研究場所
この調査は、キガリ市から約9.8km離れたキガリ市の北半分を占め、15の行政区を持つガサボ地区で実施されました。面積は430.30 km2で、その大部分（84%）は農村地帯で、小さな部分（16%）は開発された都市部（16%）を占めています。2022年の人口は879,505人で、人口の81.2%が都市部に住んでいます。 [17]標高は海抜約1456メートルです。降雨量は一般的に2峰性で、3月から5月は長雨、9月から11月は短雨が続きます。短い乾季は12月から2月、長い乾季は6月から9月中旬に始まります。 [18]年間平均降水量は927mm、気温は17℃から28℃です。ガサボ地区の人口のほとんどは、農業（31％）、商業（17％）、政府（11％）に従事しています。 [19]ガサボ地区のマラリアは中風土病で、主な媒介動物は狭義のガンビアハマダラカ（An. gambiae sensu stricto、ss）とアラビエンシスハマダラカです。2020年2月、介入群と対照群の両方の地域が、殺虫剤デルタメトリンと共力剤ピペロニルブトキシド（PBO）で処理した殺虫剤処理蚊帳（ITN）PermaNet®3.0の普遍的配布の恩恵を受けました。
稲作は、年間を通じて 2 回の農作業サイクルがある主要な農業活動です。蚊の繁殖地として想定されるのは主に田んぼのよどんだ水で、稲作の最初の 3 か月間 (1 月から 3 月、7 月から 9 月) は恒久的に存在することが予想されます。その他の潜在的な蚊の繁殖地は主に雨期後に発生し、作物間の排水溝、採鉱活動による穴や水たまり、灌漑用に雨水を貯める貯水池、家庭周辺のよどんだ水、使用中または未使用のさまざまな容器の水などが含まれます。
研究デザイン
この研究は、ガサボ地区の 5 つのセクターに位置する合計 5 つの湿地帯ブロックを対象とした非ランダム化対照研究でした。ジャバナ、ギソジ、ガツァタ、キニニャの各セクターに位置する合計 336 ヘクタールの湿地帯ブロック 4 つが実験群となり、バチルス チューリンゲンシス var. イスラエレンシス (Bti) を散布しました (図 1、2)。 1、 2）。対照群は78ヘクタールのNduba地区にあり、幼虫駆除剤は散布されなかった。実験区と対照区のすべての水域の地図は、介入前とBti散布前の毎回、20MPカメラ、1インチCMOSセンサーを搭載したDJI Phantom 4RTKモデルドローンを使用して生成された。
調査地の場所、ルワンダ、キガリ市ガサボ地区
ルワンダ、キガリ市ガサボの実験群と対照群、介入ブロック、成虫蚊のサンプル採取のための村の位置を示す研究現場の航空写真
実験部位は、AM 65-52株のBti 3000国際毒性単位（ITU）パーミリグラムで処理され、VectoBac®水分散性顆粒（WDG）の名称で販売されています。この製品は、米国イリノイ州のValent Biosciences Corporationによって供給されました。この製品の有効成分は、Btiによって生成された遊離エンドトキシンタンパク質結晶と、それを含む胞子と細胞の混合物に基づいています。 [20]2週間ごとに、タンク容量17リットルの無人航空機（UAV）「ドローン」モデルQ16を使用して散布されました。稲作農家は、ドローンがアクセスできない蚊の繁殖地、主に住宅周辺の繁殖地や空中散布に適さないと判断されたその他の地域にBtiを散布するように訓練されました。
Bti 3000 ITU/mg、AM 65–52株（市販名はVectoBac® WDG）の推奨用量を考慮すると、300 gを10 Lに希釈し、ドローンで15分かけて1ヘクタールを空中散布すると、ドローン1台で1日あたり15～20ヘクタールをカバーできると推定されます。補足的な手作業による散布については、噴霧器ポンプ（農業用背負い式噴霧器ポンプ、タンク容量16 LのAgriscope®モデル）を、1ヘクタールの水域に300 g希釈Btiを30 L放出するように調整しました。
幼虫密度モニタリング
Bti を使用した幼虫駆除の効果を測定するために、Bti 散布の 1 週間前に蚊の繁殖地と幼虫の基礎調査を実施し、幼虫密度に関する主要な昆虫学的指標を測定した。幼虫のサンプリングは、Bti 散布後 2 ～ 3 日目から始めて、10 か月間 2 週間ごとに継続した。幼虫のモニタリングは、GPS 座標を使用して意図的に選択されたサンプリング区画で実施され、サンプリング ポイントは湿地に沿って 3 本の線状横断線、湿地の中央部、および 2 つの尾根に 100 m ごとにマークされた (図 1)。 3）。サンプリング区画数の概要は表のとおりです。 1。
ルワンダ、キガリ市ガサボの研究サイトにおける蚊の幼虫段階のサンプリング区画と成虫蚊の採集のためのコミュニティハウス。ブロックごとに分割された合計 230 の幼虫サンプリング区画。A. 実験サイト: ブロック 1、51 区画、ブロック 2、35 区画、ブロック 3、60 区画、ブロック 4、35 区画。対照サイト: ブロック 5、49 区画
表1 一般化線形モデル（GLM）を使用して計算された、治療群と対照群の水生段階および成虫蚊の個体数と密度の結果、2020年7月
サンプル採取は、標準のひしゃく（350 ml）を使用して、各サンプル採取区画で 5 回または 10 回（生息地の種類によって異なります）採取しました。蚊の幼虫が見つかった区画には存在がマークされ、蚊の幼虫が見つからなかった区画には陰性がマークされました。結果は、蚊の種類と発育段階に応じて記録および分類されました。
蚊成虫の採取方法
屋内での蚊の採集は、電池式のCDC小型ライトトラップとピレスリンスプレー採集（PSC）を使用して2夜連続で行われ、エンドファジック/エンドフィリックベクターのサンプルを採取した。CDC-LTは、寝ている人間が占有する蚊帳の足元端の地面から1.5メートルの位置に設置された。 [21] PSCは早朝5時から7時まで、ピペロニルブトキシド（PBO）を相乗剤として混合したピレスリン系殺虫剤を使用して実施されました。散布は家屋内と外壁、軒先に沿って行われました。ノックダウンした蚊は地面に置いた白いシート（2×2m）で集められ、その後、家屋、サンプリング日、介入ごとにペトリ皿に保存され、将来の識別やその他の高度な分子検査に使用されました。 [22]湿地帯に隣接する 5 か所の異なる場所からランダムに選ばれた 20 軒の家屋で雌成虫の蚊が採取されました。そのうち 3 か所 (12 軒の家屋) は介入エリアの近隣にあり、2 か所 (8 軒の家屋) は対照エリアにあります (図 1)。 3蚊の種とスポロゾイト感染の同定は、形態学的特徴とPCR、およびスポロゾイト感染の検出のためのELISAを使用して行われました。
採取された成虫の蚊は、Coetzeeによって記述された羽の模様、大きさ、腹部の模様、中胸膜と胸部の毛などの標準的な形態学的特徴を使用して数えられ、識別された。 [23]収集された雌のハマダラカはそれぞれ、乾燥剤とともに気密にロックするための蓋が付いたラベル付きのマイクロ遠心管に個別に保管されました。
収集されたAn. gambiae sensu lato（sl）の雌の兄弟は、脚と羽の蚊の部分からPCR法を使用して特徴付けられました。 [24]サーカムスポロゾイトタンパク質（CSP）の存在を確認するために、頭部と胸部でELISA検査を行い、熱帯マラリア原虫を検出し、分光光度計を使用して測定した光学密度（OD）によって感染を確認した。 [25]PSC法で採取されたすべての採血雌サンプルの血液供給源は、ヒト、牛、山羊、羊、鶏のタンパク質に対する抗宿主モノクローナル抗体（IgG）複合体を使用した直接ELISA法で分析され、ODは分光光度計で測定されました。 [26]。
介入前の蚊の密度と数
研究サンプル区画におけるハマダラカおよびイヌ蚊の幼虫と蛹の個体数と密度は、介入前に評価されました。このベースライン密度は、CDC-LT 法と除虫菊散布採集法を使用して採集された成虫の蚊に対しても実施されました。
マラリア発生率の判定
研究対象地域の派遣村落からマラリア症例の月次データ収集には、地域保健従事者 (CHW) の患者登録簿が使用されました。研究対象地域の湿地帯に近い 15 の村落は、介入地域近くの 12 村落と対照地域の 3 村落に集約されました。
統計分析
データは Excel に記録され、統計分析のために統計ソフトウェア バージョン R 4.0.2 に転送されました。予備段階では、記述分析を実行して表と曲線を作成しました。介入グループとコントロール グループを招集し、2 つのグループ間の応答の違いを視覚化しました。平均、中央値、標準誤差 (SE) を使用して、連続変数とカテゴリ変数の頻度を表示しました。
t 検定を使用して、ベースライン (ラウンド 0) での治療群と対照群の独立変数の平均を比較するバランス チェックを実行しました。さらに、時間を調整した線形回帰分析を使用して差異分析を計算し、ハマダラカとイヌ蚊の幼虫と蛹に対する幼虫駆除の効果を評価しました。成虫の蚊の捕獲数は、ログ リンク関数を持つ負の二項分布に適合し、時間と治療の種類をランダム変数として含めた一般化線形モデルを使用して分析されました。介入サイトと対照サイト間のマラリア発生率の差は、ノンパラメトリック テストである Mann Whitney テストを使用して決定されました。
倫理的配慮
この研究は、ルワンダ生物医学センターの研究・革新・データ科学部門に審査と承認のために提出され、承認を受けました（参照番号：No 225/RBC/2020）。Btiの輸入と使用は、保健省食品医薬品局によって許可されました。Btiの適用と幼虫のモニタリングの前に、地元の指導者、稲作農家協同組合の代表、成虫の採集に使用されている家の所有者、蚊のモニタリングに携わる昆虫学技術者から口頭の同意を得ました。
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2024-09-17 05:37:13