In Khowe, in het zuiden van Benin, werd een reeks proefprojecten in hutten uitgevoerd om de biologische werkzaamheid te evalueren van nieuwe en in het veld geteste, geavanceerde muggennetten tegen pyrethrine-resistente malariamuggen. De in het veld gebruikte netten werden na 12, 24 en 36 maanden uit de huishoudens verwijderd. Stukjes web die van de complete geïmpregneerde netten waren afgesneden, werden geanalyseerd op chemische samenstelling en tijdens elk proefproject werden gevoeligheidstesten uitgevoerd om veranderingen in insecticideresistentie in de malariamuggenpopulatie van Khowe te beoordelen.
Interceptor® G2 presteerde beter dan andere geïmpregneerde klamboes, wat de superioriteit van pyrethroid- en chlorfenapyr-netten ten opzichte van andere nettypen bevestigt. Van de nieuwe producten vertoonden alle geïmpregneerde klamboes van de volgende generatie een betere bio-effectiviteit dan Interceptor®; de omvang van deze verbetering nam echter af na veroudering in het veld als gevolg van de kortere werkingsduur van niet-pyrethroidverbindingen. Deze resultaten benadrukken de noodzaak om de insecticide persistentie van geïmpregneerde klamboes van de volgende generatie te verbeteren.
InsecticideMet insecticide behandelde klamboes (ITN's) hebben de afgelopen 20 jaar een cruciale rol gespeeld bij het terugdringen van malaria-morbiditeit en -mortaliteit. Sinds 2004 zijn er wereldwijd meer dan 3 miljard ITN's verspreid en modelstudies suggereren dat tussen 2000 en 2015 68% van de malaria-gevallen in Sub-Sahara Afrika is voorkomen. Helaas is de resistentie van malariamuggen tegen pyrethroiden (de standaardklasse insecticiden die in ITN's worden gebruikt) aanzienlijk toegenomen, waardoor de effectiviteit van deze essentiële interventie wordt bedreigd. Tegelijkertijd is de vooruitgang in de malariabestrijding wereldwijd vertraagd, waarbij een aantal landen met een hoge ziektelast sinds 2015 een toename van malaria-gevallen heeft gezien. Deze trends hebben geleid tot de ontwikkeling van een nieuwe generatie innovatieve ITN-producten die gericht zijn op het aanpakken van de dreiging van pyrethroidresistentie en het helpen verminderen van deze ziektelast en het bereiken van ambitieuze wereldwijde doelstellingen.
Er zijn momenteel drie nieuwe generatie geïmpregneerde klamboes (ITN's) op de markt, die elk een pyrethroid combineren met een ander insecticide of synergist die pyrethroidresistentie bij malariamuggen kan overwinnen. De afgelopen jaren zijn er een aantal gerandomiseerde, gecontroleerde clusteronderzoeken (RCT's) uitgevoerd om de epidemiologische effectiviteit van deze netten te beoordelen in vergelijking met standaard netten die alleen pyrethroiden bevatten, en om het nodige bewijs te leveren ter ondersteuning van de aanbevelingen van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO). Klamboes die pyrethroiden combineren met piperonylbutoxide (PBO), een synergist die de effectiviteit van pyrethroiden versterkt door de ontgiftingsenzymen van muggen te remmen, waren de eerste die door de WHO werden aanbevolen nadat twee producten (Olyset® Plus en PermaNet® 3.0) een superieure epidemiologische impact hadden aangetoond in vergelijking met klamboes die alleen pyrethroiden bevatten in gerandomiseerde, gecontroleerde clusteronderzoeken in Tanzania en Oeganda. Er zijn echter meer gegevens nodig om de waarde voor de volksgezondheid van pyrethroid-PBO-bednetten in West-Afrika te bepalen, waar ernstige pyrethroidresistentie de voordelen ervan kan verminderen in vergelijking met bednetten die alleen pyrethroid bevatten.
De persistentie van insecticiden in geïmpregneerde klamboes wordt doorgaans beoordeeld door periodiek klamboes uit gemeenschappen te verzamelen en deze te testen in laboratoriumbioassays met behulp van door insecten gekweekte muggenstammen. Hoewel deze assays nuttig zijn om de biologische beschikbaarheid en werkzaamheid van insecticiden op het oppervlak van klamboes in de loop van de tijd te karakteriseren, geven ze beperkte informatie over de vergelijkende effectiviteit van verschillende typen klamboes van de volgende generatie, omdat de gebruikte methoden en muggenstammen moeten worden aangepast aan de werkingswijze van de insecticiden die ze bevatten. De experimentele huttest is een alternatieve benadering die kan worden gebruikt om de effectiviteit van met insecticide behandelde klamboes vergelijkend te evalueren in duurzaamheidsstudies onder omstandigheden die de natuurlijke interacties tussen wilde muggen en huishoudelijke klamboes tijdens gebruik nabootsen. Recente modelstudies met entomologische surrogaten voor epidemiologische gegevens hebben aangetoond dat de in deze proeven gemeten muggensterfte en voedingssnelheden kunnen worden gebruikt om de impact van geïmpregneerde klamboes op de incidentie en prevalentie van malaria in cluster-RCT's te voorspellen. Experimentele proeven in hutten, waarbij in het veld verzamelde, met insecticide behandelde lymfeklieren worden opgenomen in cluster-RCT's, kunnen waardevolle gegevens opleveren over de vergelijkende bio-effectiviteit en insecticide-persistentie van met insecticide behandelde lymfeklieren gedurende hun verwachte levensduur, en helpen bij de interpretatie van de epidemiologische resultaten van deze studies.
De experimentele huttest is een gestandaardiseerde, gesimuleerde menselijke woonsituatie die door de Wereldgezondheidsorganisatie wordt aanbevolen voor het evalueren van de effectiviteit van met insecticiden behandelde klamboes. Deze tests bootsen de werkelijke blootstellingsomstandigheden na waarmee muggen te maken krijgen wanneer ze in contact komen met huishoudelijke klamboes en zijn daarom een zeer geschikte methode om de biologische effectiviteit van gebruikte klamboes gedurende hun verwachte levensduur te beoordelen.
In deze studie werd de entomologische werkzaamheid van drie verschillende typen insecticide-behandelde klamboes van de nieuwe generatie (PermaNet® 3.0, Royal Guard® en Interceptor® G2) onder veldomstandigheden in experimentele schuren beoordeeld en vergeleken met een standaard klamboe met alleen pyrethrine (Interceptor®). Al deze met insecticide behandelde klamboes staan op de door de WHO goedgekeurde lijst voor vectorbestrijding. Gedetailleerde kenmerken van elke klamboe worden hieronder beschreven:
In maart 2020 werd een grootschalige distributiecampagne van in het veld gebruikte klamboes uitgevoerd in huttendorpen in de prefectuur Zou, in het zuiden van Benin, voor proefprojecten in hutten. De klamboes van de typen Interceptor®, Royal Guard® en Interceptor® G2 werden geselecteerd uit willekeurig gekozen clusters in de gemeenten Kove, Zagnanado en Ouinhi als onderdeel van een observatiestudie naar de duurzaamheid, ingebed in een cluster-RCT om de epidemiologische effectiviteit van met twee insecticiden behandelde klamboes te beoordelen. PermaNet® 3.0 klamboes werden verzameld in het dorp Avokanzun nabij de townships Jija en Bohicon (7°20′ N, 1°56′ O) en gelijktijdig met de cluster-klamboes van de RCT gedistribueerd tijdens de massale campagne van het Nationale Malariabestrijdingsprogramma in 2020. Figuur 1 toont de locaties van de studieclusters/dorpen waar de verschillende typen klamboes werden verzameld ten opzichte van de experimentele hutten.
Er werd een proef in een proefhut uitgevoerd om de entomologische prestaties van de geïmpregneerde muskietennetten Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® en Interceptor® G2 te vergelijken wanneer deze na 12, 24 en 36 maanden uit huishoudens werden verwijderd. Op elk jaarlijks meetmoment werden de prestaties van de oude muskietennetten in het veld vergeleken met nieuwe, ongebruikte netten van elk type en onbehandelde netten als negatieve controle. Op elk jaarlijks meetmoment werden in totaal 54 replicaten van in het veld gebruikte muskietennetten en 6 nieuwe muskietennetten van elk type getest in 1 of 2 herhaalde proefhutten met dagelijkse roulering van de behandelingen. Vóór elke proefhut werd de gemiddelde porositeitsindex van de oude veldnetten van elk type muskietennet gemeten volgens de WHO-aanbevelingen. Om slijtage door dagelijks gebruik te simuleren, werden alle nieuwe muskietennetten en onbehandelde controlenetten geperforeerd met zes gaten van 4 x 4 cm: twee in elk lange zijpaneel en één in elk korte zijpaneel, conform de WHO-aanbevelingen. Het muggennet werd in de hut geïnstalleerd door de randen van de dakplaten met touwen vast te binden aan spijkers in de bovenste hoeken van de hutwanden. De volgende behandelingen werden in elke hutproef geëvalueerd:
Veldgerijpte netten werden in hetzelfde jaar dat ze werden verwijderd, geëvalueerd in experimentele hutten. De hutproeven werden op dezelfde locatie uitgevoerd van mei tot september 2021, van april tot juni 2022 en van mei tot juli 2023, waarbij de netten respectievelijk na 12, 24 en 36 maanden werden verwijderd. Elke proef duurde één volledige behandelingscyclus (54 nachten gedurende 9 weken), behalve bij de proef van 12 maanden, waarbij twee opeenvolgende behandelingscycli werden uitgevoerd om de omvang van de muggensteekproef te vergroten. Volgens een Latijns vierkant ontwerp werden de behandelingen wekelijks afgewisseld tussen de experimentele hutten om rekening te houden met locatie-effecten van de hutten, terwijl de vrijwilligers dagelijks werden afgewisseld om rekening te houden met verschillen in de aantrekkelijkheid van individuele gastheren voor muggen. Muggen werden 6 dagen per week verzameld; op dag 7, vóór de volgende rotatiecyclus, werden de hutten schoongemaakt en geventileerd om besmetting te voorkomen.
De belangrijkste effectiviteitsdoelstellingen voor de experimentele behandeling van de hut tegen pyrethroidresistente Anopheles gambiae-muggen en de vergelijking van de volgende generatie geïmpregneerde muskietennetten met het Interceptor®-net dat alleen pyrethroid bevat, waren:
De secundaire werkzaamheidseindpunten voor de experimentele hutbehandeling tegen pyrethroidresistente Anopheles gambiae-muggen waren als volgt:
Inperking (%) – vermindering van het aantal binnenkomende personen in de behandelde groep in vergelijking met de onbehandelde groep. De berekening is als volgt:
waarbij Tu het aantal muggen is in de onbehandelde controlegroep en Tt het aantal muggen in de behandelde groep.
Verlooppercentage (%) – Verlooppercentage als gevolg van mogelijke irritatie door de behandeling, uitgedrukt als een percentage van de muggen die op het balkon zijn verzameld.
De bloedzuigonderdrukkingscoëfficiënt (%) is de vermindering van het aandeel bloedzuigende muggen in de behandelde groep ten opzichte van de onbehandelde controlegroep. De berekeningsmethode is als volgt: waarbij Bfu het aandeel bloedzuigende muggen in de onbehandelde controlegroep is en Bft het aandeel bloedzuigende muggen in de behandelde groep.
Vermindering van de vruchtbaarheid (%) — de vermindering van het percentage vruchtbare muggen in de behandelde groep ten opzichte van de onbehandelde controlegroep. De berekeningsmethode is als volgt: waarbij Fu het percentage vruchtbare muggen in de onbehandelde controlegroep is en Ft het percentage vruchtbare muggen in de behandelde groep.
Om veranderingen in het resistentieprofiel van Covè-vectorpopulaties in de loop der tijd te volgen, voerde de WHO in vitro- en vial-bioassays uit in hetzelfde jaar als elk experiment met de hutten (2021, 2022, 2023) om de gevoeligheid voor AI in de onderzochte geïmpregneerde muskietennetten te beoordelen en de interpretatie van de resultaten te onderbouwen. In de in vitro-studies werden muggen blootgesteld aan filterpapier behandeld met gedefinieerde concentraties alfa-cypermethrin (0,05%) en deltamethrin (0,05%), en aan flesjes gecoat met gedefinieerde concentraties CFP (100 μg/flesje) en PPF (100 μg/flesje) om de gevoeligheid voor deze insecticiden te beoordelen. De intensiteit van de pyrethroïderesistentie werd onderzocht door muggen bloot te stellen aan 5-voudige (0,25%) en 10-voudige (0,50%) differentiële concentraties van α-cypermethrin en deltamethrin. Ten slotte werd de bijdrage van PBO-synergie en cytochroom P450-monooxygenase (P450)-overexpressie aan pyrethroïderesistentie beoordeeld door muggen vooraf bloot te stellen aan verschillende concentraties α-cypermethrin (0,05%) en deltamethrin (0,05%), en vooraf aan PBO (4%). Het filterpapier dat voor de WHO-buistest werd gebruikt, werd aangeschaft bij Universiti Sains Malaysia. De WHO-bioassay-testbuisjes met CFP en PPF werden bereid volgens de WHO-aanbevelingen.
De muggen die voor de bioassays werden gebruikt, werden in het larvenstadium verzameld op broedplaatsen in de buurt van de experimentele hutten en vervolgens opgekweekt tot volwassen muggen. Op elk tijdstip werden minstens 100 muggen gedurende 60 minuten blootgesteld aan elke behandeling, met 4 herhalingen per buis/fles en ongeveer 25 muggen per buis/fles. Voor blootstelling aan pyrethroïden en CFP werden 3-5 dagen oude, niet-gevoede muggen gebruikt, terwijl voor PPF 5-7 dagen oude, bloedzuigende muggen werden gebruikt om oogenese te stimuleren en het effect van PPF op de voortplanting van muggen te beoordelen. Parallelle blootstellingen werden uitgevoerd met met siliconenolie geïmpregneerd filterpapier, zuivere PBO (4%) en met aceton gecoate flessen als controles. Aan het einde van de blootstelling werden de muggen overgebracht naar onbehandelde containers en blootgesteld aan watten gedrenkt in een 10% (w/v) glucoseoplossing. De sterfte werd 24 uur na blootstelling aan pyrethroiden geregistreerd en vervolgens elke 24 uur gedurende 72 uur na blootstelling aan CFP en PPF. Om de vatbaarheid voor PPF te beoordelen, werden de overlevende, aan PPF blootgestelde muggen en de overeenkomstige negatieve controles ontleed nadat de vertraagde sterfte was vastgesteld. De ontwikkeling van de eierstokken werd geobserveerd met behulp van een samengestelde microscoop en de vruchtbaarheid werd beoordeeld aan de hand van het Christophers-stadium van de eierontwikkeling [28, 30]. Als de eieren zich volledig ontwikkelden tot Christophers-stadium V, werden de muggen als vruchtbaar geclassificeerd, en als de eieren zich niet volledig ontwikkelden en in de stadia I-IV bleven, werden de muggen als steriel geclassificeerd.
Op elk moment van het jaar werden stukken van 30 × 30 cm uit nieuwe en in het veld gebruikte netten geknipt op de locaties die zijn gespecificeerd in de WHO-aanbevelingen [22]. Na het knippen werden de netten gelabeld, in aluminiumfolie gewikkeld en in een koelkast bewaard bij 4 ± 2 °C om migratie van AI naar het weefsel te voorkomen. De netten werden vervolgens naar het Waals Landbouwkundig Onderzoekscentrum in België gestuurd voor chemische analyse om veranderingen in het totale AI-gehalte gedurende hun levensduur te meten. De gebruikte analysemethoden (gebaseerd op de methoden aanbevolen door het Internationaal Coöperatief Comité voor Pesticideanalyse) zijn eerder beschreven [25, 31].
Voor de experimentele gegevens van de hutproeven werden de totale aantallen levende/dode, bijtende/niet-bijtende en vruchtbare/steriele muggen in de verschillende hutcompartimenten per behandeling in elke proef opgeteld om de verschillende proportionele uitkomsten (mortaliteit na 72 uur, bijten, ectoparasitisme, vangst in netten, vruchtbaarheid) en de bijbehorende 95%-betrouwbaarheidsintervallen (BI's) te berekenen. Verschillen tussen behandelingen voor deze proportionele binaire uitkomsten werden geanalyseerd met behulp van logistische regressie, terwijl verschillen voor aantallen werden geanalyseerd met behulp van negatieve binomiale regressie. Omdat er elke 12 maanden twee behandelingsrotatiecycli werden uitgevoerd en sommige behandelingen in meerdere proeven werden getest, werden de analyses van de muggenpenetratie gecorrigeerd voor het aantal dagen dat elke behandeling werd getest. De nieuwe geïmpregneerde klamboe (ITN) voor elke uitkomst werd ook geanalyseerd om een enkele schatting voor alle tijdstippen te verkrijgen. Naast de belangrijkste verklarende variabele, namelijk de behandeling, bevatte elk model hut, slaper, proefperiode, ITN-openingindex en dag als vaste effecten om te corrigeren voor variatie als gevolg van verschillen in individuele aantrekkelijkheid van slapers en hutten, seizoensinvloeden, status van het muggennet en overmatige verspreiding. Regressieanalyses leverden aangepaste odds ratio's (OR's) en bijbehorende 95%-betrouwbaarheidsintervallen op om het effect van het nieuwe generatie ITN te schatten in vergelijking met het pyrethroïde-alleen-net, Interceptor®, op de primaire uitkomsten van muggensterfte en vruchtbaarheid. P-waarden uit de modellen werden ook gebruikt om compacte letters toe te kennen die statistische significantie op het 5%-niveau aangeven voor alle paarsgewijze vergelijkingen van de primaire en secundaire uitkomsten. Alle regressieanalyses werden uitgevoerd in Stata versie 18.
De vatbaarheid van Covese-vectorpopulaties werd bepaald op basis van de sterfte en vruchtbaarheid die in vitro en in flesbioassays werden waargenomen, volgens de aanbevelingen van de Wereldgezondheidsorganisatie. De resultaten van de chemische analyse leverden het totale AI-gehalte in de met insecticide behandelde klamboesfragmenten op, dat werd gebruikt om het AI-retentiepercentage in in het veld gebruikte klamboes te berekenen in vergelijking met nieuwe klamboes op elk tijdstip van elk jaar. Alle gegevens werden handmatig vastgelegd op gestandaardiseerde formulieren en vervolgens dubbel ingevoerd in een Microsoft Excel-database.
De ethische commissies van het Ministerie van Volksgezondheid van Benin (nr. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), de London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) (nr. 16237) en de Wereldgezondheidsorganisatie (nr. ERC.0003153) hebben toestemming gegeven voor het uitvoeren van een pilotstudie met vrijwilligers in een hut. Alle vrijwilligers gaven schriftelijk toestemming voor deelname aan de studie. Alle vrijwilligers ontvingen gratis chemoprofylaxe om het risico op malaria te verlagen, en gedurende de hele studie was een verpleegkundige aanwezig om eventuele vrijwilligers met koorts of een bijwerking van het testproduct te beoordelen.
De volledige resultaten van de experimentele hutten, met een samenvatting van het totale aantal levende/dode, uitgehongerde/bloedgevoede en vruchtbare/steriele muggen voor elke experimentele groep, evenals beschrijvende statistieken, worden gepresenteerd als aanvullend materiaal (Tabel S1).
In een experimentele hut in Kowa, Benin, werd het bloedzuigen van wilde, pyrethroïde-resistente Anopheles gambiae-muggen onderdrukt. Gegevens van onbehandelde controlegroepen en nieuwe netten werden over de verschillende proeven samengevoegd om één enkele schatting van de werkzaamheid te verkrijgen. Uit een logistische regressieanalyse bleek dat kolommen met dezelfde letters niet significant van elkaar verschilden op een significantieniveau van 5% (p > 0,05). Foutbalken geven 95%-betrouwbaarheidsintervallen weer.
Sterfte van wilde, pyrethroïde-resistente Anopheles gambiae-muggen die een experimentele hut in Kowa, Benin, binnengingen. Gegevens van onbehandelde controlegroepen en nieuwe netten werden over de verschillende proeven samengevoegd om een enkele schatting van de werkzaamheid te verkrijgen. Uit logistische regressieanalyse bleek dat kolommen met dezelfde letters niet significant van elkaar verschilden op een significantieniveau van 5% (p > 0,05). Foutbalken geven 95%-betrouwbaarheidsintervallen weer.
De odds ratio beschrijft het verschil in sterfte bij gebruik van nieuwe generatie klamboes in vergelijking met klamboes die alleen pyrethroiden bevatten. De stippellijn geeft een odds ratio van 1 weer, wat betekent dat er geen verschil in sterfte is. Een odds ratio > 1 duidt op een hogere sterfte bij gebruik van nieuwe generatie klamboes. De gegevens voor nieuwe generatie klamboes zijn samengevoegd uit verschillende onderzoeken om één schatting van de effectiviteit te verkrijgen. De foutbalken geven 95% betrouwbaarheidsintervallen weer.
Hoewel Interceptor® de laagste sterfte vertoonde van alle geteste geïmpregneerde klamboes, had veroudering in het veld geen negatieve invloed op de impact ervan op de vectorsterfte. Sterker nog, nieuwe Interceptor® resulteerde in een sterfte van 12%, terwijl in het veld verouderde klamboes een lichte verbetering lieten zien na 12 maanden (17%, p=0,006) en 24 maanden (17%, p=0,004), voordat ze na 36 maanden terugkeerden naar niveaus vergelijkbaar met nieuwe klamboes (11%, p=0,05). Daarentegen daalden de sterftecijfers voor de volgende generatie met insecticide behandelde klamboes geleidelijk in de loop van de tijd na plaatsing. De afname was het meest uitgesproken bij Interceptor® G2, waar de sterfte daalde van 58% met de nieuwe klamboes naar 36% na 12 maanden (p < 0,05).< 0,001), 31% na 24 maanden (p< 0,001), en 20% na 36 maanden (p< 0,001). De nieuwe PermaNet® 3.0 resulteerde in een verlaging van de sterfte tot 37%, die ook significant daalde tot 20% na 12 maanden (p < 0,05).< 0,001), 16% na 24 maanden (p< 0,001), en 18% na 36 maanden (p< 0,001). Een vergelijkbare trend werd waargenomen bij Royal Guard®, waarbij het nieuwe gaas resulteerde in een reductie van 33% in de mortaliteit, gevolgd door een significante reductie tot 21% na 12 maanden (p < 0,05).< 0,001), 17% na 24 maanden (p< 0,001) en 15% na 36 maanden (p< 0,001).
Vermindering van de vruchtbaarheid van wilde, pyrethroïde-resistente Anopheles gambiae-muggen die een experimentele hut in Kwa, Benin, binnendringen. Gegevens van onbehandelde controlegroepen en nieuwe netten werden over de verschillende proeven samengevoegd om een enkele schatting van de werkzaamheid te verkrijgen. Staven met dezelfde letters verschilden niet significant van elkaar op het 5%-niveau (p > 0,05) volgens logistische regressieanalyse. Foutbalken representeren 95%-betrouwbaarheidsintervallen.
Oddsratio's beschrijven het verschil in vruchtbaarheid bij gebruik van nieuwe generatie klamboes in vergelijking met klamboes die alleen pyrethroiden bevatten. De stippellijn geeft een ratio van 1 weer, wat betekent dat er geen verschil in vruchtbaarheid is. Oddsratio's< 1 duidt op een grotere vermindering van de vruchtbaarheid bij gebruik van de nieuwe generatie klamboes. De gegevens voor de nieuwe generatie klamboes werden over de verschillende onderzoeken samengevoegd om één schatting van de effectiviteit te verkrijgen. De foutbalken geven 95% betrouwbaarheidsintervallen weer.
Geplaatst op: 17 februari 2025