ena v vsaki kratki stranski plošči, v skladu s priporočili WHO. Mrežo proti komarjem so v notranjost koče namestili tako, da so robove strešne pločevine z vrvmi privezali na žeblje v zgornjih vogalih sten koče. Naslednja zdravljenja so bila ovrednotena v vsakem hut preskušanju:
Na terenu starane mreže so bile ovrednotene v poskusnih kočah istega leta, ko so bile mreže odstranjene. Preskusi koč so bili izvedeni na istem mestu od maja do septembra 2021, aprila do junija 2022 in od maja do julija 2023, pri čemer so bile mreže odstranjene po 12, 24 oziroma 36 mesecih. Vsako preskušanje je trajalo en celoten cikel zdravljenja (54 noči v 9 tednih), razen 12 mesecev, ko sta bila izvedena dva zaporedna cikla zdravljenja za povečanje velikosti vzorca komarjev. Po zasnovi latinskega kvadrata so se zdravljenja tedensko izmenjevala med poskusnimi kočami, da bi se nadzorovali učinki lokacije koč, medtem ko so se prostovoljci dnevno menjavali, da bi nadzorovali razlike v privlačnosti posameznih gostiteljev za komarje. Komarje smo zbirali 6 dni na teden; 7. dan, pred naslednjim ciklom rotacije, so bile koče očiščene in prezračene, da se prepreči okužba.
Primarne končne točke učinkovitosti za eksperimentalno zdravljenje v koči proti komarjem Anopheles gambiae, odpornim proti piretroidom, in primerjava naslednje generacije ITN z mrežo Interceptor®, ki vsebuje samo piretroide, sta bila:
Sekundarne končne točke učinkovitosti za eksperimentalno zdravljenje v koči proti komarjem Anopheles gambiae, odpornim proti piretroidom, so bile naslednje:
Zadrževanje (%) – zmanjšanje vstopne stopnje v zdravljeno skupino v primerjavi z nezdravljeno skupino. Izračun je naslednji:
kjer je Tu število komarjev, vključenih v netretirano kontrolno skupino, Tt pa je število komarjev, vključenih v tretirano skupino.
Stopnja odselitve (%) – Stopnja odselitve zaradi morebitnega draženja zaradi zdravljenja, izražena kot delež komarjev, pobranih na balkonu.
. Koeficient zatiranja krvosesov (%) je zmanjšanje deleža krvosesih komarjev v tretirani skupini v primerjavi z netretirano kontrolno skupino. Metoda izračuna je naslednja: kjer je Bfu delež krvosesih komarjev v netretirani kontrolni skupini, Bft pa je delež krvosesih komarjev v tretirani skupini.
Zmanjšanje plodnosti (%) — zmanjšanje deleža plodnih komarjev v tretirani skupini v primerjavi z netretirano kontrolo. 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 v profilu odpornosti populacij vektorjev Covè skozi čas je WHO izvedla biološke teste in vitro in viale v istem letu vsakega eksperimentalnega preskušanja v koči (2021, 2022, 2023), da bi ocenila dovzetnost za AI v preučevanih ITN in informirala 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/stekleničko) in PPF (100 μg/stekleničko), da bi ocenili občutljivost za ta insekticida. Intenzivnost odpornosti na piretroide smo raziskali tako, da smo komarje izpostavili 5-kratnim (0,25 %) in 10-kratnim (0,50 %) diferencialnim koncentracijam α-cipermetrina in deltametrina. Nazadnje 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 izpostavljenostjo PBO (4 %). Filtrirni papir, uporabljen za epruvetni test WHO, je bil kupljen pri Universiti Sains Malaysia. 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 fazi ličink z mest za razmnoževanje v bližini poskusnih koč in nato vzgojeni do odraslih. V vsaki časovni točki je bilo vsaj 100 komarjev izpostavljenih vsakemu zdravljenju za 60 minut, s 4 ponovitvami na epruveto/stekleničko in približno 25 komarjev na epruveto/stekleničko. Za izpostavljenost piretroidom in CFP so uporabili 3–5 dni stare nehranjene komarje, medtem ko so za PPF uporabili 5–7 dni stare krvosese komarje za spodbujanje oogeneze in oceno učinka PPF na razmnoževanje komarjev. Vzporedne izpostavljenosti so bile izvedene z uporabo filtrirnega papirja, impregniranega s silikonskim oljem, čistega PBO (4 %) in steklenic, prevlečenih z acetonom, kot kontrol. Na koncu izpostavljenosti so komarje prenesli v neobdelane posode in jih izpostavili vati, namočeni v 10 % (m/v) raztopini glukoze. Smrtnost so zabeležili 24 ur po izpostavljenosti piretroidom in 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 tem, ko so zabeležili zapoznelo umrljivost, s sestavljenim mikroskopom opazovali razvoj jajčnikov in ocenili plodnost glede na Christophersovo stopnjo razvoja jajčec [28, 30]. Če so se jajčeca popolnoma razvila do Christopherjeve stopnje V, so bili komarji razvrščeni kot plodni, in če jajčeca niso bila popolnoma razvita in so ostala v stopnjah I–IV, so bili komarji razvrščeni kot sterilni.
Ob vsaki časovni točki v letu so bili kosi velikosti 30 × 30 cm izrezani iz novih in na terenu starih mrež na lokacijah, določenih v priporočilih WHO [22]. 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 center za kmetijske raziskave v Belgiji na kemično analizo za merjenje sprememb v skupni vsebnosti umetne inteligence med njihovo življenjsko dobo. Uporabljene analitske metode (temeljijo na metodah, ki jih priporoča Mednarodni kooperativni odbor za analizo pesticidov) so bile opisane prej [25, 31].
Za eksperimentalne podatke o kočah je bilo skupno število živih/mrtvih, grizečih/negrizečih in plodnih/sterilnih komarjev v različnih oddelkih koče sešteto za vsako zdravljenje v vsakem preskušanju, da se izračunajo različni sorazmerni rezultati (72-urna smrtnost, ugrizi, ektoparazitizem, ujetost v mrežo, plodnost) in njihovi ustrezni 95-odstotni intervali zaupanja (CI). Razlike med zdravljenji za te proporcionalne binarne rezultate so bile analizirane z uporabo logistične regresije, medtem ko so bile razlike za rezultate štetja analizirane z uporabo negativne binomske regresije. Ker sta bila vsakih 12 mesecev izvedena dva cikla rotacije zdravljenja in so bila nekatera zdravljenja preizkušena med preskušanji, so bile analize penetracije komarjev prilagojene številu dni testiranja vsakega zdravljenja. Novi ITN za vsak izid je bil prav tako analiziran, da bi dobili enotno oceno za vse časovne točke. Poleg glavne pojasnjevalne spremenljivke zdravljenja je vsak model vključeval kočo, spalnik, poskusno obdobje, indeks zaslonke ITN in dan kot fiksne učinke za nadzor variacije zaradi razlik v privlačnosti posameznega spalnika in koče, sezonskosti, statusa mreže proti komarjem in presežne razpršenosti. Regresijske analize so ustvarile prilagojena razmerja obetov (OR) in ustrezne 95-odstotne intervale zaupanja za oceno učinka nove generacije ITN v primerjavi z mrežo Interceptor®, ki vsebuje samo piretroide, na primarne rezultate umrljivosti in plodnosti komarjev. Vrednosti P iz modelov so bile uporabljene tudi za dodelitev strnjenih črk, ki označujejo statistično pomembnost na 5-odstotni ravni za vse parne primerjave primarnih in sekundarnih rezultatov. Vse regresijske analize so bile izvedene v različici Stata 18.
Občutljivost vektorskih populacij Covese je bila interpretirana na podlagi umrljivosti in plodnosti, opaženih in vitro in bioloških preskusih v steklenicah v skladu s priporočili Svetovne zdravstvene organizacije. Rezultati kemijske analize so zagotovili skupno vsebnost umetne inteligence v fragmentih ITN, ki je bila uporabljena za izračun stopnje zadrževanja umetne inteligence v na terenu starih mrežah v primerjavi z novimi mrežami ob vsaki časovni točki vsako leto. Vsi podatki so bili ročno zabeleženi na standardiziranih obrazcih in nato dvojno vneseni v podatkovno bazo Microsoft Excel.
Odbori za etiko pri Ministrstvu za zdravje Benina (št. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), Londonska šola za higieno in tropsko medicino (LSHTM) (št. 16237) in Svetovna zdravstvena organizacija (št. ERC.0003153) so odobrili izvedbo pilotnega preskušanja na kočah, ki je vključevalo prostovoljce. Pred sodelovanjem v študiji so vsi prostovoljci pridobili pisno informirano soglasje. Vsi prostovoljci so prejeli brezplačno kemoprofilakso za zmanjšanje tveganja malarije, medicinska sestra pa je bila ves čas preskušanja dežurna, da bi ocenila vsakega prostovoljca, pri katerem so se pojavili simptomi vročine ali neželene reakcije na preskusni izdelek.
Celotni rezultati iz eksperimentalnih koč, ki povzemajo skupno število živih/mrtvih, izstradanih/krvohranjenih in plodnih/sterilnih komarjev za vsako eksperimentalno skupino, kot tudi opisna statistika so predstavljeni kot dodatni material (tabela S1).
V poskusni koči v mestu Kowa v Beninu so zatrli hranjenje divjih komarjev vrste Anopheles gambiae, odpornih proti piretroidom. Podatki iz netretiranih kontrol in novih mrež so bili združeni med preskušanji, da se zagotovi enotna ocena učinkovitosti. Po logistični regresijski analizi se stolpci s skupnimi črkami na 5% ravni niso značilno razlikovali (p > 0,05). Vrstice napak predstavljajo 95 % intervale zaupanja.
Smrtnost divjih proti piretroidom odpornih komarjev Anopheles gambiae, ki vstopajo v eksperimentalno kočo v Kowi v Beninu. Podatki iz nezdravljenih kontrol in novih mrež so bili združeni med preskušanji, da bi zagotovili enotno oceno učinkovitosti. Po logistični regresijski analizi se stolpci s skupnimi črkami na 5% ravni niso značilno razlikovali (p > 0,05). Vrstice napak predstavljajo 95 % intervale zaupanja.
Razmerje obetov opisuje razliko v umrljivosti pri mrežah proti komarjem nove generacije v primerjavi z mrežami proti komarjem, ki vsebujejo samo piretroide. Črtkana črta predstavlja razmerje obetov 1, kar ne kaže na razliko v umrljivosti. Razmerje verjetnosti > 1 pomeni večjo umrljivost pri mrežah proti komarjem nove generacije. Podatki za mreže proti komarjem nove generacije so bili združeni med poskusi, da bi dobili enotno oceno učinkovitosti. Vrstice napak predstavljajo 95 % intervale zaupanja.
Čeprav je Interceptor® pokazal najnižjo umrljivost med vsemi testiranimi ITN, staranje na terenu ni negativno vplivalo na njegov vpliv na umrljivost vektorjev. Pravzaprav je novi Interceptor® povzročil 12-odstotno umrljivost, medtem ko so mreže, starane na terenu, pokazale rahlo izboljšanje pri 12 mesecih (17 %, p=0,006) in 24 mesecih (17 %, p=0,004), preden so se pri 36 mesecih vrnile na ravni, podobne novim mrežam (11 %, p=0,05). Nasprotno pa so stopnje umrljivosti za naslednjo generacijo mrež, obdelanih z insekticidi, postopoma upadale po uvedbi. Zmanjšanje je bilo najbolj izrazito pri Interceptorju G2, kjer se je smrtnost zmanjšala s 58 % z novimi očesi na 36 % po 12 mesecih (p< 0,001), 31 % pri 24 mesecih (str< 0,001) in 20 % pri 36 mesecih (str< 0,001). Novi PermaNet® 3.0 je povzročil zmanjšanje umrljivosti na 37 %, ki se je prav tako znatno zmanjšalo na 20 % po 12 mesecih (p< 0,001), 16 % pri 24 mesecih (str< 0,001) in 18 % pri 36 mesecih (str< 0,001). Podoben trend so opazili pri Royal Guard®, pri čemer je nova mreža povzročila 33-odstotno zmanjšanje umrljivosti, čemur je sledilo znatno zmanjšanje na 21 % po 12 mesecih (p< 0,001), 17 % pri 24 mesecih (str< 0,001) in 15 % pri 36 mesecih (str< 0,001).
Zmanjšanje plodnosti divjih komarjev Anopheles gambiae, odpornih proti piretroidom, ki vstopajo v eksperimentalno kočo v Kwa, Benin. Podatki iz nezdravljenih kontrol in novih mrež so bili združeni med preskušanji, da bi zagotovili enotno oceno učinkovitosti. Vrstice s skupnimi črkami se na 5-odstotni ravni (p > 0,05) z analizo logistične regresije niso bistveno razlikovale. Vrstice napak predstavljajo 95 % intervale zaupanja.
Razmerja obetov opisujejo razliko v plodnosti z mrežami proti komarjem nove generacije v primerjavi z mrežami proti komarjem, ki vsebujejo samo piretroide. Črtkana črta predstavlja razmerje 1, kar pomeni, da ni razlike v plodnosti. Razmerja kvot< 1 pomeni večje zmanjšanje rodnosti z mrežami nove generacije. Podatki za mreže proti komarjem nove generacije so bili združeni med poskusi, da bi dobili enotno oceno učinkovitosti. Vrstice napak predstavljajo 95 % intervale zaupanja.
Čas objave: 17. februarja 2025