Viskeraalinen leishmaniaasi (VL), joka tunnetaan Intian niemimaalla nimellä kala-azar, on siimaeläimen Leishmanian aiheuttama loistauti, joka voi olla kohtalokas, jos sitä ei hoideta nopeasti. Hietasärkevä Phlebotomus argentipes on ainoa vahvistettu VL:n vektori Kaakkois-Aasiassa, jossa sitä torjutaan sisätilojen jäännösruiskutuksella (IRS), synteettisellä hyönteismyrkkyllä. DDT:n käyttö VL:n torjuntaohjelmissa on johtanut resistenssin kehittymiseen hietasärskeissä, joten DDT on korvattu hyönteismyrkky alfa-sypermetriinillä. Alfa-sypermetriini toimii kuitenkin samalla tavalla kuin DDT, joten resistenssin riski hietasärskeillä kasvaa toistuvan altistumisen aiheuttaman stressin aikana. Tässä tutkimuksessa arvioimme villihyttysten ja niiden F1-jälkeläisten herkkyyttä CDC:n pullobiomäärityksellä.
Keräsimme hyttysiä kymmenestä kylästä Muzaffarpurin piirikunnassa Biharin osavaltiossa Intiassa. Kahdeksan kylää jatkoi tehokkaiden hyttysten käyttöä.sypermetriiniSisätilojen ruiskutuksessa yksi kylä lopetti voimakkaan sypermetriinin käytön, ja yksi kylä ei koskaan käyttänyt voimakasta sypermetriiniä sisätilojen ruiskutuksessa. Kerätyt hyttyset altistettiin ennalta määritellylle diagnostiselle annokselle määrätyn ajan (3 μg/ml 40 minuutin ajan), ja torjunta-aine ja kuolleisuus kirjattiin 24 tuntia altistuksen jälkeen.
Villihyttysten tappoprosentit vaihtelivat 91,19 prosentista 99,47 prosenttiin ja F1-sukupolven kuolleisuus vaihteli 91,70 prosentista 98,89 prosenttiin. 24 tuntia altistuksen jälkeen villihyttysten kuolleisuus vaihteli 89,34 prosentista 98,93 prosenttiin ja F1-sukupolven kuolleisuus vaihteli 90,16 prosentista 98,33 prosenttiin.
Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että P. argentipes -bakteerissa voi kehittyä resistenssi, mikä osoittaa jatkuvan seurannan ja valppauden tarpeen torjunnan ylläpitämiseksi, kun hävittäminen on saavutettu.
Viskeraalinen leishmaniaasi (VL), joka tunnetaan Intian niemimaalla nimellä kala-azar, on loistauti, jonka aiheuttaa siimaeläin Leishmania ja joka tarttuu tartunnan saaneiden naarashietasärpästen (Diptera: Myrmecophaga) puremien välityksellä. Hietasärpäset ovat ainoa vahvistettu VL:n vektori Kaakkois-Aasiassa. Intia on lähellä VL:n hävittämistavoitteen saavuttamista. Jotta esiintyvyysluvut pysyisivät alhaisina hävittämisen jälkeen, on kuitenkin tärkeää vähentää vektoripopulaatiota mahdollisten tartuntojen estämiseksi.
Kaakkois-Aasiassa hyttysten torjunta tapahtuu sisätiloissa tapahtuvalla jäännösruiskutuksella (IRS) käyttäen synteettisiä hyönteismyrkkyjä. Hopeajalkojen salamyhkäinen lepokäyttäytyminen tekee niistä sopivan kohteen sisätiloissa tapahtuvalle jäännösruiskutukselle [1]. Intian kansallisen malarian torjuntaohjelman puitteissa tehdyllä diklooridifenyylitrikloorietaanin (DDT) sisätiloissa tapahtuvalla jäännösruiskutuksella on ollut merkittäviä heijastusvaikutuksia hyttyspopulaatioiden torjunnassa ja virusinfektiotapausten merkittävässä vähentämisessä [2]. Tämä suunnittelematon virusinfektion torjunta sai Intian virusinfektion hävittämisohjelman ottamaan sisätiloissa tapahtuvan jäännösruiskutuksen käyttöön ensisijaisena hopeajalkojen torjuntamenetelmänä. Vuonna 2005 Intian, Bangladeshin ja Nepalin hallitukset allekirjoittivat yhteisymmärryspöytäkirjan, jonka tavoitteena oli hävittää virusinfektio vuoteen 2015 mennessä [3]. Hävittämistoimien, joihin kuuluu vektorien torjunnan ja ihmistapausten nopean diagnosoinnin ja hoidon yhdistelmä, tavoitteena oli siirtyä vakiintumisvaiheeseen vuoteen 2015 mennessä, ja tavoitetta tarkistettiin myöhemmin vuoteen 2017 ja sitten vuoteen 2020.[4] Uusi maailmanlaajuinen etenemissuunnitelma laiminlyötyjen trooppisten tautien hävittämiseksi sisältää virusinfektion hävittämisen vuoteen 2030 mennessä.[5]
Intian siirtyessä BCVD-taudin hävittämisvaiheeseen Intiassa on välttämätöntä varmistaa, ettei merkittävää resistenssiä beeta-sypermetriinille kehity. Resistenssin syynä on se, että sekä DDT:llä että sypermetriinillä on sama vaikutusmekanismi, eli ne kohdistuvat VGSC-proteiiniin [21]. Siten resistenssin kehittymisen riskiä hietasääskillä voi lisätä stressi, joka johtuu säännöllisestä altistumisesta erittäin voimakkaalle sypermetriinille. Siksi on välttämätöntä seurata ja tunnistaa tälle hyönteismyrkkylle resistenttejä potentiaalisia hietasääskenkantoja. Tässä yhteydessä tutkimuksen tavoitteena oli seurata luonnonvaraisten hietasääskien herkkyystilaa käyttämällä Chaubey ym. [20] määrittämiä diagnostisia annoksia ja altistusaikoja. He tutkivat P. argentipes -bakteeria eri kylissä Muzaffarpurin piirikunnassa Biharissa Intiassa, joissa käytettiin jatkuvasti sypermetriinillä käsiteltyjä sisäruiskutusjärjestelmiä (jatkuvat IPS-kylät). Villien P. argentipes -bakteerien herkkyysstatusta kylissä, jotka olivat lopettaneet sypermetriinillä käsiteltyjen sisäruiskutusjärjestelmien käytön (entiset IPS-kylät), ja kylissä, jotka eivät olleet koskaan käyttäneet sypermetriinillä käsiteltyjä sisäruiskutusjärjestelmiä (ei-IPS-kylät), verrattiin CDC:n pullobiomäärityksellä.
Tutkimukseen valittiin kymmenen kylää (kuva 1; taulukko 1), joista kahdeksassa oli aiemmin käytetty jatkuvaa synteettisten pyretroidien (hypermetriini; nimetty jatkuvan hypermetriinin kyliksi) sisäruiskutusta ja niissä oli ollut VL-tapauksia (ainakin yksi tapaus) viimeisen kolmen vuoden aikana. Kahdesta jäljellä olevasta tutkimuksen kylästä yksi kylä, jossa ei käytetty beeta-sypermetriinin sisäruiskutusta (ei-sisäruiskutuskylä), valittiin kontrollikyläksi, ja toinen kylä, jossa beeta-sypermetriinin sisäruiskutusta käytettiin ajoittaisesti (ajoittainen sisäruiskutuskylä/entinen sisäruiskutuskylä), valittiin kontrollikyläksi. Näiden kylien valinta perustui yhteistyöhön terveysviraston ja sisäruiskutustiimin kanssa sekä Muzaffarpurin piirikunnan sisäruiskutuksen mikrotoimintasuunnitelman validointiin.
Muzaffarpurin piirikunnan maantieteellinen kartta, joka näyttää tutkimukseen osallistuneiden kylien sijainnit (1–10). Tutkimuspaikat: 1, Manifulkaha; 2, Ramdas Majhauli; 3, Madhubani; 4, Anandpur Haruni; 5, Pandey; 6, Hirapur; 7, Madhopur Hazari; 8, Hamidpur; 9, Noonfara; 10, Simara. Kartta on laadittu QGIS-ohjelmistolla (versio 3.30.3) ja Open Assessment Shapefile -tiedostolla.
Altistuskokeita varten tarkoitetut pullot valmisteltiin Chaubey et al. [20] ja Denlinger et al. [22] -menetelmien mukaisesti. Lyhyesti sanottuna 500 ml:n lasipullot valmisteltiin päivää ennen koetta, ja pullojen sisäseinä päällystettiin ilmoitetulla hyönteismyrkkyllä (α-sypermetriinin diagnostinen annos oli 3 μg/ml) levittämällä hyönteismyrkyn asetoniliuosta (2,0 ml) pullojen pohjalle, seinämille ja korkille. Jokaista pulloa kuivattiin sitten mekaanisella telalla 30 minuuttia. Tänä aikana kierrettiin korkki hitaasti auki, jotta asetoni haihtui. 30 minuutin kuivauksen jälkeen korkki poistettiin ja pulloa pyöritettiin, kunnes kaikki asetoni oli haihtunut. Pullot jätettiin sitten auki kuivumaan yön yli. Jokaista toistokoetta varten yksi kontrollipullo päällystettiin 2,0 ml:lla asetonia. Kaikkia pulloja käytettiin uudelleen kokeiden aikana asianmukaisen puhdistuksen jälkeen Denlingerin et al. ja Maailman terveysjärjestön [22, 23] kuvaaman menettelyn mukaisesti.
Hyönteismyrkyn valmistusta seuraavana päivänä häkeistä poistettiin 30–40 villinä pyydystettyä hyttystä (nälkiintyneitä naaraita) injektiopulloissa ja puhallettiin varovasti jokaiseen injektiopulloon. Jokaista hyönteismyrkkyllä päällystettyä pulloa kohden käytettiin suunnilleen sama määrä kärpäsiä, kontrollipullo mukaan lukien. Tämä toistettiin vähintään viisi–kuusi kertaa jokaisessa kylässä. 40 minuutin hyönteismyrkkyaltistuksen jälkeen kaatuneiden kärpästen lukumäärä kirjattiin muistiin. Kaikki kärpäset pyydystettiin mekaanisella imulaitteella, asetettiin hienoverkolla peitettyihin tuoppikokoisiin pahviastioihin ja erilliseen inkubaattoriin samoissa kosteus- ja lämpötilaolosuhteissa saman ravinnonlähteen (30-prosenttiseen sokeriliuokseen kastettuja vanupalloja) kanssa kuin käsittelemättömät yhdyskunnat. Kuolleisuus kirjattiin 24 tuntia hyönteismyrkkyaltistuksen jälkeen. Kaikki hyttyset dissektoitiin ja tutkittiin lajitunnistuksen varmistamiseksi. Sama toimenpide tehtiin F1-jälkeläiskärpäsille. Kaatumis- ja kuolleisuusluvut kirjattiin 24 tuntia altistuksen jälkeen. Jos kuolleisuus kontrollipulloissa oli < 5 %, kuolleisuuskorjausta ei tehty replikaateissa. Jos kuolleisuus kontrollipullossa oli ≥ 5 % ja ≤ 20 %, kuolleisuus kyseisen replikaatin testipulloissa korjattiin Abbottin kaavaa käyttäen. Jos kuolleisuus kontrolliryhmässä ylitti 20 %, koko testiryhmä hylättiin [24, 25, 26].
Luonnosta pyydystettyjen P. argentipes -hyttysten keskimääräinen kuolleisuus. Virhepalkit edustavat keskiarvon standardivirheitä. Kahden punaisen vaakasuoran viivan ja kuvaajan leikkauspiste (kuolleisuus 90 % ja 98 %) osoittaa kuolleisuusikkunan, jossa resistenssi voi kehittyä.[25]
Villien pyydystettyjen P. argentipes -sienten F1-jälkeläisten keskimääräinen kuolleisuus. Virhepalkit edustavat keskiarvon standardivirheitä. Kahden punaisen vaakasuoran viivan (kuolleisuus 90 % ja 98 %) leikkaamat käyrät edustavat kuolleisuuden aluetta, jolla resistenssi voi kehittyä [25].
Kontrolli-/ei-IRS-kylän (Manifulkaha) hyttysten havaittiin olevan erittäin herkkiä hyönteismyrkkyille. Villipyydystettyjen hyttysten keskimääräinen kuolleisuus (±SE) 24 tuntia torjunnan ja altistuksen jälkeen oli 99,47 ± 0,52 % ja 98,93 ± 0,65 %, ja F1-jälkeläisten keskimääräinen kuolleisuus oli 98,89 ± 1,11 % ja 98,33 ± 1,11 % (taulukot 2, 3).
Tämän tutkimuksen tulokset osoittavat, että hopeajalkaiset hietasääsket saattavat kehittää resistenssin synteettiselle pyretroidille (SP) α-sypermetriinille kylissä, joissa pyretroidi (SP) α-sypermetriiniä on käytetty rutiininomaisesti. Sitä vastoin hopeajalkaiset hietasääsket, jotka on kerätty IRS/torjuntaohjelman ulkopuolelle jäävistä kylistä, havaittiin erittäin alttiiksi. Villien hietasääskepopulaatioiden herkkyyden seuranta on tärkeää käytettyjen hyönteismyrkkyjen tehokkuuden seurannan kannalta, sillä tämä tieto voi auttaa hyönteismyrkkyresistenssin hallinnassa. Biharin endeemisiltä alueilta peräisin olevilla hietasääskeillä on säännöllisesti raportoitu korkeita DDT-resistenssitasoja, mikä johtuu IRS:n historiallisesta valintapaineesta tätä hyönteismyrkkyä käytettäessä [1].
Havaitsimme P. argentipesin olevan erittäin herkkä pyretroideille, ja kenttäkokeet Intiassa, Bangladeshissa ja Nepalissa osoittivat, että IRS:llä oli korkea entomologinen teho käytettynä yhdessä sypermetriinin tai deltametriinin kanssa [19, 26, 27, 28, 29]. Äskettäin Roy ym. [18] raportoivat, että P. argentipes oli kehittänyt resistenssin pyretroideille Nepalissa. Kenttäherkkyystutkimuksemme osoitti, että hopeajalkaiset hietasääskenet, jotka oli kerätty kylistä, joissa IRS:ää ei ollut altistunut, olivat erittäin alttiita, mutta ajoittaista/entistä IRS:ää ja jatkuvaa IRS:ää sairastavista kylistä (kuolleisuus vaihteli 90 %:sta 97 %:iin lukuun ottamatta Anandpur-Harunin hietasääskeniä, joiden kuolleisuus oli 89,34 % 24 tunnin kuluttua altistuksesta) kerätyt kärpäset olivat todennäköisesti resistenttejä erittäin tehokkaalle sypermetriinille [25]. Yksi mahdollinen syy tämän resistenssin kehittymiselle on sisätilojen rutiiniruiskutuksen (IRS) ja tapauskohtaisten paikallisten ruiskutusohjelmien aiheuttama paine, jotka ovat standardimenetelmiä kala-azari-epidemioiden hallitsemiseksi endeemisillä alueilla/kortteleilla/kylissä (Standard Operating Procedure for Outbreak Investigation and Management [30]. Tämän tutkimuksen tulokset antavat alustavia viitteitä valikoivan paineen kehittymisestä erittäin tehokasta sypermetriiniä vastaan. Valitettavasti tältä alueelta ei ole saatavilla historiallisia herkkyystietoja, jotka on saatu CDC:n pullobiomäärityksellä, vertailun vuoksi; kaikissa aiemmissa tutkimuksissa on seurattu P. argentipes -herkkyyttä WHO:n hyönteismyrkkyllä kyllästetyn paperin avulla. WHO:n testiliuskojen diagnostiset hyönteismyrkkyannokset ovat suositeltuja hyönteismyrkkyjen tunnistuspitoisuuksia malariavektoreita (Anopheles gambiae) vastaan käytettäviksi, ja näiden pitoisuuksien operatiivinen sovellettavuus hietasääskiin on epäselvä, koska hietasääsket lentävät harvemmin kuin hyttyset ja viettävät enemmän aikaa kosketuksissa substraatin kanssa biomäärityksessä [23].
Synteettisiä pyretroideja on käytetty Nepalin virustartuntojen endeemisillä alueilla vuodesta 1992 lähtien, vuorotellen SP-valmisteiden alfa-sypermetriinin ja lambda-syhalotriinin kanssa hietasärkeiden torjuntaan [31], ja deltametriiniä on käytetty myös Bangladeshissa vuodesta 2012 lähtien [32]. Fenotyyppistä resistenssiä on havaittu villipopulaatioissa hopeajalkaisilla hietasärkeillä alueilla, joilla synteettisiä pyretroideja on käytetty pitkään [18, 33, 34]. Ei-synonyymi mutaatio (L1014F) on havaittu villipopulaatioissa intialaisilla hietasärkeillä, ja se on yhdistetty resistenssiin DDT:lle, mikä viittaa siihen, että pyretroidiresistenssi syntyy molekyylitasolla, koska sekä DDT että pyretroidi (alfa-sypermetriini) kohdistuvat samaan geeniin hyönteisten hermostossa [17, 34]. Siksi sypermetriinin herkkyyden systemaattinen arviointi ja hyttysten resistenssin seuranta ovat välttämättömiä hävittämisjakson aikana ja sen jälkeen.
Tämän tutkimuksen mahdollinen rajoitus on, että käytimme CDC:n injektiopullobiomääritystä herkkyyden mittaamiseen, mutta kaikissa vertailuissa käytettiin aiempien WHO:n biomäärityspakkauksella tehtyjen tutkimusten tuloksia. Kahden biomäärityksen tulokset eivät välttämättä ole suoraan vertailukelpoisia, koska CDC:n injektiopullobiomääritys mittaa kuolleisuuden vähenemistä diagnostisen ajanjakson lopussa, kun taas WHO:n pakkausbiomääritys mittaa kuolleisuutta 24 tai 72 tuntia altistuksen jälkeen (jälkimmäinen hitaasti vaikuttaville yhdisteille) [35]. Toinen mahdollinen rajoitus on IRS-kylien määrä tässä tutkimuksessa verrattuna yhteen ei-IRS-kylään ja yhteen ei-IRS-/entiseen IRS-kylään. Emme voi olettaa, että yksittäisissä kylissä yhdessä piirikunnassa havaittu hyttysvektorien herkkyystaso edustaisi herkkyystasoa muissa Biharin kylissä ja piirikunnissa. Intian siirtyessä leukemiaviruksen hävittämisvaiheeseen on välttämätöntä estää merkittävä resistenssin kehittyminen. Hiekkakärpänenpopulaatioiden resistenssin nopea seuranta eri piirikunnissa, korttelissa ja maantieteellisillä alueilla on tarpeen. Tässä tutkimuksessa esitetyt tiedot ovat alustavia ja ne tulisi varmistaa vertaamalla niitä Maailman terveysjärjestön [35] julkaisemiin määrityspitoisuuksiin, jotta saadaan tarkempi käsitys P. argentipesin herkkyystilanteesta näillä alueilla ennen vektorien torjuntaohjelmien muokkaamista hiekkakärpänenpopulaatioiden pitämiseksi alhaisina ja leukemiaviruksen eliminoimiseksi.
Leukoosiviruksen vektorihyttys P. argentipes saattaa alkaa osoittaa varhaisia resistenssin merkkejä erittäin tehokkaalle sypermetriinille. P. argentipes -lajin luonnonvaraisten populaatioiden hyönteismyrkkyresistenssin säännöllinen seuranta on välttämätöntä vektorien torjuntatoimenpiteiden epidemiologisen vaikutuksen ylläpitämiseksi. Eri vaikutusmekanismeilla varustettujen hyönteismyrkkyjen rotaatio ja/tai uusien hyönteismyrkkyjen arviointi ja rekisteröinti on välttämätöntä ja suositeltavaa hyönteismyrkkyresistenssin hallitsemiseksi ja leukoosiviruksen hävittämisen tukemiseksi Intiassa.
Julkaisuaika: 17. helmikuuta 2025