En række hyttebaserede pilotforsøg blev udført i Khowe, det sydlige Benin, for at evaluere den biologiske effektivitet af nye og felttestede næste generations myggenet mod pyrethrin-resistente malariavektorer. Markaldrede net blev fjernet fra husstande efter 12, 24 og 36 måneder. Webstykker skåret fra hele ITN'er blev analyseret for kemisk sammensætning, og følsomhedsbioassays blev udført under hvert forsøg for at vurdere ændringer i insekticidresistens i Khowe-vektorpopulationen.
Interceptor® G2 klarede sig bedre end andre ITN'er, hvilket bekræfter pyrethroid- og chlorfenapyr-nets overlegenhed i forhold til andre nettyper. Blandt de nye produkter viste alle næste generations ITN'er bedre bioeffektivitet end Interceptor®; størrelsen af denne forbedring blev imidlertid reduceret efter ældning i marken på grund af den kortere holdbarhed af ikke-pyrethroide forbindelser. Disse resultater fremhæver behovet for at forbedre den insekticide persistens af næste generations ITN'er.
Insekticid-behandlede myggenet (ITN'er) har spillet en afgørende rolle i at reducere malariasygelighed og -dødelighed i løbet af de sidste 20 år. Siden 2004 er mere end 3 milliarder ITN'er blevet distribueret over hele verden, og modelundersøgelser tyder på, at 68% af malariatilfældene i Afrika syd for Sahara blev afværget mellem 2000 og 2015. Desværre er resistens hos malariavektorpopulationer over for pyrethroider (standardklassen af insekticider brugt i ITN'er) steget betydeligt, hvilket truer effektiviteten af denne vigtige intervention. Samtidig er fremskridtene inden for malariabekæmpelse aftaget globalt, hvor en række lande med høj byrde har oplevet en stigning i malariatilfælde siden 2015. Disse tendenser har drevet udviklingen af en ny generation af innovative ITN-produkter rettet mod at imødegå truslen om pyrethroidresistens og hjælpe med at reducere denne byrde og nå ambitiøse globale mål.
Der er i øjeblikket tre nye generationer af ITN'er på markedet, der hver kombinerer et pyrethroid med et andet insekticid eller synergist, der er i stand til at overvinde pyrethroidresistens i malariavektorer. I de senere år er der blevet udført en række randomiserede kontrollerede klyngeforsøg (RCT'er) for at vurdere den epidemiologiske effektivitet af disse net sammenlignet med standardnet, der kun indeholder pyrethroid, og for at give den nødvendige dokumentation til at understøtte anbefalingerne fra Verdenssundhedsorganisationen (WHO). Sengenet, der kombinerer pyrethroider med piperonylbutoxid (PBO), en synergist, der øger effektiviteten af pyrethroider ved at hæmme myggeafgiftningsenzymer, var de første, der blev anbefalet af WHO, efter at to produkter (Olyset® Plus og PermaNet® 3.0) udviste overlegen epidemiologisk effekt i tanzaniske randomiserede kontrol-on-cluster-netthroider sammenlignet med tri-on-cluster netthroider. og Uganda. Der er imidlertid behov for flere data for at bestemme folkesundhedsværdien af pyrethroid-PBO-sengenet i Vestafrika, hvor alvorlig pyrethroidresistens kan reducere deres fordele sammenlignet med pyrethroid-only-sengenet.
Den insekticide persistens af ITN'er vurderes typisk ved periodisk at indsamle net fra samfund og teste dem i laboratoriebioassays ved hjælp af insektopdrættede myggestammer. Selvom disse assays er nyttige til at karakterisere biotilgængeligheden og effektiviteten af insekticider på overfladen af sengenet over tid, giver de begrænset information om den sammenlignende effektivitet af forskellige typer af næste generations sengenet, fordi de anvendte metoder og myggestammer skal tilpasses virkningsmåden af de insekticider, de indeholder. Den eksperimentelle hyttetest er en alternativ tilgang, der kan bruges til sammenlignende at evaluere effektiviteten af insekticidbehandlede net i holdbarhedsundersøgelser under forhold, der efterligner den naturlige interaktion mellem vilde myggeværter og husholdningsnet under brug. Faktisk har nyere modelleringsstudier, der anvender entomologiske surrogater til epidemiologiske data, vist, at myggedødelighed og fodringsrater målt i disse forsøg kan bruges til at forudsige virkningen af ITN'er på malariaforekomst og -prævalens i klynge-RCT'er. Hyttebaserede eksperimentelle forsøg, hvor feltindsamlede insekticidbehandlede lymfeknuder er inkluderet i klynge-RCT'er, kan således give værdifulde data om den sammenlignende bioeffektivitet og insekticide persistens af insekticidbehandlede lymfeknuder over deres forventede levetid og hjælpe med at fortolke de epidemiologiske resultater af disse undersøgelser.
Den eksperimentelle hyttetest er en standardiseret simuleret menneskelig bolig anbefalet af Verdenssundhedsorganisationen til evaluering af effektiviteten af insekticidbehandlede myggenet. Disse tests replikerer de virkelige eksponeringsforhold, som myggeværter støder på, når de interagerer med husholdningssenet, og er derfor en yderst passende tilgang til at vurdere den biologiske effektivitet af brugte sengenet over deres forventede levetid.
Denne undersøgelse vurderede den entomologiske effektivitet af tre forskellige typer af ny generation af insekticide myggenet (PermaNet® 3.0, Royal Guard® og Interceptor® G2) under feltforhold i forsøgsstalde og sammenlignede dem med et standardnet, der kun indeholder pyrethrin (Interceptor®). Alle disse insekticidbehandlede myggenet er inkluderet på WHO's prækvalificerede liste til vektorkontrol. Detaljerede karakteristika for hvert myggenet er angivet nedenfor:
I marts 2020 blev der gennemført en storstilet distributionskampagne af markaldrede myggenet i hyttelandsbyer i Zou-præfekturet, det sydlige Benin, til pilotforsøg i hytter. Interceptor®, Royal Guard® og Interceptor® G2 sengenet blev udvalgt fra tilfældigt udvalgte klynger i kommunerne Kove, Zagnanado og Ouinhi som en del af en holdbarhedsobservationsundersøgelse indlejret i en klynge RCT for at vurdere den epidemiologiske effektivitet af dobbelte insekticidbehandlede sengenet. PermaNet® 3.0 myggenet blev indsamlet i landsbyen Avokanzun nær Jija og Bohicon townships (7°20′ N, 1°56′ E) og distribueret samtidig med RCT-klyngemyggenet under 2020-massekampagnen af National Malaria Control Program. Figur 1 viser placeringerne af studieklyngerne/landsbyerne, hvor de forskellige ITN-typer blev indsamlet i forhold til forsøgshyttepladserne.
Et pilothytteforsøg blev udført for at sammenligne den entomologiske ydeevne af Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® og Interceptor® G2 ITN'er, når de blev fjernet fra husholdninger 12, 24 og 36 måneder efter spredning. På hvert årligt tidspunkt blev ydeevnen af gamle ITN'er i marken sammenlignet med nye, ubrugte net af hver type og ubehandlede net som en negativ kontrol. På hvert årligt tidspunkt blev i alt 54 replikatprøver af feltældne ITN'er og 6 nye ITN'er af hver type testet i 1 eller 2 replikathytteforsøg med daglig rotation af behandlinger. Før hvert hytteforsøg blev det gennemsnitlige porøsitetsindeks for de gamle marknet af hver ITN-type målt i henhold til WHO's anbefalinger. For at simulere slitage fra daglig brug blev alle nye ITN'er og ubehandlede kontrolnet perforeret med seks 4 x 4 cm huller: to i hvert langsidepanel og et i hvert kort sidepanel i overensstemmelse med WHO's anbefalinger. Myggenettet blev monteret inde i hytten ved at binde kanterne af tagpladerne med reb til søm i de øverste hjørner af hyttens vægge. Følgende behandlinger blev evalueret i hvert hytteforsøg:
Markaldrede net blev vurderet i forsøgshytter samme år, som nettene blev fjernet. Hytteforsøg blev udført på samme sted fra maj til september 2021, april til juni 2022 og maj til juli 2023, med net fjernet efter henholdsvis 12, 24 og 36 måneder. Hvert forsøg varede i en komplet behandlingscyklus (54 nætter over 9 uger), bortset fra 12 måneder, hvor to på hinanden følgende behandlingscyklusser blev udført for at øge mygprøvestørrelsen. Efter et latinsk kvadratisk design, blev behandlinger roteret ugentligt mellem forsøgshytter for at kontrollere for hytteplaceringseffekter, mens frivillige blev roteret dagligt for at kontrollere forskelle i mygges tiltrækningskraft hos individuelle værter. Myg blev indsamlet 6 dage om ugen; på dag 7, før den næste rotationscyklus, blev hytter rengjort og ventileret for at forhindre angreb.
De primære effektmål for den eksperimentelle hyttebehandling mod pyrethroid-resistente Anopheles gambiae-myg og sammenligningen af næste generations ITN med Interceptor®-net, der kun var pyrethroid, var:
Sekundære effektmål for den eksperimentelle hyttebehandling mod pyrethroid-resistente Anopheles gambiae-myg var som følger:
Indeslutning (%) – reduktion i adgangsraten til den behandlede gruppe sammenlignet med den ubehandlede gruppe. Beregningen er som følger:
hvor Tu er antallet af myg inkluderet i den ubehandlede kontrolgruppe, og Tt er antallet af myg inkluderet i den behandlede gruppe.
Churn Rate (%) – Churn Rate på grund af potentiel irritation fra behandlingen, udtrykt som en andel af myg opsamlet på balkonen.
. Blodsugende suppressionskoefficient (%) er reduktionen i andelen af blodsugende myg i den behandlede gruppe sammenlignet med den ubehandlede kontrolgruppe. Beregningsmetoden er som følger: hvor Bfu er andelen af blodsugende myg i den ubehandlede kontrolgruppe, og Bft er andelen af blodsugende myg i den behandlede gruppe.
Reduktion i fertilitet (%) — reduktionen i andelen af fertile myg i den behandlede gruppe sammenlignet med den ubehandlede kontrol. Beregningsmetoden er som følger: hvor Fu er andelen af fertile myg i den ubehandlede kontrolgruppe, og Ft er andelen af fertile myg i den behandlede gruppe.
For at overvåge ændringer i resistensprofilen af Covè-vektorpopulationer over tid gennemførte WHO in vitro- og hætteglasbioassays i samme år af hvert forsøgshytteforsøg (2021, 2022, 2023) for at vurdere modtageligheden for AI i de undersøgte ITN'er og for at informere om fortolkningen af resultaterne. I in vitro-undersøgelserne blev myg udsat for filterpapir behandlet med definerede koncentrationer af alfa-cypermethrin (0,05 %) og deltamethrin (0,05 %) og for flasker belagt med definerede koncentrationer af CFP (100 μg/flaske) og PPF (100 μg/flaske) for at vurdere disses følsomhed. Intensiteten af pyrethroidresistens blev undersøgt ved at udsætte myg for 5 gange (0,25 %) og 10 gange (0,50 %) differentielle koncentrationer af α-cypermethrin og deltamethrin. Endelig blev bidraget fra PBO-synergi og cytokrom P450 monooxygenase (P450) overekspression til pyrethroidresistens vurderet ved at præ-eksponere myg for forskellige koncentrationer af α-cypermethrin (0,05%) og deltamethrin (0,05%) og præ-eksponering for PBO (4%). Filterpapiret, der blev brugt til WHO-rørtesten, blev købt fra Universiti Sains Malaysia. WHO's bioassay-testhætteglas med CFP og PPF blev fremstillet i overensstemmelse med WHO's anbefalinger.
Myg, der blev brugt til bioassays, blev indsamlet på larvestadiet fra ynglesteder nær forsøgshytterne og derefter opdrættet til voksne. På hvert tidspunkt blev mindst 100 myg udsat for hver behandling i 60 minutter med 4 replikater pr. rør/flaske og ca. 25 myg pr. rør/flaske. Til pyrethroid- og CFP-eksponeringer blev der brugt 3-5 dage gamle ufodrede myg, hvorimod til PPF blev 5-7 dage gamle blodsugende myg brugt til at stimulere oogenese og vurdere effekten af PPF på myggenes reproduktion. Parallelle eksponeringer blev udført under anvendelse af silikoneolie-imprægneret filterpapir, ren PBO (4%) og acetoneovertrukne flasker som kontroller. Ved afslutningen af eksponeringen blev myg overført til ubehandlede beholdere og udsat for vat gennemblødt i 10 % (vægt/volumen) glucoseopløsning. Dødelighed blev registreret 24 timer efter pyrethroideksponering og hver 24. time i 72 timer efter CFP og PPF eksponering. For at vurdere modtagelighed for PPF blev overlevende PPF-eksponerede myg og tilsvarende negative kontroller dissekeret efter at forsinket dødelighed blev registreret, ovarieudvikling blev observeret ved hjælp af et sammensat mikroskop, og fertilitet blev vurderet i henhold til Christophers stadie af ægudvikling [28, 30]. Hvis æggene var fuldt udviklede til Christophers trin V, blev myggene klassificeret som frugtbare, og hvis æggene ikke var fuldt udviklede og forblev i trin I-IV, blev myggene klassificeret som sterile.
På hvert tidspunkt af året blev 30 × 30 cm stykker skåret fra nye og markaldrede net på de steder, der er angivet i WHO's anbefalinger [22]. Efter skæring blev nettene mærket, pakket ind i aluminiumsfolie og opbevaret i køleskab ved 4 ± 2 °C for at forhindre AI-migrering ind i stoffet. Nettene blev derefter sendt til Walloon Agricultural Research Centre i Belgien til kemisk analyse for at måle ændringer i det samlede AI-indhold i løbet af deres levetid. De anvendte analytiske metoder (baseret på metoderne anbefalet af International Cooperative Committee for Pesticide Analysis) er tidligere beskrevet [25, 31].
For de eksperimentelle hytteforsøgsdata blev det samlede antal levende/døde, bidende/ikke-bidende og fertile/sterile myg i de forskellige hytterum summeret for hver behandling i hvert forsøg for at beregne de forskellige proportionale resultater (72-timers dødelighed, bidende, ektoparasitisme, nettoindfangning og deres konfidensitet 9). Forskelle mellem behandlinger for disse proportionelle binære resultater blev analyseret ved hjælp af logistisk regression, mens forskelle for tælleresultater blev analyseret ved hjælp af negativ binomial regression. Fordi to behandlingsrotationscyklusser blev udført hver 12. måned, og nogle behandlinger blev testet på tværs af forsøg, blev myggepenetrationsanalyser justeret for det antal dage, hver behandling blev testet. Det nye ITN for hvert resultat blev også analyseret for at opnå et enkelt estimat for alle tidspunkter. Ud over den vigtigste forklarende variabel for behandlingen inkluderede hver model hytte, sovekabine, forsøgsperiode, ITN-åbningsindeks og dag som faste effekter for at kontrollere for variation på grund af forskelle i individuelle sovekabiner og hyttes attraktivitet, sæsonbestemt, myggenetstatus og overskydende spredning. Regressionsanalyser producerede justerede oddsratioer (OR'er) og tilsvarende 95 % konfidensintervaller for at estimere effekten af den nye generation af ITN sammenlignet med pyrethroid-net, Interceptor®, på de primære resultater af myggedødelighed og -frugtbarhed. P-værdier fra modellerne blev også brugt til at tildele kompakte bogstaver, der indikerer statistisk signifikans på 5%-niveauet for alle parvise sammenligninger af de primære og sekundære resultater. Alle regressionsanalyser blev udført i Stata version 18.
Covese vektorpopulationers følsomhed blev fortolket baseret på dødelighed og frugtbarhed observeret in vitro og flaskebioassays i henhold til Verdenssundhedsorganisationens anbefalinger. Kemiske analyseresultater gav totalt AI-indhold i ITN-fragmenter, som blev brugt til at beregne AI-retentionsraten i feltaldrede net sammenlignet med nye net på hvert tidspunkt hvert år. Alle data blev manuelt registreret på standardiserede formularer og derefter dobbeltindført i en Microsoft Excel-database.
De etiske komitéer under sundhedsministeriet i Benin (nr. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) (nr. 16237) og Verdenssundhedsorganisationen (nr. ERC.0003153) godkendte udførelsen af en pilothytteforsøg, der involverede frivillige. Der blev indhentet skriftligt informeret samtykke fra alle frivillige før deltagelse i undersøgelsen. Alle frivillige modtog gratis kemoprofylakse for at reducere risikoen for malaria, og en sygeplejerske var på vagt under hele forsøget for at vurdere enhver frivillig, der udviklede symptomer på feber eller en bivirkning af testproduktet.
Fuldstændige resultater fra forsøgshytterne, der opsummerer det samlede antal levende/døde, udsultede/blodfodrede og fertile/sterile myg for hver forsøgsgruppe, samt beskrivende statistik præsenteres som supplerende materiale (tabel S1).
I en forsøgshytte i Kowa, Benin, blev blodfodring af vilde pyrethroid-resistente Anopheles gambiae-myg undertrykt. Data fra ubehandlede kontroller og nye net blev samlet på tværs af forsøg for at give et enkelt effektivitetsestimat. Ved logistisk regressionsanalyse var kolonner med almindelige bogstaver ikke signifikant forskellige på 5%-niveauet (p > 0,05). Fejlbjælker repræsenterer 95 % konfidensintervaller.
Dødelighed af vilde pyrethroid-resistente Anopheles gambiae-myg, der kommer ind i en forsøgshytte i Kowa, Benin. Data fra ubehandlede kontroller og nye net blev samlet på tværs af forsøg for at give et enkelt estimat af effektivitet. Ved logistisk regressionsanalyse var kolonner med almindelige bogstaver ikke signifikant forskellige på 5%-niveauet (p > 0,05). Fejlbjælker repræsenterer 95 % konfidensintervaller.
Oddsratioen beskriver forskellen i dødelighed med den nye generation af myggenet sammenlignet med myggenet udelukkende med pyrethroid. Den stiplede linje repræsenterer et oddsforhold på 1, hvilket indikerer ingen forskel i dødelighed. Et oddsratio > 1 indikerer højere dødelighed med den nye generation af myggenet. Data for den nye generation af myggenet blev samlet på tværs af forsøg for at producere et enkelt estimat af effektiviteten. Fejlbjælker repræsenterer 95 % konfidensintervaller.
Selvom Interceptor® viste den laveste dødelighed af alle testede ITN'er, påvirkede aldring i felten ikke dets indvirkning på vektordødelighed negativt. Faktisk resulterede ny Interceptor® i 12 % dødelighed, hvorimod markaldrede net viste en lille forbedring efter 12 måneder (17 %, p=0,006) og 24 måneder (17 %, p=0,004), før de vendte tilbage til niveauer svarende til nye net efter 36 måneder (11 %, p=0,05). I modsætning hertil faldt dødeligheden for den næste generation af insekticidbehandlede net gradvist over tid efter udsættelse. Reduktionen var mest udtalt med Interceptor® G2, hvor dødeligheden faldt fra 58 % med de nye masker til 36 % efter 12 måneder (p.< 0,001), 31 % efter 24 måneder (s< 0,001) og 20 % efter 36 måneder (s< 0,001). Den nye PermaNet® 3.0 resulterede i en reduktion i dødeligheden til 37 %, som også faldt markant til 20 % efter 12 måneder (p.< 0,001), 16 % efter 24 måneder (s< 0,001) og 18 % efter 36 måneder (s< 0,001). En lignende tendens blev observeret med Royal Guard®, hvor det nye mesh resulterede i en 33 % reduktion i dødeligheden efterfulgt af en signifikant reduktion til 21 % efter 12 måneder (p.< 0,001), 17 % efter 24 måneder (s< 0,001) og 15 % efter 36 måneder (s< 0,001).
Reduktion i frugtbarhed af vilde pyrethroid-resistente Anopheles gambiae-myg, der kommer ind i en forsøgshytte i Kwa, Benin. Data fra ubehandlede kontroller og nye net blev samlet på tværs af forsøg for at give et enkelt estimat af effektivitet. Søjler med almindelige bogstaver var ikke signifikant forskellige på 5%-niveauet (p > 0,05) ved logistisk regressionsanalyse. Fejlbjælker repræsenterer 95 % konfidensintervaller.
Oddsratio beskriver forskellen i fertilitet med den nye generation af myggenet sammenlignet med myggenet udelukkende med pyrethroid. Den stiplede linje repræsenterer et forhold på 1, hvilket indikerer ingen forskel i fertilitet. Oddsforhold< 1 indikerer en større reduktion i frugtbarheden med ny generation af net. Data for den nye generation af myggenet blev samlet på tværs af forsøg for at producere et enkelt estimat af effektiviteten. Fejlbjælker repræsenterer 95 % konfidensintervaller.
Indlægstid: 17. februar 2025