Visceral leishmaniasis (VL), kendt som kala-azar på det indiske subkontinent, er en parasitisk sygdom forårsaget af den flagellerede protozo Leishmania, der kan være dødelig, hvis den ikke behandles omgående. Sandfluen Phlebotomus argentipes er den eneste bekræftede vektor af VL i Sydøstasien, hvor den kontrolleres af 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 modtageligheden 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 høj styrkecypermethrintil indendørs sprøjtning holdt en landsby op med at bruge højpotens cypermethrin til indendørs sprøjtning, og en landsby brugte aldrig højpotens cypermethrin til indendørs sprøjtning. De indsamlede myg blev udsat for en foruddefineret diagnostisk dosis i et defineret tidsrum (3 μg/ml i 40 minutter), og knockdown-hastigheden og dødeligheden blev registreret 24 timer efter eksponering.
Dræbningsraterne for vilde myg varierede fra 91,19 % til 99,47 %, og de for deres F1-generationer varierede fra 91,70 % til 98,89 %. Fireogtyve timer efter eksponering varierede dødeligheden af vilde myg fra 89,34 % til 98,93 %, og dødeligheden for deres F1-generation varierede fra 90,16 % til 98,33 %.
Resultaterne af denne undersøgelse indikerer, at resistens kan udvikle sig hos P. argentipes, hvilket indikerer behovet for fortsat overvågning og årvågenhed for at opretholde kontrol, når udryddelse er opnået.
Visceral leishmaniasis (VL), kendt som kala-azar på det indiske subkontinent, er en parasitisk sygdom forårsaget af den flagellerede protozo Leishmania og overføres gennem bid af inficerede hun-sandfluer (Diptera: Myrmecophaga). Sandfluer er den eneste bekræftede vektor af VL i Sydøstasien. Indien er tæt på at nå målet om at eliminere VL. For at opretholde lave incidensrater efter udryddelse er det imidlertid afgørende at reducere vektorpopulationen for at forhindre potentiel overførsel.
Myggekontrol i Sydøstasien opnås gennem indendørs restsprøjtning (IRS) ved hjælp af syntetiske insekticider. Sølvbenenes hemmelighedsfulde hvileadfærd gør det til et velegnet mål for insekticidbekæmpelse gennem indendørs restsprøjtning [1]. Indendørs restsprøjtning af dichlordiphenyltrichlorethan (DDT) under det nationale malariakontrolprogram i Indien har haft betydelige afsmittende virkninger i at kontrollere myggepopulationer og signifikant reducere VL-tilfælde [2]. Denne uplanlagte kontrol af VL fik det indiske VL-udryddelsesprogram til at anvende indendørs restsprøjtning som den primære metode til bekæmpelse af sølvben. I 2005 underskrev regeringerne i Indien, Bangladesh og Nepal et aftalememorandum med det mål at eliminere VL inden 2015 [3]. Udryddelsesindsatsen, der involverede en kombination af vektorkontrol og hurtig diagnosticering og behandling af menneskelige tilfælde, var rettet mod 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 oversete tropiske sygdomme omfatter eliminering af VL inden 2030.[5]
Da 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 målretter mod VGSC-proteinet[21]. Risikoen for resistensudvikling hos sandfluer kan således øges af stress forårsaget af regelmæssig eksponering for højpotent 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 vilde sandfluers modtagelighedsstatus 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 brugte indendørs sprøjtesystemer behandlet med cypermethrin (kontinuerlige IPS-landsbyer). Modtagelighedsstatus for vilde P. argentipes fra landsbyer, der var holdt op med at bruge cypermethrin-behandlede indendørs sprøjtesystemer (tidligere IPS-landsbyer), og dem, der aldrig havde brugt cypermethrin-behandlede 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 historie med kontinuerlig indendørs sprøjtning af 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 en landsby, der ikke implementerede indendørs sprøjtning af beta-cypermethrin (ikke-indendørs sprøjtelandsby) valgt som kontrollandsby, og den anden landsby, der havde intermitterende indendørs sprøjtning af beta-cypermethrin (intermitterende indendørs sprøjteby/tidligere indendørs sprøjtelandsby) blev valgt som kontrollandsby. Udvælgelsen af disse landsbyer var baseret på koordinering med sundhedsafdelingen og indendørs sprøjteteamet og validering af mikrohandlingsplanen for indendørs sprøjtning i Muzaffarpur-distriktet.
Geografisk kort over Muzaffarpur-distriktet, der viser placeringen af landsbyer inkluderet i undersøgelsen (1-10). Studiesteder: 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 ifølge metoderne ifølge Chaubey et al. [20] og Denlinger et al. [22]. Kort fortalt blev 500 mL glasflasker forberedt en dag før eksperimentet, og den indvendige væg af flaskerne 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) til bunden, væggene og hætten af flasken. Hver flaske blev derefter tørret på en mekanisk rulle i 30 min. I løbet af denne tid skal du langsomt skrue hætten af for at lade acetonen fordampe. Efter 30 minutters tørring, fjern låget og drej flasken, indtil al acetonen er fordampet. Flaskerne blev derefter efterladt åbne til tørre natten over. For hver gentagelsestest blev en flaske, anvendt som kontrol, overtrukket med 2,0 ml acetone. Alle flasker blev genbrugt gennem eksperimenterne efter passende rensning i overensstemmelse med proceduren beskrevet af Denlinger et al. og Verdenssundhedsorganisationen [22, 23].
Dagen efter tilberedning af insekticider blev 30-40 vildfangede myg (udsultede hunner) fjernet fra burene i hætteglas og forsigtigt blæst ind i hvert hætteglas. Omtrent det samme antal fluer blev brugt for hver insekticidbelagt flaske, inklusive kontrollen. Gentag dette mindst fem til seks gange i hver landsby. Efter 40 minutters eksponering for insekticidet blev antallet af væltede fluer registreret. Alle fluer blev fanget med en mekanisk aspirator, anbragt i halvliters papbeholdere dækket med fint net og anbragt i en separat inkubator under samme fugt- og temperaturforhold med samme fødekilde (bomuldskugler gennemblødt i 30 % sukkeropløsning) som de ubehandlede kolonier. Dødelighed blev registreret 24 timer efter eksponering for insekticidet. Alle myg blev dissekeret og undersøgt for at bekræfte artens identitet. Samme procedure blev udført med F1-afkomfluerne. Knockdown- 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 det replikat korrigeret ved hjælp af Abbotts formel. Hvis dødeligheden i kontrolgruppen oversteg 20 %, blev hele testgruppen kasseret [24, 25, 26].
Gennemsnitlig dødelighed af vildtfangede P. argentipes-myg. Fejlbjælker repræsenterer standardfejl for gennemsnittet. Skæringspunktet mellem de to røde vandrette linjer med grafen (henholdsvis 90 % og 98 % dødelighed) angiver det dødelighedsvindue, hvori resistens kan udvikle sig.[25]
Gennemsnitlig dødelighed af F1-afkom af vildfanget P. argentipes. Fejlbjælker repræsenterer standardfejl for gennemsnittet. Kurverne gennemskåret af de to røde vandrette linjer (henholdsvis 90 % og 98 % dødelighed) repræsenterer det område af dødelighed, over hvilket resistens kan udvikle sig[25].
Myg i kontrol/ikke-IRS-landsbyen (Manifulkaha) viste sig at være meget følsomme over for insekticiderne. Den gennemsnitlige dødelighed (±SE) for vildfangede myg 24 timer efter knockdown og eksponering var henholdsvis 99,47 ± 0,52 % og 98,93 ± 0,65 %, og den gennemsnitlige dødelighed for F1-afkom var 98,89 ± 1,11 % og 98,31 %, henholdsvis 98,31 %, T. 3).
Resultaterne af denne undersøgelse indikerer, at sølvbenede sandfluer kan udvikle resistens over for det syntetiske pyrethroid (SP) α-cypermethrin i landsbyer, hvor pyrethroid (SP) α-cypermethrin blev brugt rutinemæssigt. I modsætning hertil blev sølvbenede sandfluer indsamlet fra landsbyer, der ikke var omfattet af IRS/kontrolprogrammet, fundet at være meget modtagelige. Overvågning af følsomheden af bestande af vilde sandfluer 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 i sandfluer fra endemiske områder i Bihar på grund af historisk udvælgelsespres fra IRS ved hjælp af dette insekticid [1].
Vi fandt, at P. argentipes var meget følsom 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 har Roy et al. [18] rapporterede, at P. argentipes havde udviklet resistens over for pyrethroider i Nepal. Vores feltmodtagelighedsundersøgelse viste, at sølvbenede sandfluer indsamlet fra ikke-IRS-eksponerede landsbyer var meget modtagelige, men fluer indsamlet fra intermitterende/tidligere IRS-landsbyer og kontinuerlige IRS-landsbyer (dødeligheden varierede fra 90 % til 97 %, bortset fra sandfluer fra Anandpur-Haruni, som havde en højst sandsynlig resistant efter dødelighed på 89,34 %) cypermethrin [25]. En mulig årsag til udviklingen af denne resistens er det tryk, der udøves af indendørs rutinesprøjtning (IRS) og case-baserede lokale sprøjteprogrammer, som er standardprocedurer til håndtering af kala-azar-udbrud i endemiske områder/blokke/landsbyer (Standard Operation Procedure for Outbreak Investigation and Management [30]. Resultaterne af denne undersøgelse giver desværre en tidlig indikation af selektivitet mod selektivitet. historiske modtagelighedsdata for denne region, opnået ved brug af CDC-flaskebioassay, er ikke tilgængelige til sammenligning alle tidligere undersøgelser har overvåget P. argentipes-følsomhed ved brug af WHO-insekticid-imprægneret papir. koncentrationer til sandfluer er uklare, 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, alternerende med SP'erne alfa-cypermethrin og lambda-cyhalothrin til sandfluebekæmpelse [31], og deltamethrin er også blevet brugt i Bangladesh siden 2012 [32]. Fænotypisk resistens er påvist i vilde bestande 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) målretter mod det samme gen i insektets nervesystem [17, 34]. Derfor er systematisk vurdering af cypermethrins modtagelighed og overvågning af myggeresistens afgørende i udryddelses- og post-udryddelsesperioderne.
En potentiel begrænsning af denne undersøgelse er, at vi brugte CDC-hætteglas-bioassayet til at måle modtagelighed, men alle sammenligninger brugte resultater fra tidligere undersøgelser med WHO-bioassay-kittet. Resultater fra de to bioassays er muligvis ikke direkte sammenlignelige, fordi CDC-hætteglasbioassayet måler knockdown ved slutningen af den diagnostiske periode, hvorimod WHO-sættets bioassay måler dødelighed 24 eller 72 timer efter eksponering (sidstnævnte for langsomt virkende forbindelser) [35]. En anden potentiel begrænsning er antallet af IRS-landsbyer i denne undersøgelse 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 et distrikt er repræsentativt for modtagelighedsniveauet i andre landsbyer og distrikter i Bihar. Da Indien går ind i post-elimineringsfasen af leukæmivirus, er det bydende nødvendigt at forhindre betydelig udvikling af resistens. Hurtig overvågning af resistens i sandfluebestande fra forskellige distrikter, blokke og geografiske områder er påkrævet. Dataene præsenteret i denne undersøgelse er foreløbige og bør verificeres ved sammenligning med identifikationskoncentrationerne offentliggjort af Verdenssundhedsorganisationen [35] for at få en mere specifik idé om modtagelighedsstatus for P. argentipes i disse områder, før der modificeres vektorkontrolprogrammer for at opretholde lave sandfluepopulationer og understøtte leukæmivirus-eliminering.
Myggen P. argentipes, vektoren af leukosevirussen, 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 virkemåder og/eller evaluering og registrering af nye insekticider er nødvendig og anbefales for at håndtere insekticidresistens og understøtte elimineringen af leukosevirus i Indien.
Indlægstid: 17. februar 2025