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本研究聚焦乌干达 Tororo 区,发现 2020 年改用 clothianidin 基 IRS 后疟疾复燃,推测 funestus 按蚊(An. funestus)为主要驱动因素。研究结合人类行为观察与媒介监测,证实 clothianidin 基 IRS 使 An. funestus 调整后叮咬率升高 8.6 倍,换回有机磷类 Actellic 后 transmission 显著下降,强调监测人蚊互动及媒介生物学的重要性。
在乌干达东部的 Tororo 区,曾通过实施室内滞留喷洒(IRS)和多次普遍分发驱虫蚊帐(ITNs),在疟疾控制方面取得显著成功。然而,2020 年 3 月改用基于 clothianidin 的 IRS 后,疟疾传播出现复燃。此前研究表明,funestus 按蚊(
Anopheles funestus)可能是导致复燃的原因。本研究旨在评估
An. funestus 在复燃中的作用,并深入了解在广泛实施病媒控制的环境中,人蚊相互作用对疟疾传播的影响。
研究采用人类着陆捕捉(HLC)和人类行为观察(HBO)的方法,发现经过多轮基于 clothianidin 的 IRS 处理后,在疟疾传播高发期,通过人类行为调整后的叮咬率和特定物种子孢子率计算得出的 An. funestus 感染性叮咬率,比之前高出 4.3 倍(95% 置信区间 [CI]:1.81 至 10.33)。而当 2023 年 3 月换回有机磷类药物 Actellic 后,该感染性叮咬率显著下降。因果分析显示,基于 clothianidin 的 IRS 与 An. funestus 导致的人类行为调整后叮咬率高出 8.6 倍(95% CI:2.0 至 37.0)之间存在关联。
研究背景部分指出,室内滞留喷洒在撒哈拉以南非洲许多地区,包括乌干达的 Tororo 区,对控制疟疾传播成效显著。2014 年至 2019 年期间,持续的 IRS 结合两次普遍分发拟除虫菊酯驱虫蚊帐,使 0.5-10 岁儿童有症状疟疾的发病率降低了 60 倍。但 2020 年 3 月改用 clothianidin 基 IRS 后,尽管同年还进行了大规模拟除虫菊酯 ITNs 分发,疟疾仍出现复燃。此前研究发现,此时从室内 CDC 光诱捕器收集到的 An. funestus 相对丰度增加,提示该媒介可能是复燃的关键驱动因素。此外,西非的 An. gambiae sensu lato 媒介中已报告对 clothianidin 产生抗性,乌干达近期也有证据显示 An. funestus 对 clothianidin 可能具有中等抗性。
研究分两个阶段(2020 年 11 月至 2021 年 11 月为阶段 1,2022 年 11 月至 2023 年 9 月为阶段 2)进行昆虫学监测,计算了人蚊相互作用的三个指标:直接从 HLC 得出的人类叮咬率(HBR)、整合 HBO 的人类行为调整后 HBR(aHBR),以及代表特定物种 aHBR 和特定物种子孢子率综合测量的调整后感染性叮咬率。通过比较不同 IRS 配方使用期间的这些指标,试图描绘出 2020 至 2023 年 Tororo 区疟疾传播复燃以及换回 Actellic 后传播显著下降相关的人类和病媒因素。
结果显示,阶段 1 和阶段 2 通过 HLC 分别捕获了 1023 只 An. gambiae s.l. 和 357 只 An. funestus sensu lato 蚊子,以及 2461 只 An. gambiae s.l. 和 507 只 An. funestus s.l. 蚊子。PCR 检测显示,阶段 2 前半部分的 403 只 An. gambiae s.l. 蚊子中,73.5% 为 arabiensis 按蚊(An. arabiensis),26.5% 为严格意义上的 gambiae 按蚊(An. gambiae sensu stricto);阶段 2 检测的 126 只 An. funestus s.l. 均为严格意义上的 funestus 按蚊(An. funestus sensu stricto)。疟疾发病率与病媒控制干预措施叠加的物种捕获情况显示,2020 年 11 月至 2021 年 2 月,随着三种按蚊物种丰度下降,疟疾发病率降低;2021 年 3 月至 11 月,第二次 Fludora Fusion(含 clothianidin 和 deltamethrin)IRS 处理后,各物种丰度略有增加,An. funestus 的 HBR 与之相近;2022 年 11 月重新开始收集时,丰度仍较高,An. funestus 的 HBR 增至 2.3;2023 年 2-3 月改用 Actellic IRS 后,发病率大幅下降,An. arabiensis 和 An. gambiae 的相对丰度远高于 An. funestus,其 HBR 降至 0.2。
人类行为观察显示,阶段 2 中,6 月至 9 月期间,18:00-19:00 时 82% 的人在室外,20:00-21:00 时降至 50%,23:00 时几乎为 0;23:00 时 ITN 使用率达约 50%,另一半人在室内未使用 ITN。各物种每小时叮咬率室外高于室内,室外平均为 0.62 只 / 人 / 小时(95% CI:0.57 至 0.68),室内为 0.27 只 / 人 / 小时(95% CI:0.24 至 0.30)。考虑到观察到的人类时间和空间存在(包括 ITN 使用行为),人类行为调整后的 HBR(aHBR)用于估计每小时暴露量。随着时间推移,接触各病媒物种的室外暴露比例增加,Actellic IRS 处理后显著上升。与阶段 1 相比,复燃期间 An. funestus 导致的暴露比例更高,换回 Actellic 后急剧下降。
蚊子子孢子率方面,临床队列中室内 CDC 光诱捕器的蚊子子孢子率,An. funestus 始终高于 An. gambiae s.l.。所有物种的子孢子率在 2022 年 11 月至 2023 年 2 月期间最高,此时 An. funestus 阳性率为 3.2%(95% CI:2.3–4.0%),An. arabiensis 为 1.8%(1.4 至 2.2%),An. gambiae 为 2.2%(1.8–2.7%)。2023 年 3 月该区大部分地区改用 Actellic 后,所有物种的子孢子率均下降。
结合特定物种子孢子率和特定物种经人类行为调整的 HBR,估计夜间调整后感染性叮咬率。复燃期间(2022 年 11 月至 2023 年 2 月),总体按蚊感染性叮咬率比第一阶段(2020 年 11 月至 2021 年 2 月)高近两倍,风险比(RR)为 1.92(95% CI:1.25 至 2.95)。复燃期间,估计的每人每晚 0.08(0.04 至 0.11)次感染性叮咬中,63.6%(95% CI:55.6–71.1%)发生在室内。2023 年 3 月引入 Actellic 后,感染性叮咬率降至 0.02(95% CI:0.01 至 0.03)次 / 人 / 晚,其中 35.9%(95% CI:28.9 至 43.0%)发生在室内,与第一阶段相比,感染性叮咬率减半(RR:0.48,95% CI:0.25 至 0.92)。复燃期间,An. funestus 导致的感染性叮咬暴露比第一阶段高 4.3 倍(95% CI:1.8 至 10.3),引入 Actellic 后下降 80%(RR:0.2,95% CI:0.1 至 0.7)。复燃第三阶段,An. arabiensis 的调整后感染性叮咬率比第一阶段显著下降(RR:0.3;95% CI:0.2 至 0.6),而 An. gambiae 的 aHBR 在各时期无显著差异。复燃期间,An. funestus 导致的感染性叮咬比例增至 43.3%(95% CI:34.9–51.8%),显著高于其他时期,换回 Actellic 后降至 10.2%(95% CI:5.5–14.8%),为各时期最低。
对靠近未实施 IRS 的 Busia 区边境的 8 户家庭进行的差异分析显示,控制家庭特征、长期趋势和未观察到的时间不变因素后,使用 Sumishield(clothianidin 基)和 Actellic 的家庭在合并所有按蚊物种的夜间 aHBR 上无显著差异(RR:1.3;95% CI:0.5 至 3.4),但使用 Sumishield 的家庭 An. funestus 特定 aHBR 比使用 Actellic 的家庭高 8.6 倍(95% CI:2.0 至 37.0)。
讨论部分指出,本研究进一步证明乌干达该地区 IRS 配方从有机磷类 Actellic 改为 clothianidin 基配方与因接触 An. funestus 增加导致的疟疾复燃之间存在因果关系。多项研究显示 clothianidin 基 IRS 配方在实验条件和部分国家的现场试验中对 An. gambiae s.l. 和 An. funestus 效果良好,但也有研究显示不同建筑材料会降低 Sumishield 的敏感性,部分地区的 An. gambiae s.l. 和 An. funestus 对 clothianidin 存在抗性。结合人类行为观察,使用 clothianidin 基 IRS 配方后,An. arabiensis 和 An. gambiae 的室内暴露比例下降,而 An. funestus 仍有 80–90% 的暴露在室内;改用 Actellic 后,An. funestus 的绝对暴露几乎消失,室内暴露比例降至 70%,An. arabiensis 和 An. gambiae 的暴露显著转向室外。
研究存在一些局限性,如 HLC 捕获的按蚊载体数量较少,无法按物种和采集地点提供有意义的子孢子率估计;临床队列与 HLC 家庭不同;人类行为观察仅在 2023 年 6 月至 9 月进行,可能影响暴露估计;家庭居民在采集夜间在场可能影响 HLC 捕获量;病媒丰度具有季节性,可能影响比较结果。
结论表明,乌干达东部该地区在 2020 年 3 月改用 clothianidin 基 IRS 前,通过定期普遍分发 ITN 和持续 IRS 成功控制了疟疾。研究发现,即使在高度成功的病媒干预后,人类和病媒行为仍可能导致疟疾控制失败。结合人类行为观察、特定物种病媒行为和子孢子率的研究显示,An. funestus 是该地区疟疾复燃的驱动因素。复燃期间,室内暴露保持稳定,An. funestus 的感染性叮咬率显著增加。2023 年 3 月重新引入 Actellic 后,随着暴露转向室外和 An. funestus 暴露显著下降,疟疾传播急剧减少,且有证据表明使用 clothianidin 基 IRS 与较高的 An. funestus aHBR 之间存在因果关系。这些发现强调了在启动病媒控制计划变更之前以及变更的早期阶段,整合人蚊相互作用、病媒生物学和所有相关病媒物种抗性测试措施的重要性。