В районе Кхове на юге Бенина была проведена серия пилотных испытаний в хижинах для оценки биологической эффективности новых и прошедших полевые испытания противомоскитных сеток следующего поколения против переносчиков малярии, устойчивых к пиретрину. Сетки, использовавшиеся в полевых условиях, были удалены из домохозяйств через 12, 24 и 36 месяцев. Кусочки сетки, вырезанные из целых противомоскитных сеток, анализировались на химический состав, а в ходе каждого испытания проводились биотесты на чувствительность к инсектицидам для оценки изменений в устойчивости к инсектицидам в популяции переносчиков в районе Кхове.
Interceptor® G2 превзошел другие противомоскитные сетки, подтвердив превосходство сеток с пиретроидами и хлорфенапиром над другими типами сеток. Среди новых продуктов все противомоскитные сетки следующего поколения продемонстрировали лучшую биоэффективность, чем Interceptor®; однако величина этого улучшения снизилась после полевых испытаний из-за более короткого срока действия непиретроидных соединений. Эти результаты подчеркивают необходимость повышения инсектицидной стойкости противомоскитных сеток следующего поколения.
ИнсектицидОбработанные инсектицидами противомоскитные сетки (ITN) сыграли решающую роль в снижении заболеваемости и смертности от малярии за последние 20 лет. С 2004 года по всему миру было распространено более 3 миллиардов ITN, а исследования с использованием моделей показывают, что в период с 2000 по 2015 год в странах Африки к югу от Сахары удалось предотвратить 68% случаев малярии. К сожалению, устойчивость популяций переносчиков малярии к пиретроидам (стандартный класс инсектицидов, используемых в ITN) значительно возросла, что угрожает эффективности этой важной меры. В то же время прогресс в борьбе с малярией замедлился во всем мире, и в ряде стран с высоким уровнем заболеваемости с 2015 года наблюдается увеличение числа случаев малярии. Эти тенденции стимулировали разработку нового поколения инновационных ITN, направленных на борьбу с угрозой устойчивости к пиретроидам и содействие снижению этого бремени и достижению амбициозных глобальных целей.
В настоящее время на рынке представлены три новых поколения противомоскитных сеток, каждая из которых сочетает пиретроид с другим инсектицидом или синергистом, способным преодолевать устойчивость к пиретроидам у переносчиков малярии. В последние годы был проведен ряд кластерных рандомизированных контролируемых исследований (РКИ) для оценки эпидемиологической эффективности этих сеток по сравнению со стандартными сетками, содержащими только пиретроиды, и для предоставления необходимых доказательств в поддержку рекомендаций Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ). Противомоскитные сетки, сочетающие пиретроиды с пиперонилбутоксидом (ПБО), синергистом, который повышает эффективность пиретроидов, ингибируя ферменты детоксикации комаров, были первыми, рекомендованными ВОЗ после того, как два продукта (Olyset® Plus и PermaNet® 3.0) продемонстрировали превосходное эпидемиологическое воздействие по сравнению с противомоскитными сетками, содержащими только пиретроиды, в кластерных рандомизированных контролируемых исследованиях в Танзании и Уганде. Однако для определения пользы противомоскитных сеток с пиретроидами и ПБО в Западной Африке для общественного здравоохранения необходимы дополнительные данные, поскольку выраженная устойчивость к пиретроидам может снизить их эффективность по сравнению с противомоскитными сетками, содержащими только пиретроиды.
Стойкость инсектицидных свойств обработанных инсектицидами противомоскитных сеток (ITN) обычно оценивают путем периодического сбора сеток в населенных пунктах и их тестирования в лабораторных биотестах с использованием выведенных насекомыми штаммов комаров. Хотя эти тесты полезны для характеристики биодоступности и эффективности инсектицидов на поверхности противомоскитных сеток с течением времени, они предоставляют ограниченную информацию о сравнительной эффективности различных типов противомоскитных сеток нового поколения, поскольку используемые методы и штаммы комаров должны быть адаптированы к механизму действия содержащихся в них инсектицидов. Экспериментальный тест в хижине является альтернативным подходом, который можно использовать для сравнительной оценки эффективности обработанных инсектицидами сеток в исследованиях долговечности в условиях, имитирующих естественное взаимодействие между дикими комарами-хозяевами и бытовыми сетками во время использования. Действительно, недавние исследования с использованием энтомологических заменителей эпидемиологических данных показали, что смертность комаров и скорость их питания, измеренные в этих испытаниях, могут быть использованы для прогнозирования влияния ITN на заболеваемость и распространенность малярии в кластерных рандомизированных контролируемых исследованиях. Таким образом, экспериментальные исследования в условиях хижин, в которых собранные в полевых условиях лимфатические узлы, обработанные инсектицидами, включаются в кластерные рандомизированные контролируемые исследования, могут предоставить ценные данные о сравнительной биоэффективности и инсектицидной стойкости обработанных инсектицидами лимфатических узлов в течение их ожидаемого срока жизни, а также помочь интерпретировать эпидемиологические результаты этих исследований.
Экспериментальный тест в хижине — это стандартизированный тест, имитирующий условия человеческого обитания, рекомендованный Всемирной организацией здравоохранения для оценки эффективности обработанных инсектицидами противомоскитных сеток. Эти тесты воспроизводят реальные условия воздействия, с которыми сталкиваются комары при контакте с бытовыми противомоскитными сетками, и поэтому являются весьма подходящим подходом для оценки биологической эффективности использованных противомоскитных сеток в течение их предполагаемого срока службы.
В данном исследовании оценивалась энтомологическая эффективность трех различных типов инсектицидных противомоскитных сеток нового поколения (PermaNet® 3.0, Royal Guard® и Interceptor® G2) в полевых условиях в экспериментальных сараях, и проводилось сравнение с обычной сеткой, обработанной только пиретрином (Interceptor®). Все эти обработанные инсектицидами противомоскитные сетки включены в список средств борьбы с переносчиками заболеваний, предварительно одобренных ВОЗ. Подробные характеристики каждой противомоскитной сетки приведены ниже:
В марте 2020 года в деревнях префектуры Цзоу на юге Бенина была проведена масштабная кампания по распространению противомоскитных сеток, прошедших полевую обработку, для пилотных испытаний в хижинах. В рамках наблюдательного исследования долговечности, проведенного в рамках кластерного рандомизированного контролируемого исследования (РКИ), для оценки эпидемиологической эффективности противомоскитных сеток, обработанных двумя инсектицидами, были отобраны противомоскитные сетки Interceptor®, Royal Guard® и Interceptor® G2 из случайно выбранных кластеров в муниципалитетах Кове, Загнанадо и Уинхи. Противомоскитные сетки PermaNet® 3.0 были собраны в деревне Авоканзун недалеко от поселков Джиджа и Бохикон (7°20′ с.ш., 1°56′ в.д.) и распространены одновременно с противомоскитными сетками из кластера РКИ во время массовой кампании Национальной программы борьбы с малярией 2020 года. На рисунке 1 показано расположение исследуемых кластеров/деревень, где были собраны различные типы противомоскитных сеток, относительно мест расположения экспериментальных домиков.
Было проведено пилотное испытание в хижинах для сравнения энтомологической эффективности противомоскитных сеток Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® и Interceptor® G2, удаленных из домохозяйств через 12, 24 и 36 месяцев после их распространения. На каждом ежегодном этапе эффективность старых противомоскитных сеток в полевых условиях сравнивалась с эффективностью новых, неиспользованных сеток каждого типа и необработанных сеток в качестве отрицательного контроля. На каждом ежегодном этапе в общей сложности тестировалось 54 образца старых противомоскитных сеток и 6 новых противомоскитных сеток каждого типа в 1 или 2 повторных испытаниях в хижинах с ежедневной ротацией обработок. Перед каждым испытанием в хижинах измерялся средний индекс пористости старых полевых сеток каждого типа в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Для имитации износа при ежедневном использовании все новые противомоскитные сетки и контрольные сетки без обработки были перфорированы шестью отверстиями размером 4 х 4 см: по два в каждой длинной боковой панели и по одному в каждой короткой боковой панели, в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Москитная сетка устанавливалась внутри хижины путем привязывания краев кровельных листов веревками к гвоздям в верхних углах стен хижины. В каждом эксперименте с хижиной оценивались следующие виды обработки:
В экспериментальных хижинах в том же году, когда сетки были сняты, проводилась оценка эффективности противомоскитных сеток, установленных в полевых условиях. Испытания в хижинах проводились на одном и том же участке с мая по сентябрь 2021 года, с апреля по июнь 2022 года и с мая по июль 2023 года, при этом сетки снимались через 12, 24 и 36 месяцев соответственно. Каждое испытание длилось один полный цикл обработки (54 ночи в течение 9 недель), за исключением 12 месяцев, когда проводились два последовательных цикла обработки для увеличения размера выборки комаров. В соответствии с латинской квадратной схемой, обработка чередовалась еженедельно между экспериментальными хижинами для контроля влияния местоположения хижин, в то время как добровольцы менялись ежедневно для контроля различий в привлекательности комаров для отдельных хозяев. Сбор комаров проводился 6 дней в неделю; на 7-й день, перед следующим циклом ротации, хижины очищались и проветривались для предотвращения заражения.
Основными показателями эффективности экспериментальной обработки хижин против устойчивых к пиретроидам комаров Anopheles gambiae и сравнения противомоскитных сеток нового поколения с сеткой Interceptor®, содержащей только пиретроиды, были:
В качестве вторичных показателей эффективности экспериментальной обработки хижин против устойчивых к пиретроидам комаров Anopheles gambiae были выбраны следующие:
Сдерживание (%) – снижение частоты попадания в группу, получавшую лечение, по сравнению с группой, не получавшей лечения. Расчет производится следующим образом:
где Tu — количество комаров, включенных в контрольную группу без обработки, а Tt — количество комаров, включенных в группу, подвергнутую обработке.
Процент оттока (%) – процент оттока комаров, вызванного потенциальным раздражением от обработки, выраженный в виде доли комаров, собранных на балконе.
Коэффициент подавления кровососания (%) — это снижение доли кровососущих комаров в обработанной группе по сравнению с необработанной контрольной группой. Метод расчета следующий: где Bfu — доля кровососущих комаров в необработанной контрольной группе, а Bft — доля кровососущих комаров в обработанной группе.
Снижение фертильности (%) — уменьшение доли фертильных комаров в обработанной группе по сравнению с необработанной контрольной группой. Метод расчета следующий: где Fu — доля фертильных комаров в необработанной контрольной группе, а Ft — доля фертильных комаров в обработанной группе.
Для мониторинга изменений в профиле резистентности популяций переносчиков инфекции в Кове с течением времени ВОЗ проводила биотесты in vitro и в пробирках в тот же год, что и каждое экспериментальное исследование в хижинах (2021, 2022, 2023), чтобы оценить восприимчивость к птичьему гриппу в исследуемых противомоскитных сетках и использовать полученные результаты для интерпретации результатов. В исследованиях in vitro комаров подвергали воздействию фильтровальной бумаги, обработанной определенными концентрациями альфа-циперметрина (0,05%) и дельтаметрина (0,05%), а также бутылок, покрытых определенными концентрациями CFP (100 мкг/бутылка) и PPF (100 мкг/бутылка), для оценки восприимчивости к этим инсектицидам. Интенсивность резистентности к пиретроидам исследовали путем воздействия на комаров 5-кратными (0,25%) и 10-кратными (0,50%) различными концентрациями α-циперметрина и дельтаметрина. Наконец, вклад синергии PBO и сверхэкспрессии монооксигеназы цитохрома P450 (P450) в устойчивость к пиретроидам был оценен путем предварительного воздействия на комаров различными концентрациями α-циперметрина (0,05%) и дельтаметрина (0,05%), а также предварительного воздействия PBO (4%). Фильтровальная бумага, используемая для пробирочного теста ВОЗ, была приобретена в Университете Сайнс Малайзия. Пробирки для биотестирования ВОЗ с использованием CFP и PPF были подготовлены в соответствии с рекомендациями ВОЗ.
Для биотестирования использовали комаров, собранных на стадии личинок в местах размножения рядом с экспериментальными домиками, а затем выращенных до взрослых особей. В каждой временной точке не менее 100 комаров подвергали воздействию каждого препарата в течение 60 минут, по 4 повтора на пробирку/бутылку, примерно по 25 комаров на пробирку/бутылку. Для воздействия пиретроидов и CFP использовали 3–5-дневных непитавшихся комаров, тогда как для PPF использовали 5–7-дневных кровососущих комаров для стимуляции оогенеза и оценки влияния PPF на размножение комаров. Параллельные воздействия проводили с использованием фильтровальной бумаги, пропитанной силиконовым маслом, чистого PBO (4%) и бутылок, покрытых ацетоном, в качестве контроля. По окончании воздействия комаров переносили в необработанные контейнеры и подвергали воздействию ватного тампона, смоченного в 10% (вес/объем) растворе глюкозы. Смертность регистрировали через 24 часа после воздействия пиретроидов и каждые 24 часа в течение 72 часов после воздействия CFP и PPF. Для оценки восприимчивости к PPF выживших комаров, подвергшихся воздействию PPF, и соответствующих отрицательных контролей препарировали после регистрации отсроченной смертности, наблюдали за развитием яичников с помощью светового микроскопа, а фертильность оценивали в соответствии со стадиями развития яиц по Кристоферсу [28, 30]. Если яйца полностью развивались до стадии V по Кристоферсу, комары классифицировались как фертильные, а если яйца не были полностью развиты и оставались на стадиях I–IV, комары классифицировались как стерильные.
В каждый момент года из новых и старых сеток вырезали куски размером 30 × 30 см в местах, указанных в рекомендациях ВОЗ [22]. После вырезания сетки маркировали, заворачивали в алюминиевую фольгу и хранили в холодильнике при температуре 4 ± 2 °C, чтобы предотвратить миграцию ингибиторов ароматических веществ в ткань. Затем сетки отправляли в Валлонский сельскохозяйственный исследовательский центр в Бельгии для химического анализа с целью измерения изменений общего содержания ингибиторов ароматических веществ в течение срока их службы. Используемые аналитические методы (основанные на методах, рекомендованных Международным кооперативным комитетом по анализу пестицидов) были описаны ранее [25, 31].
Для экспериментальных данных, полученных в ходе испытаний в хижинах, общее количество живых/мертвых, кусающих/некусающих и плодовитых/стерильных комаров в различных отсеках хижины суммировалось для каждого варианта обработки в каждом испытании, чтобы рассчитать различные пропорциональные результаты (72-часовая смертность, укусы, эктопаразитизм, попадание в сетку, плодовитость) и соответствующие им 95% доверительные интервалы (ДИ). Различия между вариантами обработки по этим пропорциональным бинарным результатам анализировались с использованием логистической регрессии, а различия по результатам подсчета — с использованием отрицательной биномиальной регрессии. Поскольку каждые 12 месяцев проводились два цикла ротации вариантов обработки, и некоторые варианты обработки тестировались в разных испытаниях, анализ проникновения комаров был скорректирован с учетом количества дней, в течение которых тестировался каждый вариант обработки. Также был проанализирован новый состав инсектицидной сетки (ITN) для каждого результата, чтобы получить единую оценку для всех временных точек. В дополнение к основной объясняющей переменной — обработке, каждая модель включала в качестве фиксированных эффектов хижину, спящего человека, период эксперимента, индекс раскрытия противомоскитной сетки и день, чтобы контролировать вариации, обусловленные различиями в привлекательности спящих и хижин, сезонностью, наличием противомоскитной сетки и избыточным распространением. Регрессионный анализ позволил получить скорректированные отношения шансов (ОР) и соответствующие 95% доверительные интервалы для оценки эффекта противомоскитной сетки нового поколения по сравнению с сеткой, содержащей только пиретроиды, Interceptor®, на основные показатели смертности и плодовитости комаров. Значения p из моделей также использовались для присвоения компактных букв, указывающих на статистическую значимость на уровне 5% для всех попарных сравнений основных и вторичных показателей. Все регрессионные анализы были выполнены в программе Stata версии 18.
Восприимчивость популяций переносчиков Covese оценивалась на основе смертности и плодовитости, наблюдаемых in vitro и в ходе биотестов в бутылках в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения. Результаты химического анализа позволили определить общее содержание вируса птичьего гриппа во фрагментах противомоскитных сеток, которое использовалось для расчета коэффициента сохранения вируса птичьего гриппа в сетках, прошедших полевую обработку, по сравнению с новыми сетками в каждой временной точке каждого года. Все данные были вручную записаны на стандартизированные формы, а затем дважды внесены в базу данных Microsoft Excel.
Комитеты по этике Министерства здравоохранения Бенина (№ 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), Лондонской школы гигиены и тропической медицины (LSHTM) (№ 16237) и Всемирной организации здравоохранения (№ ERC.0003153) одобрили проведение пилотного исследования с участием добровольцев в хижинах. Перед участием в исследовании у всех добровольцев было получено письменное информированное согласие. Все добровольцы получали бесплатную химиопрофилактику для снижения риска малярии, и на протяжении всего исследования дежурила медсестра, которая оценивала состояние любого добровольца, у которого развивались симптомы лихорадки или побочная реакция на исследуемый препарат.
Полные результаты, полученные в экспериментальных хижинах, с указанием общего числа живых/мертвых, голодных/питавшихся кровью и плодовитых/стерильных комаров для каждой экспериментальной группы, а также описательная статистика представлены в качестве дополнительных материалов (таблица S1).
В экспериментальной хижине в Кова, Бенин, было подавлено кровососание диких комаров Anopheles gambiae, устойчивых к пиретроидам. Данные из контрольных групп без обработки и с использованием новых сеток были объединены по всем испытаниям для получения единой оценки эффективности. По результатам логистического регрессионного анализа, столбцы с одинаковыми буквами не имели существенных различий на уровне значимости 5% (p > 0,05). Погрешности обозначены 95% доверительными интервалами.
Смертность диких устойчивых к пиретроидам комаров Anopheles gambiae, проникших в экспериментальную хижину в Кова, Бенин. Данные по контрольным группам без обработки и новым сеткам были объединены по всем испытаниям для получения единой оценки эффективности. По результатам логистического регрессионного анализа, столбцы с одинаковыми буквами не имели существенных различий на уровне значимости 5% (p > 0,05). Погрешности обозначены 95% доверительными интервалами.
Отношение шансов описывает разницу в смертности при использовании противомоскитных сеток нового поколения по сравнению с противомоскитными сетками, содержащими только пиретроиды. Пунктирная линия представляет отношение шансов, равное 1, что указывает на отсутствие разницы в смертности. Отношение шансов > 1 указывает на более высокую смертность при использовании противомоскитных сеток нового поколения. Данные по противомоскитным сеткам нового поколения были объединены по всем испытаниям для получения единой оценки эффективности. Погрешности обозначены 95% доверительными интервалами.
Хотя Interceptor® продемонстрировал самую низкую смертность среди всех протестированных инсектицидных сеток, его использование в полевых условиях не оказало негативного влияния на смертность переносчиков. Фактически, новые сетки Interceptor® привели к 12% смертности, в то время как сетки, использовавшиеся в полевых условиях, показали небольшое улучшение через 12 месяцев (17%, p=0,006) и 24 месяца (17%, p=0,004), прежде чем вернуться к уровням, аналогичным новым сеткам, через 36 месяцев (11%, p=0,05). В отличие от этого, показатели смертности для следующего поколения обработанных инсектицидами сеток постепенно снижались с течением времени после установки. Наиболее выраженное снижение наблюдалось у Interceptor® G2, где смертность снизилась с 58% с новыми сетками до 36% через 12 месяцев (p< 0,001), 31% через 24 месяца (p< 0,001), и 20% через 36 месяцев (p< 0,001). Новая система PermaNet® 3.0 привела к снижению смертности до 37%, которая также значительно уменьшилась до 20% через 12 месяцев (p < 0,001).< 0,001), 16% через 24 месяца (p< 0,001), и 18% через 36 месяцев (p< 0,001). Аналогичная тенденция наблюдалась и с Royal Guard®: новая сетка привела к снижению смертности на 33%, а затем к значительному снижению до 21% через 12 месяцев (p < 0,001).< 0,001), 17% через 24 месяца (p< 0,001) и 15% через 36 месяцев (p< 0,001).
Снижение плодовитости диких устойчивых к пиретроидам комаров Anopheles gambiae, проникающих в экспериментальную хижину в Ква, Бенин. Данные по контрольным группам без обработки и новым сеткам были объединены по всем испытаниям для получения единой оценки эффективности. Столбики с одинаковыми буквами не показали статистически значимых различий на уровне 5% (p > 0,05) по результатам логистической регрессии. Погрешности обозначены 95% доверительными интервалами.
Коэффициенты вероятности описывают разницу в фертильности при использовании противомоскитных сеток нового поколения по сравнению с сетками, содержащими только пиретроиды. Пунктирная линия представляет собой коэффициент, равный 1, что указывает на отсутствие разницы в фертильности. Коэффициенты вероятностиЗначения < 1 указывают на большее снижение фертильности при использовании противомоскитных сеток нового поколения. Данные по противомоскитным сеткам нового поколения были объединены по всем испытаниям для получения единой оценки эффективности. Погрешности обозначены 95% доверительными интервалами.
Дата публикации: 17 февраля 2025 г.