У Кхове, на півдні Беніну, було проведено серію пілотних випробувань у хатинах для оцінки біологічної ефективності нових та перевірених у польових умовах москітних сіток наступного покоління проти переносників малярії, стійких до піретрину. Сітки, що витримувалися в польових умовах, видаляли з домогосподарств через 12, 24 та 36 місяців. Шматочки павутини, вирізані з цілих внутрішньомоскітних тканин (ITN), аналізували на хімічний склад, а під час кожного випробування проводили біологічні аналізи на чутливість для оцінки змін стійкості до інсектицидів у популяції переносників Кхове.
Interceptor® G2 перевершив інші інсектицидні нітрити (ITN), підтверджуючи перевагу піретроїдних та хлорфенапірових сіток над іншими типами сіток. Серед нових продуктів усі ITN наступного покоління продемонстрували кращу біоефективність, ніж Interceptor®; однак величина цього покращення зменшилася після польових випробувань через коротший термін придатності непіретроїдних сполук. Ці результати підкреслюють необхідність покращення інсектицидної стійкості ITN наступного покоління.
ІнсектицидПротимоскітні сітки, оброблені сульфатом натрію (ПРМ), відіграли вирішальну роль у зниженні захворюваності та смертності від малярії протягом останніх 20 років. З 2004 року по всьому світу було розповсюджено понад 3 мільярди ПРМ, а моделювання показує, що 68% випадків малярії в країнах Африки на південь від Сахари було запобігнуто між 2000 і 2015 роками. На жаль, стійкість популяцій переносників малярії до піретроїдів (стандартного класу інсектицидів, що використовуються в ПРМ) значно зросла, що загрожує ефективності цього важливого втручання. Водночас прогрес у боротьбі з малярією сповільнився в усьому світі, і з 2015 року в низці країн з високим тягарем захворювання спостерігається зростання кількості випадків малярії. Ці тенденції стимулювали розробку нового покоління інноваційних продуктів ПРМ, спрямованих на вирішення загрози стійкості до піретроїдів та сприяння зменшенню цього тягаря та досягненню амбітних глобальних цілей.
Наразі на ринку представлені три сітки нового покоління, кожна з яких поєднує піретроїд з іншим інсектицидом або синергістом, здатним подолати стійкість до піретроїдів у переносників малярії. В останні роки було проведено низку кластерних рандомізованих контрольованих досліджень (РКД) для оцінки епідеміологічної ефективності цих сіток порівняно зі стандартними сітками, що містять лише піретроїди, та для надання необхідних доказів на підтримку рекомендацій Всесвітньої організації охорони здоров'я (ВООЗ). Сітки для ліжка, що поєднують піретроїди з піперонілбутоксидом (ПБО), синергістом, який підвищує ефективність піретроїдів шляхом пригнічення ферментів детоксикації комарів, були першими, рекомендованими ВООЗ після того, як два продукти (Olyset® Plus та PermaNet® 3.0) продемонстрували кращий епідеміологічний вплив порівняно з сітками, що містять лише піретроїди, у кластерних рандомізованих контрольованих дослідженнях у Танзанії та Уганді. Однак, для визначення цінності сіток для громадського здоров'я з піретроїдом та ПБО у Західній Африці, де сильна стійкість до піретроїдів може зменшити їх переваги порівняно з сітками, що містять лише піретроїди, потрібні додаткові дані.
Інсектицидну стійкість сіток, оброблених інсектицидами, зазвичай оцінюють шляхом періодичного збору сіток у громадах та їх тестування в лабораторних біологічних аналізах з використанням штамів комарів, вирощених комахами. Хоча ці аналізи корисні для характеристики біодоступності та ефективності інсектицидів на поверхні сіток з часом, вони надають обмежену інформацію про порівняльну ефективність різних типів сіток наступного покоління, оскільки методи та штами комарів, що використовуються, повинні бути адаптовані до механізму дії інсектицидів, які вони містять. Експериментальний тест hut - це альтернативний підхід, який можна використовувати для порівняльної оцінки ефективності сіток, оброблених інсектицидами, у дослідженнях довговічності в умовах, що імітують природну взаємодію між дикими комарами-господарями та домашніми сітками під час використання. Дійсно, нещодавні моделювальні дослідження з використанням ентомологічних сурогатів для епідеміологічних даних показали, що смертність комарів та коефіцієнти годування, виміряні в цих випробуваннях, можна використовувати для прогнозування впливу сіток, оброблених інсектицидами, на захворюваність на малярію та її поширеність у кластерних рандомізованих контрольованих дослідженнях. Таким чином, експериментальні випробування на основі хат, у яких зібрані в польових умовах лімфатичні вузли, оброблені інсектицидами, включаються до кластерних рандомізованих контрольованих досліджень (РКД), можуть надати цінні дані про порівняльну біоефективність та інсектицидну стійкість лімфатичних вузлів, оброблених інсектицидами, протягом їх очікуваного терміну служби, а також допомогти інтерпретувати епідеміологічні результати цих досліджень.
Експериментальне випробування «хатина» – це стандартизоване моделювання людського житла, рекомендоване Всесвітньою організацією охорони здоров’я для оцінки ефективності протимоскітних сіток, оброблених інсектицидами. Ці випробування відтворюють реальні умови впливу, з якими стикаються комарі-господарі під час взаємодії з домашніми протимоскітними сітками, і тому є дуже доречним підходом для оцінки біологічної ефективності використаних протимоскітних сіток протягом їх очікуваного терміну служби.
У цьому дослідженні оцінювали ентомологічну ефективність трьох різних типів інсектицидних москітних сіток нового покоління (PermaNet® 3.0, Royal Guard® та Interceptor® G2) у польових умовах експериментальних сараїв та порівнювали їх зі стандартною сіткою, що містить лише піретринову речовину (Interceptor®). Усі ці оброблені інсектицидом москітні сітки включені до попередньо кваліфікованого списку ВООЗ для боротьби з переносниками інфекцій. Детальні характеристики кожної москітної сітки наведено нижче:
У березні 2020 року в селах з хатинами в префектурі Зоу, на півдні Беніну, було проведено широкомасштабну кампанію з розповсюдження витриманих у польових умовах москітних сіток для пілотних випробувань у хатинах. Протимоскітні сітки Interceptor®, Royal Guard® та Interceptor® G2 були відібрані з випадково вибраних кластерів у муніципалітетах Кове, Загнанадо та Уїньї в рамках обсерваційного дослідження довговічності, вкладеного в кластерне РКД (рандомізоване контрольоване дослідження), для оцінки епідеміологічної ефективності подвійно оброблених інсектицидами матраців. Протимоскітні сітки PermaNet® 3.0 були зібрані в селі Авоканзун поблизу селищ Джиджа та Бохікон (7°20′ пн. ш., 1°56′ сх. д.) та розповсюджені одночасно з кластерними москітними сітками РКД під час масової кампанії Національної програми боротьби з малярією 2020 року. На рисунку 1 показано розташування досліджуваних кластерів/сіл, де були зібрані різні типи москітних сіток, відносно місць експериментальних хатин.
Було проведено пілотне випробування в хатинах для порівняння ентомологічної ефективності витриманих у польових умовах сітчастих сіток Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® та Interceptor® G2, вилучених з домогосподарств через 12, 24 та 36 місяців після розповсюдження. У кожній щорічній точці часу ефективність старих витриманих у польових умовах сітків порівнювалася з новими, невикористаними сітками кожного типу та необробленими сітками як негативним контролем. У кожній щорічній точці часу загалом 54 повторних зразки витриманих у польових умовах сітків та 6 нових витриманих у польових умовах сітків кожного типу було протестовано в 1 або 2 повторних випробуваннях в хатинах з щоденною ротацією обробок. Перед кожним випробуванням в хатинах вимірювався середній індекс пористості старих польових сіток кожного типу витриманих у польових умовах сітків відповідно до рекомендацій ВООЗ. Для імітації зносу від щоденного використання всі нові витримані у польових умовах сітків та необроблені контрольні сітки були перфоровані шістьма отворами 4 x 4 см: по два в кожній довгій бічній панелі та по одному в кожній короткій бічній панелі відповідно до рекомендацій ВООЗ. Москітну сітку було встановлено всередині хатини, прив'язавши краї листів даху мотузками до цвяхів у верхніх кутах стін хатини. У кожному випробуванні хатини оцінювалися такі методи обробки:
Витримані в польових умовах сітки оцінювали в експериментальних хатинах того ж року, коли сітки було видалено. Випробування з хатинами проводилися на тому ж місці з травня по вересень 2021 року, з квітня по червень 2022 року та з травня по липень 2023 року, причому сітки видаляли через 12, 24 та 36 місяців відповідно. Кожне випробування тривало один повний цикл обробки (54 ночі протягом 9 тижнів), за винятком 12 місяців, коли було проведено два послідовних цикли обробки для збільшення розміру вибірки комарів. Відповідно до схеми латинського квадрата, обробку щотижня чергували між експериментальними хатинами, щоб контролювати вплив розташування хатин, тоді як добровольців чергували щодня, щоб контролювати відмінності в привабливості комарів окремих господарів. Комарів збирали 6 днів на тиждень; на 7-й день, перед наступним циклом ротації, хатини очищали та провітрювали, щоб запобігти зараженню.
Первинними кінцевими точками ефективності експериментальної обробки хут проти комарів Anopheles gambiae, стійких до піретроїдів, та порівняння ITN наступного покоління з сіткою Interceptor®, що містить лише піретроїди, були:
Вторинні кінцеві точки ефективності експериментальної обробки препаратом hut проти піретроїд-резистентних комарів Anopheles gambiae були наступними:
Стримування (%) – зниження рівня потрапляння до обробленої групи порівняно з необробленою групою. Розрахунок виглядає наступним чином:
де Tu – кількість комарів у необробленій контрольній групі, а Tt – кількість комарів у обробленій групі.
Коефіцієнт відтоку (%) – коефіцієнт відтоку через потенційне подразнення від обробки, виражений як частка комарів, зібраних на балконі.
Коефіцієнт пригнічення кровосисних комарів (%) – це зменшення частки кровосисних комарів у обробленій групі порівняно з необробленою контрольною групою. Метод розрахунку такий: де Bfu – частка кровосисних комарів у необробленій контрольній групі, а Bft – частка кровосисних комарів у обробленій групі.
Зниження фертильності (%) — зменшення частки фертильних комарів в обробленій групі порівняно з необробленою контрольною групою. Метод розрахунку такий: де Fu — частка фертильних комарів у необробленій контрольній групі, а Ft — частка фертильних комарів в обробленій групі.
Щоб відстежувати зміни профілю резистентності популяцій переносників Covè з часом, ВООЗ проводила біотести in vitro та у флаконах в один і той самий рік кожного експериментального випробування hut (2021, 2022, 2023), щоб оцінити сприйнятливість до штучного грибка (ШІ) у досліджуваних інсектицидах-інсектицидах (ІТН) та обґрунтувати інтерпретацію результатів. У дослідженнях in vitro комарів піддавали впливу фільтрувального паперу, обробленого певними концентраціями альфа-циперметрину (0,05%) та дельтаметрину (0,05%), а також пляшок, покритих певними концентраціями CFP (100 мкг/пляшка) та PPF (100 мкг/пляшка), для оцінки сприйнятливості до цих інсектицидів. Інтенсивність резистентності до піретроїдів досліджували шляхом впливу на комарів 5-кратних (0,25%) та 10-кратних (0,50%) диференціальних концентрацій α-циперметрину та дельтаметрину. Нарешті, внесок синергії ПБО та надмірної експресії цитохрому Р450 монооксигенази (Р450) у стійкість до піретроїдів оцінювали шляхом попереднього впливу на комарів різних концентрацій α-циперметрину (0,05%) та дельтаметрину (0,05%), а також попереднього впливу ПБО (4%). Фільтруючий папір, який використовувався для тесту в пробірках ВООЗ, був придбаний в Університеті Сайнс, Малайзія. Флакони для біологічного тестування ВООЗ з використанням CFP та PPF були підготовлені відповідно до рекомендацій ВООЗ.
Комарів, яких використовували для біоаналізів, збирали на стадії личинок з місць розмноження поблизу експериментальних хатин, а потім вирощували до дорослого стану. У кожен момент часу щонайменше 100 комарів піддавали кожній обробці протягом 60 хвилин, з 4 повторностями на пробірку/пляшку та приблизно 25 комарів на пробірку/пляшку. Для впливу піретроїдів та CFP використовували 3–5-денних негодованих комарів, тоді як для PPF використовували 5–7-денних кровоссальних комарів для стимуляції оогенезу та оцінки впливу PPF на розмноження комарів. Паралельні впливи проводили з використанням фільтрувального паперу, просоченого силіконовою олією, нерозведеного PBO (4%) та пляшок, покритих ацетоном, як контролю. Після закінчення впливу комарів переносили в необроблені контейнери та піддавали впливу вати, змоченої 10% (мас./об.) розчину глюкози. Смертність реєстрували через 24 години після впливу піретроїдів та кожні 24 години протягом 72 годин після впливу CFP та PPF. Для оцінки сприйнятливості до PPF комарів, що вижили та зазнали впливу PPF, та відповідних негативних контролів препарували після реєстрації відкладеної смертності, спостерігали за розвитком яєчників за допомогою складного мікроскопа, а фертильність оцінювали відповідно до стадії розвитку яєць за Крістофером [28, 30]. Якщо яйця повністю розвивалися до стадії V за Крістофером, комарів класифікували як фертильних, а якщо яйця не були повністю розвинені та залишалися на стадіях I–IV, комарів класифікували як стерильних.
У кожен момент року з нових та витриманих у польових умовах сіток вирізали шматки розміром 30 × 30 см у місцях, зазначених у рекомендаціях ВООЗ [22]. Після розрізання сітки маркували, загортали в алюмінієву фольгу та зберігали в холодильнику при температурі 4 ± 2 °C, щоб запобігти міграції штучних інсектицидів у тканину. Потім сітки відправляли до Валлонського сільськогосподарського дослідницького центру в Бельгії для хімічного аналізу з метою вимірювання змін загального вмісту штучних інсектицидів протягом терміну їх служби. Використані аналітичні методи (на основі методів, рекомендованих Міжнародним кооперативним комітетом з аналізу пестицидів) були описані раніше [25, 31].
Для експериментальних даних випробувань у хатинах загальну кількість живих/мертвих, кусаючих/некусючих та фертильних/стерильних комарів у різних відсіках хатини підсумовували для кожного лікування в кожному випробуванні, щоб розрахувати різні пропорційні результати (72-годинна смертність, укуси, ектопаразитизм, захоплення сітки, фертильність) та відповідні їм 95% довірчі інтервали (ДІ). Різниці між методами лікування для цих пропорційних бінарних результатів аналізували за допомогою логістичної регресії, тоді як відмінності для результатів підрахунку аналізували за допомогою негативної біноміальної регресії. Оскільки два цикли ротації лікування проводилися кожні 12 місяців, а деякі методи лікування тестувалися в різних випробуваннях, аналізи проникнення комарів були скориговані на кількість днів тестування кожного лікування. Нову пояснювальну змінну ITN для кожного результату також аналізували, щоб отримати єдину оцінку для всіх часових точок. На додаток до основної пояснювальної змінної лікування, кожна модель включала хатину, сплячу людину, випробувальний період, індекс апертури ITN та день як фіксовані ефекти для контролю варіації, зумовленої відмінностями в привабливості окремих сплячих та хатини, сезонністю, станом москітної сітки та надмірним розсіюванням. Регресійний аналіз показав скориговані відношення шансів (ВШ) та відповідні 95% довірчі інтервали для оцінки впливу нової генерації засобу проти вірусів (ITN) порівняно з сіткою, що містить лише піретроїд, Interceptor®, на первинні показники смертності та плодючості комарів. Значення P з моделей також використовувалися для призначення компактних літер, що вказують на статистичну значущість на рівні 5% для всіх попарних порівнянь первинних та вторинних показників. Всі регресійні аналізи виконувалися у Stata версії 18.
Сприйнятливість популяцій векторів Covese інтерпретували на основі смертності та плодючості, що спостерігалися in vitro та в біологічних аналізах у пляшках, відповідно до рекомендацій Всесвітньої організації охорони здоров'я. Результати хімічного аналізу показали загальний вміст штучного інгібітора (ШІ) у фрагментах ITN, який використовували для розрахунку коефіцієнта утримання ШІ у сітках, витриманих у польових умовах, порівняно з новими сітками у кожну часову точку кожного року. Всі дані вручну записували у стандартизовані форми, а потім двічі вводили в базу даних Microsoft Excel.
Етичні комітети Міністерства охорони здоров'я Беніну (№ 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), Лондонської школи гігієни та тропічної медицини (LSHTM) (№ 16237) та Всесвітньої організації охорони здоров'я (№ ERC.0003153) схвалили проведення пілотного дослідження за участю добровольців. Письмова інформована згода була отримана від усіх добровольців перед участю в дослідженні. Усі добровольці отримали безкоштовну хіміопрофілактику для зниження ризику малярії, а протягом усього дослідження чергувала медсестра для оцінки стану будь-якого добровольця, у якого виникли симптоми лихоманки або побічної реакції на досліджуваний препарат.
Повні результати з експериментальних хатин, що підсумовують загальну кількість живих/мертвих, голодних/вигодованих кров’ю та фертильних/стерильних комарів для кожної експериментальної групи, а також описова статистика представлені як додаткові матеріали (Таблиця S1).
В експериментальній хатині в Кові, Бенін, було придушено кровопостачання диких комарів Anopheles gambiae, стійких до піретроїдів. Дані з необроблених контрольних груп та нових сіток були об'єднані з усіх випробувань для отримання єдиної оцінки ефективності. За допомогою логістичного регресійного аналізу стовпці зі спільними літерами суттєво не відрізнялися на рівні 5% (p > 0,05). Смуги похибки представляють 95% довірчі інтервали.
Смертність диких комарів Anopheles gambiae, стійких до піретроїдів, які потрапляють в експериментальну хатину в Кові, Бенін. Дані з необроблених контрольних груп та нових сіток були об'єднані з усіх випробувань для отримання єдиної оцінки ефективності. За допомогою логістичного регресійного аналізу стовпці зі спільними літерами суттєво не відрізнялися на рівні 5% (p > 0,05). Смуги похибки представляють 95% довірчі інтервали.
Коефіцієнт шансів описує різницю в смертності при використанні протимоскітних сіток нового покоління порівняно з протимоскітними сітками, що містять лише піретроїд. Пунктирна лінія позначає коефіцієнт шансів 1, що вказує на відсутність різниці в смертності. Коефіцієнт шансів > 1 вказує на вищу смертність при використанні протимоскітних сіток нового покоління. Дані для протимоскітних сіток нового покоління були об'єднані з усіх випробувань для отримання єдиної оцінки ефективності. Смуги похибки представляють 95% довірчі інтервали.
Хоча Interceptor® продемонстрував найнижчу смертність серед усіх протестованих сіток-інсектицидів (ITN), старіння сіток у польових умовах не мало негативного впливу на смертність переносників. Фактично, новий Interceptor® призвів до 12% смертності, тоді як сітки, оброблені інсектицидами, показали незначне покращення через 12 місяців (17%, p=0,006) та 24 місяці (17%, p=0,004), перш ніж повернутися до рівнів, подібних до нових сіток, через 36 місяців (11%, p=0,05). Натомість, рівень смертності для наступного покоління сіток, оброблених інсектицидами, поступово знижувався з часом після розгортання. Зниження було найбільш вираженим з Interceptor® G2, де смертність знизилася з 58% з новими сітками до 36% через 12 місяців (p< 0,001), 31% через 24 місяці (p< 0,001) та 20% через 36 місяців (p< 0,001). Новий PermaNet® 3.0 призвів до зниження смертності до 37%, яка також значно знизилася до 20% через 12 місяців (p< 0,001), 16% через 24 місяці (p< 0,001) та 18% через 36 місяців (p< 0,001). Подібна тенденція спостерігалася з Royal Guard®, причому нова сітка призвела до зниження смертності на 33%, а потім до значного зниження до 21% через 12 місяців (p< 0,001), 17% через 24 місяці (p< 0,001) та 15% через 36 місяців (p< 0,001).
Зниження плодючості диких піретроїд-резистентних комарів Anopheles gambiae, які потрапляють в експериментальну хатину в Ква, Бенін. Дані з необроблених контрольних груп та нових сіток були об'єднані з усіх випробувань для отримання єдиної оцінки ефективності. Стовпчики зі спільними літерами суттєво не відрізнялися на рівні 5% (p > 0,05) за даними логістичного регресійного аналізу. Смуги похибки представляють 95% довірчі інтервали.
Коефіцієнти шансів описують різницю у фертильності при використанні москітних сіток нового покоління порівняно з москітними сітками, що містять лише піретроїди. Пунктирна лінія позначає коефіцієнт, що дорівнює 1, що вказує на відсутність різниці у фертильності. Коефіцієнти шансів< 1 вказує на більше зниження фертильності при використанні сіток нового покоління. Дані для протимоскітних сіток нового покоління були об'єднані з усіх випробувань для отримання єдиної оцінки ефективності. Смуги похибки представляють 95% довірчі інтервали.
Час публікації: 17 лютого 2025 р.