Plasmodium Falciparum genomisk intelligens i Mosambik (GenMoz)

Genomiske data utgjør et verdifullt tillegg til rutinemessig overvåking som kan veilede programmatiske beslutninger for å redusere byrden av infeksjonssykdommer. Imidlertid forblir den genomiske kapasiteten lav i Afrika. Denne studien tar sikte på å operasjonalisere et funksjonelt malaria molekylært overvåkingssystem i Mosambik som genererer pålitelige og reproduserbare genomiske data over tid for malariakontroll og eliminering. Denne prospektive overvåkingsstudien søker å generere P. falciparum genetiske data for å 1) overvåke molekylære markører for medikamentresistens og slettinger i raske diagnostiske testmål; 2) karakterisere overføringskilder (importerte/introduserte eller urfolk) i lave overføringsinnstillinger; og 3) kvantifisere overføringsnivåer og effektiviteten av antimalaria-intervensjoner.

Ni provinser ble identifisert gjennom konsultasjon med NMCP for inkludering i studien: Maputo, Maputo City, Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia og Sofala. Utvalg av studiesteder vil bli stratifisert etter overføringsintensitet i to hovedlag: A) lav overføring (Maputo-provinsen og Maputo City, hvor individuelle saksmeldinger er i kraft med det formål å fullstendig avbryte overføringen), og B) middels til - områder med høy overføring (Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia og Sofala-provinsene, målrettet av kontrollstrategier (ikke-eliminering). Provinsene ble valgt for å gi en rekke lav og middels til høy overføringsintensitet, geografier, klimatiske forhold, malaria-intervensjonsblandinger og populasjoner (symptomatisk, husholdningskontakter og vaktholdsgrupper). I områdene med lav overføring vil distrikter og steder prøves ut basert på historiske overvåkingsdata. I tillegg, i Maputo-provinsen, vil Ponta d'Ouro-grenseposten inkluderes for å fange opp potensielle importerte tilfeller av malaria.

Tørkede blodflekkerprøver og raske diagnostiske tester vil bli samlet inn på tvers av studiedistriktene gjennom en kombinasjon av tett (alle malariatilfeller) og målrettet (et utvalg av malariatilfeller) prøvetaking av malariasymptomatiske tilfeller ved lav malariaoverføring og middels til høy malaria henholdsvis overføringsområder. I områder med middels til høy malariaoverføring vil en andre, ikke-HRP2-basert test bli utført, og avvikende resultater som tyder på pfhrp2/3-slettinger vil bli registrert og analysert videre. Gravide kvinner som deltar på sitt første svangerskapsbesøk vil også bli inkludert for å vurdere deres verdi som sentinelpopulasjoner for molekylær overvåking. Skriftlig informert samtykke vil bli innhentet fra alle undersøkelsesdeltakere før undersøkelser og blodprøvetaking gjennomføres. I så fall vil informasjon om formålet med prøvesamlingen bli forklart, eventuelle spørsmål vil bli avklart, og skriftlig informert samtykke innhentes. Informasjonsarket og samtykkeskjemaet vil også inneholde tekst som forklarer informert samtykke for fremtidig bruk av biologiske prøver. Når det gjelder mindreårige, vil det bli innhentet samtykke fra foreldre eller foresatte. Feltarbeideren eller sykepleieren vil lese det informerte samtykkeskjemaet for voksne eller barnets forelder/foresatte og vil spørre dem om han/hun samtykker til at barnet hans/hennes deltar i studien. Et vitne vil bli pålagt å signere det informerte samtykket i tilfelle foreldre/foresatte til deltakeren er analfabeter. Samtykket vil være tilgjengelig på portugisisk og oversatt til det lokale språket som snakkes ved studieområdene. Informasjonsarket inneholder en kort beskrivelse av studien, datainnsamlingsprosedyren, blodprøveinnsamlingsprosedyren, potensiell skade for deltakerne, forventede fordeler og frivilligheten til deltakelse på alle stadier av intervjuet og blodprøvetakingen. To kopier vil bli signert av deltakeren og studieteammedlemmet som innhenter samtykke. Én kopi vil bli gitt til deltakeren, og den andre kopien vil bli oppbevart i studiefilen på CISM-kontoret.

Prøvestørrelse per prøvetakingsdomene har blitt estimert ved å ta hensyn til antimalaria- og diagnostisk resistens som et primært brukstilfelle, tatt i betraktning den ubetydelige transporten av molekylære markører for artemisininresistens og pfhrp2/3-delesjoner i Mosambik, og satt 5 % som advarselsterskel. Forutsatt 10 % av tap av prøver eller utolkbar analyse, vil en prøvestørrelse på opptil 500 per prøvetakingsdomene være tilstrekkelig til å: a) estimere en andel på 0,05 (markører for medikamentresistens eller pfhrp2-sletting) med 0,026 absolutt presisjon og 95 % konfidens og b) oppnå en styrke på 80 % for å oppdage en økning av genetisk markør (resistens eller sletting) fra 0 ‰ til 5 % ved en tosidig p-verdi på 0,01. Det er anslått at opptil 500 deltakere vil bli rekruttert i alle aldre til studien i hver prøveenhet (dvs. provins) på tvers av de som har tilgang til APE-er og helsefasiliteter (unntatt Maputo by og Maputo-provinsen hvor kontinuerlige innsamlinger kan overstige dette antallet og innsamling av husholdningskontaktprøver kan øke dette ytterligere). Vi vil målrette opp 500 RDT-positive gravide kvinner som går på ANC-klinikker i alle middels til høye overføringsdistrikter og i områder med lav overføring hvert år i en periode på tre år. Et fleksibelt og adaptivt prøvetakingsskjema vil bli fulgt, hvor a) estimater generert i løpet av første halvdel av prosjektet vil informere etterfølgende prøvetakingsordninger og b) ikke alle prøvene som samles inn vil bli analysert (noen av dem vil bli lagret som referansemateriale eller for bekreftelse av funn).

Prosjektet vil også dra nytte av intervensjonsstudier og overvåkingsaktiviteter som gjennomføres i Mosambik mellom 2021 og 2024, nemlig: Malaria Indicator Survey (2022-2023) i Sør-Mozambique; Therapeutic Efficacy Survey (2022) på sentinelsteder i landet (Cabo Delgado, Tete, Sofala, Zambézia og Inhambane); reaktive overvåkingsaktiviteter (Maputo-provinsen); en fase III klynge-randomisert, åpen klinisk studie for å studere sikkerheten og effekten av ivermectin massemedisin for å redusere malariaoverføring (Zambezia; 2022); et storstilt implementeringsutviklingsprosjekt som tar sikte på å maksimere levering og opptak av intermitterende forebyggende behandling i spedbarnsalder (IPTi) (Inhambane; 2022-2024); en hybrid effektivitet-implementeringsstudie for å evaluere gjennomførbarheten og effektiviteten av sesongbasert malariakjemoprevensjon (SMC) med sulfadoksin-pyrimetamin og amodiakin (Nampula; 2022); og en programmatisk levering av en populasjonsbasert massemedisinadministrasjon med dihydroartemisinin-piperakin (Gaza-provinsen; 2022-2023).

Molekylær analyse vil bli utført ved CISM. Innledende planlagte genomiske analyser av parasitt-DNA er som følger, selv om det er mulig at forbedrede teknologier, protokoller og/eller ytterligere parasitt-genomiske mål av interesse kan bli tydelige i løpet av dette prosjektet, delvis fra erfaringer fra dataene generert her. . Informative SNP-er og korte haplotyper vil bli målrettet ved bruk av multipleksede primere på flankerende sekvenser, med en rekke amplikonstørrelser på ~150-250 bp (dekket av en paret endeavlesning). Målrettede amplikoner oppnådd ved PCR på genomisk DNA ved bruk av universelle tags, Illumina-spesifikke adaptere og prøvespesifikk strekkode vil bli samlet for å lage et enkelt produktbibliotek, som vil bli sekvensert (paret ende 150-bp) på en Illumina MiSeq eller NextSeq. Alternative molekylære tilnærminger vil bli brukt hvis enkelt multiplekset amplikon-tilnærming ikke gir de forventede resultatene. Prøver vil også bli brukt til annen molekylær analyse av programmatisk interesse, slik som påvisning av Plasmodium-arter, parasittantigener, serologiske markører for parasitteksponering (antistoffer) og parasitt-RNA-baserte markører (dvs. gametocytter). For kvalitetskontrollformål vil opptil 5 % av de analyserte prøvene transporteres til UCSF (USA) og/eller ISGlobal (Spania) for sekundæranalyse.

Sekvenser generert gjennom analyse av innsamlede prøver (fra Mosambik og naboland) vil bli integrert i en kuratert katalog med genomiske data sammen med relevant klinisk og epidemiologisk informasjon. Disse databasene vil bli gjort offentlig tilgjengelige i depoter med åpen tilgang som European Nucleotide Archive (ENA) og MalariaGen Resource Center. For å lette tilgjengelighet og bruk av data, og for å oppnå en meningsfull integrasjon med andre kilder til overvåkingsdata, vil genetisk informasjon bli inkorporert i det DHIS2-baserte integrerte malariainformasjonslagringssystemet (iMISS), som nå rulles ut. iMISS inkluderer: saksdata, fokusundersøkelser, entomologiske overvåkingsdata og intervensjonsdata. Datavisualiseringer og dashboards vil bli definert i samarbeid med alle brukere og interessenter og tilpasset det nåværende arbeidet ledet av WHO GMP angående standardisering av malaria-dashboards. Vi vil etablere risikoprofilalgoritmer og tolkningskomponenter som er i stand til å generere resultater på a) landsdekkende antimalariaresistensprofiler (rullende basis); b) i områder med svært lav overføring, genetisk tilkobling og saksklassifisering (sammen med reisehistorikk og andre parametere hentet fra saksbaserte varslingsverktøy); og c) "høy byrde til høy effekt"-spesifikk analyse (dvs. stratifiserings- og trendanalyser for å utforske den potensielle effekten av intervensjonsblandinger implementert), avtales i samråd med WHO og SM&E TWG.