En serie hyddebaserade pilotförsök genomfördes i Khowe, södra Benin, för att utvärdera den biologiska effekten av nya och fälttestade nästa generations myggnät mot pyretrinresistenta malariavektorer. Fältåldrade nät togs bort från hushållen efter 12, 24 och 36 månader. Nätbitar skurna från hela myggnät analyserades med avseende på kemisk sammansättning och känslighetsbioanalyser utfördes under varje försök för att bedöma förändringar i insekticidresistens i Khowe-vektorpopulationen.
Interceptor® G2 överträffade andra ITN:er, vilket bekräftar överlägsenheten hos pyretroid- och klorfenapyrnät jämfört med andra nättyper. Bland de nya produkterna uppvisade alla nästa generations ITN:er bättre bioeffektivitet än Interceptor®; dock minskade omfattningen av denna förbättring efter åldring i fält på grund av den kortare hållbarheten hos icke-pyretroidföreningar. Dessa resultat belyser behovet av att förbättra den insekticida persistensen hos nästa generations ITN:er.
InsekticidMyggnät som behandlats med malaria har spelat en avgörande roll för att minska sjuklighet och dödlighet orsakad av malaria under de senaste 20 åren. Sedan 2004 har mer än 3 miljarder ITN distribuerats över hela världen, och modelleringsstudier tyder på att 68 % av malariafallen i Afrika söder om Sahara avvärjdes mellan 2000 och 2015. Tyvärr har resistensen hos malariavektorpopulationer mot pyretroider (standardklassen av insekticider som används i ITN) ökat avsevärt, vilket hotar effektiviteten av denna viktiga intervention. Samtidigt har framstegen inom malariakontrollen avtagit globalt, med ett antal länder med hög belastning som upplever en ökning av malariafall sedan 2015. Dessa trender har drivit utvecklingen av en ny generation av innovativa ITN-produkter som syftar till att hantera hotet från pyretroidresistens och bidra till att minska denna börda och uppnå ambitiösa globala mål.
Det finns för närvarande tre nya generationens ITN:er på marknaden, där var och en kombinerar en pyretroid med en annan insekticid eller synergist som kan övervinna pyretroidresistens hos malariavektorer. Under senare år har ett antal klusterrandomiserade kontrollerade studier (RCT) genomförts för att bedöma den epidemiologiska effektiviteten hos dessa nät jämfört med vanliga nät med enbart pyretroid och för att tillhandahålla nödvändiga bevis för att stödja Världshälsoorganisationens (WHO) rekommendationer. Sängnät som kombinerar pyretroider med piperonylbutoxid (PBO), en synergist som ökar effektiviteten hos pyretroider genom att hämma myggavgiftningsenzymer, var de första som rekommenderades av WHO efter att två produkter (Olyset® Plus och PermaNet® 3.0) visade överlägsen epidemiologisk effekt jämfört med sängnät med enbart pyretroid i klusterrandomiserade kontrollerade studier i Tanzania och Uganda. Emellertid behövs mer data för att fastställa folkhälsovärdet av pyretroid-PBO-sängnät i Västafrika, där allvarlig pyretroidresistens kan minska deras fördelar jämfört med sängnät som enbart innehåller pyretroid.
ITN:ers insekticida persistens bedöms vanligtvis genom att regelbundet samla in nät från samhällen och testa dem i laboratoriebioanalyser med insektsuppfödda myggstammar. Även om dessa analyser är användbara för att karakterisera biotillgängligheten och effekten av insekticider på ytan av sängnät över tid, ger de begränsad information om den jämförande effektiviteten hos olika typer av nästa generations sängnät eftersom de metoder och myggstammar som används måste anpassas till verkningsmekanismen hos de insekticider de innehåller. Det experimentella hyddetestet är en alternativ metod som kan användas för att jämförande utvärdera effektiviteten hos insekticidbehandlade nät i hållbarhetsstudier under förhållanden som efterliknar de naturliga interaktionerna mellan vilda myggvärdar och hushållsnät under användning. Faktum är att nya modelleringsstudier med entomologiska surrogat för epidemiologiska data har visat att myggdödlighet och äthastigheter som mätts i dessa studier kan användas för att förutsäga effekten av ITN på malariaincidens och prevalens i kluster-RCT. Således kan hydrerade experimentella studier där fältinsamlade insekticidbehandlade lymfkörtlar inkluderas i kluster-RCT:er ge värdefulla data om den jämförande bioeffektiviteten och insekticida persistensen hos insekticidbehandlade lymfkörtlar under deras förväntade livslängd, och bidra till att tolka de epidemiologiska resultaten av dessa studier.
Det experimentella hyddetestet är en standardiserad simulerad mänsklig bostad som rekommenderas av Världshälsoorganisationen för att utvärdera effektiviteten hos insekticidbehandlade myggnät. Dessa tester återskapar de verkliga exponeringsförhållanden som myggvärdar möter när de interagerar med hushållssängnät och är därför en mycket lämplig metod för att bedöma den biologiska effektiviteten hos använda sängnät under deras förväntade livslängd.
Denna studie utvärderade den entomologiska effekten av tre olika typer av insekticida myggnät av den nya generationen (PermaNet® 3.0, Royal Guard® och Interceptor® G2) under fältförhållanden i experimentella lador och jämförde dem med ett standardnät med endast pyretrin (Interceptor®). Alla dessa insekticidbehandlade myggnät ingår i WHO:s förkvalificerade lista för vektorbekämpning. Detaljerade egenskaper för varje myggnät anges nedan:
I mars 2020 genomfördes en storskalig distributionskampanj av fältåldrade myggnät i hyddbyar i Zou prefektur, södra Benin, för pilotförsök i hyddor. Interceptor®, Royal Guard® och Interceptor® G2 myggnät valdes ut från slumpmässigt utvalda kluster i kommunerna Kove, Zagnanado och Ouinhi som en del av en hållbarhetsobservationsstudie inbäddad i en kluster-RCT för att bedöma den epidemiologiska effektiviteten hos dubbelt insekticidbehandlade myggnät. PermaNet® 3.0 myggnät samlades in i byn Avokanzun nära Jija och Bohicon kommuner (7°20′ N, 1°56′ Ö) och distribuerades samtidigt med RCT-klustermyggnät under 2020 års masskampanj inom det nationella malariakontrollprogrammet. Figur 1 visar platserna för studieklustren/byarna där de olika ITN-typerna samlades in i förhållande till de experimentella hyddplatserna.
Ett pilotförsök i hyddor genomfördes för att jämföra den entomologiska prestandan hos Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® och Interceptor® G2 ITN:er när de togs bort från hushållen 12, 24 och 36 månader efter spridning. Vid varje årlig tidpunkt jämfördes prestandan hos åldrade ITN:er i fält med nya, oanvända nät av varje typ och obehandlade nät som negativ kontroll. Vid varje årlig tidpunkt testades totalt 54 replikatprover av fältåldrade ITN:er och 6 nya ITN:er av varje typ i 1 eller 2 replikatförsök i hyddor med daglig rotation av behandlingar. Före varje hyddortest mättes det genomsnittliga porositetsindexet för de åldrade fältnäten av varje ITN-typ enligt WHO:s rekommendationer. För att simulera slitage från daglig användning perforerades alla nya ITN:er och obehandlade kontrollnät med sex 4 x 4 cm hål: två i varje långsidopanel och ett i varje kortsidopanel, i enlighet med WHO:s rekommendationer. Myggnätet installerades inuti hyddan genom att kanterna på takplåtarna knöts fast med rep och spikar i hyddväggarnas övre hörn. Följande behandlingar utvärderades i varje hyddförsök:
Fältåldrade nät utvärderades i experimentella hyddor samma år som näten togs bort. Hyddeförsök genomfördes på samma plats från maj till september 2021, april till juni 2022 och maj till juli 2023, med nät borttagna efter 12, 24 respektive 36 månader. Varje försök varade i en fullständig behandlingscykel (54 nätter under 9 veckor), förutom i 12 månader, då två på varandra följande behandlingscykler genomfördes för att öka myggprovstorleken. Enligt en latinsk kvadratdesign roterades behandlingarna varje vecka mellan experimentella hyddor för att kontrollera för effekter på hyddornas placering, medan volontärer roterades dagligen för att kontrollera för skillnader i myggornas attraktivitet hos enskilda värddjur. Myggor samlades in 6 dagar per vecka; på dag 7, före nästa rotationscykel, rengjordes och ventilerades hyddorna för att förhindra angrepp.
De primära effektmåtten för den experimentella husbehandlingen mot pyretroidresistenta Anopheles gambiae-myggor och jämförelsen av nästa generations ITN med Interceptor®-nätet som endast innehåller pyretroid var:
Sekundära effektmått för den experimentella husbehandlingen mot pyretroidresistenta Anopheles gambiae-myggor var följande:
Inneslutning (%) – minskning av andelen inträde i den behandlade gruppen jämfört med den obehandlade gruppen. Beräkningen är följande:
där Tu är antalet myggor som ingår i den obehandlade kontrollgruppen, och Tt är antalet myggor som ingår i den behandlade gruppen.
Bortfallsfrekvens (%) – Bortfallsfrekvens på grund av potentiell irritation från behandlingen, uttryckt som andel myggor insamlade på balkongen.
Blodsugningsdämpningskoefficienten (%) är minskningen av andelen blodsugande myggor i den behandlade gruppen jämfört med den obehandlade kontrollgruppen. Beräkningsmetoden är följande: där Bfu är andelen blodsugande myggor i den obehandlade kontrollgruppen och Bft är andelen blodsugande myggor i den behandlade gruppen.
Minskning av fertilitet (%) — minskningen av andelen fertila myggor i den behandlade gruppen jämfört med den obehandlade kontrollgruppen. Beräkningsmetoden är följande: där Fu är andelen fertila myggor i den obehandlade kontrollgruppen och Ft är andelen fertila myggor i den behandlade gruppen.
För att övervaka förändringar i resistensprofilen hos Covè-vektorpopulationer över tid utförde WHO in vitro- och ampullbioanalyser under samma år som varje experimentell hutstudie (2021, 2022, 2023) för att bedöma känsligheten för AI i de studerade ITN:erna och för att informera tolkningen av resultaten. I in vitro-studierna exponerades myggor för filterpapper behandlade med definierade koncentrationer av alfa-cypermetrin (0,05 %) och deltametrin (0,05 %), och för flaskor belagda med definierade koncentrationer av CFP (100 μg/flaska) och PPF (100 μg/flaska) för att bedöma känsligheten för dessa insekticider. Intensiteten av pyretroidresistens undersöktes genom att exponera myggor för 5-faldiga (0,25 %) och 10-faldiga (0,50 %) differentiella koncentrationer av α-cypermetrin och deltametrin. Slutligen utvärderades bidraget från PBO-synergi och överuttryck av cytokrom P450-monooxygenas (P450) till pyretroidresistens genom att förexponera myggor för olika koncentrationer av α-cypermetrin (0,05 %) och deltametrin (0,05 %), samt förexponering för PBO (4 %). Filterpappret som användes för WHO-rörtestet köptes från Universiti Sains Malaysia. WHO-bioassaytestflaskorna med CFP och PPF framställdes enligt WHO:s rekommendationer.
Myggor som användes för bioanalyser samlades in i larvstadiet från häckningsplatser nära experimentstugorna och föddes sedan upp till vuxna individer. Vid varje tidpunkt exponerades minst 100 myggor för varje behandling i 60 minuter, med 4 replikat per rör/flaska och cirka 25 myggor per rör/flaska. För pyretroid- och CFP-exponeringar användes 3–5 dagar gamla oätna myggor, medan för PPF användes 5–7 dagar gamla blodsugande myggor för att stimulera oogenesen och bedöma effekten av PPF på myggornas reproduktion. Parallella exponeringar utfördes med silikonoljeimpregnerat filterpapper, outspädd PBO (4 %) och acetonbelagda flaskor som kontroller. Vid slutet av exponeringen överfördes myggorna till obehandlade behållare och exponerades för bomullstuss indränkt i 10 % (w/v) glukoslösning. Dödligheten registrerades 24 timmar efter pyretroidexponering och var 24:e timme i 72 timmar efter CFP- och PPF-exponering. För att bedöma känsligheten för PPF dissekerades överlevande PPF-exponerade myggor och motsvarande negativa kontroller efter att fördröjd dödlighet registrerats, äggstocksutveckling observerades med hjälp av ett mikroskop och fertiliteten bedömdes enligt Christophers stadium av äggutveckling [28, 30]. Om äggen var fullt utvecklade till Christophers stadium V klassificerades myggorna som fertila, och om äggen inte var fullt utvecklade och förblev i stadierna I–IV klassificerades myggorna som sterila.
Vid varje tidpunkt på året klipptes bitar på 30 × 30 cm från nya och fältåldrade nät på de platser som anges i WHO:s rekommendationer [22]. Efter klippning märktes näten, lindades in i aluminiumfolie och förvarades i kylskåp vid 4 ± 2 °C för att förhindra migration av artificiell intelligens in i tyget. Näten skickades sedan till det vallonska jordbruksforskningscentret i Belgien för kemisk analys för att mäta förändringar i det totala artificiella intelligensinnehållet under deras livslängd. De analysmetoder som användes (baserade på de metoder som rekommenderas av International Cooperative Committee for Pesticide Analysis) har beskrivits tidigare [25, 31].
För data från de experimentella hyddförsöken summerades det totala antalet levande/döda, bitande/icke-bitande och fertila/sterila myggor i de olika hyddavdelningarna för varje behandling i varje försök för att beräkna de olika proportionella resultaten (72-timmarsmortalitet, bitande, ektoparasitism, nätinfångning, fertilitet) och deras motsvarande 95 % konfidensintervall (KI). Skillnader mellan behandlingar för dessa proportionella binära resultat analyserades med hjälp av logistisk regression, medan skillnader för antalsresultat analyserades med hjälp av negativ binomial regression. Eftersom två behandlingsrotationscykler genomfördes var 12:e månad och vissa behandlingar testades över flera försök, justerades myggpenetrationsanalyser för antalet dagar varje behandling testades. Det nya ITN för varje resultat analyserades också för att erhålla en enda uppskattning för alla tidpunkter. Förutom den huvudsakliga förklarande variabeln behandling inkluderade varje modell hydda, sovande person, försöksperiod, ITN-öppningsindex och dag som fasta effekter för att kontrollera för variation på grund av skillnader i individuell sovande persons och hyddors attraktivitet, säsongsvariationer, myggnätsstatus och överdriven spridning. Regressionsanalyser producerade justerade oddskvoter (OR) och motsvarande 95% konfidensintervall för att uppskatta effekten av den nya generationens ITN jämfört med nätet med endast pyretroider, Interceptor®, på de primära utfallen myggdödlighet och fekunditet. P-värden från modellerna användes också för att tilldela kompakta bokstäver som indikerar statistisk signifikans på 5%-nivå för alla parvisa jämförelser av primära och sekundära utfall. Alla regressionsanalyser utfördes i Stata version 18.
Känsligheten hos Covese-vektorpopulationer tolkades baserat på mortalitet och fekunditet observerad in vitro och flaskbioanalyser enligt Världshälsoorganisationens rekommendationer. Kemiska analysresultat gav det totala innehållet av AI i ITN-fragment, vilket användes för att beräkna retentionsgraden för AI i fältåldrade nät jämfört med nya nät vid varje tidpunkt varje år. Alla data registrerades manuellt på standardiserade formulär och dubbelmatades sedan in i en Microsoft Excel-databas.
Etikkommittéerna vid Benins hälsoministerium (nr 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) (nr 16237) och Världshälsoorganisationen (nr ERC.0003153) godkände genomförandet av en pilotstudie med frivilliga. Skriftligt informerat samtycke erhölls från alla frivilliga innan deltagande i studien. Alla frivilliga fick kostnadsfri kemoprofylax för att minska risken för malaria, och en sjuksköterska var i tjänst under hela studien för att bedöma alla frivilliga som utvecklade symtom på feber eller en biverkning av testprodukten.
Fullständiga resultat från experimentstugorna, som sammanfattar det totala antalet levande/döda, svältande/blodmatade och fertila/sterila myggor för varje experimentgrupp, samt beskrivande statistik presenteras som kompletterande material (tabell S1).
I en experimentell hydda i Kowa, Benin, undertrycktes blodintag från vilda pyretroidresistenta Anopheles gambiae-myggor. Data från obehandlade kontroller och nya nät samlades i olika studier för att ge en enda effektuppskattning. Genom logistisk regressionsanalys skilde sig inte kolumner med gemensamma bokstäver signifikant åt vid 5%-nivån (p > 0,05). Felstaplar representerar 95% konfidensintervall.
Dödlighet hos vilda pyretroidresistenta Anopheles gambiae-myggor som går in i en experimentell hydda i Kowa, Benin. Data från obehandlade kontroller och nya nät samlades i olika studier för att ge en enda uppskattning av effekten. Genom logistisk regressionsanalys skilde sig inte kolumner med gemensamma bokstäver signifikant åt vid 5 %-nivån (p > 0,05). Felstaplar representerar 95 % konfidensintervall.
Oddskvoten beskriver skillnaden i dödlighet med myggnät av den nya generationen jämfört med myggnät som enbart innehåller pyretroid. Den streckade linjen representerar en oddskvot på 1, vilket indikerar ingen skillnad i dödlighet. En oddskvot > 1 indikerar högre dödlighet med myggnät av den nya generationen. Data för myggnät av den nya generationen samlades över olika studier för att producera en enda uppskattning av effektiviteten. Felstaplar representerar 95 % konfidensintervall.
Även om Interceptor® uppvisade den lägsta dödligheten av alla testade ITN:er, påverkade åldring i fält inte dess inverkan på vektordödligheten negativt. Faktum är att nya Interceptor® resulterade i 12 % dödlighet, medan fältåldrade nät visade en liten förbättring vid 12 månader (17 %, p=0,006) och 24 månader (17 %, p=0,004), innan de återgick till nivåer liknande nya nät vid 36 månader (11 %, p=0,05). Däremot minskade dödligheten för nästa generation av insekticidbehandlade nät gradvis över tid efter utplacering. Minskningen var mest uttalad med Interceptor® G2, där dödligheten minskade från 58 % med de nya maskorna till 36 % vid 12 månader (p< 0,001), 31 % vid 24 månader (p< 0,001), och 20 % vid 36 månader (p< 0,001). Nya PermaNet® 3.0 resulterade i en minskning av dödligheten till 37 %, vilket också minskade signifikant till 20 % efter 12 månader (p< 0,001), 16 % vid 24 månader (p< 0,001), och 18 % vid 36 månader (p< 0,001). En liknande trend observerades med Royal Guard®, där det nya nätet resulterade i en minskning av dödligheten med 33 %, följt av en signifikant minskning till 21 % efter 12 månader (p< 0,001), 17 % vid 24 månader (p< 0,001) och 15 % vid 36 månader (p< 0,001).
Minskning av fruktbarheten hos vilda pyretroidresistenta Anopheles gambiae-myggor som kommer in i en experimentell hydda i Kwa, Benin. Data från obehandlade kontroller och nya nät samlades i olika studier för att ge en enda uppskattning av effekten. Staplar med gemensamma bokstäver skilde sig inte signifikant på 5%-nivån (p > 0,05) enligt logistisk regressionsanalys. Felstaplar representerar 95% konfidensintervall.
Oddskvoter beskriver skillnaden i fertilitet med myggnät av den nya generationen jämfört med myggnät som enbart innehåller pyretroider. Den streckade linjen representerar ett förhållande på 1, vilket indikerar ingen skillnad i fertilitet. Oddskvoter< 1 indikerar en större minskning av fertiliteten med nät av den nya generationen. Data för myggnät av den nya generationen samlades från olika studier för att få fram en enda uppskattning av effektiviteten. Felstaplarna representerar 95 % konfidensintervall.
Publiceringstid: 17 februari 2025