Visceral leishmaniasis (VL), känd som kala-azar på den indiska subkontinenten, är en parasitsjukdom orsakad av den flagellerade protozoan Leishmania som kan vara dödlig om den inte behandlas omedelbart. Sandflugan Phlebotomus argentipes är den enda bekräftade vektorn för VL i Sydostasien, där den bekämpas med inomhusbesprutning (IRS), en syntetisk insekticid. Användningen av DDT i VL-kontrollprogram har resulterat i utveckling av resistens hos sandflugor, så DDT har ersatts av insekticiden alfa-cypermetrin. Alfa-cypermetrin fungerar dock på liknande sätt som DDT, så risken för resistens hos sandflugor ökar under stress orsakad av upprepad exponering för denna insekticid. I denna studie bedömde vi känsligheten hos vilda myggor och deras F1-avkomma med hjälp av CDC:s flaskbioassay.
Vi samlade in myggor från 10 byar i Muzaffarpur-distriktet i Bihar, Indien. Åtta byar fortsatte att använda högpotenta myggor.cypermetrinFör inomhusbesprutning slutade en by att använda högpotent cypermetrin, och en by använde aldrig högpotent cypermetrin. De insamlade myggorna exponerades för en fördefinierad diagnostisk dos under en definierad tid (3 μg/ml i 40 minuter), och knockdown-frekvensen och dödligheten registrerades 24 timmar efter exponering.
Dödligheten för vilda myggor varierade från 91,19 % till 99,47 %, och för deras F1-generationer varierade den från 91,70 % till 98,89 %. Tjugofyra timmar efter exponering varierade dödligheten för vilda myggor från 89,34 % till 98,93 %, och för deras F1-generation varierade den från 90,16 % till 98,33 %.
Resultaten av denna studie indikerar att resistens kan utvecklas hos P. argentipes, vilket indikerar behovet av fortsatt övervakning och vaksamhet för att upprätthålla kontroll när utrotning har uppnåtts.
Visceral leishmaniasis (VL), känd som kala-azar på den indiska subkontinenten, är en parasitsjukdom som orsakas av den flagellerade protozoan Leishmania och överförs genom bett av infekterade honflugor (Diptera: Myrmecophaga). Sandflugor är den enda bekräftade vektorn för VL i Sydostasien. Indien är nära att uppnå målet att eliminera VL. För att bibehålla låga incidensnivåer efter utrotning är det dock avgörande att minska vektorpopulationen för att förhindra potentiell överföring.
Myggbekämpning i Sydostasien sker genom inomhusbesprutning med restmuggar (IRS) med syntetiska insekticider. Silverbenens hemlighetsfulla vilobeteende gör den till ett lämpligt mål för insektsbekämpning genom inomhusbesprutning med restmuggar [1]. Inomhusbesprutning med diklordifenyltrikloretan (DDT) under det nationella malariakontrollprogrammet i Indien har haft betydande spridningseffekter när det gäller att kontrollera myggpopulationer och avsevärt minska antalet VL-fall [2]. Denna oplanerade bekämpning av VL fick det indiska VL-utrotningsprogrammet att anta inomhusbesprutning med restmuggar som den primära metoden för bekämpning av silverben. År 2005 undertecknade regeringarna i Indien, Bangladesh och Nepal ett samförståndsavtal med målet att eliminera VL senast 2015 [3]. Utrotningsinsatserna, som involverar en kombination av vektorkontroll och snabb diagnos och behandling av fall på människor, syftade till att gå in i konsolideringsfasen senast 2015, ett mål som senare reviderades till 2017 och sedan 2020.[4] Den nya globala färdplanen för att eliminera försummade tropiska sjukdomar inkluderar eliminering av VL senast 2030.[5]
När Indien går in i fasen efter utrotningen av BCVD är det absolut nödvändigt att säkerställa att betydande resistens mot beta-cypermetrin inte utvecklas. Anledningen till resistensen är att både DDT och cypermetrin har samma verkningsmekanism, nämligen att de riktar sig mot VGSC-proteinet [21]. Således kan risken för resistensutveckling hos sandflugor ökas av stress orsakad av regelbunden exponering för mycket potent cypermetrin. Det är därför absolut nödvändigt att övervaka och identifiera potentiella sandflugepopulationer som är resistenta mot detta insekticid. I detta sammanhang var syftet med denna studie att övervaka känslighetsstatusen hos vilda sandflugor med hjälp av diagnostiska doser och exponeringstider bestämda av Chaubey et al. [20] studerade P. argentipes från olika byar i Muzaffarpur-distriktet i Bihar, Indien, som kontinuerligt använde inomhusbesprutningssystem behandlade med cypermetrin (kontinuerliga IPS-byar). Känslighetsstatusen hos vilda P. argentipes från byar som hade slutat använda cypermetrinbehandlade inomhussprutningssystem (tidigare IPS-byar) och de som aldrig hade använt cypermetrinbehandlade inomhussprutningssystem (icke-IPS-byar) jämfördes med hjälp av CDC:s flaskbioassay.
Tio byar valdes ut för studien (Fig. 1; Tabell 1), varav åtta hade en historia av kontinuerlig inomhusbesprutning med syntetiska pyretroider (hypermetrin; betecknade som kontinuerliga hypermetrinbyar) och hade fall av viral hypermetrin (minst ett fall) under de senaste tre åren. Av de återstående två byarna i studien valdes en by som inte implementerade inomhusbesprutning med beta-cypermetrin (by utan inomhusbesprutning) som kontrollby och den andra byn som hade intermittent inomhusbesprutning med beta-cypermetrin (by med intermittent inomhusbesprutning/tidigare inomhusbesprutningsby) valdes som kontrollby. Urvalet av dessa byar baserades på samordning med hälsodepartementet och inomhusbesprutningsteamet och validering av mikrohandlingsplanen för inomhusbesprutning i Muzaffarpur-distriktet.
Geografisk karta över Muzaffarpur-distriktet som visar de byar som ingår i studien (1–10). Studieplatser: 1, Manifulkaha; 2, Ramdas Majhauli; 3, Madhubani; 4, Anandpur Haruni; 5, Pandey; 6, Hirapur; 7, Madhopur Hazari; 8, Hamidpur; 9, Noonfara; 10, Simara. Kartan framställdes med hjälp av QGIS-programvaran (version 3.30.3) och Open Assessment Shapefile.
Flaskorna för exponeringsexperimenten förbereddes enligt metoderna från Chaubey et al. [20] och Denlinger et al. [22]. Kortfattat förbereddes 500 ml glasflaskor en dag före experimentet och flaskornas innervägg belades med den angivna insekticiden (den diagnostiska dosen av α-cypermetrin var 3 μg/ml) genom att applicera en acetonlösning av insekticiden (2,0 ml) på flaskornas botten, väggar och lock. Varje flaska torkades sedan på en mekanisk rulle i 30 minuter. Under denna tid skruvades långsamt av locket för att låta acetonen avdunsta. Efter 30 minuters torkning, ta bort locket och rotera flaskan tills all aceton har avdunstat. Flaskorna lämnades sedan öppna för att torka över natten. För varje replikattest belades en flaska, som användes som kontroll, med 2,0 ml aceton. Alla flaskor återanvändes under experimenten efter lämplig rengöring enligt den procedur som beskrivs av Denlinger et al. och Världshälsoorganisationen [22, 23].
Dagen efter beredningen av insekticiden togs 30–40 vildfångade myggor (svältande honor) bort från burarna i flaskor och blåstes försiktigt ner i varje flaska. Ungefär samma antal flugor användes för varje insekticidbelagd flaska, inklusive kontrollflaskan. Upprepa detta minst fem till sex gånger i varje by. Efter 40 minuters exponering för insekticiden registrerades antalet nedslagna flugor. Alla flugor fångades med en mekanisk aspirator, placerades i kartongbehållare av 1,5 liter täckta med finmaskigt nät och placerades i en separat inkubator under samma fuktighets- och temperaturförhållanden med samma födokälla (bomullstussar indränkta i 30 % sockerlösning) som de obehandlade kolonierna. Dödligheten registrerades 24 timmar efter exponering för insekticiden. Alla myggor dissekerades och undersöktes för att bekräfta artidentitet. Samma procedur utfördes med F1-flugornas avkomma. Nedslagning och dödlighet registrerades 24 timmar efter exponering. Om dödligheten i kontrollflaskorna var < 5 % gjordes ingen dödlighetskorrigering i replikaten. Om mortaliteten i kontrollflaskan var ≥ 5 % och ≤ 20 % korrigerades mortaliteten i testflaskorna i det replikatet med hjälp av Abbotts formel. Om mortaliteten i kontrollgruppen översteg 20 % kasserades hela testgruppen [24, 25, 26].
Genomsnittlig dödlighet hos vildfångade P. argentipes-myggor. Felstaplarna representerar standardfelet för medelvärdet. Skärningspunkten mellan de två röda horisontella linjerna och grafen (90 % respektive 98 % dödlighet) indikerar dödlighetsfönstret där resistens kan utvecklas.[25]
Medelmortalitet för F1-avkomma från vildfångad P. argentipes. Felstaplarna representerar standardfelet för medelvärdet. Kurvorna som skärs av de två röda horisontella linjerna (90 % respektive 98 % mortalitet) representerar det mortalitetsintervall inom vilket resistens kan utvecklas [25].
Myggor i kontroll-/icke-IRS-byn (Manifulkaha) befanns vara mycket känsliga för insekticiden. Den genomsnittliga dödligheten (±SE) för vildfångade myggor 24 timmar efter nedläggning och exponering var 99,47 ± 0,52 % respektive 98,93 ± 0,65 %, och den genomsnittliga dödligheten för F1-avkommor var 98,89 ± 1,11 % respektive 98,33 ± 1,11 % (tabell 2, 3).
Resultaten av denna studie indikerar att silverbenta sandflugor kan utveckla resistens mot den syntetiska pyretroiden (SP) α-cypermetrin i byar där pyretroiden (SP) α-cypermetrin användes rutinmässigt. Däremot visade sig silverbenta sandflugor som samlats in från byar som inte omfattades av IRS/kontrollprogrammet vara mycket mottagliga. Att övervaka känsligheten hos vilda sandflugepopulationer är viktigt för att övervaka effektiviteten av insekticider som används, eftersom denna information kan bidra till att hantera insekticidresistens. Höga nivåer av DDT-resistens har regelbundet rapporterats hos sandflugor från endemiska områden i Bihar på grund av historiskt urvalstryck från IRS som använder detta insekticid [1].
Vi fann att P. argentipes var mycket känsliga för pyretroider, och fältförsök i Indien, Bangladesh och Nepal visade att IRS hade hög entomologisk effekt när det användes i kombination med cypermetrin eller deltametrin [19, 26, 27, 28, 29]. Nyligen rapporterade Roy et al. [18] att P. argentipes hade utvecklat resistens mot pyretroider i Nepal. Vår fältstudie av känslighet visade att silverbenta sandflugor insamlade från byar som inte exponerats för IRS var mycket känsliga, men flugor insamlade från intermittenta/tidigare IRS- och kontinuerliga IRS-byar (dödligheten varierade från 90 % till 97 % förutom för sandflugor från Anandpur-Haruni som hade 89,34 % dödlighet 24 timmar efter exponering) var sannolikt resistenta mot det mycket effektiva cypermetrinet [25]. En möjlig orsak till utvecklingen av denna resistens är trycket som utövas av inomhusbesprutning (IRS) och fallbaserade lokala besprutningsprogram, vilka är standardprocedurer för att hantera kala-azar-utbrott i endemiska områden/block/byar (Standard Operating Procedure for Outbreak Investigation and Management [30]. Resultaten av denna studie ger tidiga indikationer på utvecklingen av selektivt tryck mot det mycket effektiva cypermetrinet. Tyvärr finns historiska känslighetsdata för denna region, erhållna med hjälp av CDC:s flaskbioassay, inte tillgängliga för jämförelse; alla tidigare studier har övervakat P. argentipes känslighet med hjälp av WHO:s insekticidimpregnerade papper. De diagnostiska doserna av insekticider i WHO:s testremsor är de rekommenderade identifieringskoncentrationerna av insekticider för användning mot malariavektorer (Anopheles gambiae), och den operativa tillämpbarheten av dessa koncentrationer på sandflugor är oklar eftersom sandflugor flyger mindre ofta än myggor och tillbringar mer tid i kontakt med substratet i bioassayen [23].
Syntetiska pyretroider har använts i VL-endemiska områden i Nepal sedan 1992, alternerande med SP:erna alfa-cypermetrin och lambda-cyhalotrin för bekämpning av sandflugor [31], och deltametrin har också använts i Bangladesh sedan 2012 [32]. Fenotypisk resistens har upptäckts i vilda populationer av silverbenta sandflugor i områden där syntetiska pyretroider har använts under lång tid [18, 33, 34]. En icke-synonym mutation (L1014F) har upptäckts i vilda populationer av den indiska sandflugan och har associerats med resistens mot DDT, vilket tyder på att pyretroidresistens uppstår på molekylär nivå, eftersom både DDT och pyretroid (alfa-cypermetrin) riktar sig mot samma gen i insekternas nervsystem [17, 34]. Därför är systematisk bedömning av cypermetrinkänslighet och övervakning av myggresistens avgörande under utrotningsperioden och efterutrotningsperioden.
En potentiell begränsning med denna studie är att vi använde CDC-bioassay med flaska för att mäta känslighet, men alla jämförelser använde resultat från tidigare studier med WHO:s bioassay-kit. Resultaten från de två bioassayerna är kanske inte direkt jämförbara eftersom CDC-bioassay med flaska mäter knockdown i slutet av diagnostikperioden, medan WHO-kitbioassay mäter dödlighet 24 eller 72 timmar efter exponering (det senare för långsamtverkande föreningar) [35]. En annan potentiell begränsning är antalet IRS-byar i denna studie jämfört med en icke-IRS- och en icke-IRS/tidigare IRS-by. Vi kan inte anta att nivån av myggvektorkänslighet som observerats i enskilda byar i ett distrikt är representativ för känslighetsnivån i andra byar och distrikt i Bihar. När Indien går in i fasen efter eliminering av leukemivirus är det absolut nödvändigt att förhindra betydande resistensutveckling. Snabb övervakning av resistens i sandflugepopulationer från olika distrikt, block och geografiska områden krävs. Data som presenteras i denna studie är preliminära och bör verifieras genom jämförelse med de identifieringskoncentrationer som publicerats av Världshälsoorganisationen [35] för att få en mer specifik uppfattning om känslighetsstatusen för P. argentipes i dessa områden innan man modifierar vektorkontrollprogram för att bibehålla låga sandflugepopulationer och stödja eliminering av leukemivirus.
Myggan P. argentipes, vektorn för leukosviruset, kan börja visa tidiga tecken på resistens mot det mycket effektiva cypermetrinet. Regelbunden övervakning av insektsmedelsresistens i vilda populationer av P. argentipes är nödvändig för att bibehålla den epidemiologiska effekten av vektorkontrollåtgärder. Rotation av insekticider med olika verkningsmekanismer och/eller utvärdering och registrering av nya insekticider är nödvändigt och rekommenderas för att hantera insektsmedelsresistens och stödja elimineringen av leukosviruset i Indien.
Publiceringstid: 17 februari 2025