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 переносчиков малярии, устойчивых к пиретрину. Выдержанные в полевых условиях сетки изымались из домов через 12, 24 и 36 месяцев. Кусочки полотна, вырезанные из целых ОИС, анализировались на химический состав, а в ходе каждого испытания проводились биопробы на восприимчивость к инсектицидам для оценки изменений в устойчивости популяции переносчиков малярии в Хоуве.
Interceptor® G2 превзошёл другие инсектицидные сетки, подтвердив превосходство сеток с пиретроидами и хлорфенапиром над другими типами сеток. Среди новых продуктов все инсектицидные сетки нового поколения продемонстрировали более высокую биоэффективность, чем Interceptor®; однако степень этого улучшения снижалась после старения в полевых условиях из-за меньшей стойкости непиретроидных соединений. Эти результаты подчеркивают необходимость повышения инсектицидной стойкости инсектицидных сеток нового поколения.
Инсектицид-обработанные 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, и 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 малярии с 2015 года наблюдается рост случаев заболевания. 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 поколения инсектицидных сеток нового поколения, каждая из которых сочетает в себе пиретроид с другим инсектицидом или синергистом, способным преодолеть резистентность 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 получения 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, стали 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 исследованиях в Танзании и Уганде. Однако необходимы дополнительные данные для определения ценности для общественного здравоохранения сеток с пиретроидами и ПБО в Западной Африке, где сильная резистентность к пиретроидам может снизить их преимущества по сравнению с сетками, содержащими только пиретроиды.
Инсектицидная стойкость ОИС обычно оценивается путем периодического сбора сеток у сообществ и их тестирования в лабораторных биопробах с использованием штаммов комаров, выведенных насекомыми. Хотя эти анализы полезны для характеристики биодоступности и эффективности инсектицидов на поверхности надкроватных сеток с течением времени, они предоставляют ограниченную информацию о сравнительной эффективности различных типов надкроватных 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 может быть использован для сравнительной оценки эффективности обработанных инсектицидами сеток в исследованиях долговечности в условиях, имитирующих естественное взаимодействие между дикими хозяевами-комарами и домашними 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, могут быть использованы для прогнозирования воздействия ОИС на заболеваемость и распространенность малярии в кластерных РКИ. Таким образом, экспериментальные испытания в хижинах, в ходе 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 «хижина» представляет собой стандартизированную модель человеческого жилья, рекомендованную Всемирной организацией здравоохранения для оценки эффективности обработанных инсектицидом противомоскитных сеток. Эти испытания воспроизводят реальные условия воздействия, с которыми сталкиваются комары при взаимодействии с бытовыми противомоскитными сетками, и поэтому являются весьма подходящим подходом для оценки биологической эффективности использованных противомоскитных сеток в течение ожидаемого срока их службы.
В данном исследовании оценивалась энтомологическая эффективность трёх различных типов инсектицидных противомоскитных сеток нового поколения (PermaNet® 3.0, Royal Guard® и Interceptor® G2) в полевых условиях экспериментальных амбаров и сравнивалась со стандартной сеткой, обработанной только пиретрином (Interceptor®). Все эти обработанные инсектицидом противомоскитные сетки включены в список ВОЗ, преквалифицированных для борьбы с переносчиками инфекций. Подробные характеристики каждой противомоскитной сетки представлены ниже:
В марте 2020 года была проведена масштабная кампания по распространению выдержанных в полевых условиях противомоскитных сеток в хижинах деревень 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 обработанных двойным инсектицидом противомоскитных сеток. Противомоскитные сетки PermaNet® 3.0 были собраны в деревне Авоканзун около 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 мест расположения экспериментальных хижин.
Было проведено пилотное испытание в хижине для сравнения энтомологической эффективности ОИС Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® и Interceptor® G2 при удалении из домохозяйств через 12, 24 и 36 месяцев после распространения. В каждой ежегодной временной точке эффективность старых ОИС в полевых условиях сравнивалась с новыми, неиспользованными сетками каждого типа и необработанными сетками в качестве отрицательного контроля. В каждой ежегодной временной точке в общей сложности 54 повторных образца выдержанных в полевых условиях ОИС и 6 новых ОИС каждого типа были протестированы в 1 или 2 повторных испытаниях в хижинах с ежедневной ротацией обработок. Перед каждым испытанием в хижине средний индекс пористости старых полевых сеток каждого типа ОИС измерялся в соответствии с рекомендациями ВОЗ. Для имитации износа при ежедневном использовании во всех новых ОИС и необработанных контрольных сетках было проделано шесть отверстий 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. Противомоскитная сетка устанавливалась внутри хижины, привязывая края листов крыши верёвками к гвоздям в верхних углах стен хижины. В каждом испытании с хижинами оценивались следующие способы обработки:
Выдержанные в полевых условиях сетки были оценены 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, с сетями, удаленными 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 были проведены 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 ОИС следующего поколения с сеткой Interceptor®, содержащей только пиретроиды, были:
Вторичные конечные точки эффективности экспериментальной обработки хижины против устойчивых к пиретроидам комаров Anopheles gambiae были следующими:
Сдерживание (%) – снижение частоты появления в группе, получавшей лечение, по сравнению с группой, не получавшей лечение. Расчет производится следующим образом:
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 доле комаров, собранных на балконе.
Коэффициент подавления кровососущих комаров (%) — это снижение доли кровососущих комаров в обработанной группе по сравнению с контрольной группой без обработки. Метод расчета следующий: где Bfu — доля кровососущих комаров в контрольной группе без обработки, 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 хижинах (2021, 2022, 2023) для оценки восприимчивости к AI в изучаемых ОИС и для 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/бутылку) и PPF (100 мкг/бутылку), для оценки восприимчивости к этим инсектицидам. Интенсивность резистентности к пиретроидам исследовалась путем воздействия на комаров 5-кратной (0,25%) и 10-кратной (0,50%) дифференциальной концентрации α-циперметрина и дельтаметрина. Наконец, вклад синергии PBO и сверхэкспрессии цитохрома P450 монооксигеназы (P450) в устойчивость к пиретроидам оценивали путём предварительного воздействия на комаров различных концентраций α-циперметрина (0,05%) и дельтаметрина (0,05%), а также предварительного воздействия PBO (4%). Фильтровальная бумага, использованная для пробирочного теста ВОЗ, была приобретена в Университете Сайнс, Малайзия. Флаконы для биопроб ВОЗ с использованием CFP и PPF были подготовлены в соответствии с рекомендациями ВОЗ.
Комары, используемые для биотестов, были собраны на личиночной стадии в местах размножения вблизи экспериментальных хижин, а затем выращены до взрослых особей. В каждой временной точке 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 пиретроидами 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. По окончании воздействия комаров переносили в необработанные контейнеры и подвергали воздействию ваты, смоченной 10% (вес/объем) раствором 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 выжившие комары, подвергшиеся воздействию PPF, и соответствующие отрицательные контроли препарировались после регистрации отсроченной смертности. Развитие яичников наблюдалось под микроскопом, а фертильность оценивалась по стадии развития яиц по шкале Кристофера [28, 30]. Если яйца полностью развивались до V стадии по шкале Кристофера, комары считались фертильными, а если яйца не развивались полностью и оставались на стадиях I–IV, комары считались стерильными.
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 нарезки сетки маркировали, заворачивали в алюминиевую фольгу и хранили в холодильнике при температуре 4 ± 2 °C для предотвращения миграции ДП в ткань. Затем сетки отправляли в Валлонский центр сельскохозяйственных исследований в Бельгии для проведения химического анализа с целью измерения изменений общего содержания ДП в течение срока службы. Использованные аналитические методы (основанные на методах, рекомендованных Международным кооперативным комитетом по анализу пестицидов) были описаны ранее [25, 31].
Для данных экспериментального испытания в хижинах общее количество живых/мертвых, кусающих/не кусающих и фертильных/стерильных комаров в различных отсеках хижины суммировалось для каждой обработки в каждом испытании для расчета различных пропорциональных результатов (72-часовая смертность, укусы, эктопаразитизм, попадание в сети, фертильность) и их соответствующих 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 разных испытаниях, анализы проникновения комаров были скорректированы с учетом количества дней, в течение которых тестировалась каждая обработка. Также анализировалось новое значение ITN для каждого результата для получения единой оценки для всех временных точек. Помимо основной объясняющей переменной, связанной с лечением, каждая модель включала в себя хижину, спящего человека, испытательный период, индекс апертуры ОИС и день в качестве фиксированных эффектов для контроля вариации, обусловленной различиями в привлекательности индивидуальных спящих людей и хижин, сезонностью, состоянием противомоскитной сетки и избыточной дисперсией. Регрессионный анализ позволил получить скорректированные отношения шансов (ОШ) и соответствующие 95% доверительные интервалы для оценки влияния ОИС нового поколения по сравнению с сеткой Interceptor®, содержащей только пиретроиды, на основные результаты – смертность и плодовитость комаров. Значения P, полученные в моделях, также использовались для присвоения компактных букв, указывающих на статистическую значимость на уровне 5% для всех парных сравнений основных и дополнительных результатов. Все регрессионные анализы были выполнены в программе Stata версии 18.
Восприимчивость популяций переносчиков Ковезе интерпретировалась на основе данных о смертности и плодовитости, наблюдаемых in vitro и в биопробах во флаконах, в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения. Результаты химического анализа позволили определить общее содержание АИ во фрагментах ОИТ, которое использовалось для расчета коэффициента удержания АИ в выдержанных в полевых условиях сетках по сравнению с новыми сетками в каждый момент времени 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 исследования в условиях хижины с участием добровольцев. До участия в исследовании от всех добровольцев было получено письменное информированное согласие. Все добровольцы получили бесплатную химиопрофилактику для снижения риска малярии, а на протяжении всего исследования дежурила медсестра для оценки состояния добровольцев с симптомами лихорадки или нежелательной реакции на исследуемый препарат.
Полные результаты из экспериментальных хижин, суммирующие общее количество живых/мертвых, истощенных/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 комаров Anopheles gambiae, устойчивых к пиретроидам. Данные по необработанным контрольным группам и новым сеткам были объединены для получения единой оценки эффективности. Согласно логистическому регрессионному анализу, столбцы с общими буквами не имели статистически значимых различий на уровне 5% (p > 0,05). Погрешности соответствуют 95% доверительным интервалам.
Смертность диких комаров Anopheles gambiae, устойчивых к пиретроидам, при проникновении в экспериментальную хижину в Кове, Бенин. Данные по необработанным контрольным группам и новым сеткам были объединены для получения единой оценки эффективности. По данным логистического регрессионного анализа, столбцы с общими буквами не имели статистически значимых различий на уровне 5% (p > 0,05). Погрешности соответствуют 95% доверительным интервалам.
Отношение шансов описывает разницу в смертности при использовании противомоскитных сеток нового поколения по сравнению с противомоскитными сетками, содержащими только пиретроиды. Пунктирная линия соответствует отношению шансов, равному 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 соответствуют 95% доверительным интервалам.
Хотя Interceptor® продемонстрировал самую низкую смертность среди всех протестированных ОИС, старение в полевых условиях не оказало отрицательного влияния на смертность переносчиков. Фактически, новый Interceptor® привел к 12% смертности, тогда как сетки, выдержанные в полевых условиях, 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, смертность сеток следующего поколения, обработанных инсектицидом, постепенно снижалась с течением времени после развертывания. Снижение было наиболее выраженным для 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 и с Royal Guard®: новая сетка привела к снижению смертности на 33%, а затем к 12 месяцам – к значительному снижению до 21% (p< 0,001), 17% через 24 месяца (p< 0,001) и 15% через 36 месяцев (p< 0,001).
Снижение плодовитости диких комаров Anopheles gambiae, устойчивых к пиретроидам, при проникновении в экспериментальную хижину в Ква, Бенин. Данные по необработанным контрольным группам и новым сеткам были объединены для получения единой оценки эффективности. Столбцы с общими буквами не имели статистически значимых различий на уровне 5% (p > 0,05) по результатам логистического регрессионного анализа. Столбцы погрешностей соответствуют 95% доверительным интервалам.
Коэффициенты вероятности описывают разницу в фертильности при использовании противомоскитных сеток нового поколения по сравнению с противомоскитными сетками, содержащими только пиретроиды. Пунктирная линия соответствует коэффициенту, равному 1, что указывает на отсутствие разницы в фертильности. Коэффициенты вероятностиЗначение < 1 указывает на более выраженное снижение фертильности при использовании сеток нового поколения. Данные по противомоскитным сеткам нового поколения были объединены по всем испытаниям для получения единой оценки эффективности. Погрешности соответствуют 95% доверительному интервалу.
Время публикации: 17 февраля 2025 г.