베냉 남부 코웨에서 피레트린 내성 말라리아 매개체에 대한 차세대 모기장과 현장 시험 모기장의 생물학적 효능을 평가하기 위해 일련의 오두막 기반 시범 실험이 수행되었습니다. 현장 시험된 모기장은 12개월, 24개월, 36개월 후에 각 가정에서 제거되었습니다. 전체 ITN에서 잘라낸 웹 조각의 화학 성분을 분석하고, 각 실험 기간 동안 코웨 매개체 집단의 살충제 내성 변화를 평가하기 위해 감수성 생물 검정을 수행했습니다.
Interceptor® G2는 다른 ITN보다 우수한 성능을 보였으며, 이는 피레스로이드 및 클로르페나피르 계열의 다른 ITN보다 우수한 성능을 입증했습니다. 신제품 중 모든 차세대 ITN은 Interceptor®보다 우수한 생물학적 효능을 보였습니다. 그러나 비피레스로이드 계열 화합물의 내구성이 짧아 포장 숙성 후 이러한 개선 효과는 감소했습니다. 이러한 결과는 차세대 ITN의 살충 지속성 향상의 필요성을 시사합니다.
살충처리된 모기장(ITN)은 지난 20년 동안 말라리아 이환율과 사망률을 줄이는 데 중요한 역할을 했습니다. 2004년 이후 전 세계적으로 30억 개가 넘는 ITN이 배포되었으며 모델링 연구에 따르면 사하라 이남 아프리카에서 2000년과 2015년 사이에 말라리아 사례의 68%가 예방되었습니다. 불행히도 피레트로이드(ITN에 사용되는 표준 살충제 종류)에 대한 말라리아 매개체 집단의 내성이 크게 증가하여 이 필수적인 개입의 효과가 위협받고 있습니다. 동시에 말라리아 통제의 진전은 전 세계적으로 둔화되었으며, 많은 고부담 국가에서 2015년 이후 말라리아 사례가 증가했습니다. 이러한 추세는 피레트로이드 내성 위협에 대처하고 이 부담을 줄이며 야심찬 글로벌 목표를 달성하는 데 도움이 되는 차세대 혁신적인 ITN 제품 개발을 촉진했습니다.
현재 시중에는 세 가지 차세대 ITN이 출시되어 있으며, 각 ITN은 피레트로이드와 다른 살충제 또는 말라리아 매개체에서 피레트로이드 내성을 극복할 수 있는 시너지제를 결합합니다. 최근 몇 년 동안 이러한 모기장의 역학적 효과를 표준 피레트로이드 단독 모기장과 비교하여 평가하고 세계보건기구(WHO) 권고안을 뒷받침하는 데 필요한 증거를 제공하기 위해 여러 건의 군집 무작위 대조 시험(RCT)이 수행되었습니다. 모기 해독 효소를 억제하여 피레트로이드의 효과를 향상시키는 시너지제인 피페로닐 부톡사이드(PBO)와 피레트로이드를 결합한 모기장은 탄자니아와 우간다에서 진행된 군집 무작위 대조 시험에서 두 제품(Olyset® Plus 및 PermaNet® 3.0)이 피레트로이드 단독 모기장보다 우수한 역학적 영향을 보인 후 WHO에서 처음으로 권장되었습니다. 그러나 피레트로이드-PBO 모기장의 공중보건적 가치를 결정하기 위해서는 더 많은 데이터가 필요합니다. 이 지역의 심각한 피레트로이드 내성으로 인해 피레트로이드만 사용한 모기장에 비해 피레트로이드-PBO 모기장의 이점이 감소할 수 있기 때문입니다.
ITN의 살충 지속성은 일반적으로 지역 사회에서 주기적으로 모기장을 수집하고 곤충에서 번식한 모기 균주를 사용하여 실험실 생물 검정에서 시험함으로써 평가됩니다. 이러한 검정은 시간 경과에 따라 모기장 표면에서 살충제의 생물학적 이용 가능성과 효능을 특성화하는 데 유용하지만, 사용하는 방법과 모기 균주를 포함된 살충제의 작용 기전에 맞게 조정해야 하기 때문에 다양한 유형의 차세대 모기장의 비교 효과에 대한 정보는 제한적입니다. 실험 오두막 시험은 사용 중 야생 모기 숙주와 가정용 모기장 사이의 자연적 상호작용을 모방하는 조건에서 내구성 연구에서 살충제 처리된 모기장의 효과를 비교 평가하는 데 사용할 수 있는 대안적인 접근 방식입니다. 실제로 역학 데이터에 대한 곤충학적 대용물을 사용한 최근 모델링 연구에서 이러한 시험에서 측정된 모기 사망률과 섭식률을 사용하여 군집 RCT에서 말라리아 발생률과 유병률에 대한 ITN의 영향을 예측할 수 있음을 보여주었습니다. 따라서, 현장에서 수집한 살충제를 처리한 림프절을 클러스터 RCT에 포함하는 오두막 기반 실험 시험은 예상 수명 동안 살충제를 처리한 림프절의 비교 생물학적 효능과 살충 지속성에 대한 귀중한 데이터를 제공하고 이러한 연구의 역학적 결과를 해석하는 데 도움이 될 수 있습니다.
실험용 오두막 시험은 세계보건기구(WHO)에서 살충제 처리된 모기장의 효과를 평가하기 위해 권장하는 표준화된 모의 인간 거주 환경입니다. 이 시험은 모기 숙주가 가정용 모기장과 상호작용할 때 직면하는 실제 노출 조건을 재현하므로, 사용된 모기장의 예상 사용 수명 동안 생물학적 효과를 평가하는 데 매우 적합한 방법입니다.
본 연구는 실험용 축사의 현장 조건에서 세 가지 유형의 신세대 살충 모기장(PermaNet® 3.0, Royal Guard®, Interceptor® G2)의 곤충학적 효능을 평가하고, 이를 피레트린 처리된 표준 모기장(Interceptor®)과 비교했습니다. 이러한 살충 처리 모기장은 모두 WHO의 매개체 방제 사전 인증 목록에 포함되어 있습니다. 각 모기장의 자세한 특성은 다음과 같습니다.
2020년 3월, 베냉 남부 주현의 오두막 마을에서 현장 숙성 모기장의 대규모 배포 캠페인이 오두막에서의 시범 실험을 위해 수행되었습니다.Interceptor®, Royal Guard® 및 Interceptor® G2 모기장은 Kove, Zagnanado 및 Ouinhi 시정촌의 무작위로 선택된 클러스터에서 선택되었으며, 이는 이중 살충제 처리 모기장의 역학적 효과를 평가하기 위한 클러스터 RCT 내에 중첩된 내구성 관찰 연구의 일부였습니다.PermaNet® 3.0 모기장은 Jija 및 Bohicon 타운십(북위 7°20′, 동경 1°56′) 근처 Avokanzun 마을에서 수집하여 2020년 국가 말라리아 방제 프로그램의 대규모 캠페인 동안 RCT 클러스터 모기장과 동시에 배포했습니다.그림 1은 실험 오두막 부지에 대한 다양한 ITN 유형이 수집된 연구 클러스터/마을의 위치를 보여줍니다.
Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard® 및 Interceptor® G2 ITN을 살포 후 12, 24 및 36개월에 가정에서 제거했을 때의 곤충학적 성능을 비교하기 위해 시범 오두막 시험을 실시했습니다.매년 시점에서 현장에서 오래된 ITN의 성능을 각 유형의 새롭고 사용하지 않은 그물과 음성 대조군인 처리되지 않은 그물과 비교했습니다.매년 시점에서 현장에서 오래된 ITN의 총 54개 복제 샘플과 각 유형의 6개 새 ITN을 매일 처리를 순환하면서 1개 또는 2개 복제 오두막 시험에서 테스트했습니다.각 오두막 시험 전에 WHO 권장 사항에 따라 각 ITN 유형의 오래된 현장 그물의 평균 다공성 지수를 측정했습니다. 일상적인 사용으로 인한 마모를 시뮬레이션하기 위해, 모든 새 모기장과 무처리 대조망에 WHO 권고에 따라 4 x 4cm 크기의 구멍 6개를 뚫었습니다. 긴 측면 패널에 두 개, 짧은 측면 패널에 한 개씩 뚫었습니다. 모기장은 오두막 내부에 설치하기 위해 지붕 시트 가장자리를 로프로 오두막 벽 위쪽 모서리에 박힌 못에 묶었습니다. 각 오두막 실험에서 다음과 같은 처리 방법을 평가했습니다.
실험 오두막에서 그물을 제거한 해에 현장 숙성 그물을 평가했습니다. 오두막 시험은 2021년 5월부터 9월까지, 2022년 4월부터 6월까지, 2023년 5월부터 7월까지 같은 장소에서 수행되었으며, 각각 12개월, 24개월, 36개월 후에 그물을 제거했습니다. 각 시험은 모기 표본 크기를 늘리기 위해 12개월 동안 연속으로 2회 처리 주기를 수행한 것을 제외하고 1회 완전한 처리 주기(9주 동안 54일 밤) 동안 지속되었습니다. 라틴 방진 설계에 따라 오두막 위치 효과를 제어하기 위해 실험 오두막 사이에서 매주 처리를 순환했고, 자원봉사자는 개별 숙주의 모기 유인력 차이를 제어하기 위해 매일 순환했습니다. 모기는 주 6일 수집했습니다. 다음 순환 주기 전인 7일째에 오두막을 청소하고 환기하여 감염을 예방했습니다.
피레트로이드 저항성 Anopheles gambiae 모기에 대한 실험적 오두막 치료의 주요 효능 종료점과 차세대 ITN과 피레트로이드 전용 Interceptor® 모기장의 비교는 다음과 같습니다.
피레트로이드 저항성 아노펠레스 감비아 모기에 대한 실험적 오두막 치료의 2차 효능 종료점은 다음과 같습니다.
봉쇄율(%) – 비치료군 대비 치료군의 진입률 감소. 계산식은 다음과 같습니다.
여기서 Tu는 치료하지 않은 대조군에 포함된 모기의 수이고, Tt는 치료한 그룹에 포함된 모기의 수입니다.
이탈률(%) – 치료에 따른 잠재적 자극으로 인한 이탈률로, 발코니에 모인 모기의 비율로 표현됩니다.
흡혈 억제 계수(%)는 무처리 대조군에 비해 처리군에서 흡혈 모기의 비율이 감소한 정도를 나타냅니다. 계산 방법은 다음과 같습니다. 여기서 Bfu는 무처리 대조군에서 흡혈 모기의 비율이고, Bft는 처리군에서 흡혈 모기의 비율입니다.
번식률 감소(%) — 무처리 대조군에 비해 처리군에서 번식 가능한 모기의 비율이 감소한 정도입니다. 계산 방법은 다음과 같습니다. 여기서 Fu는 무처리 대조군에서 번식 가능한 모기의 비율이고, Ft는 처리군에서 번식 가능한 모기의 비율입니다.
WHO는 시간 경과에 따른 Covè 매개체 집단의 저항성 프로필 변화를 모니터링하기 위해 각 실험 오두막 시험의 같은 해(2021년, 2022년, 2023년)에 시험관 내 및 바이알 생물 검정을 수행하여 연구 중인 ITN에서 AI에 대한 감수성을 평가하고 결과 해석에 대한 정보를 제공했습니다. 시험관 내 연구에서 모기는 정의된 농도의 알파-시퍼메트린(0.05%)과 델타메트린(0.05%)으로 처리한 여과지와 정의된 농도의 CFP(100μg/병)와 PPF(100μg/병)로 코팅된 병에 노출되어 이러한 살충제에 대한 감수성을 평가했습니다. 모기를 5배(0.25%)와 10배(0.50%)의 차등 농도의 α-시퍼메트린과 델타메트린에 노출시켜 피레트로이드 저항성의 강도를 조사했습니다. 마지막으로, 모기를 α-시퍼메트린(0.05%)과 델타메트린(0.05%)의 차등 농도에 사전 노출시키고, PBO(4%)에 사전 노출시켜 PBO 시너지와 시토크롬 P450 모노옥시게나제(P450) 과발현이 피레트로이드 내성에 미치는 영향을 평가했습니다. WHO 시험관 시험에 사용된 여과지는 말레이시아 세인스 대학교(University Sains Malaysia)에서 구입했습니다. CFP와 PPF를 사용하는 WHO 생물검정 시험 바이알은 WHO 권장 사항에 따라 준비했습니다.
생물 검정에 사용된 모기는 실험 오두막 근처 번식지에서 유충 단계에서 채집하여 성충으로 사육했습니다. 각 시점에서 최소 100마리의 모기를 각 처리구에 60분 동안 노출시켰으며, 튜브/병당 4회 반복, 튜브/병당 약 25마리의 모기를 사용했습니다. 피레트로이드 및 CFP 노출에는 3~5일령의 무섭취 모기를 사용했고, PPF 노출에는 5~7일령의 흡혈 모기를 사용하여 난자 생성을 자극하고 PPF가 모기 번식에 미치는 영향을 평가했습니다. 실리콘 오일이 함침된 여과지, 순수 PBO(4%), 그리고 아세톤으로 코팅된 병을 대조군으로 사용하여 병렬 노출을 수행했습니다. 노출 종료 시, 모기를 무처리 용기에 옮겨 10%(w/v) 포도당 용액에 적신 탈지면에 노출시켰습니다. 피레스로이드 노출 24시간 후, 그리고 CFP와 PPF 노출 후 72시간 동안 24시간마다 사망률을 기록하였다. PPF에 대한 감수성을 평가하기 위해, 지연 사망률을 기록한 후 생존한 PPF 노출 모기와 해당 음성 대조군을 해부하고, 복합 현미경을 사용하여 난소 발달을 관찰하였으며, 크리스토퍼 단계의 난자 발달에 따라 생식력을 평가하였다[28, 30]. 모기의 난자가 크리스토퍼 단계 V까지 완전히 발달한 경우, 모기는 생식 가능한 것으로 분류하였고, 완전히 발달하지 않고 1~4단계에 머무르는 경우, 모기는 불임으로 분류하였다.
영어: 연중 각 시점에서 WHO 권장 사항[22]에 명시된 위치에서 새 그물과 현장에서 숙성된 그물에서 30 x 30 cm 조각을 잘랐습니다.잘라낸 후 그물에 라벨을 붙이고 알루미늄 호일로 포장하여 4 ± 2 °C의 냉장고에 보관하여 AI가 직물로 이동하는 것을 방지했습니다.그런 다음 그물을 벨기에의 왈롱 농업 연구 센터로 보내 화학 분석을 통해 서비스 수명 동안 총 AI 함량의 변화를 측정했습니다.사용된 분석 방법(국제 농약 분석 협력 위원회에서 권장하는 방법 기반)은 이전에 설명되었습니다[25, 31].
실험 오두막 시험 데이터의 경우, 각 오두막 구획에서 살아 있는/죽은, 물린/물지 않은, 그리고 번식 가능한/불임 모기의 총 수를 각 시험의 각 처리에 대해 합산하여 다양한 비례적 결과(72시간 사망률, 물림, 외부기생, 그물 포획, 번식력)와 그에 해당하는 95% 신뢰구간(CI)을 계산했습니다. 이러한 비례적 이진 결과에 대한 처리 간 차이는 로지스틱 회귀를 사용하여 분석했고, 계수 결과에 대한 차이는 음이항 회귀를 사용하여 분석했습니다. 12개월마다 두 번의 처리 순환 주기를 수행했고 일부 처리는 시험 전체에 걸쳐 테스트했기 때문에 모기 침투 분석은 각 처리가 테스트된 일수에 따라 조정되었습니다. 각 결과에 대한 새로운 ITN도 분석하여 모든 시점에 대한 단일 추정치를 얻었습니다. 주요 설명 변수인 치료 외에도, 각 모델은 개별 잠자리와 오두막의 매력도 차이, 계절성, 모기장 상태, 그리고 과도한 분산으로 인한 변동을 통제하기 위해 오두막, 잠자리, 시험 기간, 모기장 개구 지수, 그리고 일수를 고정 효과로 포함했습니다. 회귀 분석은 차세대 모기장(ITN)과 피레트로이드 모기장(Interceptor®)이 모기 사망률과 번식력이라는 주요 결과에 미치는 영향을 추정하기 위해 조정된 교차비(OR)와 해당 95% 신뢰구간을 산출했습니다. 모델의 P값은 또한 주요 결과와 이차 결과의 모든 쌍대 비교에 대해 5% 수준에서 통계적 유의성을 나타내는 압축 문자를 할당하는 데 사용되었습니다. 모든 회귀 분석은 Stata 버전 18에서 수행되었습니다.
코베스 매개체 개체군의 감수성은 세계보건기구(WHO) 권고에 따라 시험관내 및 병 생물검정에서 관찰된 사망률과 번식력을 바탕으로 해석되었습니다. 화학 분석 결과는 ITN 조각의 총 AI 함량을 제공했으며, 이를 사용하여 매년 각 시점에서 새 그물과 비교하여 포장에서 숙성된 그물의 AI 보유율을 계산했습니다. 모든 데이터는 표준화된 양식에 수작업으로 기록한 후 Microsoft Excel 데이터베이스에 두 번 입력했습니다.
베냉 보건부 윤리위원회(번호 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), 런던 위생열대의학대학원(LSHTM)(번호 16237), 그리고 세계보건기구(번호 ERC.0003153)는 자원봉사자를 대상으로 하는 오두막(hut) 시범 임상시험 실시를 승인했습니다. 연구 참여 전 모든 자원봉사자로부터 서면 동의를 받았습니다. 모든 자원봉사자는 말라리아 위험 감소를 위해 무료로 화학예방약을 제공받았으며, 시험 기간 동안 간호사가 상주하여 발열 증상이나 시험 제품에 대한 부작용이 발생한 자원봉사자를 평가했습니다.
각 실험 그룹의 살아 있는/죽은 모기, 굶주린/혈액을 먹은 모기, 번식 가능한/불임 모기의 총 수를 요약한 실험 오두막의 전체 결과와 기술 통계는 보충 자료로 제시됩니다(표 S1).
베냉 코와의 한 실험 오두막에서 야생 피레트로이드 내성 아노펠레스 감비아(Anopheles gambiae) 모기의 흡혈이 억제되었습니다. 무처리 대조군과 새로운 모기장으로부터 얻은 데이터를 여러 실험군에서 통합하여 단일 효능 추정치를 도출했습니다. 로지스틱 회귀 분석 결과, 공통 문자가 포함된 열은 5% 수준에서 유의미한 차이가 없었습니다(p > 0.05). 오차 막대는 95% 신뢰 구간을 나타냅니다.
베냉 코와의 실험 오두막에 유입된 야생 피레스로이드 내성 아노펠레스 감비아 모기의 치사율. 무처리 대조군과 새로운 모기장으로부터 얻은 데이터를 여러 실험군에서 통합하여 효능에 대한 단일 추정치를 도출했습니다. 로지스틱 회귀 분석 결과, 공통 문자가 포함된 열은 5% 수준에서 유의미한 차이가 없었습니다(p > 0.05). 오차 막대는 95% 신뢰 구간을 나타냅니다.
교차비는 피레스로이드 단독 모기장과 비교했을 때 신세대 모기장의 사망률 차이를 나타냅니다. 점선은 교차비가 1일 때 사망률 차이가 없음을 나타냅니다. 교차비가 1보다 크면 신세대 모기장의 사망률이 더 높음을 나타냅니다. 신세대 모기장 데이터를 여러 시험에 걸쳐 통합하여 단일 추정치를 도출했습니다. 오차 막대는 95% 신뢰 구간을 나타냅니다.
Interceptor®는 시험된 모든 ITN 중 가장 낮은 사망률을 보였지만, 현장 노후화가 매개체 사망률에 부정적인 영향을 미치지는 않았습니다. 실제로 새로운 Interceptor®는 12%의 사망률을 보인 반면, 현장 노후화된 모기장은 12개월(17%, p=0.006)과 24개월(17%, p=0.004)에 약간의 개선을 보인 후 36개월(11%, p=0.05)에는 새 모기장과 유사한 수준으로 돌아왔습니다. 이와 대조적으로, 차세대 살충제 처리 모기장의 사망률은 배치 후 시간이 지남에 따라 점진적으로 감소했습니다. 이러한 감소는 Interceptor® G2에서 가장 두드러졌는데, 새 모기장 사용 시 사망률이 58%에서 12개월(p=0.05)에는 36%로 감소했습니다.< 0.001), 24개월에서 31%(p< 0.001), 36개월에서 20%(p< 0.001). 새로운 PermaNet® 3.0은 사망률을 37%로 감소시켰으며, 12개월 후에는 사망률이 20%로 유의미하게 감소했습니다(p< 0.001), 24개월에서 16%(p< 0.001), 36개월에서 18%(p< 0.001). Royal Guard®에서도 유사한 경향이 관찰되었으며, 새로운 메시는 사망률을 33% 감소시켰고, 12개월 후에는 사망률이 21%로 유의미하게 감소했습니다(p< 0.001), 24개월에서 17%(p< 0.001) 및 36개월에서 15%(p< 0.001).
베냉 콰의 실험 오두막에 유입된 야생 피레스로이드 내성 아노펠레스 감비아 모기의 번식력 감소. 무처리 대조군과 새로운 모기장으로부터 얻은 데이터를 여러 실험군에서 통합하여 효능에 대한 단일 추정치를 도출했습니다. 공통 문자가 포함된 막대는 로지스틱 회귀 분석 결과 5% 수준에서 유의미한 차이가 없었습니다(p > 0.05). 오차 막대는 95% 신뢰 구간을 나타냅니다.
승산비는 피레트로이드 모기장과 신세대 모기장의 번식력 차이를 나타냅니다. 점선은 1을 나타내며, 번식력에 차이가 없음을 나타냅니다. 승산비< 1은 차세대 모기장으로 인한 번식력 감소가 더 크다는 것을 나타냅니다. 차세대 모기장 데이터를 여러 실험에 걸쳐 통합하여 효과에 대한 단일 추정치를 도출했습니다. 오차 막대는 95% 신뢰 구간을 나타냅니다.
게시 시간: 2025년 2월 17일