Röð tilrauna í skála var framkvæmd í Khowe í suðurhluta Benín til að meta líffræðilega virkni nýrra og vettvangsprófaðra næstu kynslóðar moskítóflugnaneta gegn pýretrínónæmum malaríusmiturum. Net sem höfðu verið gömul voru fjarlægð af heimilum eftir 12, 24 og 36 mánuði. Netbrot sem skorin voru úr heilum moskítóflugnanetum voru greind með tilliti til efnasamsetningar og næmisprófanir voru gerðar í hverri tilraun til að meta breytingar á skordýraeiturþoli í Khowe-smitflutningsstofninum.
Interceptor® G2 skilaði betri árangri en önnur ITN-efni, sem staðfestir yfirburði pýretróíð- og klórfenapýrneta umfram aðrar gerðir neta. Meðal nýju afurðanna sýndu öll næstu kynslóð ITN-efni betri lífvirkni en Interceptor®; þó minnkaði umfang þessarar umbóta eftir öldrun á vettvangi vegna styttri endingartíma efnasambanda sem ekki eru pýretróíð. Þessar niðurstöður undirstrika þörfina á að bæta skordýraeiturþol næstu kynslóðar ITN-efna.
SkordýraeiturMoskítónet sem meðhöndluð eru með malaríu (ITN) hafa gegnt lykilhlutverki í að draga úr sjúkdómum og dánartíðni af völdum malaríu undanfarin 20 ár. Frá árinu 2004 hafa meira en 3 milljarðar ITN verið dreift um allan heim og líkanarannsóknir benda til þess að 68% malaríutilfella í Afríku sunnan Sahara hafi verið afstýrt á milli áranna 2000 og 2015. Því miður hefur ónæmi malaríusmitenda gegn pýretróíðum (hefðbundnum flokki skordýraeiturs sem notuð er í ITN) aukist verulega, sem ógnar árangri þessarar nauðsynlegu íhlutunar. Á sama tíma hefur framfarir í malaríustjórnun hægt á heimsvísu, þar sem fjöldi landa með mikla byrði hefur upplifað aukningu í malaríutilfellum frá árinu 2015. Þessi þróun hefur knúið áfram þróun nýrrar kynslóðar nýstárlegra ITN-vara sem miða að því að takast á við ógnina af pýretróíðónæmi og hjálpa til við að draga úr þessari byrði og ná metnaðarfullum alþjóðlegum markmiðum.
Þrjár nýjar kynslóðir neta af gerðinni ITN eru nú á markaðnum, þar sem hvor kynslóð sameinar pýretróíð og annað skordýraeitur eða samverkandi efni sem getur sigrast á pýretróíðónæmi í malaríusmiturum. Á undanförnum árum hafa fjölmargar klasa-slembirannsóknir (RCT) verið gerðar til að meta faraldsfræðilega virkni þessara neta samanborið við hefðbundin net sem eingöngu innihalda pýretróíð og til að veita nauðsynleg gögn til að styðja ráðleggingar Alþjóðaheilbrigðismálastofnunarinnar (WHO). Net sem sameina pýretróíð og píperónýlbútoxíð (PBO), samverkandi efni sem eykur virkni pýretróíða með því að hindra afeitrunarensím moskítóflugna, voru þau fyrstu sem WHO mælti með eftir að tvær vörur (Olyset® Plus og PermaNet® 3.0) sýndu fram á betri faraldsfræðileg áhrif samanborið við net sem eingöngu innihalda pýretróíð í klasa-slembirannsóknum í Tansaníu og Úganda. Hins vegar er þörf á frekari gögnum til að ákvarða lýðheilsugildi pýretróíð-PBO rúmneta í Vestur-Afríku, þar sem alvarlegt pýretróíðónæmi getur dregið úr ávinningi þeirra samanborið við rúmnet sem eingöngu innihalda pýretróíð.
Þol skordýraeiturs hjá netum sem eru alin upp í moskítóflugum er yfirleitt metið með því að safna netum reglulega úr samfélögum og prófa þau í lífprófum í rannsóknarstofu með því að nota skordýraræktaðar moskítóflugur. Þó að þessar prófanir séu gagnlegar til að lýsa aðgengi og virkni skordýraeiturs á yfirborði rúmneta með tímanum, veita þær takmarkaðar upplýsingar um samanburðaráhrif mismunandi gerða næstu kynslóðar rúmneta þar sem aðferðirnar og moskítóflugustofnarnir sem notaðir eru verða að vera aðlagaðir að verkunarháttum skordýraeitursins sem þau innihalda. Tilraunakofaprófið er önnur aðferð sem hægt er að nota til að meta samanburðaráhrif neta sem eru meðhöndluð með skordýraeitri í endingarrannsóknum við aðstæður sem líkja eftir náttúrulegum samskiptum milli villtra moskítóflugna og heimilisneta meðan á notkun stendur. Reyndar hafa nýlegar líkanarannsóknir sem nota skordýrafræðilega staðgengla fyrir faraldsfræðileg gögn sýnt að dánartíðni moskítóflugna og fæðuhlutfall sem mælt er í þessum rannsóknum er hægt að nota til að spá fyrir um áhrif neta sem eru meðhöndluð með skordýraeitri á tíðni og útbreiðslu malaríu í klasa slembirannsóknum. Þannig geta tilraunakenndar rannsóknir, þar sem eitlar sem meðhöndlaðir hafa verið með skordýraeitri og safnaðir eru í klasa slembirannsóknum, veitt verðmæt gögn um samanburðarvirkni og skordýraeiturþol eitla sem meðhöndlaðir hafa verið með skordýraeitri yfir áætlaðan líftíma þeirra og hjálpað til við að túlka faraldsfræðilegar niðurstöður þessara rannsókna.
Tilraunaprófið í skálanum er staðlað hermt eftir búsetu manna sem Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin mælir með til að meta virkni moskítóflugnaneta sem eru meðhöndluð með skordýraeitri. Þessar prófanir endurspegla raunverulegar útsetningaraðstæður sem moskítóflugur mæta þegar þær hafa samskipti við rúmnet á heimilum og eru því mjög viðeigandi aðferð til að meta líffræðilega virkni notaðra rúmneta yfir áætlaðan líftíma þeirra.
Í þessari rannsókn var skordýrafræðileg virkni þriggja mismunandi gerða af nýrri kynslóð skordýraeiturnetum (PermaNet® 3.0, Royal Guard® og Interceptor® G2) metin við aðstæður í tilraunafjósum og borin saman við hefðbundið net með eingöngu pýretríni (Interceptor®). Öll þessi skordýraeiturmeðhöndluðu moskítónet eru á forvalslista Alþjóðaheilbrigðismálastofnunarinnar (WHO) yfir smitberavarnir. Nákvæm einkenni hvers moskítónets eru hér að neðan:
Í mars 2020 var framkvæmd umfangsmikil dreifingarherferð fyrir moskítónet, sem höfðu verið gömul, í skálaþorpum í Zou-héraði í suðurhluta Benín, fyrir tilraunatilraunir í skálum. Interceptor®, Royal Guard® og Interceptor® G2 rúmnet voru valin úr handahófskennt völdum klösum í sveitarfélögunum Kove, Zagnanado og Ouinhi sem hluti af endingarrannsókn sem var innbyggð í klasa slembirannsókn (RCT) til að meta faraldsfræðilega virkni rúmneta sem höfðu verið meðhöndluð með tvöföldu skordýraeitri. PermaNet® 3.0 moskítónet voru safnað í þorpinu Avokanzun nálægt bæjunum Jija og Bohicon (7°20′ N, 1°56′ A) og dreift samtímis slembirannsóknum á klasa moskítónetanna á fjöldaherferð Þjóðaráætlunarinnar gegn malaríu árið 2020. Mynd 1 sýnir staðsetningu rannsóknarklasanna/þorpanna þar sem mismunandi gerðir af ITN voru safnað miðað við tilraunasvæði skálanna.
Tilraunaprófun í skála var gerð til að bera saman skordýrafræðilega frammistöðu Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® og Interceptor® G2 neta þegar þau voru fjarlægð úr heimilum 12, 24 og 36 mánuðum eftir dreifingu. Á hverjum árlegum tímapunkti var frammistaða aldraðra neta á vettvangi borin saman við ný, ónotuð net af hvorri gerð og ómeðhöndluð net sem neikvæða samanburðarsýni. Á hverjum árlegum tímapunkti voru samtals 54 endurtekin sýni af öldruðum netum á vettvangi og 6 nýir netar af hverri gerð prófuð í 1 eða 2 endurteknum skálatilraunum með daglegri snúningi á meðferðum. Fyrir hverja skálatilraun var meðal gegndræpisstuðull aldraðra neta á vettvangi af hverri gerð ITN mældur samkvæmt ráðleggingum Alþjóðaheilbrigðismálastofnunarinnar (WHO). Til að líkja eftir sliti frá daglegri notkun voru öll ný net og ómeðhöndluð samanburðarnet götuð með sex 4 x 4 cm götum: tveimur í hvorri langri hliðarplötu og einu í hvorri stuttri hliðarplötu, í samræmi við ráðleggingar Alþjóðaheilbrigðismálastofnunarinnar. Moskítónetið var sett upp inni í skálanum með því að binda brúnir þakplatnanna með reipum við nagla í efri hornum skálaveggjanna. Eftirfarandi meðferðir voru metnar í hverri skálatilraun:
Net sem höfðu verið gömul á vettvangi voru metin í tilraunaskálum sama ár og netin voru fjarlægð. Tilraunir með skála voru gerðar á sama stað frá maí til september 2021, apríl til júní 2022 og maí til júlí 2023, þar sem netin voru fjarlægð eftir 12, 24 og 36 mánuði, talið í sömu röð. Hver tilraun stóð yfir í eina heildarmeðferðarlotu (54 nætur yfir 9 vikur), nema í 12 mánuði, þegar tvær samfelldar meðferðarlotur voru gerðar til að auka stærð moskítóflugnasýnisins. Meðferðum var skipt á milli tilraunaskála samkvæmt latneskum ferningum og vikulegum meðferðum til að hafa stjórn á áhrifum staðsetningar skála, en sjálfboðaliðum var skipt á dag til að hafa stjórn á mismunandi aðdráttarafli moskítóflugna einstakra hýsla. Mýflugur voru safnaðar 6 daga vikunnar; á 7. degi, fyrir næsta skiptingarlotu, voru skálar þrifnir og loftræstir til að koma í veg fyrir smit.
Helstu virknismarkmið fyrir tilraunameðferð gegn pýretróíð-ónæmum Anopheles gambiae moskítóflugum og samanburð næstu kynslóðar ITN við Interceptor® netið sem eingöngu inniheldur pýretróíð voru:
Aukaverkunarmörk fyrir tilraunameðferð gegn pýretróíðónæmum Anopheles gambiae moskítóflugum voru eftirfarandi:
Innilokun (%) – minnkun á inngönguhlutfalli í meðhöndlaða hópinn samanborið við ómeðhöndlaða hópinn. Útreikningurinn er sem hér segir:
þar sem Tu er fjöldi moskítóflugna í ómeðhöndluðum samanburðarhópi og Tt er fjöldi moskítóflugna í meðhöndlaða hópnum.
Klifurtíðni (%) – Klifurtíðni vegna hugsanlegrar ertingar af völdum meðferðar, tjáð sem hlutfall moskítóflugna sem safnað er á svölunum.
Blóðsugandi bælingarstuðullinn (%) er minnkun á hlutfalli blóðsugandi moskítóflugna í meðhöndlaða hópnum samanborið við ómeðhöndlaðan samanburðarhóp. Útreikningsaðferðin er sem hér segir: þar sem Bfu er hlutfall blóðsugandi moskítóflugna í ómeðhöndlaða samanburðarhópnum og Bft er hlutfall blóðsugandi moskítóflugna í meðhöndlaða hópnum.
Minnkun á frjósemi (%) — minnkun á hlutfalli frjósömra moskítóflugna í meðhöndlaða hópnum samanborið við ómeðhöndlaða samanburðarhópinn. Útreikningsaðferðin er sem hér segir: þar sem Fu er hlutfall frjósömra moskítóflugna í ómeðhöndlaða samanburðarhópnum og Ft er hlutfall frjósömra moskítóflugna í meðhöndlaða hópnum.
Til að fylgjast með breytingum á ónæmisprófíli Covè-vektorstofna með tímanum framkvæmdi Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin (WHO) lífprófanir in vitro og í hettuglösum á sama ári og hver tilraunakennd rannsókn (2021, 2022, 2023) var gerð til að meta næmi fyrir AI í þeim skordýraeitrunarfrumum sem voru rannsakaðar og til að upplýsa túlkun niðurstaðnanna. Í in vitro rannsóknunum voru moskítóflugur útsettar fyrir síupappír sem meðhöndlaður var með skilgreindum styrk af alfa-sýpermetríni (0,05%) og deltametríni (0,05%) og fyrir flöskum húðaðar með skilgreindum styrk af CFP (100 μg/flösku) og PPF (100 μg/flösku) til að meta næmi fyrir þessum skordýraeitri. Styrkur pýretróíðónæmis var rannsakaður með því að útsetja moskítóflugur fyrir 5-faldri (0,25%) og 10-faldri (0,50%) mismunandi styrk af α-sýpermetríni og deltametríni. Að lokum var framlag PBO-samverkunar og ofurtjáningar á cýtókróm P450 mónóoxýgenasa (P450) til pýretróíðónæmis metið með því að útsetja moskítóflugur fyrirfram fyrir mismunandi styrk α-sýpermetríns (0,05%) og deltametríns (0,05%) og fyrirfram fyrir PBO (4%). Síupappírinn sem notaður var fyrir WHO-rörprófið var keyptur frá Universiti Sains Malaysia. Lífprófunarglös WHO með CFP og PPF voru útbúin samkvæmt ráðleggingum WHO.
Mýflugur sem notaðar voru í lífprófunum voru safnaðar á lirfustigi frá æxlunarstöðum nálægt tilraunaskálunum og síðan alaðar upp í fullorðna einstaklinga. Á hverjum tímapunkti voru að minnsta kosti 100 mýflugur útsettar fyrir hverri meðferð í 60 mínútur, með 4 endurtekningar í hverju rör/flösku og um það bil 25 mýflugur í hverju rör/flösku. Fyrir pýretróíð og CFP útsetningu voru notaðar 3-5 daga gamlar ófóðraðar mýflugur, en fyrir PPF voru 5-7 daga gamlar blóðsugandi mýflugur notaðar til að örva eggmyndun og meta áhrif PPF á æxlun mýflugna. Samhliða útsetningar voru framkvæmdar með sílikonolíu gegndreyptum síupappír, óblandaðri PBO (4%) og asetonhúðuðum flöskum sem samanburðarhóp. Að útsetningu lokinni voru mýflugurnar fluttar í ómeðhöndluð ílát og settar í bómullarþurrku vættri í 10% (w/v) glúkósalausn. Dánartíðni var skráð 24 klst. eftir útsetningu fyrir pýretróíðum og á 24 klst. fresti í 72 klst. eftir útsetningu fyrir CFP og PPF. Til að meta næmi fyrir PPF voru lifandi moskítóflugur sem höfðu verið útsettar fyrir PPF og samsvarandi neikvæð samanburðarhópur krufðar eftir að seinkað dánartíðni hafði verið skráð, þroski eggjastokka var skoðaður með samsettri smásjá og frjósemi metin samkvæmt Christophers-stigi eggþroska [28, 30]. Ef eggin þróuðust að fullu upp í Christophers-stig V voru moskítóflugurnar flokkaðar sem frjóar, og ef eggin voru ekki að fullu þroskuð og voru enn á stigum I-IV voru moskítóflugurnar flokkaðar sem ófrjóar.
Á hverjum tímapunkti ársins voru 30 × 30 cm bútar skornir úr nýjum og akureldrum netum á þeim stöðum sem tilgreindir eru í ráðleggingum Alþjóðaheilbrigðismálastofnunarinnar (WHO) [22]. Eftir klippingu voru netin merkt, vafið í álpappír og geymd í kæli við 4 ± 2 °C til að koma í veg fyrir að gervilimur flytjist inn í efnið. Netin voru síðan send til Rannsóknarmiðstöðvar landbúnaðarins í Vallóníu í Belgíu til efnagreiningar til að mæla breytingar á heildarinnihaldi gervilimurs á líftíma þeirra. Greiningaraðferðirnar sem notaðar voru (byggðar á aðferðum sem Alþjóðasamvinnunefndin um greiningu á varnarefnum mælir með) hafa verið lýstar áður [25, 31].
Fyrir gögnin úr tilraunaskálaprófunum var heildarfjöldi lifandi/dauðra, bitandi/óbitandi og frjósömra/sótthreinsaðra moskítóflugna í mismunandi skálahólfum lagður saman fyrir hverja meðferð í hverri tilraun til að reikna út ýmsar hlutfallslegar niðurstöður (72 klukkustunda dánartíðni, bit, utansníkjudýr, netaföstu, frjósemi) og samsvarandi 95% öryggisbil (CI). Mismunur á milli meðferða fyrir þessar hlutfallslegu tvíundarárangur var greindur með lógískri aðhvarfsgreiningu, en mismunur á fjöldaárangurum var greindur með neikvæðri tvíliðaaðhvarfsgreiningu. Þar sem tvær meðferðarlotur voru framkvæmdar á 12 mánaða fresti og sumar meðferðir voru prófaðar í öllum tilraunum, voru greiningar á moskítóflugnagetu leiðréttar fyrir fjölda daga sem hver meðferð var prófuð. Nýja ITN fyrir hverja útkomu var einnig greint til að fá eina áætlun fyrir alla tímapunkta. Auk aðalskýringarbreytunnar meðferðar, innihélt hvert líkan skálann, svefnann, tilraunatímabilið, ITN ljósopsvísitöluna og daginn sem föst áhrif til að stjórna fyrir breytingum vegna mismunandi aðdráttarafls einstakra svefna og skála, árstíðabundinnar sveiflu, stöðu moskítóflugnaneta og umframdreifingar. Aðhvarfsgreiningar leiddu til leiðréttra líkindahlutfölla (OR) og samsvarandi 95% öryggisbila til að meta áhrif nýrrar kynslóðar ITN samanborið við Interceptor® netið sem inniheldur eingöngu pýretróíð, á aðalútkomur moskítóflugudána og frjósemi. P-gildi úr líkönunum voru einnig notuð til að úthluta þéttum bókstöfum sem gefa til kynna tölfræðilega marktækni á 5% stigi fyrir allar paraðar samanburðir á aðal- og aukaútkomum. Allar aðhvarfsgreiningar voru framkvæmdar í Stata útgáfu 18.
Næmi Covese-genastofna var túlkuð út frá dánartíðni og frjósemi sem kom fram in vitro og í flöskum samkvæmt ráðleggingum Alþjóðaheilbrigðismálastofnunarinnar. Niðurstöður efnagreininga gáfu heildarinnihald gervigreindar í ITN-brotum, sem var notað til að reikna út varðveisluhlutfall gervigreindar í netum sem höfðu verið gömul á vettvangi samanborið við ný net á hverjum tímapunkti ár hvert. Öll gögn voru skráð handvirkt á stöðluð eyðublöð og síðan tvíslegið inn í Microsoft Excel gagnagrunn.
Siðanefndir heilbrigðisráðuneytis Beníns (nr. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) (nr. 16237) og Alþjóðaheilbrigðismálastofnunarinnar (nr. ERC.0003153) samþykktu framkvæmd tilraunar með sjálfboðaliðum. Skriflegt upplýst samþykki var fengið frá öllum sjálfboðaliðum áður en þeir tóku þátt í rannsókninni. Allir sjálfboðaliðar fengu ókeypis lyfjameðferð til að draga úr hættu á malaríu og hjúkrunarfræðingur var á vakt allan tímann sem rannsóknin stóð yfir til að meta alla sjálfboðaliða sem fengu einkenni eins og hita eða aukaverkanir af prófunarlyfinu.
Heildarniðurstöður úr tilraunaskálunum, þar sem heildarfjöldi lifandi/dauðra, sveltra/blóðfóðraðra og frjósömra/ófrjósömra moskítóflugna fyrir hvern tilraunahóp, sem og lýsandi tölfræði, eru kynntar sem viðbótarefni (Tafla S1).
Í tilraunaskála í Kowa í Benín var blóðfóðrun villtra pýretróíð-ónæmra Anopheles gambiae-moskítóflugna bæld niður. Gögnum frá ómeðhöndluðum samanburðarhópum og nýjum netum var safnað saman úr öllum rannsóknum til að fá eina virknisáætlun. Með aðhvarfsgreiningu var ekki marktækt frábrugðinn dálkum með sameiginlegum bókstöfum við 5% stig (p > 0,05). Villustikur tákna 95% öryggisbil.
Dánartíðni villtra pýretróíð-ónæmra Anopheles gambiae moskítóflugna sem komu inn í tilraunaskála í Kowa í Benín. Gögnum frá ómeðhöndluðum samanburðarhópum og nýjum netum var safnað saman úr öllum rannsóknum til að fá eina mat á virkni. Með aðhvarfsgreiningu var ekki marktækur munur á dálkum með sameiginlegum stöfum við 5% stigið (p > 0,05). Villustikur tákna 95% öryggisbil.
Líkindahlutfallið lýsir muninum á dánartíðni með nýrri kynslóð moskítóneta samanborið við moskítóneta sem eingöngu innihalda pýretróíð. Punktalínan táknar líkindahlutfall upp á 1, sem gefur til kynna engan mun á dánartíðni. Líkindahlutfall > 1 gefur til kynna hærri dánartíðni með nýrri kynslóð moskítóneta. Gögnum fyrir nýrri kynslóð moskítóneta var safnað saman úr öllum rannsóknum til að fá eina mat á virkni. Villustikur tákna 95% öryggisbil.
Þó að Interceptor® hafi sýnt lægstu dánartíðni allra neta sem prófaðir voru, hafði öldrun á vettvangi ekki neikvæð áhrif á dánartíðni smitbera. Reyndar leiddi nýi Interceptor® til 12% dánartíðni, en net sem höfðu verið gömul á vettvangi sýndu smávægilega framför eftir 12 mánuði (17%, p=0,006) og 24 mánuði (17%, p=0,004), áður en þau fóru aftur á svipuð stig og ný net eftir 36 mánuði (11%, p=0,05). Aftur á móti lækkaði dánartíðni næstu kynslóðar skordýraeiturmeðhöndlaðra neta smám saman með tímanum eftir notkun. Lækkunin var mest áberandi með Interceptor® G2, þar sem dánartíðni lækkaði úr 58% með nýju möskvanum í 36% eftir 12 mánuði (p< 0,001), 31% eftir 24 mánuði (p< 0,001) og 20% eftir 36 mánuði (p< 0,001). Nýja PermaNet® 3.0 leiddi til lækkunar á dánartíðni niður í 37%, sem einnig lækkaði verulega niður í 20% eftir 12 mánuði (p< 0,001), 16% eftir 24 mánuði (p< 0,001) og 18% eftir 36 mánuði (p< 0,001). Svipuð þróun sást með Royal Guard®, þar sem nýja möskvinn leiddi til 33% lækkunar á dánartíðni, og síðan marktækrar lækkunar niður í 21% eftir 12 mánuði (p< 0,001), 17% eftir 24 mánuði (p< 0,001) og 15% eftir 36 mánuði (p< 0,001).
Minnkuð frjósemi villtra pýretróíð-ónæmra Anopheles gambiae moskítóflugna sem komu inn í tilraunaskála í Kwa, Benín. Gögnum frá ómeðhöndluðum samanburðarhópum og nýjum netum var safnað saman úr öllum rannsóknum til að fá eina mat á virkni. Súlur með sameiginlegum stöfum voru ekki marktækt frábrugðnar við 5% stig (p > 0,05) samkvæmt lógistískri aðhvarfsgreiningu. Villustikur tákna 95% öryggisbil.
Líkindahlutföll lýsa muninum á frjósemi með nýrri kynslóð moskítóneta samanborið við moskítónet sem eingöngu innihalda pýretróíð. Punktalínan táknar hlutfallið 1, sem gefur til kynna engan mun á frjósemi. LíkindahlutföllGildi < 1 benda til meiri minnkunar á frjósemi með nýrri kynslóð moskítóneta. Gögnum um nýrri kynslóð moskítóneta var safnað saman úr öllum rannsóknum til að fá eina mat á virkni. Villustikur tákna 95% öryggisbil.
Birtingartími: 17. febrúar 2025