RVF és más feltörekvő fertőző betegségek Kelet- és Közép-Afrikában

TANULMÁNYI HÁTTÉR

A Kelet- és Közép-Afrika (ECA) régió egyedülálló környezetet jelent az RVF-vírus fenntartásának és átvitelének vizsgálatához, mivel itt jelentették a legtöbb RVF-járványt. A közelmúltban végzett tanulmányok olyan hotspotokat azonosítottak, amelyekre a járványközi időszakokban (IEP) jellemző az emberi és állati vírusfertőzések folyamatos alacsony szintje.

Bár a juhok vannak kitéve a súlyos betegségek legnagyobb kockázatának, további kutatások tárgyát képezi, hogy a vírus-gazdaszervezet kölcsönhatásai hogyan különböznek az állatfajok között. A fajok közötti átvitel természetének megértésében fontosak a szeroprevalencia és előfordulási vizsgálatok a vadon élő állatokon, az állatokon, az emberi határfelületen. Tanulmányunk az RVFV által az IEP-ek során jelentett közegészségügyi fenyegetést vizsgálja az emberi és állati betegségek okozta terhek, valamint az állatfajokban a rejtélyes ciklusok során a tartós vírusátvitel mértékének meghatározásával. Ezt az emberek, az állatok és a vadon élő állatok megfigyelésével fogják végrehajtani. A vírusok fenntartásának megértése, különösen a környezetben, a vektorokban és a vadon élő állatok populációiban, elősegíti az RVFV fertőzés lehetséges kockázati tényezőinek azonosítását a jövőbeli járványkitörések megelőzése érdekében.

Míg az állatok körében előforduló betegségek gyakran észrevétlenek maradnak a nem megfelelő állatfelügyeleti rendszerek és az állati abortuszok alacsony szintje miatt, az emberi betegség lehet az első jele annak, hogy az RVF vírus amplifikációja magas szinten fordul elő egy adott régióban. Ezen túlmenően, ha a betegségek átvitelének társadalmi vonatkozásait humán tanulmányokon keresztül, az emberi viselkedést és a fertőzött állati vérrel, szövetekkel, váladékokkal és ürülékkel való közvetlen kitettséget feltáró kulturális gyakorlatokat vizsgáljuk, értékes információkkal szolgálhat a betegségek átterjedésének dinamikájáról. További ismeretek arról, hogy az emberi expozíciós útvonalak pl. szúnyogcsípés vagy fertőzött állati termékekkel való érintkezés befolyásolja az immunválaszt, és a betegség kimenetelére van szükség. Ez fokozni fogja a globális erőfeszítéseket az RVF-betegség új régiókra történő lehetséges terjedésének előkészítésére és megelőzésére.

Bár az RVF aluldiagnosztizált oka lehet a lázas betegségeknek az ECA régióban, fontos figyelembe venni más ismeretlen vagy nem diagnosztizált fertőző betegségek előfordulását is. Az emberekben vagy állatokban előforduló különféle kórokozók miatt kialakuló súlyos klinikai betegségek nagy valószínűséggel elmaradnak olyan helyeken, ahol az egészségügyi ellátás korlátozott, és a diagnosztika szűkös. A régióból származó számos tanulmány a kórházi látogatások alacsony szintjéről számolt be, különösen a marginalizált közösségek körében, beleértve a távoli vidéki, száraz területeken élőket, ahol kevés az egészségügyi létesítmény és a rosszul működő közlekedési infrastruktúra, ami visszatartja a nagy távolságokat az egészségügyi ellátáshoz való hozzáféréstől. Az embereknél feltehető fertőző betegségek több mint egyharmada nem diagnosztizálódik még akkor is, ha jelentős vizsgálatokat végeznek; így a feltörekvő kórokozókkal kapcsolatos számos retrospektív tanulmány olyan eseteket tár fel a régióban, amelyek jóval a kórokozó azonosítása és a járványok bejelentése előtt történtek.

HIPOTÉZIS ÉS CÉLKITŰZÉSEK

Hipotézis és cél

Munkahipotézisünk az, hogy az RVF vírus, amelyet a járványok közötti időszakokban rejtélyes gerinces-szúnyog kerékpározással tartanak fenn, jelentős közegészségügyi terhet jelent. Az általános cél az RVF vírus által jelentett közegészségügyi fenyegetés meghatározása a kelet- és közép-afrikai régióban zajló IEP során, és azonosítani a lehetséges megelőzési és ellenőrzési stratégiákat a nagyobb járványkitörések valószínűségének csökkentésére.

Elsődleges célok

(i) Határozza meg, hogy az állatok és emberek között vagy között előfordul-e alacsony szintű RVF-vírus átvitel és betegség a járványok közötti időszakokban (IEP)

(ii) Végezzen részletes modellezést az RVF magas és alacsony kockázatú ökológiáiról, hogy meghatározza az RVF vírus perzisztenciájával és az állatokon és az emberekben előforduló járványok kiújulásával kapcsolatos fontos ökológiai kockázati tényezőket

(iii) Vizsgálja meg az éghajlatváltozás hatását az RVF-megengedő ökológiákra és az RVF-vírus átvitelére gyakorolt ​​hatását

Másodlagos cél

(iv) Kórokozók felfedezése az ECA-országokból gyűjtött emberi, állati és vadon élő állatok mintáin, hogy azonosítsa a járványos vagy világjárványos potenciállal rendelkező egyéb keringő új fertőző kórokozókat.

TERVEZÉS ÉS MÓDSZERTAN

Az alábbiakban felsorolt ​​négy országban végezzük el a helyszíni vizsgálatokat, de azzal a tudattal, hogy a régióban további feltörekvő RVF hotspotok is hozzáadhatók.

(i) Tana folyó, Marsabit, Isiolo és Muranga megyék Kenyában (ii) Kabale, Rubanda és Isingiro körzetek Ugandában (iii) Észak- és Dél-Kivu tartományok a Kongói Demokratikus Köztársaságban (iv) Bármely más helyszín a 4 országban, amely RVF hotspotként alakul vagy webhelye

TANULMÁNYI ELJÁRÁSOK

1. Egészségügyi intézményben végzett és járóbeteg-vizsgálatok:

   Minden helyszínen 2 éves kórházi vizsgálatot fogunk végezni, hogy meghatározzuk az RVF fertőzések okozta emberi terhet, a fertőzéssel kapcsolatos kockázati tényezőket és a betegség súlyosságát az IEP során. Az RVFV szeroprevalenciájára vonatkozó feltételezések alapján 707-1500 humán résztvevőből álló mintát vesznek fel a 2 év során minden helyszínen. Minden egészségügyi intézményben longitudinális akut lázas betegség (AFI) felügyeletet alakítanak ki. Azok a betegek, mind a felnőttek, mind a gyermekek, akik akut lázban jelentkeztek vagy az elmúlt 4 hétben jelentett lázban szenvedtek, két éven át előretekintően szerepelnek a szezonális változékonyság megragadása érdekében. A differenciálatlan láz eseteire fogunk összpontosítani, ezért kizárjuk azokat, akiknek egyértelműen meghatározott klinikai betegsége van, például malária, akut felső légúti fertőzés vagy húgyúti fertőzés. Mindazonáltal az olyan betegek mintáinak húsz százaléka, akiknél gyors diagnosztikai teszttel vagy vérkenettel pozitív lett a malária, bekerül a vizsgálatba, mivel mind a malária, mind az RVF fertőzés közös kockázati tényezői vannak. A klinikai anamnézis és a helyszíni klinikai tiszt/ápolónő által végzett fizikális vizsgálat tájékoztatást nyújt a betegség klinikai megnyilvánulásairól és súlyosságáról. A beleegyező betegeket bevonják, szérumot gyűjtenek, és megvizsgálják az RVFV RNS-t, valamint az IgM és IgG antitesteket. A lábadozó szérumot 4 héttel az RVFV antitestek felvételének dátuma után kell gyűjteni. Ezenkívül a perifériás vér mononukleáris sejtjei (PBMC) analízise céljából történő felvételt követő 24 hónapon belül kapcsolatba lehet lépni az egyénnel, hogy vérmintát adjanak. A mintákat az akut lázas betegségek egyéb etiológiáira is megvizsgálják, beleértve a brucellózist, a q-lázat, a koronavírusokat és potenciálisan más új és feltörekvő kórokozókat molekuláris módszerekkel. Egy szabványos kérdőív segítségével információkat gyűjtünk a háziállatokkal való érintkezésről, ideértve a születéshez, levágáshoz, nyersbőr kezeléséhez, nyerstej vagy vér fogyasztásához való segítségnyújtást. A vadon élő állatokkal való érintkezésről, beleértve a bokorhús fogyasztását is, szintén gyűjtenek adatokat.

2. Közösségi tanulmányok:

   Az állatállomány betegségterhének meghatározására 2-6 keresztmetszeti felmérést végeznek minden helyszínen 5 év alatt, elsősorban esős évszakokban. Az állatállomány mintanagysága 4 átlagos RVF szeroprevalenciát, 2 pontosságot, 95%-os megbízhatósági szintet és legalább 80%-os teljesítményt feltételez felmérésenként 369 állat. Az állománycsoportosítás figyelembevétele érdekében minden felmérésnél 1,5-ös tervezési hatást vettünk figyelembe, összesen 554 állat esetében. A szarvasmarha, juh, kecske létszámát a területen élő állatfajok populációinak méretével arányosan választják ki. Ha egy területen nem állnak rendelkezésre állatszámlálási adatok, az állatok fajonkénti számát egyenlő arányban osztják el (kb. fajonként 185 állat). A Marsabit telephelyén tevék is szerepelnek majd. A felmérés megkezdésekor mintavételi keretet dolgozunk ki a vizsgálati helyszínen található háztartások számáról. A földrajzilag reprezentatív minta biztosítása érdekében a háztartásokat véletlenszerűen választják ki a vizsgálati helyszínről. Befogják az egzotikus vagy őshonos állatfajtát. Az állatállományból vérmintákat gyűjtenek, és megvizsgálják az RVFV RNS-t, valamint az antivirális IgM és IgG antitesteket.

   A kiválasztott terepi helyek háztartásbeli tagjait egy szeroprevalencia (és szerokonverziós) vizsgálatba vonják be, hogy össze lehessen kapcsolni az állati, vektoros és emberi fertőzést. A háztartás összes beleegyező tagja beletartozik. Minden résztvevő mintát ad a szerológiai analízishez, és a szociális viselkedést a standard kérdőív segítségével értékelik, hogy információkat gyűjtsenek a háziállatokkal való érintkezésről, ideértve a születés, a levágás, a nyers tej vagy vér fogyasztása segítését. A vadon élő állatokkal való érintkezésről, beleértve a bokorhús fogyasztását is, szintén gyűjtenek adatokat.

3. Vágóhídi tanulmányok:

   Szarvasmarhákból és kecskékből is mintavételt végeznek a gomai vágóhidakon. Ezen állatok többsége a szomszédos országokból származik. A Gomában ritkán levágott juhokból is mintát vesznek, ha rendelkezésre állnak. A vágóhídi mintavétel az állatállomány mintavételével egy időben történik. Az összes mintát szerológiai és molekuláris technikákkal elemezték az anti-RVFV antitestek és az RVFV nukleinsav kimutatására.

4. Vadon élő állatok mintavétele:

   Kényelmes vadon élő állatok mintavételezése a terepi helyszíneken vagy a közeli nemzeti természetvédelmi területeken történik Kenyában, Ugandában, Tanzániában és a Kongói Demokratikus Köztársaságban. Elsősorban a vadvédelmi tisztek által az állatbetegségek megfigyelése és/vagy áttelepítése során gyűjtött vér-/szérumminták; és vér-/szérum- és szövetmintákat gyűjtenek az elhullott vagy elpusztult vadon élő állatokból. Ezekről a helyekről archivált mintákat is beszerzünk. A mintákat RVF RNS-re és antitestekre, valamint kórokozó-felfedezésre vizsgálják, hogy más keringő, feltörekvő kórokozókat is kimutathassanak.

5. Vektoros tanulmányok:

   Az IEP során a vektorok rejtélyes ciklusokban betöltött szerepének vizsgálatára irányuló megközelítésünket az a tény fogja vezérelni, hogy a szúnyogoknak csak kis hányada fertőzött, még járványok idején is. Ezért annak meghatározásához, hogy mely területeken kell tesztelni a fertőzött szúnyogok jelenlétét, az akut RVFV fertőzéseket (a vírus RNS jelenléte) a fertőzött szúnyogok jelenlétének és a szúnyogról gerincesre való terjedésének mértékeként értelmezzük. Ezeken az akut RVFV-fertőzött területeken szúnyogmedencéket gyűjtünk és tesztelünk a közösségi legelőkön és a háztartásokban az állatállomány mintavétele során, azonosítjuk a fajokat és teszteljük az RVFV RNS-t.

   Mivel az ismert RVF vektorok, az Aedes mcintoshi és az Aedes ochraceus kolóniáit nehéz laboratóriumi vizsgálatokhoz létrehozni, a terepen két megközelítést alkalmazva végezzük el az alkalmassági vizsgálatokat. Először is a szúnyogpetéket és a szúnyoglárvákat a hosszú (április-július) és rövid (október-november) esőzések során összegyűjtik a dambókból, amelyek alacsonyan helyezkednek el Kenyában, Ugandában, Tanzániában és a Kongói Demokratikus Köztársaság mind az öt helyszínén, és a geokódokat rögzítik a vizsgálati helyszín körüli területek, amelyek szolonyec, planosol, szoloncsak vagy vertizol talajtípusokkal rendelkeznek. A 3., 4. stádiumban lévő lárvákat és a bábokat merítők segítségével műanyag örvénycsomagolású zacskókba gyűjtik, és (hűtődobozban) a laboratóriumba szállítják. A laboratóriumba kerülve az éretlen állatokat felnőttekké neveljük, majd morfológiailag azonosítják. A dambók élőhelyei körüli kifejlett szúnyogokból szagcsali csapdákkal mintát vesznek, beleértve a növényzeten pihenők gyűjteményét, hátizsákos szívókészülékek segítségével az esetleges szállításhoz és a helyszín és faj szerinti válogatáshoz. Meghatározzák a kiválasztott dambókból származó víz fizikai-kémiai tulajdonságait, és azonosítják a talajtípusokat. Az egyes dambókból származó vizet fejtérben illékony csapdázásnak és kémiai elemzésnek vetik alá, hogy azonosítsák a lehetséges peteérési jelzéseket a súlyos szúnyogcsoportok megfigyelésére szolgáló eszközök esetleges kifejlesztéséhez.

   A vektoradaptációs vizsgálatokhoz az öt helyszínről gyűjtött A. mcintoshi és A. ochraceous szúnyogokat a várható hőmérsékletnek és csapadék/víz viszonyoknak vetik alá, és értékelik alkalmazkodóképességüket. Az alkalmazkodóképesség értékelése kiterjed az általános túlélésre, a peték túlélésére, a harapási szokások változására, az etetési preferenciákra és a pihenési viselkedésre egy ellenőrzött környezetben.

6. RVF modellezési tanulmányok:

   A modellezési tanulmányok támogatják az RVFV átvitelét az IEP során az RVF járványokkal kapcsolatos területeken. A tanulmányok azt jósolják, hogy az RVFV folyamatos ciklusát a szúnyogvektorok egész éven keresztüli jelenléte (de változó sűrűségben), valamint az állatállomány, különösen a juhok, kecskék és szarvasmarhák gyors cseréje biztosítja, hogy fenntartsák az új fertőzésekhez szükséges nagy állományérzékenységet. Matematikai modellezést fogunk használni a főbb RVF emberi és háziállat-járványok idővonalainak és helyszíneinek előrejelzésére; ezek az adatok irányítják a megelőzési és ellenőrzési erőfeszítéseket. Megvizsgáljuk, hogy miért vannak olyan területek, ahol RVF kering, de nincsenek nyilvánvaló emberi fertőzések, tekintve, hogy ezeknek a területeknek egy része szomszédos olyan területekkel, ahol járványok fordulnak elő. Ez azért fontos, mert lehetséges, hogy az alacsony szinten keringő RVFV emberi járványokat okozhat az El Nino események során. Az RVFV transzmissziós vizsgálatokat végző összes helyszínről származó humán-, állatállomány- és vektoradatok bekerülnek a modellbe. A modellparamétereket úgy optimalizálják, hogy szimulációkat illesztenek a terepi megfigyelésekhez (pl. az emberekben vagy az állatokban mért szeroprevalencia adatok) Bayes-féle következtetési technikák (pl. MCMC és POMP modellek). Az összes vizsgálati hely összehasonlító elemzése segít az RVFV átvitelével és megjelenésével kapcsolatos tényezők tisztázásában. A modell figyelembe veszi az RVFV járványokkal kapcsolatos területek adatait (pl. Tana folyó Kenyában és Kabale körzet Ugandában), valamint olyan területek, ahol a vírus terjedése nyilvánvaló, de nem fordult elő járvány (pl. Udzungwa-hegység Tanzániában), hogy megértsük az átviteli dinamika különbségeit. Ezek az adatok új betekintést nyújthatnak a járványveszélybe. Az összehasonlító elemzés megvizsgálja az átvitel térbeli-időbeli heterogenitását a négy országban. A helyszíni tanulmányainkból és a publikált irodalomból összegyűjtendő további fontos adatok közé tartozik a vektor faj/vektorsűrűség/vektor RVFV pozitivitás, az állatok jelenléte/állatsűrűsége/állati RVFV pozitivitása, az ember-állat kontaktus, a populációsűrűség/populáció pozitivitás, a betegség megjelenési spektruma és súlyossága, más arbovírusok együttes keringése és az RVFV genetikai jellemzése különböző területeken.

7. Archivált minták tesztelése:

Ezt a megközelítést a Kongói Demokratikus Köztársaságban fogják alkalmazni a következő vizsgálatokból gyűjtött minták felhasználásával:

A. vizsgálat: Egy keresztmetszeti vizsgálat, amely gyermekek és felnőttek ambuláns akut lázas szindrómáit is magában foglalta, 2015 novembere és 2016 júniusa között Kinshasában, Kongói Demokratikus Köztársaságban: 342, 2 és 68 év közötti beteget vontak be. A vizsgálatot egy nyilvános adattárban regisztrálták (https://www.clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT02656862); és az Institute of Tropical Medicine és a belga fejlesztési együttműködés, valamint a Vlaamse Interuniversitaire Raad – Universitaire Ontwikkelingssamenwerking (VLIR-UOS, ZRDC2014MP083 támogatási hivatkozás) közötti keretmegállapodás alapján finanszírozták. Ezeket a mintákat szerológiai és molekuláris technikákkal elemezzük az anti-RVF antitestek vagy RVFV nukleinsav kimutatására.

B vizsgálat: archivált mintákat gyűjtöttek szarvasmarhákból és kecskékből a gomai vágóhidakon, valamint az Észak-Kivu tartományban található szarvasmarha-telepeken 2017-ben. Ezen állatok egy része a szomszédos országokból származott, és hasznos anyagokat kínál az RVFV-keringés kockázatának felméréséhez a régióban. Az anti-RVF antitestek és az RVFV nukleinsav kimutatására szerológiai és molekuláris technikákat alkalmaznak.

C. vizsgálat: A Virunga Parkban vadon élő állatokból gyűjtött és a gomai Állatorvosi Laboratóriumban tartott archivált mintákat RVF elleni antitestek és RVFV nukleinsav jelenlétére szűrik. E minták többsége főemlősöktől származik, amelyeket a helyi lakossággal szoros kapcsolatban neveltek. Az ilyen minták hasznos információkkal szolgálnak az RVF keringéséről a vadasparkon belüli vadállat-ember interfészen.