Molekylær overvåking av malaria i Mosambik (fase 2) (GenMoz2)

Målet med dette prosjektet er å styrke og skalere Molecular Malaria Surveillance (MMS) i Mosambik for kvalitet, rettidig og hensiktsmessig optimalisering av folkehelsefordelene av NMCP 2023-2030-strategien på både en proaktiv og adaptiv måte, ved å velge kombinasjoner av intervensjoner som maksimerer effekten på individ- og samfunnsnivå. De SPESIFIKKE MÅLENE og forventede programmatiske virkninger er:

MÅL 1: Sanntidssporing av biologiske trusler mot pågående NMCP-strategier:

Adresse diagnostiske feil, inkludert genslettinger i RDT-mål (HRP2/3) eller ikke-falciparum-infeksjoner. Programmatiske effekter inkluderer oppdatering av RDT-protokoller basert på prevalensgrenser for pfhrp2/3-slettinger eller ikke-falciparum-arter.

Vurder terapeutisk resistens gjennom molekylære markører for førstelinje ACT-resistens og støtte fra Therapeutic Efficacy Studies (TES), og skille gjenganger fra nye infeksjoner for å informere om effektivitetsestimater og inneslutningstiltak.

Identifisere overføringskilder lokalt og nasjonalt gjennom genetisk kasusklassifisering og utbruddsovervåking, forbedre målrettede intervensjoner og kilde-synk-dynamikk.

Forbedre Anopheles-artsidentifikasjon og populasjonsstrukturkarakterisering for å forbedre vektorkontrolleffektiviteten gjennom nøyaktig spesifikasjon via Vector Molecular Surveillance (VMS).

MÅL 2: Utvikle verktøy for å veilede beslutninger om verdien av alternative antimalariatilnærminger:

Evaluer nye kjemoprevensjonsmetoder ved å vurdere resistensmarkører til forebyggende antimalariamidler (SP, AQ, DHAp for IPTp, PMC, SMC, MDA) og modellere deres innvirkning under ulike resistensscenarier.

Bruk ANC-basert overvåking for å informere intervensjonsbeslutninger basert på malariaoverføringsdynamikk og overvåke pågående intervensjoners effektivitet.

Katalog vaksinefluktvarianter for å forutse utfordringer med vaksineeffektivitet etter utplassering.

Vurder virkningen av diversifisering av ACT-regimer på fremvoksende antimalariaresistens gjennom molekylær markøranalyse.

Gjennomføre genetisk mangfold overvåking av parasitter for å skreddersy intervensjonsstrategier på subnasjonalt nivå.

MÅL 3: Øke produksjonen og bruken av MMS-indikatorer for å informere beslutningstaking:

Optimaliser MMS-prosedyrer for å maksimere bruken av GenMoz2-data gjennom forbedrede samplingsstrategier og digitaliserte datainnsamlingsverktøy.

Forbedre datadeling og nytte for strømlinjeformet beslutningstaking via genetiske dashbord og integrering i NMCP tekniske gruppediskusjoner.

Øke NMCP-eierskapet til MMS-data gjennom opplæringstiltak og integrering i nasjonal strategisk planlegging.

Koble MMS med bredere overvåkingssystemer, kliniske utprøvinger og intervensjonsutplasseringer for å forbedre kontekstuell relevans og effektivitet.

RESULTATBASERTE RAMMEVERK

1. Utfall

   For å utnytte malariagenomikk for å optimalisere NMCP 2023-2030 strategi, vil dette prosjektet fokusere på å oppnå tre primære utfall (PO) og fem mellomliggende utfall (IO):

   PO 1: Sporing av biologiske trusler mot pågående NMCP-strategier: Styrk MMS for å oppdage nye varianter og forbedre intervensjonsdistribusjon.

   PO 2: Veiledende beslutninger om verdien av alternative antimalariatilnærminger: Utvikle verktøy for nye MMS-applikasjoner og lag en kuratert sekvenskatalog.

   PO 3: Øke produksjon og bruk av MMS-indikatorer for å informere beslutningstaking: Forbedre MMS-produksjon, deling og integrering i globale helsebeslutninger.

2. Utganger og metodikk:

Fem arbeidsstrømmer vil støtte disse resultatene, og legge til rette for omfattende malariakontroll og elimineringsarbeid i Mosambik.

Arbeidsstrøm 1. Sampling I forrige prosjekt (GenMoz1) utviklet vi et optimalt samplingdesign for MMS14. For det nåværende prosjektet vil vi bruke en multi-cluster probabilistic health facility survey (HFS) for å oppdage pfhrp2/3-delesjoner og markører for antimalariaresistens, med sikte på å samle inn 2840 biologiske prøver. Denne prøvetakingsstrategien vil bli justert basert på endringer i markørprevalens over tid. Vi vil også gjennomføre tett prøvetaking i distrikter rettet mot eliminering og ta prøver av gravide kvinner ved deres første ANC-besøk for å overvåke malariatrender og gi ytterligere biologiske prøver for MMS.

Undersøkelser av helseinstitusjoner vil involvere innsamling av tørkede blodflekker fra 60 RDT-bekreftede malariatilfeller per anlegg i 10 provinser, med sikte på å samle sekvensdata av høy kvalitet. For overvåking vil en sannsynlighetsmetode bli brukt for å velge helseinstitusjoner, med fokus på regioner med høy tilstedeværelse. Dette vil gjøre oss i stand til å oppdage motstandsmarkører med høy statistisk kraft.

Vi vil implementere målrettet prøvetaking ved sentinel helseinstitusjoner i fire distrikter der terapeutiske effektstudier (TES) gjennomføres, og samler prøver fra barn med ukomplisert P. falciparum malaria. ANC-basert overvåking vil overvåke malaria ved første ANC-besøk for å vurdere intervensjonseffekter på overføring og bidra til å informere om folkehelsestrategier.

Tett prøvetaking i områder med lav overføring vil identifisere overføringskilder, overvåke utbrudd og modellere finskala overføringsdynamikk. Det vil også bli samlet inn prøver for vektormyggovervåking (VMS) for å forstå Anopheles artsmangfold og malariaoverføring.

Kvalitetskontrolltiltak inkluderer bruk av Redcap-nettbrett for datafangst, regelmessig dataverifisering og systematisk prøvelagring hos CISM for å opprettholde DNA-integriteten. En kaskadestruktur vil visuelt spore fremdriften, og sikre datakvalitet og fullstendighet gjennom et internt ShinyDashboard.

Arbeidsstrøm 2. Molekylære bestemmelser

Workstream 2 fokuserer på avanserte genomiske sekvenseringsteknikker for å forbedre vår forståelse av malariaparasitter og vektorer. Multiplexed Amplicon-Based Sequencing (MAD4HatTeR-paneler) (Output 2.1) har som mål å sekvensere 7690 P. falciparum-prøver, påvise mikrohaplotyper, pfhrp2/3-delesjoner, pfcsp-polymorfismer, ikke-falciparum-arter og medikamentresistensmarkører. En robust bioinformatisk pipeline vil behandle data for å utlede alleliske frekvenser, identifisere genslettinger og standardisere dataformater. Sanntids-PCR vil utfylle sekvensering ved å bekrefte parasitttetthet og genetiske varianter. CISM vil utføre sekvensering, med ISGlobal som fører tilsyn med kvalitetskontroll og gir teknisk støtte.

Whole Genome Sequencing (WGS) (Output 2.2) vil analysere 500 P. falciparum-prøver ved Wellcome Sanger Institute for å identifisere genetiske markører assosiert med recrudescens og reinfeksjon, med fokus på prøver med forsinket klaring og behandlingssvikt. Genetisk mangfold innenfor parasittpopulasjoner vil bli vurdert ved hjelp av prøver samlet under helseinstitusjonsundersøkelser i 2022 og 2025, med data delt gjennom MalariaGEN og ENA-plattformene.

Vector Targeted Sequencing (Output 2.3) vil bruke Anospp-panelet fra WSI for å studere Anopheles artsmangfold, populasjonsstruktur og deres rolle i malariaoverføring. Denne metoden med høy gjennomstrømning forbedrer vektorkontrollarbeid ved å identifisere kryptiske arter og sekundære vektorer. Samarbeid med eksperter og prioritering av sør-sør partnerskap vil utforske alternative teknologier som MALDI-TOF MS for å forbedre vektorovervåking og kontrollstrategier.

Arbeidsstrøm 3. Epidemiologisk-genomisk analyse og modellering

I Workstream 3 fordyper vi oss i epidemiologisk-genomisk analyse og modellering for å forbedre vår forståelse av malariadynamikk og resistensmønstre. For antimalariaresistens (utgang 3.1), vil vi granske resistens på provinsnivå ved å bruke bioinformatikk-pipelines for å korrigere for polyklonalitet og estimere allelfrekvenser. Statistiske tester vil sammenligne resistensmarkørprevalens på tvers av forskjellige regioner og tidsrammer, og identifisere nye varianter av bekymring. HRP2/3-slettinger (Output 3.2) fokuserer på å vurdere pfhrp2/3-slettinger ved å bruke qPCR for å validere sekvenseringsmetoder for å oppdage gen-delesjoner. TES Outcome Correction (Output 3.3) tar sikte på å skille mellom gjengang og reinfeksjon i terapeutiske effektstudier (TES) ved bruk av msp1/msp2/polyA-genotyping og amplikonsekvensering, noe som forbedrer bevis for neste generasjons sekvenseringsbasert molekylær korreksjon.

I Import og overføring (Output 3.4) vil vi spore kilder for overføring og import av malaria i provinser gjennom genetiske slektskapsvurderinger, inkludert historiske data og reiserapporter. Genetic Diversity Metrics (Output 3.5) involverer utvikling av verktøy for å korrelere genetisk diversitetsmålinger med malariaoverføringsintensitet, og informerer om malariabelastningsestimater. Vaksinemotstandsovervåking (Output 3.6) fokuserer på å overvåke polymorfismer i circumsporozoite-proteinet for å identifisere potensielle vaksineunnslippingsvarianter, og gir grunnlagsdata for R21-malariavaksinens innvirkning. ANC-basert overvåking (output 3.7) utnytter data om svangerskapsomsorg (ANC), data på husholdningsnivå og kliniske kasusrapporter for å modellere malariaoverføring og evaluere intervensjonseffekter, og hjelpe til med optimal ressursallokering.

Malariaforekomstmodellering (utgang 3.8) har som mål å avgrense malariaforekomstestimater ved å ta hensyn til skjevheter i helsesøkende atferd, rapportering og testing, i samsvar med WHOs anbefalinger. Til slutt vil modelleringsharmonisering (utgang 3.9) harmonisere modelleringsaktiviteter ved å integrere genomiske og epidemiologiske data, produsere prediktive modeller for malariaoverføring og intervensjonseffekter, og veilede malariakontrollarbeid gjennom regelmessige NMCP-konsultasjoner.

Arbeidsstrøm 4. Databruk

For å optimere datanytten vil genetiske data bli integrert i det DHIS2-baserte iMISS-systemet, noe som forbedrer tilgjengeligheten ved å kombinere det med eksisterende saksdata, entomologisk overvåking og intervensjonsdata. iMISS, utviklet med NMCP-samarbeid, vil bli oppdatert med nye resistensdata og tilpasset for genetisk tilkobling og kasusklassifisering i områder med lav overføring som Magude-distriktet. Formater og visualiseringer vil bli definert med interessenter, med potensiell bruk av åpen kildekode-plattformer som Power BI eller R Shiny.

Regelmessige halvårlige møter med NMCP vil rapportere om iMISS-oppdateringer, mens MMS- og VMS-data vil bli delt i årlige regionale møter. Datadrevne plakater og en kvartalsvis portugisisk brosjyre vil engasjere helsepersonell og interessenter. CISM vil gi månedlige fremdriftsrapporter til NMCP, og avansert opplæring vil bli tilbudt gjennom workshops og nettkurs. Årlige workshops vil bygge genomiske ferdigheter, og en MMS-konkurranse vil stimulere til effektiv prøvetaking.

Integrert overvåking vil støtte initiativer som CHAMPS og seroovervåking av Salmonella Typhi. Kapasitetsbygging vil være rettet mot NMCP, INS, CISM-personell og unge malariaovervåkere. I Mosambik vil NMCP få akademisk og verkstedbasert opplæring. Angola vil dra nytte av et oversettende MMS-verksted i landet.

INS-trening vil følge en faset tilnærming, som starter med qPCR og går over til sekvensering. En mentorperiode vil sikre autonomi i malariagenomikk. Kvalitetskontroll vil inkludere DBS-kontroller og bioinformatisk QC ved bruk av tilpassede R-skript. VMS kapasitetsbygging vil fokusere på å etablere en NGS-basert analyse for VMS, med samarbeid fra vektormolekylære eksperter. Tre CISM-forskere vil oppnå høyere grad, noe som bidrar til MMS-kapasitet, og en spesialisert modul vil trene studentene i metoder for patogenovervåking.

Arbeidsstrøm 5. Prosjektledelse En effektiv prosjektledelse av prosjektet er nødvendig for å sikre at aktivitetene gjennomføres til rett tid og med kvalitet. For å oppnå dette vil det bli gjennomført flere aktiviteter. Først vil det etableres en omfattende driftsplan (detaljering av leverandørvalg, vedlikeholdsplaner, lagerstyring og transportlogistikk) for å administrere innkjøp, vedlikehold og logistikk for å sikre effektiv bruk av ressurser og minimere forsinkelser. Månedlige ledermøter vil overvåke økonomisk og ressursallokering, og et felles sporingsdokument vil lette denne innsatsen. I tillegg vil en risikoreduksjonsstrategi identifisere og adressere potensielle prosjektrisikoer fra begynnelsen. For det andre vil effektiv kommunikasjon og samarbeid mellom interessenter fremmes gjennom månedlige møter for å gi oppdateringer og strategiske justeringer, med ytterligere halvårlige møter med NMCP og regelmessige arbeidsgruppemøter. Programmatisk innvirkning vil bli vurdert gjennom policygjennomganger, møtereferater og årlige undersøkelser for å måle hvordan prosjektgenerert bevis informerer NMCPs malariakontrollstrategier. For det tredje vil det utvikles en plan for overvåking og evaluering (M&E) for å sikre rettidig og omfattende prosjektsporing. Trimestral-vurderinger vil overvåke resultatene, med en delt mappe for tilgang til interessenter. En årlig tilbakemeldingsvurdering vil legge til rette for kontinuerlig forbedring basert på interessentenes innspill. En sluttlinjeundersøkelse vil dokumentere erfaringer, identifisere barrierer og tilretteleggere for prosjektsuksess, og informere om fremtidige strategier. Til slutt vil prosjektet fremme likestilling ved å fremheve bidragene til mozambikiske kvinnelige forskere gjennom visuelt tiltalende plakater distribuert i utdannings- og offentlige rom. Aktiviteter på den internasjonale dagen for kvinner og jenter i vitenskap vil synliggjøre viktigheten av kvinners deltakelse i vitenskap og teknologi.