Viscerale leishmaniasis (VL), in het Indiase subcontinent bekend als kala-azar, is een parasitaire ziekte die wordt veroorzaakt door de flagellatede protozo Leishmania en die fataal kan zijn als deze niet tijdig wordt behandeld. De zandvlieg Phlebotomus argentipes is de enige bevestigde vector van VL in Zuidoost-Azië, waar de ziekte wordt bestreden door binnenshuis residuele bespuiting (IRS), een synthetisch insecticide. Het gebruik van DDT in VL-bestrijdingsprogramma's heeft geleid tot de ontwikkeling van resistentie bij zandvliegen, waardoor DDT is vervangen door het insecticide alfa-cypermethrin. Alfa-cypermethrin werkt echter op een vergelijkbare manier als DDT, waardoor het risico op resistentie bij zandvliegen toeneemt onder stress als gevolg van herhaalde blootstelling aan dit insecticide. In deze studie hebben we de vatbaarheid van wilde muggen en hun F1-nakomelingen onderzocht met behulp van de CDC-flesbioassay.
We verzamelden muggen uit 10 dorpen in het district Muzaffarpur in Bihar, India. Acht dorpen bleven zeer krachtige middelen gebruiken.cypermethrinVoor binnenshuis spuiten stopte één dorp met het gebruik van cypermethrin met een hoge concentratie binnenshuis, en een ander dorp heeft nooit cypermethrin met een hoge concentratie binnenshuis gebruikt. De verzamelde muggen werden blootgesteld aan een vooraf vastgestelde diagnostische dosis gedurende een bepaalde tijd (3 μg/ml gedurende 40 min), en de knockdown-ratio en sterfte werden 24 uur na blootstelling geregistreerd.
De sterftecijfers van wilde muggen varieerden van 91,19% tot 99,47%, en die van hun F1-generaties van 91,70% tot 98,89%. Vierentwintig uur na blootstelling varieerde de sterfte van wilde muggen van 89,34% tot 98,93%, en die van hun F1-generatie van 90,16% tot 98,33%.
De resultaten van dit onderzoek wijzen erop dat er resistentie kan ontstaan bij P. argentipes, wat de noodzaak onderstreept van voortdurende monitoring en waakzaamheid om de plaag onder controle te houden nadat deze is uitgeroeid.
Viscerale leishmaniasis (VL), in het Indiase subcontinent bekend als kala-azar, is een parasitaire ziekte die wordt veroorzaakt door de flagellatede protozo Leishmania en wordt overgedragen door de beet van geïnfecteerde vrouwelijke zandvliegen (Diptera: Myrmecophaga). Zandvliegen zijn de enige bevestigde vector van VL in Zuidoost-Azië. India is dicht bij het bereiken van het doel om VL uit te roeien. Om echter na de uitroeiing een lage incidentie te behouden, is het cruciaal om de vectorpopulatie te verminderen om potentiële overdracht te voorkomen.
Muggenbestrijding in Zuidoost-Azië vindt plaats door middel van binnenshuis residuele bespuiting (IRS) met synthetische insecticiden. Het verborgen rustgedrag van de zilverpootjes maakt ze een geschikt doelwit voor insecticidebestrijding door middel van binnenshuis residuele bespuiting [1]. De binnenshuis residuele bespuiting met dichloordifenyltrichloorethaan (DDT) in het kader van het Nationale Malariabestrijdingsprogramma in India heeft aanzienlijke neveneffecten gehad op de beheersing van muggenpopulaties en een aanzienlijke vermindering van VL-gevallen [2]. Deze ongeplande bestrijding van VL bracht het Indiase VL-uitroeiingsprogramma ertoe om binnenshuis residuele bespuiting als primaire methode voor de bestrijding van zilverpootjes te adopteren. In 2005 ondertekenden de regeringen van India, Bangladesh en Nepal een memorandum van overeenstemming met als doel VL tegen 2015 uit te roeien [3]. De uitroeiingsinspanningen, die een combinatie van vectorbestrijding en snelle diagnose en behandeling van menselijke gevallen omvatten, waren erop gericht om tegen 2015 de consolidatiefase in te gaan, een doel dat vervolgens werd bijgesteld naar 2017 en daarna naar 2020 [4]. De nieuwe wereldwijde routekaart voor de uitroeiing van verwaarloosde tropische ziekten omvat de uitroeiing van VL tegen 2030.[5]
Nu India de fase na de uitroeiing van BCVD ingaat, is het van cruciaal belang ervoor te zorgen dat er geen significante resistentie tegen bèta-cypermethrin ontstaat. De reden voor de resistentie is dat zowel DDT als cypermethrin hetzelfde werkingsmechanisme hebben, namelijk dat ze zich richten op het VGSC-eiwit [21]. Het risico op resistentieontwikkeling bij zandvliegen kan dus worden vergroot door stress die wordt veroorzaakt door regelmatige blootstelling aan het zeer krachtige cypermethrin. Het is daarom essentieel om potentiële zandvliegenpopulaties die resistent zijn tegen dit insecticide te monitoren en te identificeren. In dit kader was het doel van deze studie om de gevoeligheidsstatus van wilde zandvliegen te monitoren met behulp van diagnostische doses en blootstellingsduur zoals bepaald door Chaubey et al. [20], die P. argentipes bestudeerden uit verschillende dorpen in het district Muzaffarpur in Bihar, India, waar continu binnenshuis spuitsystemen werden gebruikt die behandeld waren met cypermethrin (dorpen met continue IPS). De vatbaarheid van wilde P. argentipes uit dorpen die waren gestopt met het gebruik van met cypermethrin behandelde binnensproeisystemen (voormalige IPS-dorpen) en dorpen die nooit met cypermethrin behandelde binnensproeisystemen hadden gebruikt (niet-IPS-dorpen) werd vergeleken met behulp van de CDC-flesbioassay.
Voor het onderzoek werden tien dorpen geselecteerd (Fig. 1; Tabel 1), waarvan acht een geschiedenis hadden van continue binnenshuisbespuiting met synthetische pyrethroïden (hypermethrin; aangeduid als dorpen met continue hypermethrinbespuiting) en waar in de afgelopen drie jaar gevallen van viscerale leishmaniasis (VL) waren vastgesteld (minstens één geval). Van de overige twee dorpen in het onderzoek werd één dorp dat geen binnenshuisbespuiting met beta-cypermethrin uitvoerde (dorp zonder binnenshuisbespuiting) geselecteerd als controledorp en het andere dorp dat intermitterend binnenshuisbespuiting met beta-cypermethrin had ondergaan (dorp met intermitterende binnenshuisbespuiting/voormalig dorp met binnenshuisbespuiting) werd eveneens geselecteerd als controledorp. De selectie van deze dorpen was gebaseerd op overleg met de gezondheidsdienst en het team voor binnenshuisbespuiting, en op de validatie van het micro-actieplan voor binnenshuisbespuiting in het district Muzaffarpur.
Geografische kaart van het district Muzaffarpur met de locaties van de in het onderzoek opgenomen dorpen (1-10). Onderzoekslocaties: 1, Manifulkaha; 2, Ramdas Majhauli; 3, Madhubani; 4, Anandpur Haruni; 5, Pandey; 6, Hirapur; 7, Madhopur Hazari; 8, Hamidpur; 9, Noonfara; 10, Simara. De kaart is gemaakt met behulp van QGIS-software (versie 3.30.3) en Open Assessment Shapefile.
De flessen voor de blootstellingsexperimenten werden voorbereid volgens de methoden van Chaubey et al. [20] en Denlinger et al. [22]. Kort gezegd werden glazen flessen van 500 ml een dag voor het experiment klaargemaakt en werd de binnenwand van de flessen bedekt met het aangegeven insecticide (de diagnostische dosis α-cypermethrin was 3 μg/ml) door een acetonoplossing van het insecticide (2,0 ml) aan te brengen op de bodem, wanden en dop van de flessen. Elke fles werd vervolgens 30 minuten gedroogd op een mechanische rol. Tijdens deze tijd werd de dop langzaam losgedraaid om de aceton te laten verdampen. Na 30 minuten drogen werd de dop verwijderd en de fles rondgedraaid totdat alle aceton was verdampt. De flessen werden vervolgens open gelaten om een nacht te drogen. Voor elke herhaalde test werd één fles, die als controle diende, bedekt met 2,0 ml aceton. Alle flessen werden gedurende de experimenten hergebruikt na een geschikte reiniging volgens de procedure beschreven door Denlinger et al. en de Wereldgezondheidsorganisatie [ 22 , 23 ].
De dag na de bereiding van het insecticide werden 30-40 in het wild gevangen muggen (uitgehongerde vrouwtjes) uit de kooien gehaald en in flesjes geblazen. Ongeveer hetzelfde aantal vliegen werd gebruikt voor elk flesje met insecticide, inclusief de controlegroep. Dit werd minstens vijf tot zes keer herhaald in elk dorp. Na 40 minuten blootstelling aan het insecticide werd het aantal neergeslagen vliegen geregistreerd. Alle vliegen werden gevangen met een mechanische aspirator, in kartonnen bakjes van een halve liter geplaatst die bedekt waren met fijn gaas, en in een aparte incubator geplaatst onder dezelfde vochtigheids- en temperatuuromstandigheden met dezelfde voedselbron (wattenbolletjes gedrenkt in een 30% suikeroplossing) als de onbehandelde kolonies. De mortaliteit werd 24 uur na blootstelling aan het insecticide geregistreerd. Alle muggen werden ontleed en onderzocht om de soortidentiteit te bevestigen. Dezelfde procedure werd uitgevoerd met de F1-nakomelingen. De percentages neergeslagen vliegen en mortaliteit werden 24 uur na blootstelling geregistreerd. Als de mortaliteit in de controleflesjes < 5% was, werd er geen mortaliteitscorrectie toegepast in de herhalingen. Als de sterfte in de controlefles ≥ 5% en ≤ 20% was, werd de sterfte in de testflessen van die herhaling gecorrigeerd met behulp van de formule van Abbott. Als de sterfte in de controlegroep meer dan 20% bedroeg, werd de hele testgroep weggegooid [24, 25, 26].
Gemiddelde sterfte van in het wild gevangen P. argentipes-muggen. Foutbalken geven de standaardfouten van het gemiddelde weer. Het snijpunt van de twee rode horizontale lijnen met de grafiek (respectievelijk 90% en 98% sterfte) geeft het sterftevenster aan waarin resistentie zich kan ontwikkelen.[25]
Gemiddelde sterfte van F1-nakomelingen van in het wild gevangen P. argentipes. Foutbalken geven de standaardfouten van het gemiddelde weer. De curven die worden doorsneden door de twee rode horizontale lijnen (respectievelijk 90% en 98% sterfte) vertegenwoordigen het sterftebereik waarbinnen resistentie zich kan ontwikkelen[25].
In het controledorp/niet-IRS-dorp (Manifulkaha) bleken muggen zeer gevoelig te zijn voor de insecticiden. De gemiddelde sterfte (±SE) van in het wild gevangen muggen 24 uur na knockdown en blootstelling was respectievelijk 99,47 ± 0,52% en 98,93 ± 0,65%, en de gemiddelde sterfte van de F1-nakomelingen was respectievelijk 98,89 ± 1,11% en 98,33 ± 1,11% (tabellen 2 en 3).
De resultaten van deze studie geven aan dat zilverpootzandvliegen resistentie kunnen ontwikkelen tegen het synthetische pyrethroid (SP) α-cypermethrin in dorpen waar dit pyrethroid routinematig werd gebruikt. Daarentegen bleken zilverpootzandvliegen verzameld in dorpen die niet onder het IRS/bestrijdingsprogramma vielen, zeer vatbaar te zijn. Het monitoren van de vatbaarheid van wilde zandvliegenpopulaties is belangrijk voor het monitoren van de effectiviteit van gebruikte insecticiden, aangezien deze informatie kan helpen bij het beheersen van insecticideresistentie. Hoge niveaus van DDT-resistentie zijn regelmatig gerapporteerd bij zandvliegen uit endemische gebieden in Bihar als gevolg van historische selectiedruk door het IRS met dit insecticide [ 1 ].
We ontdekten dat P. argentipes zeer gevoelig is voor pyrethroiden, en veldproeven in India, Bangladesh en Nepal toonden aan dat IRS een hoge entomologische werkzaamheid had wanneer het werd gebruikt in combinatie met cypermethrin of deltamethrin [19, 26, 27, 28, 29]. Onlangs meldden Roy et al. [18] dat P. argentipes resistentie tegen pyrethroiden had ontwikkeld in Nepal. Ons veldonderzoek naar gevoeligheid toonde aan dat zilverpootzandvliegen verzameld uit dorpen waar geen IRS werd toegepast, zeer gevoelig waren, maar dat vliegen verzameld uit dorpen waar intermitterende/voormalige IRS en continue IRS werd toegepast (de mortaliteit varieerde van 90% tot 97%, met uitzondering van zandvliegen uit Anandpur-Haruni die een mortaliteit van 89,34% hadden 24 uur na blootstelling) waarschijnlijk resistent waren tegen het zeer effectieve cypermethrin [25]. Een mogelijke reden voor de ontwikkeling van deze resistentie is de druk die wordt uitgeoefend door routinematig binnenshuis spuiten (IRS) en lokaal spuitprogramma's op basis van individuele gevallen, die standaardprocedures zijn voor het beheersen van kala-azar-uitbraken in endemische gebieden/blokken/dorpen (Standard Operating Procedure for Outbreak Investigation and Management [30]). De resultaten van deze studie geven vroege aanwijzingen voor de ontwikkeling van selectieve druk tegen het zeer effectieve cypermethrin. Helaas zijn er geen historische gegevens over de gevoeligheid voor deze regio, verkregen met behulp van de CDC-flesbioassay, beschikbaar ter vergelijking; alle eerdere studies hebben de gevoeligheid van P. argentipes gemonitord met behulp van met insecticide geïmpregneerd papier van de WHO. De diagnostische doses insecticiden in de WHO-teststrips zijn de aanbevolen identificatieconcentraties van insecticiden voor gebruik tegen malariamuggen (Anopheles gambiae), en de operationele toepasbaarheid van deze concentraties op zandvliegen is onduidelijk, omdat zandvliegen minder vaak vliegen dan muggen en meer tijd in contact doorbrengen met het substraat in de bioassay [23].
Synthetische pyrethroiden worden sinds 1992 gebruikt in gebieden in Nepal waar viscerale leishmaniasis endemisch is, afgewisseld met de synthetische pyrethroiden alfa-cypermethrin en lambda-cyhalothrin voor de bestrijding van zandvliegen [31]. Deltamethrin wordt sinds 2012 ook in Bangladesh gebruikt [32]. Fenotypische resistentie is aangetroffen in wilde populaties van zilverpootzandvliegen in gebieden waar synthetische pyrethroiden al lange tijd worden gebruikt [18, 33, 34]. Een niet-synonieme mutatie (L1014F) is aangetroffen in wilde populaties van de Indiase zandvlieg en is in verband gebracht met resistentie tegen DDT. Dit suggereert dat pyrethroidresistentie op moleculair niveau ontstaat, aangezien zowel DDT als de pyrethroid (alfa-cypermethrin) zich richten op hetzelfde gen in het zenuwstelsel van het insect [17, 34]. Systematische beoordeling van de gevoeligheid voor cypermethrin en monitoring van de resistentie van muggen zijn daarom essentieel tijdens en na de uitroeiing.
Een mogelijke beperking van deze studie is dat we de CDC-flaconbioassay hebben gebruikt om de vatbaarheid te meten, maar alle vergelijkingen zijn gebaseerd op resultaten van eerdere studies met de WHO-bioassaykit. De resultaten van de twee bioassays zijn mogelijk niet direct vergelijkbaar, omdat de CDC-flaconbioassay de knockdown meet aan het einde van de diagnostische periode, terwijl de WHO-kitbioassay de mortaliteit meet na 24 of 72 uur na blootstelling (de laatste voor langzaam werkende verbindingen) [35]. Een andere mogelijke beperking is het aantal IRS-dorpen in deze studie in vergelijking met één niet-IRS-dorp en één niet-IRS/voormalig IRS-dorp. We kunnen er niet van uitgaan dat het niveau van vatbaarheid van de muggenvector dat in individuele dorpen in één district wordt waargenomen, representatief is voor het niveau van vatbaarheid in andere dorpen en districten in Bihar. Nu India de fase na de eliminatie van het leukemievirus ingaat, is het van cruciaal belang om significante resistentieontwikkeling te voorkomen. Snelle monitoring van resistentie in zandvliegenpopulaties uit verschillende districten, blokken en geografische gebieden is vereist. De gegevens die in deze studie worden gepresenteerd, zijn voorlopig en moeten worden geverifieerd door vergelijking met de identificatieconcentraties die door de Wereldgezondheidsorganisatie zijn gepubliceerd [35] om een specifieker beeld te krijgen van de vatbaarheidsstatus van P. argentipes in deze gebieden voordat vectorbestrijdingsprogramma's worden aangepast om de zandvliegenpopulaties laag te houden en de eliminatie van het leukemievirus te ondersteunen.
De mug P. argentipes, de vector van het leukosevirus, kan al vroeg tekenen van resistentie vertonen tegen het zeer effectieve cypermethrin. Regelmatige monitoring van insecticideresistentie in wilde populaties van P. argentipes is noodzakelijk om de epidemiologische impact van vectorbestrijdingsmaatregelen te behouden. Afwisseling van insecticiden met verschillende werkingsmechanismen en/of evaluatie en registratie van nieuwe insecticiden is noodzakelijk en wordt aanbevolen om insecticideresistentie te beheersen en de eliminatie van het leukosevirus in India te ondersteunen.
Geplaatst op: 17 februari 2025