Nadzór molekularny malarii w Mozambiku (faza 2) (GenMoz2)

CELEM tego projektu jest wzmocnienie i skalowanie nadzoru nad malarią molekularną (MMS) w Mozambiku w celu zapewnienia wysokiej jakości, terminowej i odpowiedniej optymalizacji korzyści dla zdrowia publicznego wynikających ze strategii NMCP 2023–2030, zarówno w sposób proaktywny, jak i adaptacyjny, wybierając kombinacje interwencje, które maksymalizują wpływ na poziomie indywidualnym i społecznościowym. SZCZEGÓŁOWE CELE i oczekiwane skutki programowe to:

CEL 1: Śledzenie w czasie rzeczywistym zagrożeń biologicznych dla bieżących strategii NMCP:

Rozwiązanie problemu błędów diagnostycznych, w tym delecji genów w obiektach docelowych RDT (HRP2/3) lub infekcji innych niż falciparum. Skutki programowe obejmują aktualizację protokołów RDT w oparciu o progi częstości występowania delecji pfhrp2/3 lub gatunków innych niż falciparum.

Ocena oporności terapeutycznej za pomocą markerów molekularnych pierwszej linii oporności na ACT i wsparcie z badań skuteczności terapeutycznej (TES), odróżniające nawroty od nowych infekcji, aby uzyskać informacje na temat szacunków skuteczności i środków powstrzymujących.

Identyfikuj źródła transmisji na poziomie lokalnym i krajowym poprzez klasyfikację przypadków genetycznych i monitorowanie epidemii, usprawniając ukierunkowane interwencje i dynamikę źródła-ujścia.

Udoskonalenie identyfikacji gatunków Anopheles i charakterystyki struktury populacji w celu poprawy skuteczności kontroli wektorów poprzez dokładną specjację za pomocą wektorowego nadzoru molekularnego (VMS).

CEL 2: Opracowanie narzędzi pomagających w podejmowaniu decyzji dotyczących wartości alternatywnych metod leczenia malarii:

Ocena nowych metod chemioprewencji poprzez ocenę markerów oporności na zapobiegawcze leki przeciwmalaryczne (SP, AQ, DHAp dla IPTp, PMC, SMC, MDA) i modelowanie ich wpływu w różnych scenariuszach oporności.

Wykorzystaj nadzór oparty na ANC, aby podejmować decyzje interwencyjne w oparciu o dynamikę przenoszenia malarii i monitorować skuteczność bieżących interwencji.

Kataloguj warianty ucieczki szczepionek, aby przewidzieć wyzwania związane ze skutecznością szczepionki po jej wdrożeniu.

Ocena wpływu różnicowania schematów leczenia ACT na pojawiającą się oporność na leki przeciwmalaryczne poprzez analizę markerów molekularnych.

Przeprowadzić nadzór nad różnorodnością genetyczną pasożytów, aby dostosować strategie interwencyjne na poziomie niższym niż krajowy.

CEL 3: Zwiększenie produkcji i wykorzystania wskaźników MMS na potrzeby procesu decyzyjnego:

Optymalizuj procedury MMS, aby zmaksymalizować wykorzystanie danych GenMoz2 poprzez ulepszone strategie próbkowania i cyfrowe narzędzia do gromadzenia danych.

Lepsze udostępnianie danych i ich użyteczność w usprawnionym podejmowaniu decyzji poprzez genetyczne pulpity nawigacyjne i integrację z dyskusjami grup technicznych NMCP.

Zwiększaj własność NMCP w zakresie danych MMS poprzez inicjatywy szkoleniowe i integrację z krajowym planowaniem strategicznym.

Połącz MMS z szerszymi systemami nadzoru, badaniami klinicznymi i wdrożeniami interwencyjnymi, aby zwiększyć znaczenie kontekstowe i skuteczność.

RAMY OPARTE NA WYNIKACH

1. Wyniki

   Aby wykorzystać genomikę malarii do optymalizacji strategii NMCP 2023–2030, projekt ten skoncentruje się na osiągnięciu trzech głównych wyników (PO) i pięciu wyników pośrednich (IO):

   Opcja 1: Śledzenie zagrożeń biologicznych dla bieżących strategii NMCP: Wzmocnienie MMS w celu wykrywania pojawiających się wariantów i usprawnienia wdrażania interwencji.

   Opcja 2: Kierunkowe decyzje dotyczące wartości alternatywnych metod leczenia malarii: Opracuj narzędzia do nowych zastosowań MMS i utwórz wyselekcjonowany katalog sekwencji.

   Opcja 3: Zwiększanie produkcji i wykorzystania wskaźników MMS wspomagających proces decyzyjny: Zwiększenie produkcji, udostępniania i włączania MMS do globalnego procesu decyzyjnego dotyczącego zdrowia.

2. Wyniki i metodologia:

Wyniki te będą wspierane przez pięć obszarów roboczych, ułatwiając kompleksową kontrolę i eliminację malarii w Mozambiku.

Schemat pracy 1. Próbkowanie W poprzednim projekcie (GenMoz1) opracowaliśmy optymalny projekt próbkowania dla MMS14. W bieżącym projekcie wykorzystamy wieloklastrowe probabilistyczne badanie placówek służby zdrowia (HFS) w celu wykrycia delecji w pfhrp2/3 i markerów oporności na leki przeciwmalaryczne, a celem będzie zebranie 2840 próbek biologicznych. Strategia pobierania próbek zostanie dostosowana w oparciu o zmiany w rozpowszechnieniu markera w czasie. Przeprowadzimy również gęste pobieranie próbek w okręgach objętych eliminacją i pobierzemy próbki od kobiet w ciąży podczas ich pierwszej wizyty w ANC, aby monitorować trendy malarii i zapewnić dodatkowe próbki biologiczne na MMS.

Badania placówek służby zdrowia będą obejmowały zbieranie zaschniętych plam krwi od 60 przypadków malarii potwierdzonych RDT na placówkę w 10 prowincjach, a ich celem będzie zebranie wysokiej jakości danych sekwencyjnych. W przypadku nadzoru zastosowane zostanie podejście probabilistyczne przy wyborze placówek opieki zdrowotnej, koncentrując się na regionach o dużej frekwencji. Umożliwi to wykrywanie markerów oporności z dużą mocą statystyczną.

Wdrożymy ukierunkowane pobieranie próbek w placówkach służby zdrowia Sentinel w czterech okręgach, w których prowadzone są badania skuteczności terapeutycznej (TES), pobierając próbki od dzieci chorych na niepowikłaną malarię wywołaną przez P. falciparum. Nadzór oparty na ANC będzie monitorował malarię podczas pierwszych wizyt ANC, aby ocenić wpływ interwencji na przenoszenie i pomóc w opracowaniu strategii zdrowia publicznego.

Gęste próbkowanie na obszarach o niskiej transmisji pozwoli zidentyfikować źródła transmisji, monitorować epidemie i modelować dynamikę transmisji w precyzyjnej skali. Próbki zostaną również pobrane do celów obserwacji komarów wektorowych (VMS), aby poznać różnorodność gatunków Anopheles i przenoszenie malarii.

Środki kontroli jakości obejmują używanie tabletów Redcap do gromadzenia danych, regularną weryfikację danych i systematyczne przechowywanie próbek w CISM w celu utrzymania integralności DNA. Struktura kaskadowa będzie wizualnie śledzić postęp, zapewniając jakość i kompletność danych poprzez wewnętrzny ShinyDashboard.

Temat pracy 2. Oznaczenia molekularne

Workstream 2 koncentruje się na zaawansowanych technikach sekwencjonowania genomu, aby zwiększyć naszą wiedzę na temat pasożytów i wektorów malarii. Multipleksowane sekwencjonowanie oparte na amplikonach (panele MAD4HatTeR) (wynik 2.1) ma na celu sekwencjonowanie 7690 próbek P. falciparum, wykrywanie mikrohaplotypów, delecji pfhrp2/3, polimorfizmów pfcsp, gatunków innych niż falciparum i markerów oporności na leki. Solidny potok bioinformatyczny będzie przetwarzał dane w celu wnioskowania o częstotliwościach alleli, identyfikowania delecji genów i standaryzacji formatów danych. Real-time PCR uzupełni sekwencjonowanie, potwierdzając gęstość pasożytów i warianty genetyczne. CISM przeprowadzi sekwencjonowanie, a ISGlobal będzie nadzorować kontrolę jakości i zapewniać wsparcie techniczne.

W ramach sekwencjonowania całego genomu (WGS) (wynik 2.2) zostanie przeanalizowanych 500 próbek P. falciparum w Wellcome Sanger Institute w celu zidentyfikowania markerów genetycznych związanych z nawrotem choroby i ponowną infekcją, koncentrując się na próbkach z opóźnionym usuwaniem i niepowodzeniami leczenia. Różnorodność genetyczna w populacjach pasożytów zostanie oceniona na podstawie próbek pobranych podczas badań placówek służby zdrowia w latach 2022 i 2025, a dane zostaną udostępnione za pośrednictwem platform MalariaGEN i ENA.

W ramach sekwencjonowania ukierunkowanego wektorowo (wynik 2.3) panel Anospp z WSI będzie badał różnorodność gatunków Anopheles, strukturę populacji i ich rolę w przenoszeniu malarii. Ta wysokoprzepustowa metoda zwiększa wysiłki w zakresie kontroli wektorów poprzez identyfikację tajemniczych gatunków i wektorów wtórnych. Współpraca z ekspertami i ustalenie priorytetów partnerstw południe-południe umożliwi zbadanie alternatywnych technologii, takich jak MALDI-TOF MS, w celu ulepszenia strategii nadzoru i kontroli wektorów.

Temat pracy 3. Analiza i modelowanie epidemiologiczno-genomiczne

W Workstream 3 zagłębiamy się w analizę epidemiologiczno-genomiczną i modelowanie, aby lepiej zrozumieć dynamikę malarii i wzorce oporności. W przypadku oporności na leki przeciwmalaryczne (rezultat 3.1) zbadamy oporność na poziomie prowincji, korzystając z rozwiązań bioinformatycznych, aby skorygować poliklonalność i oszacować częstość alleli. Testy statystyczne porównają częstość występowania markerów oporności w różnych regionach i ramach czasowych, identyfikując pojawiające się warianty budzące obawy. Delecje HRP2/3 (wynik 3.2) skupiają się na ocenie delecji pfhrp2/3 przy użyciu qPCR w celu walidacji metod sekwencjonowania w celu wykrywania delecji genów. Korekta wyniku TES (wynik 3.3) ma na celu rozróżnienie pomiędzy nawrotem choroby a ponowną infekcją w badaniach skuteczności terapeutycznej (TES) z wykorzystaniem genotypowania msp1/msp2/polyA i sekwencjonowania amplikonu, wzmacniając dowody na rzecz korekcji molekularnej opartej na sekwencjonowaniu nowej generacji.

W części Import i przenoszenie (rezultat 3.4) prześledzimy źródła przenoszenia i importu malarii w prowincjach poprzez ocenę pokrewieństwa genetycznego, uwzględniającą dane historyczne i raporty z podróży. Wskaźniki różnorodności genetycznej (rezultat 3.5) obejmują opracowanie narzędzi do korelowania wskaźników różnorodności genetycznej z intensywnością przenoszenia malarii, co wpływa na szacunki obciążenia malarią. Monitorowanie oporności na szczepionki (rezultat 3.6) koncentruje się na monitorowaniu polimorfizmów w białku okołosporozoitowym w celu identyfikacji potencjalnych wariantów ucieczki przed szczepionką, dostarczając podstawowych danych na temat wpływu szczepionki przeciwko malarii R21. Nadzór oparty na ANC (rezultat 3.7) wykorzystuje dane dotyczące opieki przedporodowej (ANC), dane na poziomie gospodarstwa domowego i raporty przypadków klinicznych do modelowania przenoszenia malarii i oceny wpływu interwencji, pomagając w optymalnej alokacji zasobów.

Modelowanie zachorowań na malarię (wynik 3.8) ma na celu udoskonalenie szacunków zachorowalności na malarię poprzez uwzględnienie błędów w zachowaniach związanych z poszukiwaniem zdrowia, raportowaniu i testowaniu, zgodnie z zaleceniami WHO. Wreszcie, Harmonizacja Modelowania (Rezultat 3.9) zharmonizuje działania w zakresie modelowania poprzez integrację danych genomicznych i epidemiologicznych, stworzenie modeli predykcyjnych przenoszenia malarii i skutków interwencji oraz kierowanie wysiłkami w zakresie kontroli malarii poprzez regularne konsultacje z NMCP.

Strumień pracy 4. Wykorzystanie danych

Aby zoptymalizować użyteczność danych, dane genetyczne zostaną zintegrowane z systemem iMISS opartym na DHIS2, zwiększając dostępność poprzez połączenie ich z istniejącymi danymi przypadków, danymi z nadzoru entomologicznego i danymi interwencyjnymi. System iMISS, opracowany we współpracy z NMCP, zostanie zaktualizowany o nowe dane dotyczące oporności i dostosowany do powiązań genetycznych i klasyfikacji przypadków w obszarach o niskiej transmisji, takich jak dystrykt Magude. Formaty i wizualizacje zostaną określone z zainteresowanymi stronami, z potencjalnym wykorzystaniem platform open source, takich jak Power BI lub R Shiny.

Regularne półroczne spotkania z NMCP będą składać sprawozdania na temat aktualizacji iMISS, natomiast dane MMS i VMS będą udostępniane podczas corocznych spotkań regionalnych. Plakaty oparte na danych i kwartalna broszura w języku portugalskim zaangażują pracowników służby zdrowia i zainteresowane strony. CISM będzie dostarczać NMCP miesięczne raporty z postępu prac, a zaawansowane szkolenia będą oferowane w formie warsztatów i kursów online. Coroczne warsztaty rozwiną umiejętności w zakresie genomiki, a konkurs MMS będzie zachęcać do skutecznego pobierania próbek.

Zintegrowany nadzór będzie wspierał inicjatywy takie jak CHAMPS i nadzór serologiczny w kierunku Salmonella Typhi. Budowanie potencjału będzie skierowane do personelu NMCP, INS, CISM i młodych badaczy malarii. W Mozambiku NMCP przejdzie szkolenie akademickie i warsztatowe. Angola skorzysta z krajowych warsztatów dotyczących tłumaczeń MMS.

Szkolenie INS będzie przebiegać według podejścia etapowego, zaczynając od qPCR i przechodząc do sekwencjonowania. Okres mentorski zapewni autonomię w genomice malarii. Kontrola jakości będzie obejmować kontrole DBS i bioinformatyczną kontrolę jakości przy użyciu niestandardowych skryptów R. Budowanie potencjału VMS skupi się na opracowaniu testu VMS opartego na NGS, we współpracy z ekspertami zajmującymi się molekułą wektorową. Trzej badacze CISM uzyskają stopnie naukowe podyplomowe, które przyczynią się do zwiększenia potencjału MMS, a specjalistyczny moduł przeszkoli studentów w zakresie metod nadzoru nad patogenami.

Obszar prac 5. Zarządzanie projektem Skuteczne zarządzanie projektem jest wymagane, aby zapewnić terminowość i jakość działań. Aby to osiągnąć, prowadzonych będzie szereg działań. Najpierw zostanie opracowany kompleksowy plan operacyjny (wyszczególniający wybór dostawców, harmonogramy konserwacji, zarządzanie zapasami i logistykę transportu) w celu zarządzania zaopatrzeniem, konserwacją i logistyką w celu zapewnienia efektywnego wykorzystania zasobów i zminimalizowania opóźnień. Comiesięczne spotkania kierownictwa będą monitorować alokację finansów i zasobów, a wspólny dokument monitorujący ułatwi te wysiłki. Ponadto strategia ograniczania ryzyka od samego początku będzie identyfikowała i eliminowała potencjalne ryzyko związane z projektem. Po drugie, skuteczna komunikacja i współpraca między zainteresowanymi stronami będą promowane poprzez comiesięczne spotkania w celu przedstawienia aktualizacji i dostosowań strategicznych, z dodatkowymi spotkaniami co pół roku z NMCP i regularnymi spotkaniami grup roboczych. Wpływ programowy zostanie oceniony na podstawie przeglądów polityki, protokołów posiedzeń i corocznych ankiet w celu sprawdzenia, w jaki sposób dowody wygenerowane w ramach projektu wpływają na strategie kontroli malarii NMCP. Po trzecie, opracowany zostanie plan monitorowania i oceny (M&E), aby zapewnić terminowe i kompleksowe śledzenie projektu. Oceny trymestralne będą monitorować wyniki, udostępniając folder udostępniony zainteresowanym stronom. Coroczna ocena zwrotna ułatwi ciągłe doskonalenie w oparciu o wkład interesariuszy. Ankieta końcowa udokumentuje wyciągnięte wnioski, zidentyfikuje bariery i czynniki ułatwiające sukces projektu oraz dostarczy informacji na przyszłe strategie. Wreszcie projekt będzie promował równość płci poprzez podkreślanie wkładu mozambickich kobiet-naukowców za pośrednictwem atrakcyjnych wizualnie plakatów rozpowszechnianych w przestrzeni edukacyjnej i publicznej. Działania związane z Międzynarodowym Dniem Kobiet i Dziewcząt w Nauce podkreślą znaczenie udziału kobiet w nauce i technologii.