En serie hyttebaserte pilotforsøk ble utført i Khowe, sørlige Benin, for å evaluere den biologiske effekten av nye og felttestede neste generasjons myggnett mot pyretrinresistente malariavektorer. Feltmodne nett ble fjernet fra husholdningene etter 12, 24 og 36 måneder. Nettbiter kuttet fra hele ITN-er ble analysert for kjemisk sammensetning, og følsomhetsbioanalyser ble utført under hver studie for å vurdere endringer i insektmiddelresistens i Khowe-vektorpopulasjonen.
Interceptor® G2 overgikk andre ITN-er, noe som bekreftet at pyretroid- og klorfenapyrnett er overlegne i forhold til andre netttyper. Blant de nye produktene viste alle neste generasjons ITN-er bedre bioeffektivitet enn Interceptor®. Imidlertid ble omfanget av denne forbedringen redusert etter aldring i felten på grunn av den kortere holdbarheten til ikke-pyretroide forbindelser. Disse resultatene understreker behovet for å forbedre den insektdrepende persistensen til neste generasjons ITN-er.
InsektmiddelMyggnett behandlet med malaria (ITN-er) har spilt en avgjørende rolle i å redusere sykelighet og dødelighet av malaria de siste 20 årene. Siden 2004 har mer enn 3 milliarder ITN-er blitt distribuert over hele verden, og modelleringsstudier tyder på at 68 % av malariatilfellene i Afrika sør for Sahara ble avverget mellom 2000 og 2015. Dessverre har resistensen mot pyretroider (standardklassen av insektmidler som brukes i ITN-er) økt betydelig hos malariavektorpopulasjoner, noe som truer effektiviteten av denne viktige intervensjonen. Samtidig har fremgangen i malariakontroll avtatt globalt, med en rekke land med høy byrde som har opplevd en økning i malariatilfeller siden 2015. Disse trendene har drevet utviklingen av en ny generasjon innovative ITN-produkter som tar sikte på å håndtere trusselen fra pyretroidresistens og bidra til å redusere denne byrden og oppnå ambisiøse globale mål.
Det finnes for tiden tre nye generasjoner av ITN-er på markedet, som hver kombinerer et pyretroid med et annet insektmiddel eller en synergist som er i stand til å overvinne pyretroidresistens hos malariavektorer. I de senere årene har det blitt utført en rekke klyngerandomiserte kontrollerte studier (RCT-er) for å vurdere den epidemiologiske effektiviteten til disse nettene sammenlignet med standard nett med kun pyretroid, og for å gi nødvendig bevis for å støtte anbefalingene fra Verdens helseorganisasjon (WHO). Myggnett som kombinerer pyretroider med piperonylbutoksid (PBO), en synergist som forbedrer effektiviteten til pyretroider ved å hemme myggavgiftningsenzymer, var de første som ble anbefalt av WHO etter at to produkter (Olyset® Plus og PermaNet® 3.0) viste overlegen epidemiologisk effekt sammenlignet med myggnett med kun pyretroid i klyngerandomiserte kontrollerte studier i Tanzania og Uganda. Det er imidlertid behov for mer data for å bestemme folkehelseverdien av pyretroid-PBO-møbelnett i Vest-Afrika, hvor alvorlig pyretroidresistens kan redusere fordelene sammenlignet med mybelnett som kun inneholder pyretroid.
Den insektdrepende persistensen til ITN-er vurderes vanligvis ved å periodisk samle nett fra lokalsamfunn og teste dem i laboratorie-bioanalyser ved bruk av insektavlede myggstammer. Selv om disse analysene er nyttige for å karakterisere biotilgjengeligheten og effekten av insektmidler på overflaten av myggnett over tid, gir de begrenset informasjon om den komparative effektiviteten til ulike typer neste generasjons myggnett fordi metodene og myggstammene som brukes må tilpasses virkningsmekanismen til insektmidlene de inneholder. Den eksperimentelle hyttetesten er en alternativ tilnærming som kan brukes til å sammenligne effektiviteten til insektmiddelbehandlede nett i holdbarhetsstudier under forhold som etterligner de naturlige interaksjonene mellom ville myggverter og husholdningsnett under bruk. Faktisk har nyere modelleringsstudier som bruker entomologiske surrogater for epidemiologiske data vist at myggdødelighet og fôringsrater målt i disse forsøkene kan brukes til å forutsi effekten av ITN-er på malariaforekomst og -prevalens i klynge-RCT-er. Dermed kan hyttebaserte eksperimentelle studier der feltinnsamlede insektmiddelbehandlede lymfeknuter inkluderes i klynge-RCT-er gi verdifulle data om den komparative bioeffekten og insekticid persistens av insektmiddelbehandlede lymfeknuter over forventet levetid, og bidra til å tolke de epidemiologiske resultatene av disse studiene.
Den eksperimentelle hyttetesten er en standardisert simulert menneskelig bosetting anbefalt av Verdens helseorganisasjon for å evaluere effektiviteten av insektmiddelbehandlede myggnett. Disse testene gjenskaper de virkelige eksponeringsforholdene som myggverter møter når de samhandler med husholdningsmønster, og er derfor en svært passende tilnærming for å vurdere den biologiske effektiviteten til brukte myggnett over deres forventede levetid.
Denne studien vurderte den entomologiske effekten av tre forskjellige typer insektdrepende myggnett av ny generasjon (PermaNet® 3.0, Royal Guard® og Interceptor® G2) under feltforhold i forsøksfjøs og sammenlignet dem med et standard pyretrinbasert nett (Interceptor®). Alle disse insektmiddelbehandlede myggnettene er inkludert i WHOs prekvalifiserte liste for vektorkontroll. Detaljerte egenskaper for hvert myggnett er gitt nedenfor:
I mars 2020 ble det gjennomført en storstilt distribusjonskampanje av feltmodne myggnett i hyttelandsbyer i Zou prefektur, sørlige Benin, for pilotforsøk i hytter. Interceptor®, Royal Guard® og Interceptor® G2 myggnett ble valgt fra tilfeldig utvalgte klynger i kommunene Kove, Zagnanado og Ouinhi som en del av en holdbarhetsobservasjonsstudie innlemmet i en klynge-RCT for å vurdere den epidemiologiske effektiviteten av myggnett behandlet med dobbelt insektmiddel. PermaNet® 3.0 myggnett ble samlet inn i landsbyen Avokanzun nær Jija og Bohicon kommuner (7°20′ N, 1°56′ Ø) og distribuert samtidig med RCT-klyngemyggnett under massekampanjen til det nasjonale malariakontrollprogrammet i 2020. Figur 1 viser plasseringen av studieklyngene/landsbyene der de forskjellige ITN-typene ble samlet inn i forhold til de eksperimentelle hyttestedene.
Et pilotforsøk med hytter ble utført for å sammenligne den entomologiske ytelsen til Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® og Interceptor® G2 ITN-er når de ble fjernet fra husholdninger 12, 24 og 36 måneder etter spredning. Ved hvert årlige tidspunkt ble ytelsen til eldre ITN-er i felt sammenlignet med nye, ubrukte nett av hver type og ubehandlede nett som negativ kontroll. Ved hvert årlige tidspunkt ble totalt 54 replikatprøver av feltaldrede ITN-er og 6 nye ITN-er av hver type testet i 1 eller 2 replikatforsøk med daglig rotasjon av behandlinger. Før hvert hytteforsøk ble den gjennomsnittlige porøsitetsindeksen for de eldre feltnettene av hver ITN-type målt i henhold til WHOs anbefalinger. For å simulere slitasje fra daglig bruk ble alle nye ITN-er og ubehandlede kontrollnett perforert med seks 4 x 4 cm hull: to i hvert langsidepanel og ett i hvert kortsidepanel, i samsvar med WHOs anbefalinger. Myggnettet ble installert inne i hytta ved å knytte kantene på takplatene med tau til spiker i de øvre hjørnene av hytteveggene. Følgende behandlinger ble evaluert i hvert hytteforsøk:
Feltgamle nett ble evaluert i forsøkshytter samme år som nettene ble fjernet. Hytteforsøk ble utført på samme sted fra mai til september 2021, april til juni 2022 og mai til juli 2023, med nett fjernet etter henholdsvis 12, 24 og 36 måneder. Hvert forsøk varte i én komplett behandlingssyklus (54 netter over 9 uker), med unntak av 12 måneder, da to påfølgende behandlingssykluser ble utført for å øke myggprøvestørrelsen. Etter et latinsk kvadratdesign ble behandlingene rotert ukentlig mellom forsøkshyttene for å kontrollere for effekter på hytteplassering, mens frivillige ble rotert daglig for å kontrollere for forskjeller i myggets attraktivitet hos individuelle verter. Mygg ble samlet inn 6 dager per uke; på dag 7, før neste rotasjonssyklus, ble hyttene rengjort og ventilert for å forhindre angrep.
De primære effektmålene for den eksperimentelle hyttebehandlingen mot pyretroidresistente Anopheles gambiae-mygg og sammenligningen av neste generasjons ITN med Interceptor®-nettet kun med pyretroid var:
Sekundære effektmål for den eksperimentelle behandlingen mot pyretroidresistente Anopheles gambiae-mygg var som følger:
Inneslutning (%) – reduksjon i oppstartsrate i den behandlede gruppen sammenlignet med den ubehandlede gruppen. Beregningen er som følger:
hvor Tu er antall mygg inkludert i den ubehandlede kontrollgruppen, og Tt er antall mygg inkludert i den behandlede gruppen.
Frafallsrate (%) – Frafallsrate på grunn av potensiell irritasjon fra behandling, uttrykt som en andel mygg samlet på balkongen.
Blodsugende undertrykkelseskoeffisient (%) er reduksjonen i andelen blodsugende mygg i den behandlede gruppen sammenlignet med den ubehandlede kontrollgruppen. Beregningsmetoden er som følger: hvor Bfu er andelen blodsugende mygg i den ubehandlede kontrollgruppen, og Bft er andelen blodsugende mygg i den behandlede gruppen.
Reduksjon i fruktbarhet (%) – reduksjonen i andelen fertile mygg i den behandlede gruppen sammenlignet med den ubehandlede kontrollgruppen. Beregningsmetoden er som følger: der Fu er andelen fertile mygg i den ubehandlede kontrollgruppen, og Ft er andelen fertile mygg i den behandlede gruppen.
For å overvåke endringer i resistensprofilen til Covè-vektorpopulasjoner over tid, utførte WHO in vitro- og ampulle-bioanalyser i samme år som hver eksperimentell hyttestudie (2021, 2022, 2023) for å vurdere følsomheten for AI i de undersøkte ITN-ene og for å informere tolkningen av resultatene. I in vitro-studiene ble mygg eksponert for filterpapir behandlet med definerte konsentrasjoner av alfa-cypermetrin (0,05 %) og deltametrin (0,05 %), og for flasker belagt med definerte konsentrasjoner av CFP (100 μg/flaske) og PPF (100 μg/flaske) for å vurdere følsomheten for disse insektmidlene. Intensiteten av pyretroidresistens ble undersøkt ved å eksponere mygg for 5 ganger (0,25 %) og 10 ganger (0,50 %) differensielle konsentrasjoner av α-cypermetrin og deltametrin. Til slutt ble bidraget fra PBO-synergi og overekspresjon av cytokrom P450 monooksygenase (P450) til pyretroidresistens vurdert ved å forhåndseksponere mygg for forskjellige konsentrasjoner av α-cypermetrin (0,05 %) og deltametrin (0,05 %), og forhåndseksponering for PBO (4 %). Filterpapiret som ble brukt til WHO-rørtesten ble kjøpt fra Universiti Sains Malaysia. WHO-bioassay-testglassene med CFP og PPF ble fremstilt i henhold til WHOs anbefalinger.
Mygg brukt til bioanalyser ble samlet inn i larvestadiet fra yngleplasser i nærheten av forsøkshyttene og deretter avlet opp til voksne individer. På hvert tidspunkt ble minst 100 mygg eksponert for hver behandling i 60 minutter, med 4 replikat per rør/flaske og omtrent 25 mygg per rør/flaske. For pyretroid- og CFP-eksponeringer ble 3–5 dager gamle uforede mygg brukt, mens for PPF ble 5–7 dager gamle blodsugende mygg brukt for å stimulere oogenesen og vurdere effekten av PPF på myggreproduksjon. Parallelle eksponeringer ble utført ved bruk av silikonoljeimpregnert filterpapir, ren PBO (4 %) og acetonbelagte flasker som kontroller. Ved slutten av eksponeringen ble myggene overført til ubehandlede beholdere og eksponert for bomullsdott dynket i 10 % (w/v) glukoseløsning. Dødeligheten ble registrert 24 timer etter pyretroideksponering og hver 24. time i 72 timer etter CFP- og PPF-eksponering. For å vurdere mottakelighet for PPF ble overlevende PPF-eksponerte mygg og tilsvarende negative kontroller dissekert etter at forsinket dødelighet var registrert, eggstokkutvikling ble observert ved hjelp av et sammensatt mikroskop, og fertilitet ble vurdert i henhold til Christophers stadium av eggutvikling [28, 30]. Hvis eggene var fullt utviklet til Christophers stadium V, ble myggene klassifisert som fertile, og hvis eggene ikke var fullt utviklet og forble i stadium I–IV, ble myggene klassifisert som sterile.
På hvert tidspunkt i løpet av året ble det kuttet 30 × 30 cm biter fra nye og feltmodne nett på stedene spesifisert i WHOs anbefalinger [22]. Etter kutting ble nettene merket, pakket inn i aluminiumsfolie og oppbevart i kjøleskap ved 4 ± 2 °C for å forhindre migrering av kunstig intelligens inn i stoffet. Nettene ble deretter sendt til Walloon Agricultural Research Centre i Belgia for kjemisk analyse for å måle endringer i totalt kunstig intelligens-innhold i løpet av levetiden. De analytiske metodene som ble brukt (basert på metodene anbefalt av International Cooperative Committee for Pesticide Analysis) er beskrevet tidligere [25, 31].
For dataene fra den eksperimentelle hytteforsøket ble det totale antallet levende/døde, bitende/ikke-bitende og fertile/sterile mygg i de forskjellige hytterommene summert for hver behandling i hver forsøk for å beregne de ulike proporsjonale utfallene (72-timers dødelighet, biting, ektoparasittisme, nettfangst, fruktbarhet) og deres tilsvarende 95 % konfidensintervaller (KI). Forskjeller mellom behandlinger for disse proporsjonale binære utfallene ble analysert ved hjelp av logistisk regresjon, mens forskjeller for antallsutfall ble analysert ved hjelp av negativ binomial regresjon. Fordi to behandlingsrotasjonssykluser ble utført hver 12. måned og noen behandlinger ble testet på tvers av forsøk, ble myggpenetrasjonsanalyser justert for antall dager hver behandling ble testet. Den nye ITN for hvert utfall ble også analysert for å oppnå et enkelt estimat for alle tidspunkter. I tillegg til den viktigste forklarende variabelen behandling, inkluderte hver modell hytte, sovende, forsøksperiode, ITN-aperturindeks og dag som faste effekter for å kontrollere for variasjon på grunn av forskjeller i individuell sovende og hytteattraktivitet, sesongmessighet, myggnettstatus og overflødig spredning. Regresjonsanalyser produserte justerte oddsratioer (OR) og tilsvarende 95 % konfidensintervaller for å estimere effekten av den nye generasjonen ITN sammenlignet med pyretroid-baserte nettet, Interceptor®, på de primære utfallene myggdødelighet og fruktbarhet. P-verdier fra modellene ble også brukt til å tildele kompakte bokstaver som indikerte statistisk signifikans på 5 %-nivå for alle parvise sammenligninger av primære og sekundære utfall. Alle regresjonsanalyser ble utført i Stata versjon 18.
Mottakeligheten til Covese-vektorpopulasjoner ble tolket basert på dødelighet og fruktbarhet observert in vitro og flaske-bioanalyser i henhold til anbefalingene fra Verdens helseorganisasjon. Resultatene av kjemiske analyser ga totalt AI-innhold i ITN-fragmenter, som ble brukt til å beregne AI-retensjonsraten i feltaldrede nett sammenlignet med nye nett på hvert tidspunkt hvert år. Alle data ble manuelt registrert på standardiserte skjemaer og deretter dobbeltregistrert i en Microsoft Excel-database.
Etikkomiteene i Benins helsedepartement (nr. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) (nr. 16237) og Verdens helseorganisasjon (nr. ERC.0003153) godkjente gjennomføringen av en pilotstudie med frivillige. Skriftlig informert samtykke ble innhentet fra alle frivillige før deltakelse i studien. Alle frivillige fikk gratis kjemoprofylakse for å redusere risikoen for malaria, og en sykepleier var på vakt gjennom hele studien for å vurdere eventuelle frivillige som utviklet symptomer på feber eller en bivirkning av testproduktet.
Fullstendige resultater fra forsøkshyttene, som oppsummerer det totale antallet levende/døde, sultne/blodforede og fertile/sterile mygg for hver forsøksgruppe, samt beskrivende statistikk presenteres som tilleggsmateriale (tabell S1).
I en forsøkshytte i Kowa, Benin, ble blodspising fra ville pyretroidresistente Anopheles gambiae-mygg undertrykt. Data fra ubehandlede kontroller og nye nett ble samlet på tvers av studier for å gi et enkelt effektestimat. Ved logistisk regresjonsanalyse var kolonner med felles bokstaver ikke signifikant forskjellige på 5 %-nivået (p > 0,05). Feilfelt representerer 95 % konfidensintervaller.
Dødelighet av ville pyretroidresistente Anopheles gambiae-mygg som kom inn i en forsøkshytte i Kowa, Benin. Data fra ubehandlede kontroller og nye nett ble samlet på tvers av studier for å gi et enkelt estimat av effekt. Ved logistisk regresjonsanalyse var kolonner med felles bokstaver ikke signifikant forskjellige på 5 %-nivået (p > 0,05). Feilfelt representerer 95 % konfidensintervaller.
Oddsratioen beskriver forskjellen i dødelighet med myggnett av ny generasjon sammenlignet med myggnett kun med pyretroider. Den stiplede linjen representerer en oddsratio på 1, som indikerer ingen forskjell i dødelighet. En oddsratio > 1 indikerer høyere dødelighet med myggnett av ny generasjon. Data for myggnett av ny generasjon ble samlet på tvers av studier for å produsere et enkelt estimat av effektivitet. Feilfelt representerer 95 % konfidensintervaller.
Selv om Interceptor® viste den laveste dødeligheten av alle testede ITN-er, påvirket ikke feltaldring dens innvirkning på vektordødelighet negativt. Faktisk resulterte ny Interceptor® i 12 % dødelighet, mens feltaldrede nett viste en liten forbedring etter 12 måneder (17 %, p=0,006) og 24 måneder (17 %, p=0,004), før de returnerte til nivåer som ligner på nye nett etter 36 måneder (11 %, p=0,05). I motsetning til dette falt dødelighetsratene for neste generasjon insektmiddelbehandlede nett gradvis over tid etter utplassering. Reduksjonen var mest uttalt med Interceptor® G2, hvor dødeligheten gikk ned fra 58 % med de nye maskene til 36 % etter 12 måneder (p< 0,001), 31 % etter 24 måneder (p< 0,001), og 20 % etter 36 måneder (p< 0,001). Den nye PermaNet® 3.0 resulterte i en reduksjon i dødeligheten til 37 %, som også sank betydelig til 20 % etter 12 måneder (p< 0,001), 16 % etter 24 måneder (p< 0,001), og 18 % etter 36 måneder (p< 0,001). En lignende trend ble observert med Royal Guard®, der det nye nettet resulterte i en reduksjon i dødelighet på 33 %, etterfulgt av en signifikant reduksjon til 21 % etter 12 måneder (p< 0,001), 17 % etter 24 måneder (p< 0,001) og 15 % etter 36 måneder (p< 0,001).
Reduksjon i fruktbarhet hos ville pyretroidresistente Anopheles gambiae-mygg som kommer inn i en forsøkshytte i Kwa, Benin. Data fra ubehandlede kontroller og nye nett ble samlet på tvers av studier for å gi et enkelt estimat av effekt. Stolper med felles bokstaver var ikke signifikant forskjellige på 5 %-nivået (p > 0,05) ved logistisk regresjonsanalyse. Feilstolper representerer 95 % konfidensintervaller.
Oddsratioer beskriver forskjellen i fruktbarhet med myggnett av ny generasjon sammenlignet med myggnett som kun inneholder pyretroider. Den stiplede linjen representerer et forhold på 1, som indikerer ingen forskjell i fruktbarhet. Oddsratioer< 1 indikerer en større reduksjon i fruktbarhet med ny generasjons nett. Data for ny generasjons myggnett ble samlet på tvers av studier for å produsere et enkelt estimat av effektivitet. Feilfelt representerer 95 % konfidensintervaller.
Publisert: 17. feb. 2025