Visceral leishmaniasis (VL), kjent som kala-azar på det indiske subkontinentet, er en parasittsykdom forårsaket av den flagellerte protozoan Leishmania, som kan være dødelig hvis den ikke behandles raskt. Sandfluen Phlebotomus argentipes er den eneste bekreftede vektoren for VL i Sørøst-Asia, hvor den kontrolleres ved innendørs restsprøyting (IRS), et syntetisk insektmiddel. Bruken av DDT i VL-kontrollprogrammer har resultert i utvikling av resistens hos sandfluer, så DDT har blitt erstattet av insektmidlet alfa-cypermetrin. Alfa-cypermetrin virker imidlertid på samme måte som DDT, så risikoen for resistens hos sandfluer øker under stress forårsaket av gjentatt eksponering for dette insektmidlet. I denne studien vurderte vi følsomheten til ville mygg og deres F1-avkom ved hjelp av CDC-flaskebioassayet.
Vi samlet inn mygg fra 10 landsbyer i Muzaffarpur-distriktet i Bihar, India. Åtte landsbyer fortsatte å bruke høypotente mygg.cypermetrinFor innendørs sprøyting sluttet én landsby å bruke høypotent cypermetrin til innendørs sprøyting, og én landsby brukte aldri høypotent cypermetrin til innendørs sprøyting. De innsamlede myggene ble utsatt for en forhåndsdefinert diagnostisk dose i en definert tidsperiode (3 μg/ml i 40 minutter), og knockdown-raten og dødeligheten ble registrert 24 timer etter eksponering.
Dødsratene for ville mygg varierte fra 91,19 % til 99,47 %, og for F1-generasjonene varierte de fra 91,70 % til 98,89 %. Tjuefire timer etter eksponering varierte dødeligheten for ville mygg fra 89,34 % til 98,93 %, og for F1-generasjonen varierte de fra 90,16 % til 98,33 %.
Resultatene av denne studien indikerer at resistens kan utvikles hos P. argentipes, noe som indikerer behovet for fortsatt overvåking og årvåkenhet for å opprettholde kontroll når utryddelse er oppnådd.
Visceral leishmaniasis (VL), kjent som kala-azar på det indiske subkontinentet, er en parasittsykdom forårsaket av den flagellerte protozoan Leishmania og overføres gjennom bitt av infiserte hunnsandfluer (Diptera: Myrmecophaga). Sandfluer er den eneste bekreftede vektoren for VL i Sørøst-Asia. India er nær ved å nå målet om å eliminere VL. For å opprettholde lave forekomstrater etter utryddelse er det imidlertid avgjørende å redusere vektorpopulasjonen for å forhindre potensiell overføring.
Myggkontroll i Sørøst-Asia oppnås gjennom innendørs restsprøyting (IRS) ved bruk av syntetiske insektmidler. Sølvbeinenes hemmelighetsfulle hvileatferd gjør dem til et passende mål for insektmiddelkontroll gjennom innendørs restsprøyting [1]. Innendørs restsprøyting med diklordifenyltrikloretan (DDT) under det nasjonale malariakontrollprogrammet i India har hatt betydelige ringvirkninger i kontrollen av myggbestander og betydelig reduksjon av VL-tilfeller [2]. Denne uplanlagte kontrollen av VL fikk det indiske VL-utryddelsesprogrammet til å innføre innendørs restsprøyting som den primære metoden for bekjempelse av sølvbein. I 2005 signerte regjeringene i India, Bangladesh og Nepal en intensjonsavtale med mål om å eliminere VL innen 2015 [3]. Utryddelsesarbeidet, som involverte en kombinasjon av vektorkontroll og rask diagnose og behandling av menneskelige tilfeller, var rettet mot å gå inn i konsolideringsfasen innen 2015, et mål som senere ble revidert til 2017 og deretter 2020.[4] Den nye globale veikarten for å eliminere neglisjerte tropiske sykdommer inkluderer eliminering av VL innen 2030.[5]
Etter hvert som India går inn i fasen etter utryddelsen av BCVD, er det viktig å sikre at det ikke utvikles betydelig resistens mot beta-cypermetrin. Årsaken til resistensen er at både DDT og cypermetrin har samme virkningsmekanisme, nemlig at de retter seg mot VGSC-proteinet [21]. Dermed kan risikoen for resistensutvikling hos sandfluer økes av stress forårsaket av regelmessig eksponering for svært potent cypermetrin. Det er derfor viktig å overvåke og identifisere potensielle sandfluepopulasjoner som er resistente mot dette insektmiddelet. I denne sammenhengen var målet med denne studien å overvåke følsomhetsstatusen til ville sandfluer ved hjelp av diagnostiske doser og eksponeringsvarigheter bestemt av Chaubey et al. [20] studerte P. argentipes fra forskjellige landsbyer i Muzaffarpur-distriktet i Bihar, India, som kontinuerlig brukte innendørs sprøytesystemer behandlet med cypermetrin (kontinuerlige IPS-landsbyer). Mottakelighetsstatusen til ville P. argentipes fra landsbyer som hadde sluttet å bruke cypermetrinbehandlede innendørs sprøytesystemer (tidligere IPS-landsbyer) og de som aldri hadde brukt cypermetrinbehandlede innendørs sprøytesystemer (ikke-IPS-landsbyer) ble sammenlignet ved hjelp av CDC-flaskebioanalysen.
Ti landsbyer ble valgt ut til studien (fig. 1; tabell 1), hvorav åtte hadde en historie med kontinuerlig innendørs sprøyting av syntetiske pyretroider (hypermetrin; betegnet som kontinuerlige hypermetrinlandsbyer) og hadde VL-tilfeller (minst ett tilfelle) de siste tre årene. Av de to resterende landsbyene i studien ble én landsby som ikke implementerte innendørs sprøyting av beta-cypermetrin (landsby uten innendørs sprøyting) valgt som kontrolllandsby, og den andre landsbyen som hadde periodisk innendørs sprøyting av beta-cypermetrin (landsby med periodisk innendørs sprøyting/tidligere innendørs sprøytelandsby) ble valgt som kontrolllandsby. Utvalget av disse landsbyene var basert på koordinering med helsedepartementet og innendørs sprøyteteamet og validering av handlingsplanen for mikrosprøyting innendørs i Muzaffarpur-distriktet.
Geografisk kart over Muzaffarpur-distriktet som viser plasseringen av landsbyene som er inkludert i studien (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. Kartet ble utarbeidet ved hjelp av QGIS-programvare (versjon 3.30.3) og Open Assessment Shapefile.
Flaskene for eksponeringseksperimentene ble fremstilt i henhold til metodene til Chaubey et al. [20] og Denlinger et al. [22]. Kort fortalt ble 500 ml glassflasker fremstilt én dag før eksperimentet, og flaskenes indre vegg ble belagt med det angitte insektmiddelet (den diagnostiske dosen av α-cypermetrin var 3 μg/ml) ved å påføre en acetonløsning av insektmiddelet (2,0 ml) på bunnen, veggene og korken på flaskene. Hver flaske ble deretter tørket på en mekanisk vals i 30 minutter. I løpet av denne tiden skrus korken sakte av for å la acetonen fordampe. Etter 30 minutters tørking, fjern korken og roter flasken til all acetonen har fordampet. Flaskene ble deretter stående åpne for å tørke over natten. For hver replikattest ble én flaske, brukt som kontroll, belagt med 2,0 ml aceton. Alle flaskene ble brukt på nytt under eksperimentene etter passende rengjøring i henhold til prosedyren beskrevet av Denlinger et al. og Verdens helseorganisasjon [22, 23].
Dagen etter tilberedning av insektmiddelet ble 30–40 villfangede mygg (sultede hunner) fjernet fra burene i ampuller og forsiktig blåst inn i hvert ampulle. Omtrent samme antall fluer ble brukt for hver insektmiddelbelagte flaske, inkludert kontrollflasken. Gjenta dette minst fem til seks ganger i hver landsby. Etter 40 minutters eksponering for insektmiddelet ble antallet felte fluer registrert. Alle fluene ble fanget med en mekanisk aspirator, plassert i pappbeholdere av 1,5 liter dekket med finmasket netting, og plassert i en separat inkubator under samme fuktighets- og temperaturforhold med samme matkilde (bomullsdotter dynket i 30 % sukkerløsning) som de ubehandlede koloniene. Dødeligheten ble registrert 24 timer etter eksponering for insektmiddelet. Alle mygg ble dissekert og undersøkt for å bekrefte artsidentitet. Den samme prosedyren ble utført med F1-flueavkommet. Fellings- og dødelighetsrater ble registrert 24 timer etter eksponering. Hvis dødeligheten i kontrollflaskene var < 5 %, ble det ikke gjort noen dødelighetskorreksjon i replikatene. Hvis dødeligheten i kontrollflasken var ≥ 5 % og ≤ 20 %, ble dødeligheten i testflaskene i det replikatet korrigert ved hjelp av Abbotts formel. Hvis dødeligheten i kontrollgruppen oversteg 20 %, ble hele testgruppen forkastet [24, 25, 26].
Gjennomsnittlig dødelighet for villfangede P. argentipes-mygg. Feilfeltene representerer standardfeil for gjennomsnittet. Skjæringspunktet mellom de to røde horisontale linjene og grafen (henholdsvis 90 % og 98 % dødelighet) indikerer dødelighetsvinduet der resistens kan utvikles.[25]
Gjennomsnittlig dødelighet for F1-avkom av villfangede P. argentipes. Feilfelt representerer standardfeil for gjennomsnittet. Kurvene som krysses av de to røde horisontale linjene (henholdsvis 90 % og 98 % dødelighet) representerer dødelighetsområdet der resistens kan utvikles[25].
Mygg i kontroll-/ikke-IRS-landsbyen (Manifulkaha) ble funnet å være svært følsomme for insektmidlene. Gjennomsnittlig dødelighet (±SE) for villfangede mygg 24 timer etter nedleggelse og eksponering var henholdsvis 99,47 ± 0,52 % og 98,93 ± 0,65 %, og gjennomsnittlig dødelighet for F1-avkom var henholdsvis 98,89 ± 1,11 % og 98,33 ± 1,11 % (tabell 2 og 3).
Resultatene fra denne studien indikerer at sølvbeinte sandfluer kan utvikle resistens mot det syntetiske pyretroidet (SP) α-cypermetrin i landsbyer der pyretroidet (SP) α-cypermetrin ble brukt rutinemessig. I motsetning til dette ble sølvbeinte sandfluer samlet inn fra landsbyer som ikke er dekket av IRS/kontrollprogrammet funnet å være svært mottakelige. Overvåking av mottakeligheten til ville sandfluepopulasjoner er viktig for å overvåke effektiviteten av insektmidler som brukes, da denne informasjonen kan bidra til å håndtere insektmiddelresistens. Høye nivåer av DDT-resistens har blitt rapportert regelmessig hos sandfluer fra endemiske områder i Bihar på grunn av historisk seleksjonspress fra IRS ved bruk av dette insektmiddelet [1].
Vi fant at P. argentipes var svært følsomme for pyretroider, og feltforsøk i India, Bangladesh og Nepal viste at IRS hadde høy entomologisk effekt når det ble brukt i kombinasjon med cypermetrin eller deltametrin [19, 26, 27, 28, 29]. Nylig rapporterte Roy et al. [18] at P. argentipes hadde utviklet resistens mot pyretroider i Nepal. Vår feltstudie av følsomhet viste at sølvbeinte sandfluer samlet fra landsbyer som ikke var eksponert for IRS var svært mottakelige, men fluer samlet fra landsbyer med intermitterende/tidligere IRS og kontinuerlig IRS (dødeligheten varierte fra 90 % til 97 %, bortsett fra sandfluer fra Anandpur-Haruni som hadde 89,34 % dødelighet 24 timer etter eksponering) var sannsynligvis resistente mot svært effektivt cypermetrin [25]. En mulig årsak til utviklingen av denne resistensen er presset som utøves av innendørs rutinesprøyting (IRS) og kasusbaserte lokale sprøyteprogrammer, som er standardprosedyrer for å håndtere kala-azar-utbrudd i endemiske områder/blokker/landsbyer (Standard driftsprosedyre for utbruddsundersøkelse og -håndtering [30]. Resultatene av denne studien gir tidlige indikasjoner på utviklingen av selektivt press mot det svært effektive cypermetrinet. Dessverre er historiske følsomhetsdata for denne regionen, innhentet ved hjelp av CDC-flaskebioanalysen, ikke tilgjengelige for sammenligning; alle tidligere studier har overvåket P. argentipes-følsomhet ved hjelp av WHO-insektmiddelimpregnert papir. De diagnostiske dosene av insektmidler i WHO-teststrimlene er de anbefalte identifikasjonskonsentrasjonene av insektmidler for bruk mot malariavektorer (Anopheles gambiae), og den operative anvendeligheten av disse konsentrasjonene på sandfluer er uklar fordi sandfluer flyr sjeldnere enn mygg, og bruker mer tid i kontakt med substratet i bioanalysen [23].
Syntetiske pyretroider har blitt brukt i VL-endemiske områder i Nepal siden 1992, vekslende med SP-ene alfa-cypermetrin og lambda-cyhalotrin for bekjempelse av sandfluer [31], og deltametrin har også blitt brukt i Bangladesh siden 2012 [32]. Fenotypisk resistens har blitt påvist i ville populasjoner av sølvbeinte sandfluer i områder der syntetiske pyretroider har blitt brukt i lang tid [18, 33, 34]. En ikke-synonym mutasjon (L1014F) har blitt påvist i ville populasjoner av den indiske sandfluen og har blitt assosiert med resistens mot DDT, noe som tyder på at pyretroidresistens oppstår på molekylært nivå, ettersom både DDT og pyretroidet (alfa-cypermetrin) retter seg mot det samme genet i insektnervesystemet [17, 34]. Derfor er systematisk vurdering av cypermetrin-følsomhet og overvåking av myggresistens avgjørende i utryddelses- og etterutryddelsesperiodene.
En potensiell begrensning ved denne studien er at vi brukte CDC-ampullebioanalysen for å måle følsomhet, men alle sammenligninger brukte resultater fra tidligere studier som brukte WHO-bioanalysesettet. Resultatene fra de to bioanalysene er kanskje ikke direkte sammenlignbare fordi CDC-ampullebioanalysen måler knockdown ved slutten av diagnostikkperioden, mens WHO-settets bioanalyse måler dødelighet 24 eller 72 timer etter eksponering (sistnevnte for langsomtvirkende forbindelser) [35]. En annen potensiell begrensning er antallet IRS-landsbyer i denne studien sammenlignet med én ikke-IRS- og én ikke-IRS/tidligere IRS-landsby. Vi kan ikke anta at nivået av myggvektorfølsomhet observert i individuelle landsbyer i ett distrikt er representativt for følsomhetsnivået i andre landsbyer og distrikter i Bihar. Etter hvert som India går inn i fasen etter eliminering av leukemivirus, er det viktig å forhindre betydelig utvikling av resistens. Rask overvåking av resistens i sandfluepopulasjoner fra forskjellige distrikter, blokker og geografiske områder er nødvendig. Dataene som presenteres i denne studien er foreløpige og bør verifiseres ved sammenligning med identifikasjonskonsentrasjonene publisert av Verdens helseorganisasjon [35] for å få en mer spesifikk idé om mottakelighetsstatusen til P. argentipes i disse områdene før man modifiserer vektorkontrollprogrammer for å opprettholde lave sandfluebestander og støtte eliminering av leukemivirus.
Myggen P. argentipes, vektoren for leukoseviruset, kan begynne å vise tidlige tegn på resistens mot det svært effektive cypermetrinet. Regelmessig overvåking av insektmiddelresistens i ville populasjoner av P. argentipes er nødvendig for å opprettholde den epidemiologiske effekten av vektorkontrolltiltak. Rotasjon av insektmidler med forskjellige virkningsmekanismer og/eller evaluering og registrering av nye insektmidler er nødvendig og anbefalt for å håndtere insektmiddelresistens og støtte elimineringen av leukoseviruset i India.
Publisert: 17. feb. 2025