人間による上陸捕獲は、揮発性ピレスロイド系空間忌避剤の評価における保護効果の有用な尺度を提供します。

寄生虫とベクター 16 巻、記事番号: 90 (2023) この記事を引用

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人間のボランティアが刺される前に着陸した蚊を収集する人間上陸捕獲法（HLC）は、病気を媒介する蚊への人間の曝露を定量化するために使用されます。忌避剤などの介入の有無で HLC を比較することは、保護効果 (PE) を測定するためによく使用されます。一部の忌避剤には、摂食阻害などの複数の作用があり、蚊が宿主に着地しても刺すことができない場合があります。着地法 (HLC) と刺咬法 (着地した蚊に吸血させる) を使用して測定した揮発性ピレスロイド系空間忌避剤 (VPSR) トランスフルトリンの PE を比較し、HLC が適切な方法であるかどうかを評価しました。 VPSR の個人 PE の推定。

セミフィールドシステム内で 6 × 6 × 2 m のネットケージを使用して、完全にバランスの取れた 2 アームクロスオーバー設計スタディを実施しました。 5、10、15、または 20 g の用量のトランスフルトリンで処理したヘシアンストリップ (4 m × 0.1 m) を、実験室で飼育されたハマダラカおよびネッタイシマカの 3 系統の対の陰性対照に対して評価しました。着地法または咬合法を使用して、用量ごとに 6 回の反復を実行しました。再捕獲された蚊の数は負の二項回帰によって分析され、2 つの方法を使用して計算された PE はブランドアルトマンプロットによって比較されました。

ハマダラカの場合、咬み腕で吸血した蚊の数は、着陸腕に着陸した蚊よりも少なかった（発生率比 = 0.87、95% 信頼区間 0.81 ～ 0.93、P < 0.001）。エイにとっては。ネッタイシマカでは、着地法では咬傷が約 37% 過大評価されました (発生率比 = 0.63、95% 信頼区間 0.57 ～ 0.70、P = 0.001)。ただし、Bland Altman プロットでテストした場合、各方法で計算された PE はほぼ一致していました。

HLC 法では、トランスフルトリンの作用機序としての蚊の摂食阻害が過小評価されることになり、着地と刺咬の関係には種および用量依存的な差異が見られました。ただし、推定された PE は 2 つの方法で類似していました。この研究の結果は、特に野外環境で吸血蚊を数えることに関連する困難を考慮した場合、HLC が VPSR の評価のための個人 PE の代用として使用できることを示しています。

適切かつ効果的なベクター制御ツールは、世界中の蚊媒介疾患制御プログラムに不可欠な要素です [1]。しかし、マラリア [2] およびアルボウイルスベクター [3] の制御においては、不完全な適用範囲とベクター制御介入の順守の低さが依然として大きな課題となっています。さらに、マラリアやアルボウイルスを媒介する種の中には、行動的に耐性がある（屋外で噛んだり休んだり、日中に噛んだりすることで殺虫剤との接触を回避する）か、生理学的に耐性がある（虫と接触しても生き残ることができる）ため、現在の殺虫剤では完全に防除できないものもある。殺虫剤）[4、5]。マラリアとアルボウイルスの最も効率的なベクターは人間に高度に適応しており（同胞性）、そのため最も一般的には人間の住居周辺、屋内 [6] または家庭内空間 [7] で遭遇します。前者は過去 30 年間、殺虫剤処理ネットの使用や屋内残留散布によるマラリア対策の主要な標的場所であった [8] が、屋内空間のみを標的とするだけでは、サハラ以南アフリカの多くでマラリアを撲滅するには不十分である地域[9]。したがって、屋外の刺咬蚊に対する媒介蚊対策介入で家庭周囲空間も標的にすることは、戦略としてより効果的である。なぜなら、これらの地域の多くの人々は、屋内活動のために屋外で長時間を過ごしており、そこで刺咬蚊に対して無防備であり、これが残余の原因となる可能性があるからである。これらの地域ではマラリアが伝播します[10]。理想的には、家庭周囲空間に導入された新しい制御介入は、蚊による刺咬を防ぎ、蚊を殺し、その空間の利用者と非利用者に個人と地域社会の両方を保護するものでなければなりません[11]。家庭周囲空間における蚊に対する保護手段としての揮発性ピレスロイド空間忌避剤 (VPSR) の有効性は依然として未解決の研究課題であり、この環境におけるそれらの評価のための堅牢な方法が必要とされています。

セミフィールドシステム (SFS) は、制御された無病環境におけるベクター制御ツールの有効性を評価するために開発されました [12]。このバイオアッセイは、ベクター制御ツールの評価に便利な代替方法を提供し、蚊の密度や家の大きさやレイアウトの変動など、野外試験に伴ういくつかの困難を回避します[13]。 SFS は、摂血阻害、摂食再開の遅れ（武装解除）、死亡率の遅れ、抑止力、繁殖力の低下など、複数の結果の測定を通じて VPSR の有効性を実証するために使用されています [14、15]。ただし、吸血阻害や死亡の遅延など、一部のエンドポイントの測定精度を最大化するには、介入中に遭遇する可能性のあるすべての蚊を再捕獲する必要があります。 Ifakara 大型周囲チャンバーテスト (I-LACT) は、典型的な家庭周囲空間に近い面積を持つ SFS 内に取り付けられた大型ケージであり、放たれた蚊の再捕獲を改善するように設計されています。蚊の摂食に影響を与え、亜致死的な無力化や死亡の遅延を誘発する複数のアクションを備えた屋外のベクター制御ツールは、I-LACT を使用することでより正確に評価できる可能性があります。

ヒューマンランディングキャッチ（HLC）法は、人間のボランティアが口からの吸引器を使用して、止まった蚊を刺される前に捕まえる手順です[17]。この手順は通常、忌避剤などの咬傷予防介入の保護効果 (PE) を推定するために使用されます [18、19、20]。忌避剤、特に揮発性ピレスロイドは、蚊の嗅覚を妨害するなどさまざまな作用機序を示すため、宿主に着地したすべての蚊が刺すことができるわけではありません。したがって、HLC は、蚊の宿主の知覚 [21] または吸血行動 [22] を調節する咬傷予防介入の完全な PE を過小評価している可能性があります。したがって、VPSR トランスフルトリンの PE の比較は、HLC を使用する (以下「着陸」)、または蚊がボランティアと自由に相互作用して吸血できるようにする (以下「咬傷」) ことによって、I-LACT 内で実施されました。

実験が行われたI-LACTは、タンザニアのバガモヨ・キンガニにあるイファカラ保健研究所にあるSFS内に固定された6×6×2mのポリエステル製ネットケージです（図1）。 I-LACT の寸法は、ほとんどの家庭内活動が行われるタンザニアの農村部の住宅周囲の家庭周囲空間のおおよそのサイズを表しています [23]。このバイオアッセイは、ベクター制御ツールの評価のために、放出された蚊を最大限に回収することを保証するように設計されました。予備実験では、I-LACT の再捕捉率が約 90% であるのに対し、標準 SFS コンパートメントの再捕捉率は約 60% であることが示されています。 SFS での再捕獲率が低いのは、屋根が高く、表面がざらざらしているため、放たれたすべての蚊に到達して確認することが困難であるためです。 I-LACT の側面と屋根は空気の流れを確保するためにポリエステルネットで作られており、白い背景に対して蚊が簡単に見えるため、床とネットの両方が白色で曝露後の蚊の収集を容易にします。コンパートメントは蚊の逃走を防ぐためにジッパーで密閉されており、毎日クモを駆除し、アリをあさるアリを最小限に抑えるためにホウ酸を混ぜた砂糖餌を使用することで、捕食者から蚊の侵入を防ぎます。 I-LACT を使用すると、複数の実験用蚊株を同時に放出する制御された実験を実行できます。さらに、実験室で飼育された蚊には病気がないため、吸血エンドポイントを使用してこれらの実験を行うことは安全であると考えられています。ここで報告する実験では、2 つの I-LACT を使用し、1 つは治療用、もう 1 つは対照用に使用しました。

各コンパートメントに Ifakara 大型アンビエントチャンバーテスト (I-LACT; 6 × 6 × 2 m) を備えたセミフィールドシステムを示す写真と図

実験では、実験室で飼育された蚊の 4 つの系統を使用しました。ピレスロイド耐性 (ノックダウン耐性; KDR) ハマダラカ属ガンビエ ss キスム株。ピレスロイド耐性（代謝耐性）ハマダラカハマダラカFUMOZ株。ピレスロイド感受性ネッタイシマカバガモヨ株（表 1）。これらの株のコロニーは、MR4 ガイドライン [24] に従って維持されます。幼虫には TetraMin フィッシュフレーク (Tetra、英国) を与え、成虫には 10% の砂糖を自由に与えます。メスは卵を産むために膜栄養の牛の血液を与えられます。コロニーは、27 ± 5 °C、相対湿度 (RH) 70 ± 30% で、約 12 時間:12 時間の明:暗 (自然光) で維持されます。

実験には生後 3 ～ 8 日の未経産蚊を使用しました。手をケージに近づけて蚊を選択し、積極的に刺そうとした蚊を紙コップに吸引しました。同様の形態の 2 つの蚊の系統が同時に放出された場合、系統を区別できるように、赤色蛍光色素 (Swada、英国チェシャー州) を使用して一方の系統の個体にマークを付けました。カップのメッシュ蓋にブラシでほこりを払い、蚊に付着した色素の雲を作ることによって蚊のマークを付けました。マーキング後、蚊を 10 × 10 × 10 cm の放出ケージに吸引しました。蚊は風による損傷を防ぐために黒い布袋に入れて昆虫館からSFSに移送されました。実験開始前に、ネッタイシマカは12時間、ハマダラカは6時間糖質を欠乏させ、過剰な死亡率を誘発せずにその結合力を最大化した。各実験の前に、蚊が試験対象の殺虫剤と接触するのを防ぐためにポリウレタンシートによって実験空間から隔離されているSFSの廊下で45分間、蚊を順応させた。

トランスフルトリンの生理学的感受性試験は、半野外実験の開始前に各蚊株に対して実施されました。検査は、世界保健機関 (WHO) のガイドラインに従ってチューブテストバイオアッセイを使用して実施されました [25]。これらの蚊の感受性状態を検査するために推奨されるトランスフルトリンの識別用量はないため、Sukkanon らによって提案された用量でトランスフルトリンを含浸させた紙が使用されます。 [26]が使用されました。乳化性濃縮物 (EC) の 5 つの段階希釈物を、個々の Falcon チューブ内でアセトンおよびシリコーンオイルと混合することによって調製しました。 EC トランスフルトリンの濃度は、ハマダラカでは 0.00125%、0.0025%、0.005%、0.01%、0.02%、0.04%、0.08%、0.1%、ハマダラカでは 0.003125%、0.00625%、0.125%、0.025%、0.05%、および0.1%エーにとって。ネッタイシマカ。 Whatman グレード 1 濾紙 (12 × 15 cm; Whatman International, Banbury, UK) を、各濃度の EC トランスフルトリンを含浸させることによって調製しました。各濾紙には、2 mlの希釈ECトランスフルトリンを使用しました。含浸紙は周囲温度で日陰で風乾し、その後、同日に実施した試験に使用する前に、アルミホイルに包み、4 °C で冷蔵しました。実験後、書類は破棄された。

血を吸っていない生後3～5日の蚊150匹を、トランスフルトリン処理した紙または対照紙に1時間曝露した。次に、24 時間の死亡率を測定するために、蚊に 10% スクロース溶液を与え、約 27 °C および 80% RH に維持しました。各希釈液を 4 回テストしました。

ハマダラカの識別濃度（DC）（表 4）を使用して、ハマダラカの感受性状態をテストしました。ガンビエ（キスム株；ＫＤＲ）およびＡｎ． funestus（FUMOZ株）。感受性試験と同じ手順を使用し、得られた DC と同じ数の蚊をトランスフルトリン処理紙に曝露しました。

ヘッセ袋（コルコーラス・オリトリウスの繊維から作られた）は地元で購入し、粉末洗剤（OMO）と水で洗い、直射日光で乾燥させました。 EC トランスフルトリンの濃度シリーズ (Bayothrin EC; Bayer、Monheim am Rhein、Germany) を調製しました。ハマダラカを用いた実験には、5 g、10 g、15 g、または 20 g のトランスフルトリン [27] で処理した 4 m × 0.1 m のヘシアン細片からなる軒置き標的型殺虫剤 (EPTI) 発散器が使用されました。ネッタイシマカの場合、同じ 4 回のトランスフルトリンで処理した 5 m × 0.1 m のヘシアンストリップからなる自立型トランスフルトリン受動発散器 (FTPE) [28] を使用しました。陰性対照も同様に水を用いて調製した。

SFS の 2 つの I-LACT チャンバー (1 つは治療用、もう 1 つは対照用) を使用して、完全にバランスの取れたクロスオーバー用量反応実験が実施されました。これにより、蚊は人間のボランティアと相互作用することができました (図 2)。以前の実験ではチャンバー間で収集された蚊の数に差が見られなかったため、潜在的な汚染を避けるために、処理済みおよび未処理の発散器を実験期間中それぞれのチャンバーに固定しました。各実験日、噛むための反復実験と着地のための反復実験が同じボランティアで行われました。反復実験は、処理 (トランスフルトリン) または陰性対照のいずれかへの 1 時間の曝露から構成されました。屋外の周回環境設定をシミュレートするために、I-LACT 内の端から 2 m の位置で噛みつきまたは着地が行われました (図 3)。トランスフルトリン処理エマネーターの 4 回の用量 (5 g、10 g、15 g、および 20 g) を連続的に評価しました。各用量を 6 回繰り返してテストし、その後、次に高い濃度のトランスフルトリンを含むエマネーターを使用しました。

この研究で行われた実験のさまざまな反復を示すフローチャート

実験に使用した I-LACT の概略図。 a トランスフルトリンを含浸させた軒先に設置した標的型殺虫剤 (EPTI) ストリップをハマダラカに対して使用した実験のセットアップ。 b ネッタイシマカに対する自立型トランスフルトリン受動発散器（FTPE）を用いた実験のセットアップ

25 ～ 40 歳の男性ボランティア 2 名が書面によるインフォームドコンセントによって募集されました。ボランティアは非喫煙者であり、アルコールも飲まず、蚊に対する誘引の不均一性を最小限に抑えるために、実験前に香料入り化粧品を使用しなかった[29]。蚊が刺しやすい領域（膝と足首）を標準化するために、ボランティアは密閉された靴と防虫ジャケットを着用しました（図3）。ボランティアは、個体間での蚊に対する誘引力の違いを考慮して、各実験日(1日は着地、翌日は刺咬)の後に区画(治療)間で交代させられた[30]。 Tiny Tag Gemini データロガー (英国ウェストサセックス州チチェスター) を使用して、I-LACT の 1 つ内の温度と湿度を記録しました。トランスフルトリンを確実に気化させるために、実験は 23 °C 以上の温度で実施されました [31]。

各実験日、実験開始前にトランスフルトリンの放出が開始できるように、実験開始の 45 分前に治療薬と対照薬を I-LACT の 2 つのチャンバーのうちの 1 つに割り当てました。実験は、ボランティアが椅子に座り、糸を引いて開いた放出ケージから蚊を I-LACT のチャンバー内に放出したときに始まりました (図 3)。

主要結果は再捕獲された蚊で、着地法ではHLCの数として測定され、刺咬法では吸血された蚊の数として測定されました。副次的アウトカムはPEであり、これは再捕獲された蚊の数を対応する対照の蚊の数と比較することによって測定された。

軒先への設置をシミュレートするために、EPTI を 1.6 × 1.6 × 2 m の金属製スタンドの上部に取り付け、ケージ内でケージの前に座っているボランティアから 2 m の位置に置きました (図 3)。。ピレスロイド耐性 An の 3 系統の蚊 20 匹からなる合計 60 匹の蚊。 gambiae ss (キスム株; KDR)、ピレスロイド感受性 An. ガンビエＳＳ（イファカラ株）、およびＡｎ． funestus (FUMOZ 株) - 複製ごとに放出されました (図 2)。実験の各日、1 回の反復 (着地法または噛みつき法を使用) が 18 時 30 分から 19 時 30 分の間に実施され、続いて 2 回目の反復が 20 時 30 分から 21 時 30 分の間に実施されました。概日リズムによる蚊の宿主探索反応の起こり得る差異を確実に説明できるように、この方法、すなわち着地または刺咬を３回の反復ごとに交互に行った。

2 つの FTPE を、ボランティアの両側から 2.5 m の距離、チャンバーの後方から 2 m の位置に地面に配置しました (図 3)。ピレスロイド感受性Aeが50個。次に、ネッタイシマカ (バガモヨ株) をチャンバー内に放出しました (図 2)。噛みつき実験の合計 3 回と着地方法の 3 回の反復が連続 3 日間にわたって行われ、前者は午前 6 時 30 分から午前 7 時 30 分の間、後者は午前 8 時 30 分から午前 9 時 30 分の間に行われました。この順序は、残りの 3 日間の実験では入れ替えられ、気温と蚊の概日リズムの影響を受ける可能性がある 2 つの方法の結果を比較する際の時間的偏りを制御するために、着陸方法が最初に実行されました。

実験の各日、1 人のボランティアが治療室または対照室に割り当てられました。実験中、ボランティアは椅子に座り、蚊を自由に飛び回らせ、膝と足首の間の領域で餌を食べました[32]。暴露期間の終わりに、蚊をネットチャンバー内から 45 ～ 60 分間収集しました。ノックダウンされた蚊と休んでいる蚊をすべて特定し（夜間にヘッドトーチを使用）、口吸引器を使用して I-LACT チャンバーの床と壁から吸引し、25 匹以下の蚊を紙コップに入れました。蚊が高密度で相互作用したときに発生する可能性のある死亡率を最小限に抑えるために、カップあたり。蚊はすぐに昆虫館に運ばれ、餌を与えられたか与えられなかったかが記録されました。

実験の各日、1 人のボランティアが治療室または対照室に割り当てられました。対照に割り当てられたボランティアは、実験開始前にいかなる理由でも処理された区画に入ることを許可されなかった。ボランティアは、口からの吸引器（HLC法）を使用して、膝と足首の間の領域に止まった蚊を静かに吸引しました。これらの蚊は紙コップの中に入れられました。 15 分間の収集期間ごとに新しいカップを使用しました。 15 分間の収集期間ごとに、蚊がトランスフルトリンにさらされるのを避けるために、紙コップを密閉したプラスチック容器に入れました。したがって、蚊は収集時に実験から効果的に除去されました。実験は 1 時間後に終了し、残った蚊を吸引によって収集し、カップに入れました。蚊が入ったカップはすべて、数えて他のデータを記録するために昆虫館に運ばれました。実験が夕方に行われた場合、ハマダラカを見つけて収集するためにヘッドトーチが装着されました。

WHO の感受性検査のデータは、4 回の反復検査の平均 24 時間死亡率として報告されています。プロビット回帰分析を使用して、蚊の 99% を殺すのに必要な致死量 (LD) (LD99) からトランスフルトリンの DC を計算しました。ここで、DC は 2 × LD99 に相当します。

実験データの分析は、Stata 14 (Stata Corp) 統計ソフトウェア [33] で行われました。記述的分析を行って、給餌または着陸した蚊の平均割合をそれぞれ 95% 信頼区間 (CI) で算出し、グラフに示しました。

治療群と対照群での咬傷と着地を比較するために、着地実験で HLC を使用して捕獲された蚊の数と、咬傷実験で餌を与えた蚊の数を結合して、「再捕獲」という名前の単一変数を作成しました。再捕獲された蚊は、ロジットリンク関数を使用した負の二項確率分布を使用してモデル化されました。採集方法（上陸と刺咬）、治療、用量、ボランティア、および蚊の種は、独立したカテゴリ固定効果として扱われました。温度と湿度が連続変数としてモデルに追加されました。 PE は、式 (1 − RR) を使用して相対リスク (RR) から計算されました。

また、ロジットリンク関数を使用した負の二項確率分布を使用して、異なる用量での刺咬蚊と着陸蚊の比較を評価しました。給餌または着陸した蚊の数、治療法、用量、ボランティア、および蚊の種は、独立したカテゴリ固定効果として扱われました。温度と湿度が連続変数としてモデルに追加されました。 PE は、式 (1 − RR) を使用して RR から計算されました。

さらに、噛みつき方法と着地方法を比較するために、ブランド・アルトマンプロットを使用して、2 つの収集方法によって測定された PE の一致性を評価し、測定値間の系統的な差異 (固定バイアス) を調べました [26]。

死亡率に関しては、明らかな用量反応が観察されました (表 2)。各種の最終的な DC は、推定 LD99 を 2 倍にすることで得られました (表 3)。アンのDC。 gambiae (Ifakara 株) は 0.290%、Ae は 0.290% でした。ネッタイシマカでは0.068%でした。アン。ガンビエ（キスム株：ＫＤＲ）およびＡｎ．研究室からの funestus (FUMOZ 株) は、DC 0.29% (死亡率 > 98%; 表 4) でトランスフルトリンに対して完全に感受性でした。

ハマダラカを使った実験では、平均気温は 25.5 °C (24.5 ～ 27 °C)、平均相対湿度は 70.2% (61.7 ～ 76.1%) でした。ネッタイシマカを使った実験では、平均温度は 27.1 °C (25.7 ～ 28.5 °C)、平均相対湿度は 90.0% (89.0 ～ 90.8%) でした。現地に設置された風速計では、I-LACT チャンバー内の気流を測定することができませんでした。

すべての実験およびすべての蚊株について、I-LACT での再捕獲率は、SFS のコンパートメント全体で通常観察されるものよりも高かった。ハマダラカの場合、再捕獲率は治療群で 427/480 (89%)、対照群で 453/480 (95%) でした。エイにとっては。ネッタイシマカの再捕獲率は、治療群で 1445/1600 (90%)、対照群で 1565/1600 (98%) でした。

トランスフルトリンの存在下では、着地法と比較して、刺咬法で捕獲されたメスのハマダラカ（イファカラ、キスム、FUMOZ 株）の数が減少しました [発生率比 (IRR) = 0.82、95% CI 0.74 ～ 0.91、P < 0.0001]。対照群の噛み方と着地方法の間には、それほど顕著ではないが同様の差異が見られた（IRR = 0.90、95% CI 0.82～0.97、P < 0.001）（表 5）。

種の影響（図 4、表 5）に関しては、摂食時に捕獲された蚊の全体的な割合は、An について HLC によって再捕獲された蚊の割合よりも低かった。ガンビエ ss (IRR = 0.77、95% CI 0.63 ～ 0.94、P < 0.01) および An。楽しみ (IRR = 0.75、95% CI 0.63 ～ 0.89、P < 0.001)。 An ではデータに大きな違いはありませんでした。 gambiae ss (キスム株) (IRR = 0.97、95% CI 0.80–1.17、P > 0.05)。

この研究で使用されたすべての種および系統の蚊について、HLC 法または刺咬法を使用して再捕獲された蚊の割合

エイにとっては。ネッタイシマカの場合、刺咬実験と着地実験の間で再捕獲された蚊の割合に全体的な差が大きくなりました（IRR = 0.63、95% CI 0.57～0.70、P = 0.001）。着地実験と噛みつき実験の結果は、治療群（IRR = 0.56、95% CI 0.46～0.67、P = 0.01）と対照群（IRR = 0.70、95% CI 0.64～0.76、P = 0.001）の両方で有意に異なりました。 (表6)。

PE の Bland-Altman プロット (図 5) は、噛みつき方法と着地方法の間の結果に一貫した一致があることを示しました。ハマダラカの場合、平均差は -4.75 で、一致限界は -25.57 ～ 16.07 でした。着地によって測定されたPEの全体的な差は噛みつきのそれに類似しており、方法間に体系的な偏りはありませんでしたが、一致限界が広く、HLC法では摂食阻害の正確な推定が不可能であることが示されました。介入の平均測定PEが増加するにつれて差は減少しました。これは、介入がより効果的である場合、2つの方法の結果がより類似していることを示しています（図5）。

着地方法または噛みつき方法によって決定された保護効果のブランドとアルトマンの比較

全体として、両方の方法のすべての種について、PE における明確な用量反応が観察されました。 An では、着地法と比較して、食い込み法を使用すると、より高い PE が決定されました。ガンビエ SS、An. フネストゥスとAe. ネッタイシマカ。この違いは、Ae で特に顕著でした。低濃度のトランスフルトリンでのネッタイシマカ。しかし、トランスフルトリン濃度が高くなると相対差は減少し、トランスフルトリンを 20 g の用量で適用した場合、いずれの種についても方法間で計算された PE に差はありませんでした (図 4)。

HLC 法は、ベクターに対する人間の曝露を測定するためのゴールドスタンダードであり、さまざまなベクター制御ツールの評価に広く使用されています [17]。人間の上陸率は、特定の時間と場所で 1 人を刺す可能性のある蚊の数の概算を示します [34、35]。ベクター媒介病原体にとって、ベクターによる刺咬は病気の伝播に極めて重要であり、これらおよび毎日の蚊の死亡率は、数学的モデリングを通じて病気のリスクを決定するための最も重要なパラメーターである[36]。

低用量では、着地と比較した噛みつきの差が対照群よりもトランスフルトリン群で大きかったため、トランスフルトリンが摂食阻害を誘発したという証拠があった。しかし、着地法と咬合法で測定したPEは、試験したすべての種と用量にわたってほぼ一致しました。方法の結果間の差異は、Ae に対する最高 (最も効果的な) トランスフルトリン用量で最も小さくなりました。ネッタイシマカとアン。ガンビエ（キスム株；KDR）。着地実験と噛み込み実験の結果には差がありましたが、ブランド・アルトマンプロットは、各方法で測定されたPEの間に良好な一致があることを示しました。したがって、我々は、HLC が咬傷の合理的な代用であり、トランスフルトリンの野外評価における吸血の代替として使用して、ベクター媒介疾患伝播のリスクを制限できることを提案します [37]。

ハマダラカは、刺咬法よりも着地法で捕獲された割合が高かった。これはAeさんにも一貫して当てはまりました。方法をトランスフルトリンの用量間で比較したときのネッタイシマカ。ただし、この違いは An ではそれほど顕著ではありませんでした。 gambiae Kisumu 株 (KDR)、ピレスロイド耐性蚊です。ただし、この抵抗は、ここで使用される設定 [27] では着地挙動に大きな影響を与えないため、この差の欠如は偶然によるものである可能性があります。この研究の結果が裏付けられるかどうかを確認するために、半野外実験および実験小屋実験で配合製品を使用して、着地方法と噛みつき方法のさらなる評価が進行中です。トランスフルトリンの存在下で他の媒介蚊に観察される刺咬と着地の違いは、蚊は着地するかもしれないが、臭気処理に対する亜致死効果により摂食が阻害されるという行動の変化によって説明される可能性がある。いくつかの研究では、揮発性ピレスロイド [38, 39] と除虫菊 [40] によって引き起こされる摂食阻害が報告されており、前者は嗅覚センサーと相互作用し、それによって蚊の摂食能力が変化するという仮説が立てられています [41]。膜摂食を利用した実験室研究でも、Ae の宿主探索行動 (着地、探査、吸血) が大幅に減少することが示されています。ネッタイシマカはトランスフルトリン受動的発散体に曝露された[42]。ケージに入れられたAeに関する最近の研究。メトフルトリン受動発散器を使用したネッタイシマカは、刺咬の代用として使用される蚊の探索率の減少を示しましたが、これは用量依存的でした[43]。

SFS は、屋外と屋内の両方の咬傷予防介入の初期評価を実行できる模擬ユーザー環境を提供します [44]。しかし、これまでの研究では、SFS のコンパートメント全体を使用した場合、放出された蚊の再捕獲率は 100% 未満であることが示されています [14、45、46、47]。したがって、暴露された蚊の一部が回収されない場合、それらは統計分析に考慮されず、結果に偏りが生じる可能性があります。 I-LACT は、屋外のベクター制御ツール、特にこの問題に対処するために、蚊の着地を減らすだけでなく、摂食阻害、ノックダウン、死亡率の遅延などの複数の作用を持つツールを評価するために設計されました。

I-LACT の側面はネットで構成されており、チャンバーの内側と外側の気候条件を均一にする役割を果たします。その地上面積 30 平方メートルは、典型的な国内周縁空間 [23] の面積を表しており、テストされた介入が展開される範囲である。さらに、I-LACT は人間のボランティアを収容するのに十分な大きさで、人間と蚊の相互作用が可能です。この相互作用は、蚊を個人の腕の近くに配置するアームインケージ実験 [48] や、蚊を小さなケージに閉じ込めて評価する [23] とは異なり、宿主探索中に起こることを模倣するため重要です。殺虫剤への曝露によって死亡率が遅れるため、結果に偏りが生じる可能性があります。たとえば、蚊が発散器に近い空間に保持されている場合、その死亡率は増加し[49]、殺虫剤の発生源から自由に飛び去っている場合よりも高くなる可能性があります。 I-LACT は、ノックダウン、死亡率、宿主探索中の吸血阻害などの複数の応答を引き起こす他の屋外ベクター制御ツールの評価にも有用なバイオアッセイである可能性があります。また、半野外実験で一貫して多数の病気のない蚊を使用して、高い統計検出力を確保することもできます。

I-LACT バイオアッセイでは、放出された蚊の約 90% が再捕獲されることが実証されました。この高い再捕獲率は、曝露された蚊に対する揮発性ピレスロイドの複数の影響を完全に評価する機会を提供します。揮発性ピレスロイドは、曝露された蚊に対して、忌避 [50]、吸血阻害 [42]、武装解除 [16]、ノックダウン (亜致死的無力化) [39]、死亡率 [39、51] など、いくつかの測定可能な結果をもたらします。これらの結果のうち、着陸した蚊のみが分析で考慮されるため、HLC によって適切に評価できるのは忌避性のみです。死亡率やノックダウンなどのその他の結果は、蚊が吸血中に処理されたデバイスと接触する時間が長くなり、死亡率が増加する可能性があるため、HLC では完全に評価できない可能性があります [28, 45]。逆に、吸血蚊はピレスロイドに曝露されると生存率が向上します[52]。これらの追加のエンドポイントは、殺虫剤処理ネットに適用されるピレスロイドの実験小屋試験で定期的に評価され [53]、臨床試験の結果と相関関係があり、周囲発散器や蚊取り線香のガイドライン [54]、空間忌避剤 [54] 55]では、主に蚊の着地に焦点を当てています。これらの追加のエンドポイントの測定は、VPSR を大規模に適用した場合の完全な影響を理解するために重要であり、対象製品のプロファイルと影響の昆虫学的相関関係をよりよく理解するための数学的モデリング [56] に使用できます。

咬傷予防のみを超えたトランスフルトリン治療の複数のエンドポイントの重要性が、インドネシアでのランダム化対照試験（RCT）で実証された。そこでは、対照と比較して、トランスフルトリン吸血剤による蚊の着地に対する有意な防御効果はなかったが、マラリアの臨床例は有意に増加した。削減されました[57]。これらの発見は、現場で揮発性ピレスロイドの有効性を測定するためにHLCのみを使用することにはいくつかの制限があることを示唆しており、吸血阻害の代用としてヒト血液指数[58]を含む、揮発性ピレスロイドのRCTでさらなるエンドポイントを評価する必要がある。、および死亡率の代用としての人口生存推定値[59]。ペルーのイキトスで行われた受動的トランスフルトリン放射性物質の最近のクラスター無作為化試験では、アルボウイルスの発生率とAeの減少が実証されました。ネッタイシマカの存在量と吸血蚊の割合[60]は、揮発性ピレスロイドの公衆衛生用途における死亡率と吸血阻害の重要性を示唆している。

I-LACT は、着地法または咬合法を使用して決定された、トランスフルトリンのさまざまな用量の PE を比較するように設計された用量反応実験を実行するために使用されました。蚊は行動反応が誘発されるまでに短期間しか治療に曝露されない可能性が高いため、実験では現実生活を模倣するために短い曝露時間が使用されました[41]。治療と種の間に相互作用はなく、以前の研究[27]と一致して、この実験で使用した濃度でトランスフルトリンが、耐性メカニズムに関係なく、試験したすべての蚊種に対する防御を誘導したことを示しています。計算された PE は、着地実験と噛みつき実験の間で同様でした。この研究の結果は、Ogomaらによってタンザニアで行われた現地調査の結果と一致している。彼らは、5～15gの用量のトランスフルトリンで処理したヘシアンストリップが、いくつかのハマダラカ媒介種について同様に、室内周囲空間に着地する蚊の数を減少させることを示した。これらの結果は、屋外で蚊に刺される地域では、より低い線量で処理した布地を使用すれば、人間の安全を最大限に確保しながら、蚊に刺されないように人間を守り、地域社会を保護することができることを示しています。使用の遵守度が高い製品で数か月間にわたって一貫して 30% の PE を達成すると、PE は高いが使用の遵守度が低い製品を使用するよりも優れた保護が得られます [61]。

Aeに対してPERは30%程度。本研究で最低用量 5 g のトランスフルトリンで達成されたネッタイシマカとハマダラカの捕獲率は、SFS コンパートメント全体で着地法を使用して行われた以前の実験で同じ用量のヘシアンストリップを使用して推定された 60% よりも低かった [27] ]。ケニアで行われた野外および半野外実験では 60% の PE が再現されました [47]。 PE の違いは、I-LACT とセミフィールドコンパートメントの体積の違いによって説明される可能性があります。蚊が放たれた I-LACT の容積は 75.6 m3 でしたが、各半フィールド区画の容積が 1228 m3 と大きかったため、蚊はトランスフルトリンの供給源からさらに遠ざかることができました。同様に、SFS (ここでは比較的少量とみなされます) と野外 (ここでは比較的大きな体積とみなされます) で局所忌避剤の PE を測定するために行われた研究では、野外試験でより高い PE が報告されました [15] ]。これらの結果は、蚊がトランスフルトリンと接触した後に宿主から遠ざかる可能性があるため、大きな体積の領域で蚊に繰り返し刺される機会が減少する可能性があることを示しています。これはまた、作用機序が用量依存性であり、より高い用量またはより長い曝露時間で死亡が発生するため、より狭い空間では着陸の阻害が過小評価され、亜致死的無力化および死亡が過大評価される可能性があることを示唆している[22]。

ヤブカ属の蚊は、ハマダラカ属の蚊に比べて、着地方法と刺咬方法の両方でPEがわずかに高かった。保護におけるこれらの違いは、部分的には 2 つの実験が行われたときの周囲温度の違いによるものである可能性があります。ハマダラカを用いた夜間の実験では、周囲温度はヤブカを用いた午前中の実験（27 °C）よりもわずかに低かった（25 °C）。ただし、これらの温度は、トランスフルトリンの効果が最適となる範囲、つまり 21 ～ 30 °C 内にあります [31]。今後の実験は、さまざまな温度でトランスフルトリン処理した発散器の有効性を評価するように計画する必要があり、分析では常に環境条件を考慮する必要があります。 SFS 内の風速は、使用した風速計の検出限界を下回っていたため、本研究では測定できませんでしたが、空気の動きが大きく、温度が低い条件下では、風速計を使用してより低い PE が達成される可能性があります。ここで使用されているものと同じ種類のエマネーターと投与量。一部の研究では、ファンを使用することで反復実験間の揮発性ピレスロイドのより一貫した蒸発が達成されており[43]、試験されたピレスロイドの蒸発速度の一貫性は、今後の周囲放熱器の試験において重要な考慮事項である。

Anの摂食阻害。ガンビエ SS、An. フネストゥスとAe. トランスフルトリンの存在下でのネッタイシマカの数は HLC 法では過小評価されており、着地と刺咬の差の大きさは、この研究で試験した種とトランスフルトリンの用量によって異なりました。着地法または噛み込み法に対して計算された PE は系統的な偏りを示さず、ブランド-アルトマンプロットでテストした場合は概ね一致し、トランスフルトリンの濃度が高くなるとよりよく一致し、PE も大きくなりました。したがって、いずれの方法も揮発性ピレスロイドの個人的な PE を評価するために使用できますが、昆虫学的実験に固有の確率論により結果が異なる可能性があり、介入の有効性が低い場合にはより大きなばらつきが生じる可能性があることに注意してください。ここで報告された調査結果は、特に現場で餌を与えられた蚊を数える際の困難を考慮した場合、HLC が揮発性ピレスロイドの評価における個人用 PE の代用として使用できることを示しています。

この研究中に生成または分析されたすべてのデータは、この公開された論文とその追加ファイルに含まれています。

信頼区間

識別集中

乳化性濃縮物

軒先集中型殺虫剤

自立型トランスフルトリン受動エマネーター

人間の着陸キャッチ

Ifakara 大型恒温槽テスト

治験審査委員会

保護効果

相対湿度

セミフィールドシステム

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実験用に昆虫館にネッタイシマカのコロニーを設立してくださった Frank Tenywa 氏と Athuman Kambagha 氏に感謝いたします。 Bayer Crop Protection は、これらの実験で使用されたトランスフルトリンを親切にも寄付してくれました。この原稿の掲載を許可していただいた国立医学研究所所長に感謝いたします。

イファカラ健康研究所が実験費用を負担した。 MMT、SJM、および AS の給与は、Innovative Vector Control Consortium (IVCC) からの助成金によって賄われました。 IVCC は、ビル＆メリンダ・ゲイツ財団と英国援助をプッシュプルプロジェクトの資金源として認めたいと考えています。

ベクター制御製品試験ユニット、イファカラ健康研究所、私書箱 74、バガモヨ、タンザニア

ゲストモハメド・タンブウェ、ウミ・アブドゥル・キボンド、オルカヨデ・ガニウ・オドゥフワ、ジェイソン・ムーア、アーメド・ムペレレ、ラジャブ・マシャウリ、サラ・ジェーン・ムーア

スイス熱帯公衆衛生研究所疫学公衆衛生局、Kreuzstrasse 2、4123、アルシュヴィル、バーゼル、スイス

ゲストモハメドタンブエ、オルカヨデガニウオドゥフワ、ジェイソンムーア、サラジェーンムーア

バーゼル大学、Petersplatz 1、4001、バーゼル、スイス

ゲストモハメドタンブエ、オルカヨデガニウオドゥフワ、ジェイソンムーア、サラジェーンムーア

Telethon Kids Institute、パース、オーストラリア

アダム・サドラー

London School of Hygiene and Tropical Medicine、ケッペルストリート、ロンドン、WC1E 7HT、英国

オルカヨデ・ガニウ・オドゥフワ

ネルソンマンデラアフリカ科学技術研究所 (NM-AIST)、私書箱 447、テンゲル、タンザニア

サラ・ジェーン・ムーア

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MMT と SJM: 研究を考案し、設計しました。 MMT と RM: 半野外実験、ボランティア、データ収集を監督し、感受性試験を実施しました。 MMT、AS、UAK、SJM: データを分析しました。 MMT: 原稿を作成しました。 AS、OGO、SJM: 原稿を修正。 MMT と JDM: FTPE と I-LACT を設計しました。著者全員が最終原稿を読んで承認しました。

ゲストのモハメド・タンブウェ氏への通信。

この実験に参加したボランティアは、蚊の収集の訓練を受け熟練したイファカラ保健研究所の職員でした。彼らは、研究のリスクと利点、およびいかなる結果も生じずにいつでも研究から撤退できる権利が明確に説明された後、書面によるインフォームドコンセントを通じて自発的に採用されました。この実験で使用された蚊はすべて実験室で飼育されており、アルボウイルス性疾患に罹っていませんでした。この研究は、Ifakara Health Institute Review Board (証明書番号 024-2016) およびタンザニア国立医療研究研究所 (証明書 NIMR/HQ/R.8a/Vol.IX/2381) によって承認されました。

著者らは、競合する利益を持たないことを宣言します。 SJM、UA、OGOは揮発性ピレスロイドをはじめとする各種ベクター制御ツールの製品評価を受託しています。

シュプリンガーネイチャーは、発行された地図および所属機関における管轄権の主張に関して中立を保ちます。

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転載と許可

タンブウェ、MM、キボンド、UA、オドゥフワ、OG 他人間の上陸による捕獲は、揮発性ピレスロイド系空間忌避剤の評価における保護効果の有用な尺度を提供します。寄生虫ベクター 16、90 (2023)。 https://doi.org/10.1186/s13071-023-05685-5

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受信日: 2022 年 10 月 12 日

受理日: 2023 年 1 月 25 日

公開日: 2023 年 3 月 7 日

DOI: https://doi.org/10.1186/s13071-023-05685-5

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