В Хоуве, на юге Бенина, была проведена серия пилотных испытаний в хижинах для оценки биологической эффективности новых и испытанных в полевых условиях противомоскитных сеток нового поколения против пиретрин-устойчивых переносчиков малярии. Выдержанные в полевых условиях сетки удалялись из домохозяйств через 12, 24 и 36 месяцев. Куски паутины, вырезанные из целых ОИС, анализировались на химический состав, а биопробы восприимчивости проводились во время каждого испытания для оценки изменений в устойчивости к инсектицидам в популяции переносчиков в Хоуве.
Interceptor® G2 превзошел другие ITN, подтвердив превосходство сеток с пиретроидами и хлорфенапиром над другими типами сеток. Среди новых продуктов все ITN следующего поколения продемонстрировали лучшую биоэффективность, чем Interceptor®; однако величина этого улучшения снизилась после полевого старения из-за более короткой долговечности непиретроидных соединений. Эти результаты подчеркивают необходимость улучшения инсектицидной стойкости ITN следующего поколения.
Инсектицидобработанные инсектицидом 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 модельные исследования показывают, что 68% случаев малярии в странах Африки к югу от Сахары были предотвращены в период с 2000 по 2015 год. К сожалению, устойчивость популяций переносчиков малярии к пиретроидам (стандартный класс инсектицидов, используемых в ITN) значительно возросла, что ставит под угрозу эффективность этого важного вмешательства. В то же время прогресс в борьбе с малярией замедлился во всем мире, и в ряде стран с высоким бременем наблюдается рост случаев малярии с 2015 года. Эти тенденции привели к разработке нового поколения инновационных продуктов ITN, направленных на устранение угрозы устойчивости к пиретроидам и содействие снижению этого бремени и достижению амбициозных глобальных целей.
В настоящее время на рынке представлены три новых поколения ITN, каждое из которых сочетает пиретроид с другим инсектицидом или синергистом, способным преодолеть резистентность к пиретроидам у переносчиков малярии. В последние годы был проведен ряд кластерных рандомизированных контролируемых испытаний (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). Надкроватные сетки, сочетающие пиретроиды с пиперонилбутоксидом (ПБО), синергистом, который повышает эффективность пиретроидов за счет ингибирования ферментов детоксикации комаров, были первыми, рекомендованными ВОЗ после того, как два продукта (Olyset® Plus и PermaNet® 3.0) продемонстрировали превосходное эпидемиологическое воздействие по сравнению с надкроватными сетками, содержащими только пиретроиды, в кластерных рандомизированных контролируемых испытаниях в Танзании и Уганде. Однако необходимы дополнительные данные для определения ценности противомоскитных сеток с пиретроидами и ПБО для общественного здравоохранения в Западной Африке, где выраженная резистентность к пиретроидам может снизить их преимущества по сравнению с противомоскитными сетками, содержащими только пиретроиды.
Инсектицидная стойкость ITN обычно оценивается путем периодического сбора сеток у сообществ и их тестирования в лабораторных биопробах с использованием выведенных насекомыми штаммов комаров. Хотя эти анализы полезны для характеристики биодоступности и эффективности инсектицидов на поверхности сеток с течением времени, они предоставляют ограниченную информацию о сравнительной эффективности различных типов сеток следующего поколения, поскольку используемые методы и штаммы комаров должны быть адаптированы к способу 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, которые имитируют естественное взаимодействие между хозяевами диких комаров и бытовыми сетками во время использования. Действительно, недавние модельные исследования с использованием энтомологических суррогатов для эпидемиологических данных показали, что смертность и интенсивность питания комаров, измеренные в этих испытаниях, можно использовать для прогнозирования воздействия ITN на заболеваемость и распространенность малярии в кластерных РКИ. Таким образом, экспериментальные испытания в хижинах, в которых собранные в полевых условиях обработанные инсектицидом лимфатические узлы включаются в кластерные РКИ, могут предоставить ценные данные о сравнительной биоэффективности и инсектицидной стойкости обработанных инсектицидом лимфатических узлов в течение их ожидаемой продолжительности жизни, а также помочь интерпретировать эпидемиологические результаты этих исследований.
Экспериментальный тест хижины — это стандартизированное имитированное человеческое жилище, рекомендованное Всемирной организацией здравоохранения для оценки эффективности обработанных инсектицидом противомоскитных сеток. Эти тесты воспроизводят реальные условия воздействия, с которыми сталкиваются хозяева комаров при взаимодействии с бытовыми противомоскитными сетками, и поэтому являются весьма подходящим подходом для оценки биологической эффективности использованных противомоскитных сеток в течение их ожидаемого срока службы.
В этом 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 амбарах и сравнивалась со стандартной пиретриновой сеткой (Interceptor®). Все эти обработанные инсектицидом противомоскитные сетки включены в преквалифицированный список ВОЗ для борьбы с переносчиками. Подробные характеристики каждой противомоскитной сетки приведены ниже:
В марте 2020 года была проведена масштабная кампания по распространению выдержанных в полевых условиях противомоскитных сеток в деревнях хижин в префектуре Цзоу на юге Бенина для пилотных испытаний в хижинах. Сетки Interceptor®, Royal Guard® и Interceptor® G2 были отобраны из случайно выбранных кластеров в муниципалитетах Кове, Загнанадо и Уинхи в рамках наблюдательного исследования долговечности, вложенного в кластерное РКИ для оценки эпидемиологической эффективности двухкомпонентных обработанных инсектицидом сеток. 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 кластерными противомоскитными сетками RCT во время массовой кампании 2020 года Национальной программы по борьбе с малярией. На рисунке 1 показано расположение исследуемых кластеров/деревень, где были собраны различные типы ОИС, относительно экспериментальных участков хижин.
Пилотное испытание в хижине было проведено для сравнения энтомологической эффективности Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® и Interceptor® G2 ITN при удалении из домохозяйств через 12, 24 и 36 месяцев после распространения. В каждой годовой временной точке эффективность старых ITN в полевых условиях сравнивалась с новыми, неиспользованными сетями каждого типа и необработанными сетями в качестве отрицательного контроля. В каждой годовой временной точке в общей сложности 54 повторных образца выдержанных в полевых условиях ITN и 6 новых ITN каждого типа были протестированы в 1 или 2 повторных испытаниях в хижине с ежедневной ротацией обработок. Перед каждым испытанием в хижине средний индекс пористости старых полевых сетей каждого типа ITN измерялся в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Для имитации износа от ежедневного использования все новые ITN и необработанные контрольные сетки были перфорированы шестью отверстиями 4 x 4 см: два в каждой длинной боковой панели и одно в каждой короткой боковой панели, в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Противомоскитная сетка была установлена внутри хижины путем привязывания краев листов крыши веревками к гвоздям в верхних углах стен хижины. В каждом испытании хижины оценивались следующие обработки:
Выдержанные в полевых условиях сетки оценивались в экспериментальных хижинах в том же году, когда сети были удалены. Испытания хижин проводились на одном и том же месте с мая по сентябрь 2021 года, с апреля по июнь 2022 года и с мая по июль 2023 года, причем сетки удалялись 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. Следуя схеме латинского квадрата, обработки еженедельно чередовались между экспериментальными хижинами для контроля эффектов местоположения хижин, в то время как добровольцы менялись ежедневно для контроля различий в привлекательности комаров отдельных хозяев. Комаров собирали 6 дней в неделю; на 7-й день, перед следующим циклом ротации, хижины очищали и проветривали для предотвращения заражения.
Основными конечными точками эффективности экспериментальной обработки хижин против устойчивых к пиретроидам комаров Anopheles gambiae и сравнения сеток ITN следующего поколения с сеткой Interceptor®, содержащей только пиретроиды, были:
Вторичные конечные точки эффективности экспериментальной обработки хижины против комаров Anopheles gambiae, устойчивых к пиретроидам, были следующими:
Сдерживание (%) – снижение скорости входа в обработанную группу по сравнению с необработанной группой. Расчет следующий:
где Tu — количество комаров, включенных в необработанную контрольную группу, а Tt — количество комаров, включенных в обработанную группу.
Коэффициент оттока (%) — коэффициент оттока из-за потенциального раздражения от обработки, выраженный в виде доли комаров, собранных на балконе.
. Коэффициент подавления кровососущих комаров (%) — 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 (%) — снижение доли фертильных комаров в обработанной группе по сравнению с необработанным контролем. 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 Covè с течением времени ВОЗ проводила in vitro и биопробы во флаконах в один и тот же год каждого экспериментального испытания в хижине (2021, 2022, 2023) для оценки восприимчивости к AI в исследуемых ITN и для информирования об интерпретации результатов. В исследованиях in vitro комары подвергались 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 исследовалась путем воздействия на комаров 5-кратных (0,25%) и 10-кратных (0,50%) дифференциальных концентраций α-циперметрина и дельтаметрина. Наконец, вклад синергии PBO и сверхэкспрессии цитохрома P450 монооксигеназы (P450) в устойчивость к пиретроидам оценивали путем предварительного воздействия на комаров различных концентраций α-циперметрина (0,05%) и дельтаметрина (0,05%), а также предварительного воздействия PBO (4%). Фильтровальная бумага, используемая для пробирочного теста ВОЗ, была приобретена в Universiti Sains Malaysia. Пробирки для биоанализа ВОЗ с использованием CFP и PPF были подготовлены в соответствии с рекомендациями ВОЗ.
Комары, используемые для биопроб, были собраны на личиночной стадии из мест размножения вблизи экспериментальных хижин, а затем выращены до взрослых особей. В каждый момент времени не менее 100 комаров подвергались каждой обработке в течение 60 минут, с 4 повторностями на пробирку/бутылку и приблизительно 25 комаров на пробирку/бутылку. Для воздействия пиретроидов и CFP использовались 3–5-дневные голодные комары, тогда как для PPF использовались 5–7-дневные кровососущие комары для стимуляции оогенеза и оценки влияния PPF на размножение комаров. Параллельные воздействия проводились с использованием фильтровальной бумаги, пропитанной силиконовым маслом, чистого PBO (4%) и бутылок, покрытых ацетоном, в качестве контролей. В конце воздействия комары были перемещены в необработанные контейнеры и подвергнуты воздействию ваты, пропитанной 10% (м/о) раствором глюкозы. Смертность регистрировалась через 24 ч после воздействия пиретроидов и каждые 24 ч в течение 72 ч после воздействия CFP и PPF. Для оценки восприимчивости к PPF выжившие комары, подвергшиеся воздействию PPF, и соответствующие отрицательные контроли были вскрыты после регистрации отсроченной смертности, развитие яичников наблюдалось с помощью составного микроскопа, а фертильность оценивалась в соответствии со стадией развития яиц по Кристоферу [28, 30]. Если яйца полностью развивались до стадии V по Кристоферу, комары классифицировались как фертильные, а если яйца не были полностью развиты и оставались на стадиях I–IV, комары классифицировались как стерильные.
В каждый момент времени года из новых и выдержанных в полевых условиях сеток вырезали куски размером 30 × 30 см в местах, указанных в рекомендациях ВОЗ [22]. После резки сетки маркировали, заворачивали в алюминиевую фольгу и хранили в холодильнике при температуре 4 ± 2 °C, чтобы предотвратить миграцию AI в ткань. Затем сетки отправляли в Валлонский центр сельскохозяйственных исследований в Бельгии для химического анализа с целью измерения изменений общего содержания AI в течение срока их службы. Использованные аналитические методы (основанные на методах, рекомендованных Международным кооперативным комитетом по анализу пестицидов) были описаны ранее [25, 31].
Для экспериментальных данных испытаний в хижинах общее количество живых/мертвых, кусающих/не кусающих и фертильных/стерильных комаров в различных отсеках хижин суммировалось для каждой обработки в каждом испытании для расчета различных пропорциональных результатов (72-часовая смертность, укусы, эктопаразитизм, попадание в сети, фертильность) и соответствующих им 95% доверительных интервалов (ДИ). Различия между обработками для этих пропорциональных бинарных результатов анализировались с помощью логистической регрессии, в то время как различия для результатов подсчета анализировались с помощью отрицательной биномиальной регрессии. Поскольку два цикла ротации обработок проводились каждые 12 месяцев, и некоторые обработки тестировались в ходе испытаний, анализы проникновения комаров были скорректированы с учетом количества дней, в течение которых тестировалась каждая обработка. Новый ITN для каждого результата также анализировался для получения единой оценки для всех временных точек. В дополнение к основной объясняющей переменной лечения каждая модель включала хижину, спящего, испытательный период, индекс апертуры ITN и день в качестве фиксированных эффектов для контроля вариации из-за различий в привлекательности индивидуального спящего и хижины, сезонности, статуса противомоскитной сетки и избыточной дисперсии. Регрессионный анализ дал скорректированные отношения шансов (OR) и соответствующие 95% доверительные интервалы для оценки эффекта ITN нового поколения по сравнению с сеткой, содержащей только пиретроиды, Interceptor®, на основные результаты смертности и плодовитости комаров. Значения P из моделей также использовались для назначения компактных букв, указывающих на статистическую значимость на уровне 5% для всех попарных сравнений основных и дополнительных результатов. Все регрессионные анализы были выполнены в версии Stata 18.
Восприимчивость популяций переносчиков Covese интерпретировалась на основе смертности и плодовитости, наблюдаемых in vitro и биопробами в бутылках в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения. Результаты химического анализа давали общее содержание AI во фрагментах ITN, которое использовалось для расчета скорости удержания AI в выдержанных в полевых условиях сетях по сравнению с новыми сетями в каждой временной точке каждого года. Все данные вручную записывались в стандартизированные формы, а затем дважды вводились 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 испытания в хижине с участием добровольцев. Письменное информированное согласие было получено от всех добровольцев до участия в исследовании. Все добровольцы получили бесплатную химиопрофилактику для снижения риска малярии, и на протяжении всего испытания дежурила медсестра для оценки любого добровольца, у которого появились симптомы лихорадки или неблагоприятной реакции на тестируемый продукт.
Полные результаты из экспериментальных хижин, суммирующие общее количество живых/мертвых, голодных/накормленных кровью и фертильных/стерильных комаров для каждой экспериментальной группы, а также описательная статистика представлены в качестве дополнительного материала (таблица S1).
В экспериментальной хижине в Кове, Бенин, было подавлено кровососание диких пиретроид-устойчивых комаров Anopheles gambiae. Данные по необработанным контролям и новым сеткам были объединены в ходе испытаний для получения единой оценки эффективности. По результатам логистического регрессионного анализа столбцы с общими буквами существенно не различались на уровне 5% (p > 0,05). Планки погрешностей представляют 95% доверительные интервалы.
Смертность диких пиретроид-устойчивых комаров Anopheles gambiae, проникающих в экспериментальную хижину в Кове, Бенин. Данные по необработанным контролям и новым сеткам были объединены по всем испытаниям для получения единой оценки эффективности. По результатам логистического регрессионного анализа столбцы с общими буквами существенно не различались на уровне 5% (p > 0,05). Планки погрешностей представляют 95% доверительные интервалы.
Отношение шансов описывает разницу в смертности при использовании противомоскитных сеток нового поколения по сравнению с противомоскитными сетками, содержащими только пиретроиды. Пунктирная линия представляет собой отношение шансов 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. Планки погрешностей представляют собой 95% доверительные интервалы.
Хотя Interceptor® продемонстрировал самую низкую смертность среди всех протестированных ITN, старение в полевых условиях не оказало отрицательного влияния на его воздействие на смертность переносчиков. Фактически, новый Interceptor® привел к 12% смертности, тогда как выдержанные в полевых условиях сетки показали небольшое улучшение через 12 месяцев (17%, p=0,006) и 24 месяца (17%, p=0,004), прежде чем вернуться к уровню, аналогичному новым сеткам, через 36 месяцев (11%, p=0,05). Напротив, показатели смертности для следующего поколения обработанных инсектицидом сеток постепенно снижались с течением времени после развертывания. Снижение было наиболее выраженным с 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). Новый PermaNet® 3.0 привел к снижению смертности до 37%, которая также значительно снизилась до 20% через 12 месяцев (p< 0,001), 16% через 24 месяца (p< 0,001) и 18% через 36 месяцев (p< 0,001). Аналогичная тенденция наблюдалась с Royal Guard®, при этом новая сетка привела к снижению смертности на 33%, а затем к 12 месяцам последовало значительное снижение до 21% (p< 0,001), 17% через 24 месяца (p< 0,001) и 15% через 36 месяцев (p< 0,001).
Снижение плодовитости диких пиретроид-устойчивых комаров Anopheles gambiae, проникающих в экспериментальную хижину в Ква, Бенин. Данные по необработанным контролям и новым сеткам были объединены по всем испытаниям для получения единой оценки эффективности. Столбцы с общими буквами не имели существенных различий на уровне 5% (p > 0,05) по результатам логистического регрессионного анализа. Столбцы погрешностей представляют 95% доверительные интервалы.
Коэффициенты вероятности описывают разницу в фертильности с противомоскитными сетками нового поколения по сравнению с противомоскитными сетками, содержащими только пиретроиды. Пунктирная линия представляет собой коэффициент 1, что указывает на отсутствие разницы в фертильности. Коэффициенты вероятности< 1 указывает на большее снижение фертильности с сетками нового поколения. Данные по противомоскитным сеткам нового поколения были объединены по всем испытаниям для получения единой оценки эффективности. Планки погрешностей представляют 95% доверительные интервалы.
Время публикации: 17 февр. 2025 г.