Serangkaian uji coba percontohan berbasis gubuk dilakukan di Khowe, Benin selatan, untuk mengevaluasi kemanjuran biologis kelambu generasi baru yang telah diuji di lapangan terhadap vektor malaria yang resisten terhadap piretrin. Kelambu yang telah digunakan di lapangan diambil dari rumah tangga setelah 12, 24, dan 36 bulan. Potongan jaring yang dipotong dari seluruh kelambu dianalisis komposisi kimianya dan uji bioassay kerentanan dilakukan selama setiap uji coba untuk menilai perubahan resistensi insektisida pada populasi vektor di Khowe.
Interceptor® G2 menunjukkan kinerja yang lebih baik dibandingkan kelambu berinsektisida (ITN) lainnya, yang menegaskan keunggulan kelambu piretroid dan klorfenapyr dibandingkan jenis kelambu lainnya. Di antara produk-produk baru tersebut, semua ITN generasi berikutnya menunjukkan bioefikasi yang lebih baik daripada Interceptor®; namun, besarnya peningkatan ini berkurang setelah penuaan di lapangan karena daya tahan senyawa non-piretroid yang lebih pendek. Hasil ini menyoroti perlunya peningkatan persistensi insektisida dari ITN generasi berikutnya.
InsektisidaKelambu anti nyamuk yang diolah dengan insektisida (ITN) telah memainkan peran penting dalam mengurangi morbiditas dan mortalitas malaria selama 20 tahun terakhir. Sejak tahun 2004, lebih dari 3 miliar ITN telah didistribusikan di seluruh dunia, dan studi pemodelan menunjukkan bahwa 68% kasus malaria di Afrika sub-Sahara berhasil dicegah antara tahun 2000 dan 2015. Sayangnya, resistensi populasi vektor malaria terhadap piretroid (kelas insektisida standar yang digunakan dalam ITN) telah meningkat secara signifikan, mengancam efektivitas intervensi penting ini. Pada saat yang sama, kemajuan dalam pengendalian malaria telah melambat secara global, dengan sejumlah negara dengan beban malaria tinggi mengalami peningkatan kasus malaria sejak tahun 2015. Tren ini telah mendorong pengembangan generasi baru produk ITN inovatif yang bertujuan untuk mengatasi ancaman resistensi piretroid dan membantu mengurangi beban ini serta mencapai target global yang ambisius.
Saat ini terdapat tiga generasi baru kelambu berinsektisida (ITN) di pasaran, masing-masing menggabungkan piretroid dengan insektisida atau sinergis lain yang mampu mengatasi resistensi piretroid pada vektor malaria. Dalam beberapa tahun terakhir, sejumlah uji coba terkontrol acak (RCT) telah dilakukan untuk menilai efektivitas epidemiologis kelambu ini dibandingkan dengan kelambu standar yang hanya mengandung piretroid dan untuk memberikan bukti yang diperlukan untuk mendukung rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia (WHO). Kelambu yang menggabungkan piretroid dengan piperonil butoksida (PBO), sinergis yang meningkatkan efektivitas piretroid dengan menghambat enzim detoksifikasi nyamuk, adalah yang pertama kali direkomendasikan oleh WHO setelah dua produk (Olyset® Plus dan PermaNet® 3.0) menunjukkan dampak epidemiologis yang lebih unggul dibandingkan dengan kelambu yang hanya mengandung piretroid dalam uji coba terkontrol acak di Tanzania dan Uganda. Namun, data lebih lanjut diperlukan untuk menentukan nilai kesehatan masyarakat dari kelambu ber-PBO piretroid di Afrika Barat, di mana resistensi piretroid yang parah dapat mengurangi manfaatnya dibandingkan dengan kelambu piretroid saja.
Ketahanan insektisida pada kelambu berinsektisida (ITN) biasanya dinilai dengan secara berkala mengumpulkan kelambu dari masyarakat dan mengujinya dalam bioassay laboratorium menggunakan strain nyamuk hasil pembiakan serangga. Meskipun uji ini berguna untuk mengkarakterisasi bioavailabilitas dan kemanjuran insektisida pada permukaan kelambu dari waktu ke waktu, uji ini memberikan informasi terbatas tentang efektivitas komparatif berbagai jenis kelambu generasi berikutnya karena metode dan strain nyamuk yang digunakan harus disesuaikan dengan cara kerja insektisida yang terkandung di dalamnya. Uji gubuk eksperimental adalah pendekatan alternatif yang dapat digunakan untuk mengevaluasi secara komparatif efektivitas kelambu yang diberi insektisida dalam studi ketahanan di bawah kondisi yang meniru interaksi alami antara inang nyamuk liar dan kelambu rumah tangga selama penggunaan. Memang, studi pemodelan terbaru menggunakan pengganti entomologi untuk data epidemiologi telah menunjukkan bahwa mortalitas nyamuk dan tingkat makan yang diukur dalam uji coba ini dapat digunakan untuk memprediksi dampak ITN terhadap kejadian dan prevalensi malaria dalam uji coba terkontrol acak (RCT) berbasis klaster. Oleh karena itu, uji coba eksperimental berbasis gubuk yang menyertakan kelenjar getah bening yang diberi insektisida dan dikumpulkan dari lapangan dalam uji coba acak terkontrol (RCT) berbasis klaster dapat memberikan data berharga tentang bioefikasi komparatif dan persistensi insektisida dari kelenjar getah bening yang diberi insektisida selama masa hidup yang diharapkan, dan membantu menafsirkan hasil epidemiologis dari studi-studi ini.
Uji gubuk eksperimental adalah simulasi hunian manusia terstandarisasi yang direkomendasikan oleh Organisasi Kesehatan Dunia untuk mengevaluasi efektivitas kelambu yang diberi insektisida. Tes ini mereplikasi kondisi paparan dunia nyata yang dihadapi inang nyamuk ketika berinteraksi dengan kelambu rumah tangga dan oleh karena itu merupakan pendekatan yang sangat tepat untuk menilai efektivitas biologis kelambu bekas selama masa pakainya.
Studi ini menilai kemanjuran entomologis dari tiga jenis kelambu nyamuk insektisida generasi baru (PermaNet® 3.0, Royal Guard® dan Interceptor® G2) dalam kondisi lapangan di kandang percobaan dan membandingkannya dengan kelambu standar yang hanya mengandung piretrin (Interceptor®). Semua kelambu nyamuk yang diberi insektisida ini termasuk dalam daftar prakualifikasi WHO untuk pengendalian vektor. Karakteristik rinci dari setiap kelambu nyamuk diberikan di bawah ini:
Pada Maret 2020, kampanye distribusi skala besar kelambu yang telah digunakan di lapangan dilakukan di desa-desa gubuk di Prefektur Zou, Benin selatan, untuk uji coba percontohan di gubuk-gubuk. Kelambu Interceptor®, Royal Guard®, dan Interceptor® G2 dipilih dari kelompok yang dipilih secara acak di kotamadya Kove, Zagnanado, dan Ouinhi sebagai bagian dari studi observasi daya tahan yang tergabung dalam uji coba acak terkontrol (RCT) berbasis kelompok untuk menilai efektivitas epidemiologis kelambu yang diberi perlakuan insektisida ganda. Kelambu PermaNet® 3.0 dikumpulkan di desa Avokanzun dekat kota Jija dan Bohicon (7°20′ N, 1°56′ E) dan didistribusikan secara bersamaan dengan kelambu kelompok RCT selama kampanye massal Program Pengendalian Malaria Nasional tahun 2020. Gambar 1 menunjukkan lokasi kelompok/desa studi tempat berbagai jenis kelambu berinsektisida dikumpulkan relatif terhadap lokasi gubuk percobaan.
Percobaan di gubuk percontohan dilakukan untuk membandingkan kinerja entomologis kelambu berinsektisida (ITN) Interceptor®, PermaNet® 3.0, Royal Guard®, dan Interceptor® G2 ketika dikeluarkan dari rumah tangga pada 12, 24, dan 36 bulan setelah penyebaran. Pada setiap titik waktu tahunan, kinerja ITN yang sudah tua di lapangan dibandingkan dengan kelambu baru yang belum digunakan dari setiap jenis dan kelambu yang tidak diberi perlakuan sebagai kontrol negatif. Pada setiap titik waktu tahunan, total 54 sampel replika ITN yang sudah tua di lapangan dan 6 ITN baru dari setiap jenis diuji dalam 1 atau 2 percobaan gubuk replika dengan rotasi perlakuan harian. Sebelum setiap percobaan gubuk, indeks porositas rata-rata kelambu lapangan yang sudah tua dari setiap jenis ITN diukur sesuai dengan rekomendasi WHO. Untuk mensimulasikan keausan akibat penggunaan sehari-hari, semua ITN baru dan kelambu kontrol yang tidak diberi perlakuan dilubangi dengan enam lubang berukuran 4 x 4 cm: dua di setiap panel sisi panjang dan satu di setiap panel sisi pendek, sesuai dengan rekomendasi WHO. Kelambu dipasang di dalam gubuk dengan mengikat tepi lembaran atap menggunakan tali ke paku di sudut atas dinding gubuk. Perlakuan berikut dievaluasi dalam setiap percobaan gubuk:
Kelambu yang telah digunakan di lapangan dievaluasi di gubuk percobaan pada tahun yang sama dengan saat kelambu tersebut dilepas. Percobaan di gubuk dilakukan di lokasi yang sama dari Mei hingga September 2021, April hingga Juni 2022, dan Mei hingga Juli 2023, dengan kelambu dilepas setelah 12, 24, dan 36 bulan, berturut-turut. Setiap percobaan berlangsung selama satu siklus perlakuan lengkap (54 malam selama 9 minggu), kecuali untuk 12 bulan, ketika dua siklus perlakuan berturut-turut dilakukan untuk meningkatkan ukuran sampel nyamuk. Mengikuti desain bujur sangkar Latin, perlakuan dirotasi setiap minggu antar gubuk percobaan untuk mengendalikan efek lokasi gubuk, sementara sukarelawan dirotasi setiap hari untuk mengendalikan perbedaan daya tarik nyamuk terhadap masing-masing inang. Nyamuk dikumpulkan 6 hari per minggu; pada hari ke-7, sebelum siklus rotasi berikutnya, gubuk dibersihkan dan diberi ventilasi untuk mencegah infestasi.
Parameter kemanjuran utama untuk perlakuan pondok eksperimental terhadap nyamuk Anopheles gambiae yang resistan terhadap piretroid dan perbandingan kelambu generasi berikutnya dengan kelambu Interceptor® yang hanya mengandung piretroid adalah:
Parameter efikasi sekunder untuk perlakuan pondok eksperimental terhadap nyamuk Anopheles gambiae yang resisten terhadap piretroid adalah sebagai berikut:
Pengendalian (%) – pengurangan tingkat masuk ke kelompok yang diobati dibandingkan dengan kelompok yang tidak diobati. Perhitungannya sebagai berikut:
di mana Tu adalah jumlah nyamuk yang termasuk dalam kelompok kontrol yang tidak diobati, dan Tt adalah jumlah nyamuk yang termasuk dalam kelompok yang diobati.
Tingkat Pergantian (%) – Tingkat pergantian karena potensi iritasi akibat pengobatan, dinyatakan sebagai proporsi nyamuk yang dikumpulkan di balkon.
Koefisien penekanan penghisapan darah (%) adalah pengurangan proporsi nyamuk penghisap darah pada kelompok yang diberi perlakuan dibandingkan dengan kelompok kontrol yang tidak diberi perlakuan. Metode perhitungannya adalah sebagai berikut: di mana Bfu adalah proporsi nyamuk penghisap darah pada kelompok kontrol yang tidak diberi perlakuan, dan Bft adalah proporsi nyamuk penghisap darah pada kelompok yang diberi perlakuan.
Penurunan kesuburan (%) — penurunan proporsi nyamuk subur pada kelompok yang diberi perlakuan dibandingkan dengan kelompok kontrol yang tidak diberi perlakuan. Metode perhitungannya adalah sebagai berikut: di mana Fu adalah proporsi nyamuk subur pada kelompok kontrol yang tidak diberi perlakuan, dan Ft adalah proporsi nyamuk subur pada kelompok yang diberi perlakuan.
Untuk memantau perubahan profil resistensi populasi vektor Covè dari waktu ke waktu, WHO melakukan bioassay in vitro dan vial pada tahun yang sama dengan setiap uji coba pondok eksperimental (2021, 2022, 2023) untuk menilai kerentanan terhadap AI dalam kelambu berinsektisida yang diteliti dan untuk memberikan informasi bagi interpretasi hasil. Dalam studi in vitro, nyamuk dipaparkan pada kertas saring yang diberi perlakuan dengan konsentrasi tertentu alfa-sipersmetrin (0,05%) dan deltametrin (0,05%), dan pada botol yang dilapisi dengan konsentrasi tertentu CFP (100 μg/botol) dan PPF (100 μg/botol) untuk menilai kerentanan terhadap insektisida ini. Intensitas resistensi piretroid diselidiki dengan memaparkan nyamuk pada konsentrasi diferensial α-sipersmetrin dan deltametrin 5 kali lipat (0,25%) dan 10 kali lipat (0,50%). Terakhir, kontribusi sinergi PBO dan ekspresi berlebih sitokrom P450 monooxygenase (P450) terhadap resistensi piretroid dinilai dengan memaparkan nyamuk terlebih dahulu pada konsentrasi α-cypermethrin (0,05%) dan deltamethrin (0,05%) yang berbeda, serta paparan awal terhadap PBO (4%). Kertas saring yang digunakan untuk uji tabung WHO dibeli dari Universiti Sains Malaysia. Tabung uji bioassay WHO menggunakan CFP dan PPF disiapkan sesuai dengan rekomendasi WHO.
Nyamuk yang digunakan untuk bioassay dikumpulkan pada tahap larva dari tempat perkembangbiakan di dekat gubuk percobaan dan kemudian dipelihara hingga dewasa. Pada setiap titik waktu, setidaknya 100 nyamuk dipaparkan pada setiap perlakuan selama 60 menit, dengan 4 replikasi per tabung/botol dan sekitar 25 nyamuk per tabung/botol. Untuk paparan piretroid dan CFP, digunakan nyamuk berumur 3–5 hari yang belum makan, sedangkan untuk PPF, digunakan nyamuk penghisap darah berumur 5–7 hari untuk merangsang oogenesis dan menilai efek PPF pada reproduksi nyamuk. Paparan paralel dilakukan menggunakan kertas saring yang diresapi minyak silikon, PBO murni (4%), dan botol berlapis aseton sebagai kontrol. Pada akhir paparan, nyamuk dipindahkan ke wadah yang tidak diberi perlakuan dan dipaparkan pada kapas yang direndam dalam larutan glukosa 10% (b/v). Mortalitas dicatat 24 jam setelah paparan piretroid dan setiap 24 jam selama 72 jam setelah paparan CFP dan PPF. Untuk menilai kerentanan terhadap PPF, nyamuk yang terpapar PPF dan kontrol negatif yang sesuai dibedah setelah kematian tertunda dicatat, perkembangan ovarium diamati menggunakan mikroskop majemuk, dan kesuburan dinilai menurut tahap perkembangan telur Christopher [28, 30]. Jika telur berkembang sepenuhnya hingga tahap Christopher V, nyamuk diklasifikasikan sebagai subur, dan jika telur tidak berkembang sepenuhnya dan tetap pada tahap I–IV, nyamuk diklasifikasikan sebagai steril.
Pada setiap titik waktu dalam setahun, potongan berukuran 30 × 30 cm dipotong dari kelambu baru dan kelambu yang sudah lama digunakan di lokasi yang ditentukan dalam rekomendasi WHO [22]. Setelah dipotong, kelambu diberi label, dibungkus dengan kertas aluminium, dan disimpan dalam lemari es pada suhu 4 ± 2 °C untuk mencegah migrasi AI ke dalam kain. Kelambu kemudian dikirim ke Pusat Penelitian Pertanian Walloon di Belgia untuk analisis kimia guna mengukur perubahan kandungan total AI selama masa pakainya. Metode analisis yang digunakan (berdasarkan metode yang direkomendasikan oleh Komite Kerjasama Internasional untuk Analisis Pestisida) telah dijelaskan sebelumnya [25, 31].
Untuk data uji coba gubuk eksperimental, jumlah total nyamuk hidup/mati, menggigit/tidak menggigit, dan subur/mandul di berbagai kompartemen gubuk dijumlahkan untuk setiap perlakuan dalam setiap uji coba untuk menghitung berbagai hasil proporsional (mortalitas 72 jam, gigitan, ektoparasitisme, jebakan kelambu, kesuburan) dan interval kepercayaan 95% (CI) yang sesuai. Perbedaan antar perlakuan untuk hasil biner proporsional ini dianalisis menggunakan regresi logistik, sedangkan perbedaan untuk hasil hitungan dianalisis menggunakan regresi binomial negatif. Karena dua siklus rotasi perlakuan dilakukan setiap 12 bulan dan beberapa perlakuan diuji di berbagai uji coba, analisis penetrasi nyamuk disesuaikan dengan jumlah hari setiap perlakuan diuji. Kelambu baru untuk setiap hasil juga dianalisis untuk mendapatkan estimasi tunggal untuk semua titik waktu. Selain variabel penjelas utama perlakuan, setiap model menyertakan gubuk, penghuni, periode uji coba, indeks bukaan kelambu, dan hari sebagai efek tetap untuk mengontrol variasi karena perbedaan daya tarik penghuni dan gubuk individu, musim, status kelambu, dan dispersi berlebih. Analisis regresi menghasilkan rasio odds (OR) yang disesuaikan dan interval kepercayaan 95% yang sesuai untuk memperkirakan efek kelambu berinsektisida generasi baru dibandingkan dengan kelambu piretroid saja, Interceptor®, pada hasil utama berupa mortalitas dan fekunditas nyamuk. Nilai P dari model juga digunakan untuk memberikan huruf ringkas yang menunjukkan signifikansi statistik pada tingkat 5% untuk semua perbandingan berpasangan dari hasil utama dan sekunder. Semua analisis regresi dilakukan di Stata versi 18.
Kerentanan populasi vektor Covese diinterpretasikan berdasarkan mortalitas dan fekunditas yang diamati secara in vitro dan bioassay botol sesuai dengan rekomendasi Organisasi Kesehatan Dunia. Hasil analisis kimia memberikan total kandungan AI dalam fragmen ITN, yang digunakan untuk menghitung tingkat retensi AI pada kelambu yang sudah lama digunakan dibandingkan dengan kelambu baru pada setiap titik waktu setiap tahun. Semua data dicatat secara manual pada formulir standar dan kemudian dimasukkan dua kali ke dalam basis data Microsoft Excel.
Komite Etika Kementerian Kesehatan Benin (No. 6/30/MS/DC/DRFMT/CNERS/SA), London School of Hygiene & Tropical Medicine (LSHTM) (No. 16237) dan Organisasi Kesehatan Dunia (No. ERC.0003153) menyetujui pelaksanaan uji coba pondok percontohan yang melibatkan sukarelawan. Persetujuan tertulis telah diperoleh dari semua sukarelawan sebelum berpartisipasi dalam penelitian. Semua sukarelawan menerima kemoprofilaksis gratis untuk mengurangi risiko malaria, dan seorang perawat bertugas selama uji coba untuk menilai setiap sukarelawan yang mengalami gejala demam atau reaksi merugikan terhadap produk uji.
Hasil lengkap dari gubuk percobaan, yang merangkum jumlah total nyamuk hidup/mati, kelaparan/yang diberi makan darah, dan subur/mandul untuk setiap kelompok percobaan, serta statistik deskriptif disajikan sebagai materi tambahan (Tabel S1).
Di sebuah gubuk percobaan di Kowa, Benin, perilaku menghisap darah nyamuk Anopheles gambiae liar yang resistan terhadap piretroid berhasil ditekan. Data dari kontrol tanpa perlakuan dan kelambu baru digabungkan dari berbagai percobaan untuk memberikan estimasi efikasi tunggal. Dengan analisis regresi logistik, kolom dengan huruf yang sama tidak berbeda secara signifikan pada tingkat 5% (p > 0,05). Batang kesalahan mewakili interval kepercayaan 95%.
Angka kematian nyamuk Anopheles gambiae liar yang resisten terhadap piretroid yang memasuki gubuk percobaan di Kowa, Benin. Data dari kontrol tanpa perlakuan dan kelambu baru digabungkan di seluruh percobaan untuk memberikan perkiraan tunggal efikasi. Dengan analisis regresi logistik, kolom dengan huruf yang sama tidak berbeda secara signifikan pada tingkat 5% (p > 0,05). Batang kesalahan mewakili interval kepercayaan 95%.
Rasio odds menggambarkan perbedaan angka kematian dengan kelambu generasi baru dibandingkan dengan kelambu yang hanya mengandung piretroid. Garis putus-putus mewakili rasio odds 1, yang menunjukkan tidak ada perbedaan angka kematian. Rasio odds > 1 menunjukkan angka kematian yang lebih tinggi dengan kelambu generasi baru. Data untuk kelambu generasi baru dikumpulkan dari berbagai uji coba untuk menghasilkan estimasi efektivitas tunggal. Batang kesalahan mewakili interval kepercayaan 95%.
Meskipun Interceptor® menunjukkan tingkat kematian terendah di antara semua kelambu berinsektisida (ITN) yang diuji, penuaan di lapangan tidak berdampak negatif terhadap kematian vektor. Bahkan, Interceptor® baru menghasilkan tingkat kematian 12%, sedangkan kelambu yang sudah tua di lapangan menunjukkan sedikit peningkatan pada 12 bulan (17%, p=0,006) dan 24 bulan (17%, p=0,004), sebelum kembali ke tingkat yang mirip dengan kelambu baru pada 36 bulan (11%, p=0,05). Sebaliknya, tingkat kematian untuk generasi kelambu berinsektisida berikutnya secara bertahap menurun seiring waktu setelah digunakan. Penurunan paling nyata terjadi pada Interceptor® G2, di mana tingkat kematian menurun dari 58% dengan jaring baru menjadi 36% pada 12 bulan (p).< 0,001), 31% pada 24 bulan (p< 0,001), dan 20% pada 36 bulan (p< 0,001). PermaNet® 3.0 yang baru menghasilkan penurunan angka kematian menjadi 37%, yang juga menurun secara signifikan menjadi 20% pada 12 bulan (p< 0,001), 16% pada 24 bulan (p< 0,001), dan 18% pada 36 bulan (p< 0,001). Tren serupa diamati dengan Royal Guard®, dengan jaring baru menghasilkan pengurangan angka kematian sebesar 33%, diikuti oleh pengurangan signifikan menjadi 21% pada 12 bulan (p< 0,001), 17% pada 24 bulan (p< 0,001) dan 15% pada 36 bulan (p< 0,001).
Penurunan kesuburan nyamuk Anopheles gambiae liar yang resistan terhadap piretroid yang memasuki gubuk percobaan di Kwa, Benin. Data dari kontrol tanpa perlakuan dan kelambu baru digabungkan di seluruh percobaan untuk memberikan perkiraan tunggal efikasi. Batang dengan huruf yang sama tidak berbeda secara signifikan pada tingkat 5% (p > 0,05) berdasarkan analisis regresi logistik. Batang kesalahan mewakili interval kepercayaan 95%.
Rasio odds menggambarkan perbedaan kesuburan dengan kelambu generasi baru dibandingkan dengan kelambu yang hanya mengandung piretroid. Garis putus-putus mewakili rasio 1, yang menunjukkan tidak ada perbedaan kesuburan. Rasio odds< 1 menunjukkan penurunan kesuburan yang lebih besar dengan kelambu generasi baru. Data untuk kelambu generasi baru dikumpulkan dari berbagai uji coba untuk menghasilkan satu estimasi efektivitas. Batas kesalahan menunjukkan interval kepercayaan 95%.
Waktu posting: 17 Februari 2025