Intervention för att minimera exponeringen av aflatoxiner och fumonisiner för barn genom mat och amning i Tanzania

Studiewebbplatser, urvalskriterier och inställningar:

Denna studie genomfördes i tre olika agro-ekologiska zoner (AEZ) i Tanzania; dessa är norra höglandet, sydvästra höglandet och östra låglandet. För varje zon valdes målmedvetet ett majsproducerande distrikt, främst för hemmakonsumtion, ut, Hanang'-distriktet representerar Northern Highlands, Kilosa-distriktet representerar Eastern Lowland-zonen och Rungwe representerar South Western Highlands. För varje distrikt tio byar; fem interventioner och fem kontroller valdes ut slumpmässigt. Från varje by valdes 10 hushåll. Hushållens urvalskriterium skulle vara en lokal majsodlare, kapacitet att lagra majs under minst fem till sex månader efter skörd och att ha en ammande mor till ett barn under 8 månaders ålder. Därför totalt 300 hushåll; 100 utvalda från vart och ett av distrikten deltog i studien. De tre distrikten är var och en uppdelad i en division, avdelningar och byar. En by är den lägsta administrativa enheten och betraktas som en geopolitisk enhet och intakt social grupp. Den har en lokal myndighet och kommittéer. Varje by har en lantbruksförlängare som är en statlig anställd under den lokala myndigheten. De förlängningstjänster som tillhandahålls inkluderar tillhandahållande av bönder med kunskap, information, erfarenheter och teknologier som behövs för att öka och upprätthålla produktiviteten och för förbättrat välbefinnande och försörjning.

Design:

Studien använde en kluster randomiserad kontrollerad studie. Byar tilldelades slumpmässigt till antingen interventions- eller kontrollgruppen. Interventionens varaktighet var 6 månader. Kontrollgruppen fortsatte att ta emot rutinmässiga jordbruksförlängningstjänster om god praxis för hantering av grödor, en jordbruksförlängningstjänst för bönder som regelbundet erbjuds av byns jordbruksförlängare på bynivå. De förlängningstjänster som tillhandahålls inkluderar tillhandahållande av bönder med kunskap, information, erfarenheter och teknologier som behövs för att öka och upprätthålla produktiviteten, undvika att skörden förstörs under lagring för förbättrat välbefinnande och försörjning. Interventionsgruppen fick interventionspaket efter skörden utöver den rutinmässiga jordbruksutbildningen.

Rekrytering:

En månad före skörd rekryterades spädbarn under 8 månader från födelseregistret på barn- och reproduktiva hälsokliniker i varje by. Spädbarn under 8 månaders ålder identifierades med deras registreringsnummer och födelsedatum. I Tanzania registreras alla spädbarn som föds på kliniker strax efter födseln. Vid hemförlossningar görs anmälan samma dag som barnet tas till kliniken för vaccination. Vid registreringen tilldelas varje barn ett registreringsnummer och barnets uppgifter inklusive födelsedatum och födelseort registreras. Inklusionskriterier skulle vara ett ammande spädbarn i åldern 0-8 månader vid tidpunkten för rekryteringen, föräldrar att vara lokalt bosatta, majsodlare och kapacitet att lagra majs under minst sex månader efter skörd. Ett uteslutningskriterium var abnormiteter som försämrade matningen eller fysiska tillväxtmätningar av ett spädbarn.

Etiska betänkligheter:

Ansökan om etiskt godkännande gjordes till National Institute of Medical Research i Tanzania. Lokala nutritionister, inhemska sjuksköterskor och sociologer var involverade i denna studie. Med hjälp av byns verkställande tjänstemän uppmanades mödrar till de berättigade spädbarnen att samlas på en närliggande hälsoinrättning eller skola för att ha informella möten. Under mötena förklarades syftet med forskningen, användningen av resultaten, fördelarna med forskningen för dem och förfarandet som användes för att välja dem och deras formella samtycke begärdes. Mödrar fick också skriftliga blanketter som innehöll samma information. För de mammor som inte kunde läsa och skriva läste den boendesjuksköterska samtyckesformuläret och bad om deras muntliga samtycke. För de mammor som gav sitt muntliga samtycke skrev den lokala sjuksköterskan sitt namn på samtyckesformuläret och skrev på det som vittne.

Intervention:

Det utvecklade interventionspaketet efter skörd bestående av 5 komponenter, nämligen 1) handsortering, 2) torkning av ytan, 3) korrekt torkning 4) applicering av insekticid, 5) avskalning utarbetades och diskuterades bland kommunala jordbruksarbetare. De gav senare vägledning till jordbrukare, förklarade interventionsstrategin och visade olika tekniker som ingår i paketet. Jordbrukarna fick riktlinjer för hur de skulle tillämpa det utvecklade paketet. Kommunikationsspråket under interventionsförlossningen var kiswahili, ett skriv- och talspråk i landet.

Komponent 1: Handsortering

Att separera skadad/infekterad majskärna och kolvar från hälsonormalt bidrar till att minska spridningen av mögel under lagring. Bönder visades hur man identifierar skadad majskärna och som är synligt möglig. De uppmuntrades att ta bort och kassera mögliga och skadade majskärnor före lagring.

Komponent 2: Torkningsövningar

Majs sprids vanligtvis på barmarken för soltorkning, vilket gör dem mottagliga för fukt, svampförorening från jorden och svåra att samla i händelse av oväntat regn. Jordbrukare utbildades i korrekta torkmetoder som inkluderar torkning av majs på mattor. Vi försåg interventionsgruppen med torkmattorna.

Komponent 3: Korrekt soltorkning

Ofullständig soltorkning lämnar kvarvarande fukt i majsen under lagring. Majs bör torkas på ett sådant sätt att fuktnivåerna är lägre än de som krävs för att stödja mögeltillväxt under lagring (vanligtvis mindre än 13%). Detta är nödvändigt för att förhindra ytterligare tillväxt av ett antal svamparter som kan finnas på färska spannmål. Jordbrukare visades hur man bedömer soltorkningens fullständighet genom att tillämpa "salt- och flasktekniken"; med denna teknik läggs salt och majskorn ihop i den genomskinliga glasflaskan, skakas sedan i ca 5 minuter, om salt fastnar på flaskans väggar och på majskornytan indikerar det att rätt fukthalt inte har uppnåtts , när ingen klibbighet noteras, indikerar det att torkningen är fullständig. Tekniken validerades i laboratoriet.

Komponent 4: Applicering av insekticider

En av de viktigaste faktorerna som påverkar bildningen av mykotoxiner är förekomsten av insekter i lagringsanläggningar, som producerar fukt via metabolisk aktivitet och sprider svampsporer. Detta kan minimeras genom användning av lämpliga, registrerade insekticider och fungicider. Bönderna försågs med förpackningar med insekticider. Förklaringar om användningen av insekticider gavs till jordbrukare enligt bruksanvisningen för en viss insekticid.

Komponent 5: Avskalning

Mykotoxiner är sannolikt mer koncentrerade i de yttre delarna (buksäck och embryo) av majskornet så att avlägsnande av dessa delar skulle resultera i en minskning av toxinhalten i majs. Vikten av skalning förklarades för bönderna och uppmuntrades att skala av majs före malning.

Datainsamling och mätning av effekten av interventionspaketet:

Provsamling:

Prover av majsspannmål avsedda att användas som livsmedel samlades in vid skörden och sex månader efter skörden, medan prover från majsmjöl och bröstmjölk togs sex månader efter skörden. Alla prover transporterades till Tanzania Food and Drugs Authority i Dar es Salaam för laboratorieanalys. Majskorn maldes fint före analysen. Ett informationsblad utarbetades och fylldes i för prover från varje hushåll för att samla in all information om praxis efter skörd.

Kostutvärdering:

En matintagsundersökning genomfördes mellan fem till sex månader efter skörd. Replicas, 24h dietary recall-teknik användes för att uppskatta mängden majsbaserad mat som konsumerades av spädbarn och mödrar. Två besök med ett intervall på 1 till 2 veckor gjordes i hemmet för vart och ett av spädbarnen. Förutom 24 dietåterkallelser, administrerades frågeformuläret matfrekvens för att få information om frekvensen av konsumtion av majs per vecka och andra livsmedel som vanligtvis konsumeras av mamman och barnet. Ett frågeformulär som tidigare använts av andra forskare i samhällen i Tanzania som har matvanor som liknar samhällena i vårt studieområde användes. Mängden majsmjöl som konsumeras av ett spädbarn från en tunn (Uji) eller stel (ugali) gröt kommer att bedömas med hjälp av Lucille-programvaran för matintag från Ghent University. Detta kommer också att utföras i enlighet med mängden mat som konsumeras och matberedningsteknikerna som beskrivs i Tanzanias livsmedelssammansättningstabeller. Bröstmjölksintaget kommer att uppskattas enligt dokumentation från United State Environmental Protection Agency (US-EPA, 2011).

Antropometrisk mätning:

Varje barns vikt och födelsedatum erhölls från hans eller hennes klinikkort eller ett födelseregister på lokala hälsokliniker.

Mykotoxinanalys:

Kemikalie och reagens: Aflatoxiner totalt, aflatoxin M1 och Fumonisins standarder. Acetonitril, ättiksyra och metanol av HPLC-kvalitet, metanol, HCL, KOH, BORAX, OPA.

Aflatoxin B1, B2, G1 och G2 bestämdes i majsen i enlighet med den metod som beskrivs av Stroka et al (2000). Det extraherades och rengjordes med hjälp av AflaStar immunoaffinitetskolonn (AIC), AFM1 analyserades i bröstmjölk enligt beskrivning av (Magoha et al. 2014) extraherades och rengjordes med hjälp av immunoaffinitetskolonn för AFM1 (AFLAPREP M) och fumonisinanalys i bröstmjölk och majsmjöl analyserades enligt beskrivningen av (Magoha et al. 201a) respektive (Sydenham et al. 1992), i båda fallen extraherades och rengjordes proverna med SAX-kolonn, extraktet torkades under kväve och rekonstruerades med ACN:H20 (1:1) ) och derivatisering gjordes av OPA. Kvantifiering av alla toxiner gjordes med hjälp av HPLC med RF-10AXL-detektor.

Exponeringsbedömning och riskkarakterisering:

Barnens exponering för mykotoxiner kommer att bedömas genom att kombinera majskonsumtionsdata med kontamineringsdata från analyserna. Exponeringen kommer att bedömas individuellt med hjälp av individuell konsumtionsdata och kroppsvikt (bw) för varje spädbarn enligt följande formel:

Ei,j = Ci x Lj/Bwi

Där Ei,j är exponeringen för föroreningen j (μg/kg kroppsvikt/dag) för försökspersonen i, Ci, är konsumtionsnivån av majsen för försökspersonen i (kg/dag, Lj är nivån av föroreningen j in majsen (μg/kg), BWi är försökspersonens kroppsvikt i (kg). Den individuella exponeringen för varje mykotoxin kommer att jämföras med det hälsobaserade vägledande värdet (TDI, PMTDI eller PTWI), och barnfrekvensen som överskrider det hälsobaserade vägledande värdet kommer att beräknas med 95 % konfidensintervall.

Datahantering och statistisk analys:

Data kommer att läggas in dubbelt i Epipdata 3.1 (Odense Danmark). Dataanalys kommer att utföras i SPSS version 16.0 för Windows. Statistisk signifikans kommer att sättas till P<0,05 för alla tester. Chi square test kommer att användas för att fastställa sambandet mellan hanteringsmetoder efter skörd av majs och fumonisiner och aflatoxininnehåll i majs och bröstmjölk och exponering för spädbarn.