Genomische Intelligenz von Plasmodium Falciparum in Mosambik (GenMoz)

Genomdaten stellen eine wertvolle Ergänzung zur routinemäßigen Überwachung dar, die programmatische Entscheidungen zur Verringerung der Belastung durch Infektionskrankheiten leiten kann. Allerdings sind die genomischen Kapazitäten in Afrika nach wie vor gering. Ziel dieser Studie ist die Operationalisierung eines funktionellen molekularen Malaria-Überwachungssystems in Mosambik, das im Laufe der Zeit zuverlässige und reproduzierbare genomische Daten zur Kontrolle und Eliminierung von Malaria generiert. Diese prospektive Überwachungsstudie zielt darauf ab, genetische Daten zu P. falciparum zu generieren, um 1) molekulare Marker für Arzneimittelresistenz und -deletionen in schnell diagnostischen Testzielen zu überwachen; 2) Übertragungsquellen (importiert/eingeführt oder einheimisch) in Umgebungen mit geringer Übertragung charakterisieren; und 3) Quantifizierung des Übertragungsniveaus und der Wirksamkeit von Antimalaria-Maßnahmen.

Neun Provinzen wurden nach Rücksprache mit dem NMCP für die Aufnahme in die Studie ausgewählt: Maputo, Maputo City, Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia und Sofala. Die Auswahl der Studienorte wird nach Übertragungsintensität in zwei Hauptschichten geschichtet: A) geringe Übertragung (Maputo-Provinz und Maputo-Stadt, wo eine Einzelfallbenachrichtigung zum Zwecke einer vollständigen Unterbrechung der Übertragung gilt) und B) mittlere bis mittlere Übertragung -Gebiete mit hoher Übertragungsrate (Provinzen Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia und Sofala, Ziel von Kontrollstrategien (Nicht-Eliminierung). Die Provinzen wurden ausgewählt, um eine Reihe von niedrigen und mittleren bis hohen Übertragungsintensitäten, Regionen, klimatischen Bedingungen, Malaria-Interventionsmischungen und Bevölkerungsgruppen (symptomatisch, Haushaltskontakte und Sentinel-Gruppen) bereitzustellen. In den Bereichen mit geringer Übertragung werden Bezirke und Standorte auf der Grundlage historischer Überwachungsdaten beprobt. Darüber hinaus wird in der Provinz Maputo der Grenzposten Ponta d'Ouro eingerichtet, um potenziell importierte Malariafälle zu erfassen.

Getrocknete Blutproben und diagnostische Schnelltests werden in den Studienbezirken durch eine Kombination aus dichten (alle Malariafälle) und gezielten (eine Auswahl von Malariafällen) Probenahmen von symptomatischen Malariafällen bei geringer Malariaübertragung und mittlerer bis hoher Malaria gesammelt Sendegebiete bzw. In Gebieten mit mittlerer bis hoher Malariaübertragung wird ein zweiter, nicht auf HRP2 basierender Test durchgeführt und abweichende Ergebnisse, die auf phrp2/3-Deletionen hindeuten, werden aufgezeichnet und weiter analysiert. Schwangere Frauen, die an ihrem ersten Besuch in der Schwangerschaftsvorsorge teilnehmen, werden ebenfalls einbezogen, um ihren Wert als Sentinel-Populationen für die molekulare Überwachung zu bewerten. Von allen Umfrageteilnehmern wird eine schriftliche Einverständniserklärung eingeholt, bevor Umfragen und Blutprobenentnahmen durchgeführt werden. In diesem Fall werden Informationen zum Zweck der Probenentnahme erläutert, eventuelle Fragen geklärt und eine schriftliche Einwilligungserklärung eingeholt. Das Informationsblatt und das Einwilligungsformular enthalten auch einen Text, der die Einverständniserklärung für die zukünftige Verwendung biologischer Proben erläutert. Bei Minderjährigen wird die Zustimmung der Eltern oder Erziehungsberechtigten eingeholt. Der Außendienstmitarbeiter oder die Krankenschwester liest Erwachsenen oder den Eltern/Erziehungsberechtigten des Kindes die Einwilligungserklärung vor und fragt sie, ob er/sie damit einverstanden ist, dass sein/ihr Kind an der Studie teilnimmt. Ein Zeuge muss die Einverständniserklärung unterschreiben, falls ein Elternteil/Erziehungsberechtigter des Teilnehmers Analphabeten ist. Die Einwilligung wird auf Portugiesisch vorliegen und in die Landessprache übersetzt, die in den Studiengebieten gesprochen wird. Das Informationsblatt enthält eine kurze Beschreibung der Studie, des Datenerhebungsverfahrens, des Blutentnahmeverfahrens, des potenziellen Schadens für die Teilnehmer, des erwarteten Nutzens und der Freiwilligkeit der Teilnahme in allen Phasen des Interviews und der Blutentnahme. Zwei Kopien werden vom Teilnehmer und dem Mitglied des Studienteams, das die Zustimmung einholt, unterschrieben. Eine Kopie wird dem Teilnehmer ausgehändigt und die andere Kopie wird in der Studienakte im CISM-Büro aufbewahrt.

Die Stichprobengröße pro Stichprobendomäne wurde unter Berücksichtigung der Antimalaria- und diagnostischen Resistenz als primärem Anwendungsfall geschätzt, wobei die vernachlässigbare Verbreitung von molekularen Markern für Artemisinin-Resistenz und pfhrp2/3-Deletionen in Mosambik berücksichtigt und 5 % als Warnschwelle festgelegt wurden. Unter der Annahme eines Probenverlusts von 10 % oder einer nicht interpretierbaren Analyse wäre eine Probengröße von bis zu 500 pro Probendomäne angemessen, um: a) einen Anteil von 0,05 (Marker für Arzneimittelresistenz oder pfhrp2-Deletion) mit einer absoluten Genauigkeit von 0,026 und 95 % zu schätzen Konfidenz und b) bei einem zweiseitigen p-Wert von 0,01 eine Power von 80 % für den Nachweis eines Anstiegs des genetischen Markers (Resistenz oder Deletion) von 0 ‰ auf 5 % erreichen. Es wird geschätzt, dass in jeder Stichprobeneinheit bis zu 500 Teilnehmer aller Altersgruppen für die Studie rekrutiert werden (d. h. Provinz) für diejenigen, die Zugang zu APEs und Gesundheitseinrichtungen haben (mit Ausnahme der Stadt Maputo und der Provinz Maputo, wo die kontinuierliche Sammlung diese Zahl überschreiten kann und die Sammlung von Kontaktproben im Haushalt diese Zahl weiter erhöhen kann). Wir werden jedes Jahr über einen Zeitraum von drei Jahren 500 RDT-positive schwangere Frauen ansprechen, die ANC-Kliniken in allen Bezirken mit mittlerer bis hoher Übertragung und in Gebieten mit geringer Übertragung besuchen. Es wird ein flexibles und anpassungsfähiges Probenahmeschema befolgt, bei dem a) Schätzungen, die während der ersten Hälfte des Projekts erstellt wurden, in nachfolgende Probenahmeschemata einfließen und b) nicht alle gesammelten Proben analysiert werden (einige von ihnen werden als Referenzmaterialien oder für gespeichert). Bestätigung der Befunde).

Das Projekt wird auch Interventionsstudien und Überwachungsaktivitäten nutzen, die zwischen 2021 und 2024 in Mosambik durchgeführt werden, nämlich: die Malaria Indicator Survey (2022-2023) im Süden Mosambiks; die Therapeutic Efficacy Survey (2022) an Sentinel-Standorten des Landes (Cabo Delgado, Tete, Sofala, Zambézia und Inhambane); reaktive Überwachungsaktivitäten (Provinz Maputo); eine Cluster-randomisierte, offene klinische Phase-III-Studie zur Untersuchung der Sicherheit und Wirksamkeit der Massenverabreichung von Ivermectin zur Verringerung der Malariaübertragung (Zambezia; 2022); ein groß angelegtes Implementierungsentwicklungsprojekt mit dem Ziel, die Bereitstellung und Aufnahme einer intermittierenden präventiven Behandlung im Säuglingsalter (IPTi) zu maximieren (Inhambane; 2022-2024); eine hybride Wirksamkeits-Implementierungsstudie zur Bewertung der Machbarkeit und Wirksamkeit der saisonalen Malaria-Chemoprävention (SMC) mit Sulfadoxin-Pyrimethamin und Amodiaquin (Nampula; 2022); und eine programmatische Bereitstellung einer bevölkerungsbezogenen Massenverabreichung von Medikamenten mit Dihydroartemisinin-Piperaquin (Provinz Gaza; 2022-2023).

Am CISM werden molekulare Analysen durchgeführt. Anfänglich geplante Genomanalysen von Parasiten-DNA sind wie folgt, obwohl es möglich ist, dass verbesserte Technologien, Protokolle und/oder zusätzliche interessierende genomische Ziele von Parasiten im Laufe dieses Projekts offensichtlich werden, teilweise aus den Lehren, die aus den hier generierten Daten gezogen wurden . Informative SNPs und kurze Haplotypen werden unter Verwendung von Multiplex-Primern auf flankierenden Sequenzen mit einem Amplikongrößenbereich von ~150-250 bp (abgedeckt durch ein Paired-End-Read) anvisiert. Gezielte Amplikons, die durch PCR auf genomischer DNA unter Verwendung von universellen Tags, Illumina-spezifischen Adaptern und probenspezifischen Barcodes erhalten werden, werden gepoolt, um eine einzige Produktbibliothek zu erstellen, die auf einem Illumina MiSeq oder NextSeq sequenziert wird (Paired-End 150-bp). Alternative molekulare Ansätze werden verwendet, wenn der Single-Multiplexed-Amplicon-Ansatz nicht die erwarteten Ergebnisse liefert. Die Proben werden auch für andere molekulare Analysen von programmatischem Interesse verwendet, wie z. B. den Nachweis von Plasmodium-Spezies, Parasiten-Antigenen, serologischen Markern für Parasitenexposition (Antikörper) und Parasiten-RNA-basierte Marker (d. h. Gametozyten). Zur Qualitätskontrolle werden bis zu 5 % der analysierten Proben zur Sekundäranalyse an UCSF (USA) und/oder ISGlobal (Spanien) transportiert.

Sequenzen, die durch die Analyse gesammelter Proben (aus Mosambik und Nachbarländern) generiert wurden, werden zusammen mit relevanten klinischen und epidemiologischen Informationen in einen kuratierten Katalog genomischer Daten integriert. Diese Datenbanken werden in Open-Access-Repositorien wie dem European Nucleotide Archive (ENA) und dem MalariaGen Resource Center öffentlich zugänglich gemacht. Um die Zugänglichkeit und Verwendung von Daten zu erleichtern und eine sinnvolle Integration mit anderen Quellen von Überwachungsdaten zu erreichen, werden genetische Informationen in das DHIS2-basierte integrierte Malaria-Informationsspeichersystem (iMISS) integriert, das derzeit eingeführt wird. Das iMISS umfasst: Falldaten, Fokusuntersuchungen, entomologische Überwachungsdaten und Interventionsdaten. Datenvisualisierungen und Dashboards werden in Zusammenarbeit mit allen Benutzern und Interessenvertretern definiert und an der aktuellen Arbeit der WHO GMP zur Standardisierung von Malaria-Dashboards ausgerichtet. Wir werden Risikoprofilalgorithmen und Interpretationskomponenten etablieren, die in der Lage sind, Ergebnisse zu generieren auf a) landesweiten Antimalaria-Resistenzprofilen (laufende Basis); b) in Gebieten mit sehr geringer Übertragung, genetische Konnektivität und Fallklassifizierung (zusammen mit der Reisehistorie und anderen Parametern, die aus fallbasierten Benachrichtigungsinstrumenten stammen); und c) „hohe Belastung bis hohe Wirkung“-spezifische Analyse (d. h. Stratifizierungs- und Trendanalysen zur Untersuchung der potenziellen Auswirkungen der implementierten Interventionskombinationen), die in Absprache mit der WHO und der SM&E TWG zu vereinbaren sind.