Plasmodium Falciparum Genomic Intelligence w Mozambiku (GenMoz)

Dane genomowe stanowią cenne uzupełnienie rutynowego nadzoru, które może kierować programowymi decyzjami w celu zmniejszenia obciążenia chorobami zakaźnymi. Jednak możliwości genomiczne w Afryce pozostają niskie. Celem tego badania jest operacjonalizacja funkcjonalnego systemu nadzoru molekularnego malarii w Mozambiku, który generuje wiarygodne i powtarzalne dane genomowe w czasie w celu kontroli i eliminacji malarii. To prospektywne badanie obserwacyjne ma na celu wygenerowanie danych genetycznych P. falciparum w celu 1) monitorowania molekularnych markerów lekooporności i delecji w celach szybkich testów diagnostycznych; 2) scharakteryzować źródła transmisji (importowane/sprowadzone lub rodzime) w warunkach niskiej transmisji; oraz 3) określić ilościowo poziomy transmisji i skuteczność interwencji przeciwmalarycznych.

W ramach konsultacji z NMCP wybrano dziewięć prowincji do włączenia do badania: Maputo, Maputo City, Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia i Sofala. Wybór miejsc do badań zostanie podzielony według intensywności transmisji na dwie główne warstwy: A) niska transmisja (prowincja Maputo i miasto Maputo, gdzie obowiązuje powiadomienie o indywidualnym przypadku w celu całkowitego przerwania transmisji) oraz B) średnia do -obszary o wysokiej transmisji (prowincje Gaza, Inhambane, Niassa, Manica, Nampula, Zambezia i Sofala, będące celem strategii kontroli (nieeliminacji)). Prowincje zostały wybrane tak, aby zapewnić zakres niskiej i średniej do wysokiej intensywności transmisji, geografii, warunków klimatycznych, mieszanek interwencji malarii i populacji (z objawami, kontaktami domowymi i grupami wartowniczymi). Na obszarach o niskiej transmisji próbki zostaną pobrane z dzielnic i lokalizacji w oparciu o historyczne dane z monitoringu. Dodatkowo w prowincji Maputo zostanie włączony posterunek graniczny Ponta d'Ouro w celu wychwytywania potencjalnych importowanych przypadków malarii.

Suszone próbki krwi i szybkie testy diagnostyczne zostaną zebrane w okręgach badawczych poprzez połączenie gęstego (wszystkie przypadki malarii) i ukierunkowanego (wybrane przypadki malarii) pobierania próbek przypadków z objawami malarii w przypadku niskiej transmisji malarii oraz średniej do wysokiej malarii odpowiednio obszary transmisji. Na obszarach o średniej do wysokiej transmisji malarii zostanie przeprowadzony drugi test, nie oparty na HRP2, a rozbieżne wyniki sugerujące delecje pfhrp2/3 zostaną zarejestrowane i poddane dalszej analizie. Kobiety w ciąży uczestniczące w pierwszej wizycie w opiece przedporodowej zostaną również uwzględnione w celu oceny ich wartości jako populacji wartowniczych do nadzoru molekularnego. Pisemna świadoma zgoda będzie wymagana od wszystkich uczestników badania przed przeprowadzeniem badań i pobraniem próbek krwi. W takim przypadku zostaną wyjaśnione informacje o celu pobrania próbki, wyjaśnione zostaną wszelkie pytania i uzyskana zostanie pisemna świadoma zgoda. Arkusz informacyjny i formularz zgody będą również zawierały tekst wyjaśniający świadomą zgodę na wykorzystanie próbek biologicznych w przyszłości. W przypadku osób niepełnoletnich wymagana będzie zgoda rodziców lub opiekunów. Pracownik terenowy lub pielęgniarka przeczyta formularz świadomej zgody osobom dorosłym lub rodzicowi/opiekunowi dziecka i zapyta ich, czy wyraża zgodę na udział dziecka w badaniu. Świadek będzie zobowiązany do podpisania świadomej zgody w przypadku analfabetyzmu rodzica/opiekuna uczestnika. Zgoda będzie dostępna w języku portugalskim i przetłumaczona na lokalny język używany na obszarach studiów. Karta informacyjna zawiera krótki opis badania, procedurę zbierania danych, procedurę pobierania krwi, potencjalną szkodę dla uczestników, oczekiwane korzyści oraz dobrowolny charakter udziału na wszystkich etapach wywiadu i pobierania krwi. Dwa egzemplarze zostaną podpisane przez uczestnika i członka zespołu badawczego uzyskującego zgodę. Jedna kopia zostanie przekazana uczestnikowi, a druga kopia będzie przechowywana w aktach badania w biurze CISM.

Wielkość próbki na domenę próbkowania oszacowano, biorąc pod uwagę oporność przeciwmalaryczną i diagnostyczną jako podstawowy przypadek użycia, biorąc pod uwagę znikome przenoszenie markerów molekularnych oporności na artemizyninę i delecje pfhrp2/3 w Mozambiku oraz ustalając 5% jako próg ostrzegawczy. Zakładając 10% utraty próbek lub niemożliwą do interpretacji analizę, wielkość próbki do 500 na domenę pobierania próbek byłaby odpowiednia do: a) oszacowania odsetka 0,05 (markery lekooporności lub delecji pfhrp2) z dokładnością bezwzględną 0,026 i 95% pewności i b) osiągnąć moc 80% dla wykrycia wzrostu markera genetycznego (oporności lub delecji) od 0 ‰ do 5% przy dwustronnej wartości p równej 0,01. Szacuje się, że do badania w każdej jednostce losowania (tj. prowincja) we wszystkich tych, którzy mają dostęp do małp człekokształtnych i placówek opieki zdrowotnej (z wyjątkiem miasta Maputo i prowincji Maputo, gdzie liczba ciągłych pobrań może przekroczyć tę liczbę, a pobieranie próbek z gospodarstw domowych może ją jeszcze zwiększyć). Każdego roku przez okres trzech lat będziemy kierować reklamy do 500 kobiet w ciąży z RDT-dodatnim, uczęszczających do klinik ANC we wszystkich okręgach o średniej i wysokiej transmisji oraz na obszarach o niskiej transmisji. Zastosowany zostanie elastyczny i adaptacyjny schemat pobierania próbek, w którym a) szacunki wygenerowane w pierwszej połowie projektu będą stanowić podstawę kolejnych schematów pobierania próbek oraz b) nie wszystkie pobrane próbki zostaną poddane analizie (niektóre z nich będą przechowywane jako materiały odniesienia lub do potwierdzenie ustaleń).

Projekt będzie również wykorzystywał badania interwencyjne i działania obserwacyjne prowadzone w Mozambiku w latach 2021-2024, a mianowicie: badanie wskaźnika malarii (2022-2023) w południowym Mozambiku; Therapeutic Efficacy Survey (2022) w miejscach wartowniczych w kraju (Cabo Delgado, Tete, Sofala, Zambézia i Inhambane); reaktywne działania obserwacyjne (prowincja Maputo); randomizowane, otwarte badanie kliniczne fazy III w celu zbadania bezpieczeństwa i skuteczności masowego podawania leku iwermektyny w celu zmniejszenia przenoszenia malarii (Zambezia; 2022); szeroko zakrojony projekt wdrożeniowy mający na celu maksymalizację dostarczania i przyjmowania okresowego leczenia zapobiegawczego u niemowląt (IPTi) (Inhambane; 2022-2024); hybrydowe badanie skuteczności i wdrożenia w celu oceny wykonalności i skuteczności chemoprewencji sezonowej malarii (SMC) za pomocą sulfadoksyny-pirymetaminy i amodiachiny (Nampula; 2022); oraz programowe dostarczanie masowego podawania leków w populacji za pomocą dihydroartemizyniny-piperachiny (prowincja Gaza; 2022-2023).

Analiza molekularna zostanie przeprowadzona w CISM. Wstępne planowane analizy genomowe DNA pasożytów są następujące, chociaż możliwe jest, że udoskonalone technologie, protokoły i/lub dodatkowe cele genomowe pasożytów będące przedmiotem zainteresowania mogą ujawnić się w trakcie tego projektu, częściowo na podstawie wniosków wyciągniętych z danych tu wygenerowanych . Informacyjne SNP i krótkie haplotypy będą ukierunkowane przy użyciu multipleksowanych starterów na sekwencjach flankujących, z zakresem wielkości amplikonu ~ 150-250 bp (objęty odczytem sparowanych końców). Ukierunkowane amplikony otrzymane metodą PCR na genomowym DNA przy użyciu uniwersalnych znaczników, specyficznych dla Illumina adapterów i specyficznych dla próbki kodów kreskowych zostaną połączone w celu utworzenia jednej biblioteki produktów, która zostanie zsekwencjonowana (sparowane końce 150 pz) na Illumina MiSeq lub NextSeq. Jeżeli podejście oparte na pojedynczym multipleksowanym amplikonie nie przyniesie oczekiwanych rezultatów, zastosowane zostaną alternatywne podejścia molekularne. Próbki będą również wykorzystywane do innych analiz molekularnych o znaczeniu programowym, takich jak wykrywanie gatunków Plasmodium, antygenów pasożytów, serologicznych markerów ekspozycji na pasożyty (przeciwciała) i markerów opartych na RNA pasożyta (tj. gametocytów). Do celów kontroli jakości do 5% analizowanych próbek zostanie przetransportowanych do UCSF (USA) i/lub ISGlobal (Hiszpania) do analizy wtórnej.

Sekwencje wygenerowane na podstawie analizy pobranych próbek (z Mozambiku i krajów sąsiednich) zostaną włączone do wyselekcjonowanego katalogu danych genomowych wraz z odpowiednimi informacjami klinicznymi i epidemiologicznymi. Te bazy danych zostaną udostępnione publicznie w ogólnodostępnych repozytoriach, takich jak Europejskie Archiwum Nukleotydów (ENA) i Centrum Zasobów MalariaGen. Aby ułatwić dostępność i wykorzystanie danych oraz uzyskać znaczącą integrację z innymi źródłami danych z nadzoru, informacje genetyczne zostaną włączone do zintegrowanego systemu przechowywania informacji o malarii (iMISS) opartego na DHIS2, który jest obecnie wdrażany. iMISS zawiera: dane dotyczące przypadków, badania ogniskowe, dane z obserwacji entomologicznej oraz dane dotyczące interwencji. Wizualizacje danych i pulpity nawigacyjne zostaną zdefiniowane we współpracy ze wszystkimi użytkownikami i zainteresowanymi stronami oraz dostosowane do bieżących prac prowadzonych przez WHO GMP dotyczących standaryzacji pulpitów nawigacyjnych malarii. Ustanowimy algorytmy profili ryzyka i komponenty interpretacji, które będą w stanie generować dane wyjściowe na podstawie a) ogólnokrajowych profili odporności na malarię (podstawa krocząca); b) na obszarach o bardzo niskiej transmisji, łączność genetyczna i klasyfikacja przypadków (wraz z historią podróży i innymi parametrami uzyskanymi z narzędzi powiadamiania opartych na przypadkach); oraz c) analiza specyficzna „od dużego obciążenia do dużego wpływu” (tj. analizy stratyfikacji i trendów w celu zbadania potencjalnego wpływu wdrożonych kombinacji interwencji), które należy uzgodnić w porozumieniu z WHO i TWG ds. SM&E.