Plasmodium Falciparum Genomic Intelligence in Mozambique (GenMoz)

Genomische gegevens vormen een waardevolle aanvulling op routinematige surveillance die programmatische beslissingen kan sturen om de last van infectieziekten te verminderen. De genomische capaciteiten blijven echter laag in Afrika. Deze studie heeft tot doel een functioneel moleculair surveillancesysteem voor malaria in Mozambique te operationaliseren dat in de loop van de tijd betrouwbare en reproduceerbare genomische gegevens genereert voor de bestrijding en eliminatie van malaria. Deze prospectieve surveillancestudie tracht genetische gegevens van P. falciparum te genereren om 1) moleculaire markers van geneesmiddelresistentie en deleties in snelle diagnostische testdoelen te monitoren; 2) transmissiebronnen karakteriseren (geïmporteerd/geïntroduceerd of inheems) in lage transmissie-instellingen; en 3) transmissieniveaus en de effectiviteit van antimalaria-interventies kwantificeren.

Na overleg met de NMCP werden negen provincies geïdentificeerd voor opname in de studie: Maputo, Maputo City, Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia en Sofala. Selectie van onderzoekslocaties zal worden gestratificeerd op basis van transmissie-intensiteit in twee hoofdstrata: A) lage transmissie (provincie Maputo en Maputo City, waar melding van individuele gevallen van kracht is met het oog op een volledige onderbreking van transmissie), en B) middelmatige tot -gebieden met hoge transmissie (provincies Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia en Sofala, doelwit van controlestrategieën (niet-eliminatie). De provincies werden geselecteerd om te voorzien in een reeks van lage en middelhoge tot hoge transmissie-intensiteit, geografieën, klimatologische omstandigheden, mixen van malaria-interventies en populaties (symptomatisch, huishoudelijke contacten en peilgroepen). In de laagtransmissiegebieden worden wijken en locaties bemonsterd op basis van historische surveillancegegevens. Bovendien zal in de provincie Maputo de grenspost Ponta d'Ouro worden opgenomen om potentiële geïmporteerde gevallen van malaria op te sporen.

Gedroogde bloedvlekmonsters en snelle diagnostische tests zullen worden verzameld in de studiedistricten door een combinatie van dichte (alle malariagevallen) en gerichte (een selectie van malariagevallen) bemonstering van malariasymptomatische gevallen bij lage malaria-overdracht en middelhoge tot hoge malaria respectievelijk transmissiegebieden. In gebieden met gemiddelde tot hoge malariatransmissie zal een tweede, niet op HRP2 gebaseerde test worden uitgevoerd en afwijkende resultaten die wijzen op pfhrp2/3-deleties zullen worden geregistreerd en verder geanalyseerd. Zwangere vrouwen die hun eerste prenatale zorgbezoek bijwonen, zullen ook worden opgenomen om hun waarde als peilpopulatie voor moleculaire surveillance te beoordelen. Schriftelijke geïnformeerde toestemming zal worden gevraagd aan alle deelnemers aan de enquête voordat enquêtes en bloedmonsters worden afgenomen. In dat geval wordt informatie over het doel van de monsterafname toegelicht, worden eventuele vragen verduidelijkt en wordt schriftelijke geïnformeerde toestemming verkregen. Het informatieblad en het toestemmingsformulier zullen ook tekst bevatten waarin geïnformeerde toestemming voor toekomstig gebruik van biologische specimens wordt uitgelegd. Bij minderjarigen wordt toestemming gevraagd aan de ouders of voogd. De veldwerker of verpleegkundige leest het toestemmingsformulier voor aan volwassenen of de ouder/voogd van het kind en vraagt ​​hen of hij/zij akkoord gaat met deelname van zijn/haar kind aan het onderzoek. Een getuige moet de geïnformeerde toestemming ondertekenen in het geval dat de ouder/voogd van de deelnemer analfabeet is. De toestemming zal beschikbaar zijn in het Portugees en vertaald in de lokale taal die in de studiegebieden wordt gesproken. Het informatieblad bevat een korte beschrijving van het onderzoek, de procedure voor het verzamelen van gegevens, de procedure voor het verzamelen van bloedmonsters, de mogelijke schade voor deelnemers, de verwachte voordelen en de vrijwillige aard van deelname in alle stadia van het interview en de bloedafname. Twee exemplaren worden ondertekend door de deelnemer en het lid van het studieteam dat de toestemming verkrijgt. Eén exemplaar wordt aan de deelnemer gegeven en het andere exemplaar wordt bewaard in het studiedossier op het CISA-kantoor.

De steekproefomvang per bemonsteringsdomein is geschat, rekening houdend met antimalaria- en diagnostische resistentie als primaire use-case, rekening houdend met het verwaarloosbare dragerschap van moleculaire markers van artemisinineresistentie en pfhrp2/3-deleties in Mozambique, en met een waarschuwingsdrempel van 5%. Uitgaande van 10% verlies van monsters of oninterpreteerbare analyse, zou een steekproefomvang van maximaal 500 per bemonsteringsdomein voldoende zijn om: a) een percentage van 0,05 te schatten (markers van geneesmiddelresistentie of pfhrp2-deletie) met een absolute precisie van 0,026 en 95% betrouwbaarheid en b) een power van 80% bereiken voor het detecteren van een toename van de genetische marker (resistentie of deletie) van 0 ‰ naar 5% bij een tweezijdige p-waarde van 0,01. Naar schatting zullen tot 500 deelnemers uit alle leeftijden worden gerekruteerd voor het onderzoek in elke steekproefeenheid (d.w.z. provincie) voor degenen die toegang hebben tot APE's en gezondheidsfaciliteiten (behalve de stad Maputo en de provincie Maputo, waar continue verzamelingen dit aantal kunnen overschrijden en het verzamelen van contactmonsters van huishoudens dit verder kan verhogen). We zullen ons gedurende een periode van drie jaar richten op 500 RDT-positieve zwangere vrouwen die ANC-klinieken bezoeken in alle districten met middelhoge tot hoge transmissie en in gebieden met lage transmissie. Er zal een flexibel en aanpasbaar bemonsteringsschema worden gevolgd, waarbij a) schattingen die tijdens de eerste helft van het project worden gegenereerd, de volgende bemonsteringsschema's zullen vormen en b) niet alle verzamelde monsters zullen worden geanalyseerd (sommige zullen worden opgeslagen als referentiemateriaal of voor bevestiging van bevindingen).

Het project zal ook gebruikmaken van interventiestudies en surveillanceactiviteiten die tussen 2021 en 2024 in Mozambique worden uitgevoerd, namelijk: de Malaria Indicator Survey (2022-2023) in het zuiden van Mozambique; de Therapeutic Efficacy Survey (2022) op peilstations in het land (Cabo Delgado, Tete, Sofala, Zambézia en Inhambane); reactieve bewakingsactiviteiten (provincie Maputo); een fase III cluster-gerandomiseerde, open-label, klinische studie om de veiligheid en werkzaamheid van massale toediening van ivermectine te bestuderen om de overdracht van malaria te verminderen (Zambezia; 2022); een grootschalig implementatieontwikkelingsproject gericht op het maximaliseren van de levering en acceptatie van intermitterende preventieve behandeling in de kindertijd (IPTi) (Inhambane; 2022-2024); een hybride effectiviteits-implementatiestudie om de haalbaarheid en effectiviteit van seizoensgebonden malariachemopreventie (SMC) met sulfadoxine-pyrimethamine en amodiaquine te evalueren (Nampula; 2022); en een programmatische levering van een op de bevolking gebaseerde massale medicijntoediening met dihydroartemisinine-piperaquine (provincie Gaza; 2022-2023).

Moleculaire analyse zal worden uitgevoerd bij CISM. De initiële geplande genomische analyses van parasiet-DNA zijn als volgt, hoewel het mogelijk is dat verbeterde technologieën, protocollen en/of aanvullende genomische doelwitten van parasieten in de loop van dit project duidelijk worden, deels uit lessen die zijn getrokken uit de hierin gegenereerde gegevens . Informatieve SNP's en korte haplotypes zullen worden getarget met behulp van gemultiplexte primers op flankerende sequenties, met een bereik van amplicongrootte van ~ 150-250 bp (bedekt door een gepaarde einduitlezing). Gerichte amplicons verkregen door PCR op genomisch DNA met behulp van universele tags, Illumina-specifieke adapters en monster-specifieke streepjescode zullen worden samengevoegd om een ​​enkele productbibliotheek te creëren, die zal worden gesequenced (gepaard einde 150-bp) op een Illumina MiSeq of NextSeq. Alternatieve moleculaire benaderingen zullen worden gebruikt als de enkelvoudig gemultiplexte ampliconbenadering niet de verwachte resultaten oplevert. Monsters zullen ook worden gebruikt voor andere moleculaire analyses van programmatisch belang, zoals de detectie van Plasmodium-soorten, parasitaire antigenen, serologische markers van blootstelling aan parasieten (antilichamen) en parasiet-RNA-gebaseerde markers (d.w.z. gametocyten). Voor kwaliteitscontroledoeleinden wordt tot 5% van de geanalyseerde monsters naar UCSF (VS) en/of ISGlobal (Spanje) vervoerd voor secundaire analyse.

Sequenties die zijn gegenereerd door de analyse van verzamelde monsters (uit Mozambique en aangrenzende landen) zullen worden geïntegreerd in een samengestelde catalogus van genomische gegevens, samen met relevante klinische en epidemiologische informatie. Deze databases zullen openbaar beschikbaar worden gesteld in open access repositories zoals het European Nucleotide Archive (ENA) en het MalariaGen Resource Center. Om de toegankelijkheid en het gebruik van gegevens te vergemakkelijken en om een ​​zinvolle integratie met andere bronnen van surveillancegegevens te verkrijgen, zal genetische informatie worden opgenomen in het op DHIS2 gebaseerde geïntegreerde informatieopslagsysteem voor malaria (iMISS), dat momenteel wordt uitgerold. De iMISS omvat: casusgegevens, focusonderzoeken, entomologische surveillancegegevens en interventiegegevens. Datavisualisaties en dashboards zullen worden gedefinieerd in samenwerking met alle gebruikers en belanghebbenden en afgestemd op het huidige werk onder leiding van WHO GMP met betrekking tot standaardisatie van malariadashboards. We zullen algoritmen voor risicoprofielen en interpretatiecomponenten opstellen die output kunnen genereren op basis van a) antimalariaresistentieprofielen in het hele land (doorlopende basis); b) in gebieden met een zeer lage transmissie, genetische connectiviteit en classificatie van gevallen (samen met reisgeschiedenis en andere parameters verkregen uit op gevallen gebaseerde meldingstools); en c) "hoge last naar hoge impact"-specifieke analyse (d.w.z. stratificatie- en trendanalyses voor het verkennen van de potentiële impact van geïmplementeerde interventiemixen), overeen te komen in overleg met de WHO en de SM&E TWG.