Visceral leishmaniasis (VL), kendt som kala-azar på det indiske subkontinent, er en parasitsygdom forårsaget af den flagellerede protozo Leishmania, der kan være dødelig, hvis den ikke behandles omgående. Sandfluen Phlebotomus argentipes er den eneste bekræftede vektor for VL i Sydøstasien, hvor den bekæmpes ved indendørs restsprøjtning (IRS), et syntetisk insekticid. Brugen af DDT i VL-bekæmpelsesprogrammer har resulteret i udvikling af resistens hos sandfluer, så DDT er blevet erstattet af insekticidet alfa-cypermethrin. Alfa-cypermethrin virker dog på samme måde som DDT, så risikoen for resistens hos sandfluer øges under stress forårsaget af gentagen eksponering for dette insekticid. I denne undersøgelse vurderede vi følsomheden af vilde myg og deres F1-afkom ved hjælp af CDC-flaskebioassayet.
Vi indsamlede myg fra 10 landsbyer i Muzaffarpur-distriktet i Bihar, Indien. Otte landsbyer fortsatte med at bruge højpotente myg.cypermethrinTil indendørs sprøjtning stoppede én landsby med at bruge højpotent cypermethrin til indendørs sprøjtning, og én landsby brugte aldrig højpotent cypermethrin til indendørs sprøjtning. De indsamlede myg blev udsat for en foruddefineret diagnostisk dosis i en defineret periode (3 μg/ml i 40 min), og knockdown-raten og dødeligheden blev registreret 24 timer efter eksponering.
Dræbelsesraterne for vilde myg varierede fra 91,19 % til 99,47 %, og for deres F1-generationer varierede de fra 91,70 % til 98,89 %. Fireogtyve timer efter eksponering varierede dødeligheden for vilde myg fra 89,34 % til 98,93 %, og for deres F1-generation varierede de fra 90,16 % til 98,33 %.
Resultaterne af denne undersøgelse indikerer, at der kan udvikles resistens hos P. argentipes, hvilket indikerer behovet for fortsat overvågning og årvågenhed for at opretholde kontrollen, når udryddelse er opnået.
Visceral leishmaniasis (VL), kendt som kala-azar på det indiske subkontinent, er en parasitsygdom forårsaget af den flagellerede protozo Leishmania og overføres gennem bid af inficerede hun-sandfluer (Diptera: Myrmecophaga). Sandfluer er den eneste bekræftede vektor for VL i Sydøstasien. Indien er tæt på at nå målet om at udrydde VL. For at opretholde lave incidensrater efter udryddelse er det dog afgørende at reducere vektorpopulationen for at forhindre potentiel transmission.
Myggebekæmpelse i Sydøstasien opnås ved indendørs sprøjtning med rester (IRS) med syntetiske insekticider. Sølvbenenes hemmelighedsfulde hvileadfærd gør dem til et passende mål for insekticidbekæmpelse gennem indendørs sprøjtning med rester [1]. Indendørs sprøjtning med dichlordiphenyltrichlorethan (DDT) med rester under det nationale malariabekæmpelsesprogram i Indien har haft betydelige afsmittende effekter i bekæmpelsen af myggepopulationer og en betydelig reduktion af VL-tilfælde [2]. Denne uplanlagte bekæmpelse af VL fik det indiske VL-udryddelsesprogram til at indføre indendørs sprøjtning med rester som den primære metode til bekæmpelse af sølvben. I 2005 underskrev regeringerne i Indien, Bangladesh og Nepal et memorandum om forståelse med det mål at eliminere VL inden 2015 [3]. Udryddelsesindsatsen, der involverede en kombination af vektorbekæmpelse og hurtig diagnose og behandling af menneskelige tilfælde, havde til formål at gå ind i konsolideringsfasen inden 2015, et mål der efterfølgende blev revideret til 2017 og derefter 2020.[4] Den nye globale køreplan for at eliminere forsømte tropiske sygdomme inkluderer eliminering af VL inden 2030.[5]
Efterhånden som Indien går ind i post-udryddelsesfasen af BCVD, er det bydende nødvendigt at sikre, at der ikke udvikles betydelig resistens over for beta-cypermethrin. Årsagen til resistensen er, at både DDT og cypermethrin har samme virkningsmekanisme, nemlig at de er rettet mod VGSC-proteinet [21]. Risikoen for resistensudvikling hos sandfluer kan derfor øges af stress forårsaget af regelmæssig eksponering for meget potent cypermethrin. Det er derfor bydende nødvendigt at overvåge og identificere potentielle sandfluepopulationer, der er resistente over for dette insekticid. I denne sammenhæng var formålet med denne undersøgelse at overvåge følsomhedsstatussen hos vilde sandfluer ved hjælp af diagnostiske doser og eksponeringsvarigheder bestemt af Chaubey et al. [20] studerede P. argentipes fra forskellige landsbyer i Muzaffarpur-distriktet i Bihar, Indien, som kontinuerligt anvendte indendørs sprøjtesystemer behandlet med cypermethrin (kontinuerlige IPS-landsbyer). Modtagelighedsstatussen for vilde P. argentipes fra landsbyer, der var stoppet med at bruge cypermethrinbehandlede indendørs sprøjtesystemer (tidligere IPS-landsbyer), og dem, der aldrig havde brugt cypermethrinbehandlede indendørs sprøjtesystemer (ikke-IPS-landsbyer), blev sammenlignet ved hjælp af CDC-flaskebioassayet.
Ti landsbyer blev udvalgt til undersøgelsen (fig. 1; tabel 1), hvoraf otte havde en historik med kontinuerlig indendørs sprøjtning med syntetiske pyrethroider (hypermethrin; betegnet som kontinuerlige hypermethrin-landsbyer) og havde VL-tilfælde (mindst ét tilfælde) i de sidste 3 år. Af de resterende to landsbyer i undersøgelsen blev én landsby, der ikke implementerede indendørs sprøjtning med beta-cypermethrin (landsby uden indendørs sprøjtning), valgt som kontrollandsby, og den anden landsby, der havde intermitterende indendørs sprøjtning med beta-cypermethrin (landsby med intermitterende indendørs sprøjtning/tidligere landsby med indendørs sprøjtning), blev valgt som kontrollandsby. Udvælgelsen af disse landsbyer var baseret på koordinering med sundhedsministeriet og teamet for indendørs sprøjtning samt validering af mikrohandlingsplanen for indendørs sprøjtning i Muzaffarpur-distriktet.
Geografisk kort over Muzaffarpur-distriktet, der viser placeringen af de landsbyer, der er inkluderet i undersøgelsen (1-10). Undersøgelsessteder: 1, Manifulkaha; 2, Ramdas Majhauli; 3, Madhubani; 4, Anandpur Haruni; 5, Pandey; 6, Hirapur; 7, Madhopur Hazari; 8, Hamidpur; 9, Noonfara; 10, Simara. Kortet blev udarbejdet ved hjælp af QGIS-software (version 3.30.3) og Open Assessment Shapefile.
Flaskerne til eksponeringsforsøgene blev fremstillet i henhold til metoderne beskrevet af Chaubey et al. [20] og Denlinger et al. [22]. Kort fortalt blev 500 ml glasflasker fremstillet dagen før eksperimentet, og flaskernes indvendige væg blev belagt med det angivne insekticid (den diagnostiske dosis af α-cypermethrin var 3 μg/ml) ved at påføre en acetoneopløsning af insekticidet (2,0 ml) på bunden, væggene og låget af flaskerne. Hver flaske blev derefter tørret på en mekanisk rulle i 30 minutter. I løbet af denne tid skrues låget langsomt af for at lade acetonen fordampe. Efter 30 minutters tørring fjernes låget, og flasken roteres, indtil al acetonen er fordampet. Flaskerne blev derefter efterladt åbne for at tørre natten over. Til hver replikattest blev én flaske, der blev brugt som kontrol, belagt med 2,0 ml acetone. Alle flasker blev genbrugt under forsøgene efter passende rengøring i henhold til proceduren beskrevet af Denlinger et al. og Verdenssundhedsorganisationen [22, 23].
Dagen efter tilberedning af insekticidet blev 30-40 vildtfangede myg (udsultede hunner) fjernet fra burene i hætteglas og forsigtigt blæst ned i hvert hætteglas. Omtrent det samme antal fluer blev brugt til hver insekticidbelagt flaske, inklusive kontrolflasken. Gentag dette mindst fem til seks gange i hver landsby. Efter 40 minutters eksponering for insekticidet blev antallet af nedlagte fluer registreret. Alle fluer blev fanget med en mekanisk aspirator, placeret i papbeholdere af 1,5 liter dækket med finmasket net og placeret i en separat inkubator under de samme fugtigheds- og temperaturforhold med den samme fødekilde (vatkugler dyppet i 30% sukkeropløsning) som de ubehandlede kolonier. Dødeligheden blev registreret 24 timer efter eksponering for insekticidet. Alle myg blev dissekeret og undersøgt for at bekræfte artsidentitet. Den samme procedure blev udført med F1-flueafkom. Nedtrapnings- og dødelighedsrater blev registreret 24 timer efter eksponering. Hvis dødeligheden i kontrolflaskerne var < 5%, blev der ikke foretaget nogen dødelighedskorrektion i replikaterne. Hvis dødeligheden i kontrolflasken var ≥ 5 % og ≤ 20 %, blev dødeligheden i testflaskerne i den pågældende replikat korrigeret ved hjælp af Abbotts formel. Hvis dødeligheden i kontrolgruppen oversteg 20 %, blev hele testgruppen kasseret [24, 25, 26].
Gennemsnitlig dødelighed for vildtfangede P. argentipes-myg. Fejlsøjler repræsenterer standardfejl for gennemsnittet. Skæringspunktet mellem de to røde vandrette linjer og grafen (henholdsvis 90 % og 98 % dødelighed) angiver det dødelighedsvindue, hvor resistens kan udvikles.[25]
Gennemsnitlig dødelighed for F1-afkom af vildtfangede P. argentipes. Fejlsøjler repræsenterer standardfejl for gennemsnittet. Kurverne, der skæres af de to røde vandrette linjer (henholdsvis 90 % og 98 % dødelighed), repræsenterer det dødelighedsinterval, inden for hvilket resistens kan udvikles [25].
Myg i kontrol-/ikke-IRS-landsbyen (Manifulkaha) viste sig at være yderst følsomme over for insekticiderne. Den gennemsnitlige dødelighed (±SE) for vildtfangede myg 24 timer efter nedlukning og eksponering var henholdsvis 99,47 ± 0,52 % og 98,93 ± 0,65 %, og den gennemsnitlige dødelighed for F1-afkom var henholdsvis 98,89 ± 1,11 % og 98,33 ± 1,11 % (Tabel 2, 3).
Resultaterne af denne undersøgelse indikerer, at sølvbenede sandfluer kan udvikle resistens over for det syntetiske pyrethroid (SP) α-cypermethrin i landsbyer, hvor pyrethroidet (SP) α-cypermethrin blev rutinemæssigt anvendt. I modsætning hertil viste det sig, at sølvbenede sandfluer indsamlet fra landsbyer, der ikke var dækket af IRS/kontrolprogrammet, var meget modtagelige. Overvågning af modtageligheden af vilde sandfluepopulationer er vigtig for at overvåge effektiviteten af de anvendte insekticider, da disse oplysninger kan hjælpe med at håndtere insekticidresistens. Høje niveauer af DDT-resistens er regelmæssigt blevet rapporteret hos sandfluer fra endemiske områder i Bihar på grund af historisk selektionspres fra IRS ved brug af dette insekticid [1].
Vi fandt, at P. argentipes var yderst følsomme over for pyrethroider, og feltforsøg i Indien, Bangladesh og Nepal viste, at IRS havde høj entomologisk effekt, når det blev brugt i kombination med cypermethrin eller deltamethrin [19, 26, 27, 28, 29]. For nylig rapporterede Roy et al. [18], at P. argentipes havde udviklet resistens over for pyrethroider i Nepal. Vores feltundersøgelse af følsomhed viste, at sølvbenede sandfluer indsamlet fra landsbyer, der ikke var eksponeret for IRS, var yderst modtagelige, men fluer indsamlet fra landsbyer med intermitterende/tidligere IRS og kontinuerlige IRS (dødeligheden varierede fra 90 % til 97 %, bortset fra sandfluer fra Anandpur-Haruni, som havde en dødelighed på 89,34 % 24 timer efter eksponering), var sandsynligvis resistente over for den yderst effektive cypermethrin [25]. En mulig årsag til udviklingen af denne resistens er det pres, der udøves af indendørs rutinemæssig sprøjtning (IRS) og case-baserede lokale sprøjteprogrammer, som er standardprocedurer for håndtering af kala-azar-udbrud i endemiske områder/blokke/landsbyer (Standard Operating Procedure for Outbreak Investigation and Management [30]. Resultaterne af denne undersøgelse giver tidlige indikationer på udviklingen af selektivt pres mod det yderst effektive cypermethrin. Desværre er historiske følsomhedsdata for denne region, opnået ved hjælp af CDC-flaskebioassayet, ikke tilgængelige til sammenligning; alle tidligere undersøgelser har overvåget P. argentipes-følsomhed ved hjælp af WHO-insekticidimprægneret papir. De diagnostiske doser af insekticider i WHO-teststrimlerne er de anbefalede identifikationskoncentrationer af insekticider til brug mod malariavektorer (Anopheles gambiae), og den operationelle anvendelighed af disse koncentrationer på sandfluer er uklar, fordi sandfluer flyver sjældnere end myg og bruger mere tid i kontakt med substratet i bioassayet [23].
Syntetiske pyrethroider er blevet brugt i VL-endemiske områder i Nepal siden 1992, skiftevis med SP'erne alfa-cypermethrin og lambda-cyhalothrin til bekæmpelse af sandfluer [31], og deltamethrin er også blevet brugt i Bangladesh siden 2012 [32]. Fænotypisk resistens er blevet påvist i vilde populationer af sølvbenede sandfluer i områder, hvor syntetiske pyrethroider har været brugt i lang tid [18, 33, 34]. En ikke-synonym mutation (L1014F) er blevet påvist i vilde populationer af den indiske sandflue og er blevet forbundet med resistens over for DDT, hvilket tyder på, at pyrethroidresistens opstår på molekylært niveau, da både DDT og pyrethroiden (alfa-cypermethrin) er rettet mod det samme gen i insekternes nervesystem [17, 34]. Derfor er systematisk vurdering af cypermethrin-følsomhed og overvågning af mygeresistens afgørende under udryddelses- og post-udryddelsesperioderne.
En potentiel begrænsning ved dette studie er, at vi brugte CDC-hætteglasbioassayet til at måle følsomhed, men alle sammenligninger brugte resultater fra tidligere studier, der brugte WHO-bioassaykittet. Resultaterne fra de to bioassays er muligvis ikke direkte sammenlignelige, fordi CDC-hætteglasbioassayet måler knockdown ved slutningen af den diagnostiske periode, hvorimod WHO-kittets bioassay måler dødelighed 24 eller 72 timer efter eksponering (sidstnævnte for langsomtvirkende forbindelser) [35]. En anden potentiel begrænsning er antallet af IRS-landsbyer i dette studie sammenlignet med én ikke-IRS- og én ikke-IRS/tidligere IRS-landsby. Vi kan ikke antage, at niveauet af myggevektorfølsomhed observeret i individuelle landsbyer i ét distrikt er repræsentativt for følsomhedsniveauet i andre landsbyer og distrikter i Bihar. Efterhånden som Indien går ind i post-elimineringsfasen af leukæmivirus, er det bydende nødvendigt at forhindre betydelig udvikling af resistens. Hurtig overvågning af resistens i sandfluepopulationer fra forskellige distrikter, blokke og geografiske områder er påkrævet. Dataene præsenteret i denne undersøgelse er foreløbige og bør verificeres ved sammenligning med de identifikationskoncentrationer, der er offentliggjort af Verdenssundhedsorganisationen [35], for at få en mere specifik idé om P. argentipes modtagelighedsstatus i disse områder, før vektorkontrolprogrammer ændres for at opretholde lave sandfluepopulationer og understøtte eliminering af leukæmivirus.
Myggen P. argentipes, vektoren for leukosevirus, kan begynde at vise tidlige tegn på resistens over for det yderst effektive cypermethrin. Regelmæssig overvågning af insekticidresistens i vilde populationer af P. argentipes er nødvendig for at opretholde den epidemiologiske effekt af vektorkontrolinterventioner. Rotation af insekticider med forskellige virkningsmekanismer og/eller evaluering og registrering af nye insekticider er nødvendig og anbefales for at håndtere insekticidresistens og støtte elimineringen af leukosevirus i Indien.
Opslagstidspunkt: 17. feb. 2025