Серію пілотних випробувань у хатинах було проведено в Кове, південний Бенін, для оцінки біологічної ефективності нових і випробуваних у польових умовах протимоскітних сіток наступного покоління проти переносників малярії, стійких до піретрину. Сітки польового віку вилучали з домогосподарств через 12, 24 і 36 місяців. Шматочки павутини, вирізані з цілих ITN, аналізували на хімічний склад, а під час кожного випробування проводили біотести на чутливість, щоб оцінити зміни стійкості до інсектицидів у популяції переносників Khowe.
Interceptor® G2 перевершив інші ITN, підтверджуючи перевагу піретроїдних і хлорфенапірових сіток над іншими типами сіток. Серед нових продуктів усі ITN наступного покоління продемонстрували кращу біоефективність, ніж Interceptor®; однак величина цього покращення була зменшена після польового старіння через коротшу довговічність непіретроїдних сполук. Ці результати підкреслюють необхідність покращення інсектицидної стійкості ITN нового покоління.
ІнсектицидЗа останні 20 років оброблені москітні сітки (ITN) відіграли вирішальну роль у зниженні захворюваності та смертності від малярії. З 2004 року в усьому світі було розповсюджено понад 3 мільярди ІТН, а дослідження моделювання показують, що 68% випадків малярії в Африці на південь від Сахари вдалося запобігти між 2000 і 2015 роками. На жаль, резистентність популяцій переносників малярії до піретроїдів (стандартний клас інсектицидів, що використовуються в ITN) значно зросла, що загрожує ефективності цього важливого втручання. У той же час прогрес у боротьбі з малярією сповільнився в усьому світі, і з 2015 року в ряді країн із високим тягарем захворювання спостерігається зростання випадків малярії. Ці тенденції спонукали до розробки нового покоління інноваційних продуктів ITN, спрямованих на усунення загрози резистентності до піретроїдів і сприяння зменшенню цього тягаря та досягненню амбітних глобальних цілей.
Зараз на ринку є три ІТН нового покоління, кожен з яких поєднує піретроїд з іншим інсектицидом або синергістом, здатним подолати резистентність до піретроїдів переносників малярії. В останні роки було проведено низку кластерних рандомізованих контрольованих досліджень (РКД) для оцінки епідеміологічної ефективності цих сіток у порівнянні зі стандартними сітками, що містять лише піретроїди, і для надання необхідних доказів на підтримку рекомендацій Всесвітньої організації охорони здоров’я (ВООЗ). Ліжкові сітки, що поєднують піретроїди з піперонілбутоксидом (PBO), синергістом, який підвищує ефективність піретроїдів шляхом пригнічення ферментів детоксикації комарів, були першими, рекомендованими ВООЗ після того, як два продукти (Olyset® Plus і PermaNet® 3.0) продемонстрували кращий епідеміологічний вплив порівняно з піретроїдними сітками в кластері. рандомізовані контрольовані дослідження в Танзанії та Уганді. Проте потрібні додаткові дані, щоб визначити цінність піретроїдних сіток для ліжок із PBO у Західній Африці, де сильна резистентність до піретроїдів може зменшити їх переваги порівняно з сітками для ліжок, які містять лише піретроїди.
Інсектицидну стійкість ІТН зазвичай оцінюють шляхом періодичного збирання сіток у спільнот і тестування їх у лабораторних біотестах із використанням штамів комарів, виведених комахами. Незважаючи на те, що ці аналізи корисні для характеристики біодоступності та ефективності інсектицидів на поверхні сіток для ліжок протягом тривалого часу, вони надають обмежену інформацію про порівняльну ефективність різних типів сіток для ліжок наступного покоління, оскільки використовувані методи та штами комарів повинні бути адаптовані до механізму дії інсектицидів, які вони містять. Експериментальний тест на хатинці є альтернативним підходом, який можна використовувати для порівняльної оцінки ефективності оброблених інсектицидами сіток у дослідженнях довговічності в умовах, які імітують природну взаємодію між господарями диких комарів і побутовими сітками під час використання. Дійсно, нещодавні дослідження моделювання з використанням ентомологічних сурогатів для епідеміологічних даних показали, що смертність комарів і показники живлення, виміряні в цих дослідженнях, можуть бути використані для прогнозування впливу ІТН на захворюваність і поширеність малярії в кластерних РКД. Таким чином, експериментальні випробування в хатах, у яких зібрані польові лімфатичні вузли, оброблені інсектицидами, включені в кластерні РКД, можуть надати цінні дані щодо порівняльної біоефективності та інсектицидної стійкості оброблених інсектицидами лімфатичних вузлів протягом їхнього очікуваного терміну служби, а також допомогти інтерпретувати епідеміологічні результати цих досліджень.
Експериментальний тест на хатинці — це стандартизоване моделювання людського житла, рекомендоване Всесвітньою організацією охорони здоров’я для оцінки ефективності оброблених інсектицидами москітних сіток. Ці тести відтворюють реальні умови впливу, з якими господарі комарів стикаються під час взаємодії з домашніми сітками для ліжок, і тому є дуже відповідним підходом для оцінки біологічної ефективності використаних сіток для ліжок протягом очікуваного терміну служби.
Це дослідження оцінювало ентомологічну ефективність трьох різних типів інсектицидних москітних сіток нового покоління (PermaNet® 3.0, Royal Guard® і Interceptor® G2) в польових умовах в експериментальних сараях і порівнювало їх зі стандартною піретриновою сіткою (Interceptor®). Усі ці оброблені інсектицидами протимоскітні сітки включені до попереднього списку ВООЗ для боротьби з переносниками. Детальні характеристики кожної москітної сітки наведені нижче:
У березні 2020 року було проведено широкомасштабну кампанію розповсюдження москітних сіток польового віку в селах-хатинах у префектурі Зоу, південний Бенін, для пілотних випробувань у хатинах. Ліжкові сітки Interceptor®, Royal Guard® і Interceptor® G2 були вибрані з випадково вибраних кластерів у муніципалітетах Кове, Загнанадо та Оуїні в рамках обсерваційного дослідження довговічності, вкладеного в кластерне РКД для оцінки епідеміологічної ефективності подвійних оброблених інсектицидами сіток. Протимоскітні сітки PermaNet® 3.0 було зібрано в селі Авоканзун біля містечок Джіджа та Бохікон (7°20′ пн.ш., 1°56′ сх.д.) і розповсюджено одночасно з кластерними москітними сітками RCT під час масової кампанії 2020 року Національної програми боротьби з малярією. На малюнку 1 показано розташування досліджуваних кластерів/сел, де були зібрані різні типи ІТН, відносно місць експериментальних хат.
Було проведено пілотне випробування в хатині для порівняння ентомологічної ефективності Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® і Interceptor® G2 ITN після видалення з домогосподарств через 12, 24 і 36 місяців після поширення. Кожного року продуктивність старих ІТН у польових умовах порівнювалася з новими невикористаними сітками кожного типу та необробленими сітками як негативним контролем. У кожен річний момент часу загалом 54 повторних зразки польових ІТН і 6 нових ІТН кожного типу тестувалися в 1 або 2 повторних випробуваннях на будиночках із щоденною ротацією обробок. Перед кожним випробуванням, згідно з рекомендаціями ВООЗ, вимірювали середній індекс пористості старих польових сіток кожного типу ITN. Для імітації зношування внаслідок щоденного використання всі нові ITN та необроблені контрольні сітки були перфоровані шістьма отворами 4 x 4 см: по два на кожній довгій бічній панелі та по одному на кожній короткій бічній панелі, відповідно до рекомендацій ВООЗ. Москітну сітку встановлювали всередині хати, прив’язуючи краї полотна даху мотузками до цвяхів у верхніх кутах стін хати. Наступні методи лікування оцінювали в кожному випробуванні на хатинці:
Витримані в польових умовах сітки оцінювали в експериментальних хатинах того ж року, коли сітки було знято. 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 знімали 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.
Основними кінцевими точками ефективності для експериментальної обробки хатини проти піретроїд-резистентних комарів Anopheles gambiae та порівняння наступного покоління ITN з піретроїдною сіткою Interceptor® були:
Вторинними кінцевими точками ефективності для експериментальної обробки в хаті проти стійких до піретроїдів комарів Anopheles gambiae були такі:
Стримування (%) – зниження рівня потрапляння в оброблену групу порівняно з необробленою групою. Розрахунок такий:
де Tu — кількість комарів, включених до необробленої контрольної групи, а Tt — кількість комарів, включених до обробленої групи.
Коефіцієнт відтоку (%) – відсоток відтоку через потенційне подразнення від обробки, виражений як частка комарів, зібраних на балконі.
. Коефіцієнт придушення 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 у обробленій групі порівняно з необробленим контролем. Метод розрахунку такий: де Fu — частка фертильних комарів у необробленій контрольній групі, а Ft — частка фертильних комарів у обробленій групі.
Для моніторингу змін у профілі резистентності популяцій векторів Covè з плином часу ВООЗ проводила біотести in vitro та у флаконах у той самий рік кожного експериментального випробування в хатах (2021, 2022, 2023), щоб оцінити сприйнятливість до AI у досліджуваних ІТН та інформувати про інтерпретацію результатів. У дослідженнях in vitro комарів піддавали впливу фільтрувального паперу, обробленого певними концентраціями альфа-циперметрину (0,05%) і дельтаметрину (0,05%), а також до пляшок, покритих певними концентраціями CFP (100 мкг/пляшка) і PPF (100 мкг/пляшка), щоб оцінити чутливість до цих інсектицидів. Інтенсивність резистентності до піретроїдів досліджували шляхом впливу на комарів 5-кратної (0,25%) і 10-кратної (0,50%) диференціальних концентрацій α-циперметрину і дельтаметрину. Нарешті, внесок PBO-синергії та надлишкової експресії цитохром-P450-монооксигенази (P450) у резистентність до піретроїдів оцінювався шляхом попереднього впливу на комарів різних концентрацій α-циперметрину (0,05%) і дельтаметрину (0,05%), а також попереднього впливу PBO (4%). Фільтрувальний папір, який використовувався для випробування пробірки ВООЗ, був придбаний в Universiti Sains Malaysia. Флакони ВООЗ для біологічного аналізу з використанням CFP та PPF були підготовлені відповідно до рекомендацій ВООЗ.
Комарів, які використовували для біотестів, збирали на стадії личинок із місць розмноження поблизу експериментальних хатин, а потім вирощували до дорослих особин. У кожну точку часу принаймні 100 комарів піддавалися кожній обробці протягом 60 хвилин, з 4 повторами на пробірку/пляшку та приблизно 25 комарів на пробірку/пляшку. Для впливу піретроїдів і CFP використовували 3-5-денних негодованих комарів, тоді як для PPF використовували 5-7-денних кровосисних комарів для стимуляції оогенезу та оцінки впливу PPF на розмноження комарів. Паралельні експозиції проводили з використанням фільтрувального паперу, просоченого силіконовою олією, чистого PBO (4%) і покритих ацетоном пляшок як контролю. Наприкінці експозиції комарів переносили в необроблені контейнери та виставляли на вату, змочену 10% (мас./об.) розчином глюкози. Смертність реєстрували через 24 години після впливу піретроїдів і кожні 24 години протягом 72 годин після впливу CFP і PPF. Щоб оцінити сприйнятливість до PPF, уцілілих комарів, які зазнали впливу PPF, і відповідних негативних контролів розрізали після реєстрації відстроченої смертності, спостерігали за розвитком яєчників за допомогою комбінованого мікроскопа, а фертильність оцінювали відповідно до стадії розвитку яйцеклітини Крістофера [28, 30]. Якщо яйця повністю розвинулися до V стадії Крістофера, комарів класифікували як фертильних, а якщо яйця не були повністю розвинені й залишилися на стадіях I–IV, комарів класифікували як стерильних.
У кожну часову точку року шматки розміром 30 × 30 см відрізали від нових і старих сіток у місцях, зазначених у рекомендаціях ВООЗ [22]. Після розрізання сітки маркували, загортали в алюмінієву фольгу та зберігали в холодильнику при 4 ± 2 °C, щоб запобігти міграції AI у тканину. Потім сітки були відправлені до Валлонського центру сільськогосподарських досліджень у Бельгії для хімічного аналізу, щоб виміряти зміни загального вмісту штучного інтелекту протягом терміну їх служби. Використані аналітичні методи (на основі методів, рекомендованих Міжнародним кооперативним комітетом з аналізу пестицидів) були описані раніше [25, 31].
Для даних експериментальних випробувань у будиночках загальна кількість живих/мертвих, кусаючих/некусаючих і фертильних/стерильних комарів у різних відділеннях будиночка була підсумована для кожної обробки в кожному дослідженні, щоб обчислити різні пропорційні результати (72-годинна смертність, укуси, ектопаразитизм, захоплення сіткою, фертильність) та їхні відповідні 95% довірчі інтервали (CIs). Відмінності 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 кожні 12 місяців проводили два цикли чергування лікування, а деякі види лікування тестували в ході випробувань, аналізи проникнення комарів були скориговані відповідно до кількості днів, протягом яких тестувалося кожне лікування. Новий ІТН для кожного результату також було проаналізовано, щоб отримати єдину оцінку для всіх часових точок. На додаток до основної пояснювальної змінної лікування, кожна модель включала хатину, шпалу, випробувальний період, індекс апертури ITN і день як фіксовані ефекти для контролю варіацій через відмінності в індивідуальній привабливості шпали та хатинки, сезонності, статусі москітної сітки та надлишковій дисперсії. Регресійний аналіз дав скориговані коефіцієнти шансів (OR) і відповідні 95% довірчі інтервали для оцінки впливу ITN нового покоління порівняно з сіткою, що містить лише піретроїди, Interceptor®, на первинні наслідки смертності та плодючості комарів. Значення P з моделей також використовували для призначення компактних літер, що вказують на статистичну значущість на рівні 5% для всіх попарних порівнянь первинних і вторинних результатів. Усі регресійні аналізи були виконані у Stata версії 18.
Сприйнятливість популяцій переносників Covese була інтерпретована на основі смертності та плодючості, що спостерігалися in vitro та біологічними тестами в пляшках відповідно до рекомендацій Всесвітньої організації охорони здоров'я. Результати хімічного аналізу дали загальний вміст штучного інтелекту у фрагментах ITN, який використовувався для розрахунку коефіцієнта утримування штучного інтелекту в сітках, що витримали в польових умовах, порівняно з новими сітками в кожен момент часу кожного року. Усі дані вручну записувалися в стандартизовані форми, а потім двічі вводилися в базу даних Microsoft Excel.
Комітети з етики Міністерства охорони здоров’я Беніну (№ 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), Лондонської школи гігієни та тропічної медицини (LSHTM) (№ 16237) і Всесвітньої організації охорони здоров’я (№ ERC.0003153) схвалили проведення пілотного випробування в хатині за участю волонтерів. Письмова інформована згода була отримана від усіх добровольців до участі в дослідженні. Усі добровольці отримували безкоштовну хіміопрофілактику, щоб зменшити ризик малярії, а медсестра чергувала протягом усього випробування, щоб оцінити будь-якого добровольця, у якого виникли симптоми лихоманки або побічна реакція на досліджуваний продукт.
Повні результати з експериментальних хатин, підсумовуючи загальну кількість живих/мертвих, голодуючих/годованих кров’ю та фертильних/стерильних комарів для кожної експериментальної групи, а також описові статистичні дані представлені як додатковий матеріал (Таблиця S1).
В експериментальній хатині в Кова, Бенін, було придушено живлення кров’ю диких комарів Anopheles gambiae, стійких до піретроїдів. Дані необроблених контрольних груп і нових мереж були об’єднані в дослідженнях, щоб отримати єдину оцінку ефективності. Згідно з логістичним регресійним аналізом, колонки зі звичайними літерами суттєво не відрізнялися на рівні 5% (p > 0,05). Смуги помилок представляють 95% довірчі інтервали.
Смертність диких комарів Anopheles gambiae, стійких до піретроїдів, потрапили в експериментальну хатину в Кова, Бенін. Дані необроблених контрольних груп і нових мереж були об’єднані в дослідженнях, щоб отримати єдину оцінку ефективності. Згідно з логістичним регресійним аналізом, колонки зі звичайними літерами суттєво не відрізнялися на рівні 5% (p > 0,05). Смуги помилок представляють 95% довірчі інтервали.
Співвідношення шансів описує різницю в смертності від москітних сіток нового покоління порівняно з москітними сітками, що містять лише піретроїди. Пунктирна лінія представляє співвідношення шансів 1, що вказує на відсутність різниці в смертності. Співвідношення шансів > 1 вказує на вищу смертність при застосуванні москітних сіток нового покоління. Дані про москітні сітки нового покоління були об’єднані в ході випробувань, щоб отримати єдину оцінку ефективності. Смуги помилок представляють 95% довірчі інтервали.
Незважаючи на те, що Interceptor® продемонстрував найнижчу смертність серед усіх протестованих ІТН, старіння в польових умовах не вплинуло негативно на смертність переносників. Насправді новий Interceptor® призвів до 12% смертності, тоді як сітки, витримані в польових умовах, показали незначне покращення через 12 місяців (17%, p=0,006) і 24 місяці (17%, p=0,004), перш ніж повернутися до рівня, подібного до нових сіток через 36 місяців (11%, p=0,05). Навпаки, рівень смертності для наступного покоління оброблених інсектицидами сіток поступово знижувався з часом після розгортання. Зменшення 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 (стор< 0,001) і 20% через 36 місяців (стор< 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 (стор< 0,001) і 18% через 36 місяців (стор< 0,001). Подібна тенденція спостерігалася з Royal Guard®, причому нова сітка призвела до зниження смертності на 33% з наступним значним зниженням до 21% через 12 місяців (p< 0,001), 17% через 24 місяці (стор< 0,001) і 15% через 36 місяців (стор< 0,001).
Зменшення плодючості диких комарів Anopheles gambiae, стійких до піретроїдів, які потрапляють в експериментальну хатину в Ква, Бенін. Дані необроблених контрольних груп і нових мереж були об’єднані в дослідженнях, щоб отримати єдину оцінку ефективності. Смужки зі звичайними літерами не відрізнялися достовірно на рівні 5% (p> 0,05) за результатами логістичного регресійного аналізу. Смуги помилок представляють 95% довірчі інтервали.
Співвідношення шансів описує різницю в плодючості протимоскітних сіток нового покоління порівняно з протимоскітними сітками, що містять лише піретроїди. Пунктирна лінія представляє співвідношення 1, що вказує на відсутність різниці в народжуваності. Коефіцієнт шансів< 1 означає більше зниження народжуваності з використанням сіток нового покоління. Дані про москітні сітки нового покоління були об’єднані в ході випробувань, щоб отримати єдину оцінку ефективності. Смуги помилок представляють 95% довірчі інтервали.
Час публікації: 17 лютого 2025 р