Molekulär övervakning av malaria i Moçambique (fas 2) (GenMoz2)

Syftet med detta projekt är att stärka och skala Molecular Malaria Surveillance (MMS) i Moçambique för kvalitet, snabb och lämplig optimering av folkhälsofördelarna med NMCP 2023-2030-strategin på både ett proaktivt och adaptivt sätt, genom att välja kombinationer av insatser som maximerar effekten på individ- och samhällsnivå. De SPECIFIKA MÅLEN och förväntade programmatiska effekterna är:

MÅL 1: Spårning i realtid av biologiska hot mot pågående NMCP-strategier:

Åtgärda diagnostiska fel, inklusive gendeletioner i RDT-mål (HRP2/3) eller icke-falciparuminfektioner. Programmatiska effekter inkluderar uppdatering av RDT-protokoll baserat på prevalenströsklar för pfhrp2/3-deletioner eller icke-falciparum-arter.

Bedöm terapeutisk resistens genom molekylära markörer för första linjens ACT-resistens och stöd från Therapeutic Efficacy Studies (TES), och särskilj återväxt från nya infektioner för att informera om effektivitetsuppskattningar och inneslutningsåtgärder.

Identifiera överföringskällor lokalt och nationellt genom genetisk fallklassificering och utbrottsövervakning, förbättra riktade insatser och källa-sänkdynamik.

Förbättra Anopheles artidentifiering och populationsstrukturkarakterisering för att förbättra vektorkontrolleffektiviteten genom noggrann artbildning via Vector Molecular Surveillance (VMS).

SYFTE 2: Utveckla verktyg för att vägleda beslut om värdet av alternativa antimalariametoder:

Utvärdera nya kemopreventionsmetoder genom att utvärdera resistensmarkörer för förebyggande antimalariamedel (SP, AQ, DHAp för IPTp, PMC, SMC, MDA) och modellera deras inverkan under olika resistensscenarier.

Använd ANC-baserad övervakning för att informera interventionsbeslut baserade på malariaöverföringsdynamik och övervaka pågående interventioners effektivitet.

Katalog vaccinutrymningsvarianter för att förutse utmaningar för vaccinets effektivitet efter utplacering.

Bedöm effekten av diversifiering av ACT-regimer på framväxande antimalariaresistens genom molekylär marköranalys.

Genomföra parasitgenetisk mångfaldsövervakning för att skräddarsy interventionsstrategier på subnationell nivå.

SYFTE 3: Öka produktionen och användningen av MMS-indikatorer för att informera beslutsfattande:

Optimera MMS-procedurer för att maximera användningen av GenMoz2-data genom förbättrade samplingsstrategier och digitaliserade datainsamlingsverktyg.

Förbättra datadelning och användbarhet för strömlinjeformat beslutsfattande via genetiska instrumentpaneler och integration i NMCP tekniska gruppdiskussioner.

Öka NMCP:s ägande av MMS-data genom utbildningsinitiativ och integration i nationell strategisk planering.

Koppla MMS till bredare övervakningssystem, kliniska prövningar och insatser för att förbättra kontextuell relevans och effektivitet.

RESULTATBASERAT RAMVERK

1. Resultat

   För att utnyttja malariagenomik för att optimera NMCP 2023-2030-strategin kommer detta projekt att fokusera på att uppnå tre primära resultat (PO) och fem mellanliggande resultat (IO):

   PO 1: Spåra biologiska hot mot pågående NMCP-strategier: Stärka MMS för att upptäcka nya varianter och förbättra insatsutbyggnaden.

   PO 2: Vägledande beslut om värdet av alternativa antimalariametoder: Utveckla verktyg för nya MMS-applikationer och skapa en utvald sekvenskatalog.

   PO 3: Öka produktionen och användningen av MMS-indikatorer för att informera beslutsfattande: Förbättra MMS-produktion, delning och integration i globalt hälsobeslut.

2. Resultat och metodik:

Fem arbetsflöden kommer att stödja dessa resultat, vilket underlättar omfattande malariakontroll och elimineringsinsatser i Moçambique.

Arbetsflöde 1. Sampling I det tidigare projektet (GenMoz1) utvecklade vi en optimal samplingsdesign för MMS14. För det aktuella projektet kommer vi att använda en probabilistisk hälsoinrättningsundersökning med flera kluster (HFS) för att upptäcka pfhrp2/3-deletioner och markörer för antimalariaresistens, i syfte att samla in 2840 biologiska prover. Denna provtagningsstrategi kommer att justeras baserat på förändringar i markörprevalens över tiden. Vi kommer också att genomföra täta provtagningar i distrikt som är inriktade på eliminering och ta prov på gravida kvinnor vid deras första ANC-besök för att övervaka malariatrender och tillhandahålla ytterligare biologiska prover för MMS.

Undersökningar av hälsoinrättningar kommer att involvera insamling av torkade blodfläckar från 60 RDT-bekräftade malariafall per anläggning i 10 provinser, i syfte att samla in sekvensdata av hög kvalitet. För övervakning kommer en probabilistisk metod att användas för att välja hälsoinrättningar, med fokus på regioner med hög närvaro. Detta kommer att göra det möjligt för oss att upptäcka motståndsmarkörer med hög statistisk kraft.

Vi kommer att genomföra riktade provtagningar vid sentinel-hälsoanläggningar i fyra distrikt där terapeutiska effektstudier (TES) genomförs, och samlar in prover från barn med okomplicerad P. falciparum-malaria. ANC-baserad övervakning kommer att övervaka malaria vid första ANC-besök för att bedöma interventionseffekter på överföring och hjälpa till att informera folkhälsostrategier.

Tät provtagning i områden med låg överföring kommer att identifiera överföringskällor, övervaka utbrott och modellera finskalig överföringsdynamik. Prover kommer också att samlas in för vektormyggövervakning (VMS) för att förstå Anopheles artdiversitet och malariaöverföring.

Kvalitetskontrollåtgärder inkluderar användning av Redcap-surfplattor för datafångst, regelbunden dataverifiering och systematisk provlagring hos CISM för att upprätthålla DNA-integriteten. En kaskadstruktur kommer visuellt att spåra framsteg, vilket säkerställer datakvalitet och fullständighet genom en intern ShinyDashboard.

Arbetsflöde 2. Molekylära bestämningar

Workstream 2 fokuserar på avancerade genomiska sekvenseringstekniker för att förbättra vår förståelse av malariaparasiter och vektorer. Multiplexad amplikonbaserad sekvensering (MAD4HatTeR-paneler) (utgång 2.1) syftar till att sekvensera 7690 P. falciparum-prover, detektera mikrohaplotyper, pfhrp2/3-deletioner, pfcsp-polymorfismer, icke-falciparum-arter och läkemedelsresistensmarkörer. En robust bioinformatisk pipeline kommer att bearbeta data för att härleda allelfrekvenser, identifiera gendeletioner och standardisera dataformat. Realtids-PCR kommer att komplettera sekvensering genom att bekräfta parasitdensitet och genetiska varianter. CISM kommer att utföra sekvensering, där ISGlobal övervakar kvalitetskontroll och tillhandahåller teknisk support.

Whole Genome Sequencing (WGS) (Output 2.2) kommer att analysera 500 P. falciparum-prover vid Wellcome Sanger Institute för att identifiera genetiska markörer associerade med återväxt och återinfektion, med fokus på prover med fördröjd eliminering och behandlingsmisslyckanden. Genetisk mångfald inom parasitpopulationer kommer att bedömas med hjälp av prover som samlats in under hälsovårdsundersökningar 2022 och 2025, med data som delas via MalariaGEN- och ENA-plattformarna.

Vector Targeted Sequencing (Output 2.3) kommer att använda Anospp-panelen från WSI för att studera Anopheles arter, populationsstruktur och deras roll i malariaöverföring. Denna metod med hög genomströmning förbättrar vektorkontrollinsatser genom att identifiera kryptiska arter och sekundära vektorer. Samarbete med experter och prioritering av syd-sydliga partnerskap kommer att utforska alternativa tekniker som MALDI-TOF MS för att förbättra vektorövervakning och kontrollstrategier.

Arbetsflöde 3. Epidemiologisk-genomisk analys och modellering

I Workstream 3 fördjupar vi oss i epidemiologisk-genomisk analys och modellering för att förbättra vår förståelse av malariadynamik och resistensmönster. För antimalariaresistens (utgång 3.1) kommer vi att granska resistens på provinsnivå, med hjälp av bioinformatikpipelines för att korrigera för polyklonalitet och uppskatta allelfrekvenser. Statistiska tester kommer att jämföra resistensmarkörprevalensen över olika regioner och tidsramar, och identifiera nya varianter av oro. HRP2/3-deletioner (Output 3.2) fokuserar på att bedöma pfhrp2/3-deletioner med hjälp av qPCR för att validera sekvenseringsmetoder för att detektera gendeletioner. TES Outcome Correction (Output 3.3) syftar till att skilja mellan återväxt och återinfektion i studier av terapeutisk effekt (TES) med användning av msp1/msp2/polyA-genotypning och amplikonsekvensering, vilket förbättrar bevis för nästa generations sekvenseringsbaserad molekylär korrigering.

I Import och överföring (utgång 3.4) kommer vi att spåra källor för överföring och import av malaria inom provinser genom genetiska släktskapsbedömningar, inklusive historiska data och reserapporter. Genetic Diversity Metrics (Output 3.5) involverar utveckling av verktyg för att korrelera genetisk mångfaldsstatistik med malariaöverföringsintensitet, vilket ger information om uppskattningar av malariabördan. Vaccinresistensövervakning (Output 3.6) fokuserar på att övervaka polymorfismer i circumsporozoite-proteinet för att identifiera potentiella vaccinutrymningsvarianter, vilket ger baslinjedata för R21-malariavaccinets inverkan. ANC-baserad övervakning (Output 3.7) utnyttjar data om förlossningsvård (ANC), data på hushållsnivå och kliniska fallrapporter för att modellera malariaöverföring och utvärdera effekterna av interventioner, vilket underlättar optimal resursallokering.

Malariaincidensmodellering (utdata 3.8) syftar till att förfina malariaincidensuppskattningarna genom att ta hänsyn till fördomar i hälsosökande beteende, rapportering och testning, i linje med WHO:s rekommendationer. Slutligen kommer Modeling Harmonization (Output 3.9) att harmonisera modelleringsverksamheten genom att integrera genomiska och epidemiologiska data, ta fram prediktiva modeller för malariaöverföring och ingrepp och vägleda malariakontrollinsatser genom regelbundna NMCP-konsultationer.

Arbetsflöde 4. Dataanvändning

För att optimera datanyttan kommer genetiska data att integreras i det DHIS2-baserade iMISS-systemet, vilket förbättrar tillgängligheten genom att kombinera det med befintliga falldata, entomologisk övervakning och interventionsdata. iMISS, utvecklad med NMCP-samarbete, kommer att uppdateras med nya resistensdata och anpassas för genetisk anslutning och fallklassificering i områden med låg överföring som Magude-distriktet. Format och visualiseringar kommer att definieras med intressenter, med potentiell användning av plattformar med öppen källkod som Power BI eller R Shiny.

Regelbundna halvårsmöten med NMCP kommer att rapportera om iMISS-uppdateringar, medan MMS- och VMS-data kommer att delas vid årliga regionala möten. Datadrivna affischer och en kvartalsvis portugisisk broschyr kommer att engagera vårdpersonal och intressenter. CISM kommer att tillhandahålla månatliga framstegsrapporter till NMCP, och avancerad utbildning kommer att erbjudas genom workshops och onlinekurser. Årliga workshops kommer att bygga upp genomikkunskaper och en MMS-tävling kommer att stimulera till effektiv provtagning.

Integrerad övervakning kommer att stödja initiativ som CHAMPS och serosövervakning av Salmonella Typhi. Kapacitetsuppbyggnad kommer att rikta in sig på NMCP, INS, CISM-personal och unga malariabevakare. I Moçambique kommer NMCP att få akademisk och verkstadsbaserad utbildning. Angola kommer att dra nytta av en översättnings-MMS-workshop i landet.

INS-utbildning kommer att följa ett stegvis tillvägagångssätt, som börjar med qPCR och går över till sekvensering. En mentorskapsperiod kommer att säkerställa autonomi i malariagenomik. Kvalitetskontroll kommer att inkludera DBS-kontroller och bioinformatisk QC med anpassade R-skript. VMS kapacitetsuppbyggnad kommer att fokusera på att etablera en NGS-baserad analys för VMS, med samarbete från vektormolekylära experter. Tre CISM-forskare kommer att ta doktorsexamen, vilket bidrar till MMS-kapacitet, och en specialiserad modul kommer att utbilda studenter i metoder för patogenövervakning.

Arbetsflöde 5. Projektledning En effektiv projektledning av projektet krävs för att säkerställa att aktiviteterna genomförs i rätt tid och med kvalitet. För att uppnå detta kommer flera aktiviteter att genomföras. Först kommer en omfattande verksamhetsplan (detaljerad leverantörsval, underhållsscheman, lagerhantering och transportlogistik) att upprättas för att hantera inköp, underhåll och logistik för att säkerställa effektiv användning av resurser och minimera förseningar. Månatliga ledningsmöten kommer att övervaka ekonomisk och resursallokering och ett gemensamt spårningsdokument kommer att underlätta dessa ansträngningar. Dessutom kommer en riskreduceringsstrategi att identifiera och hantera potentiella projektrisker från början. För det andra kommer effektiv kommunikation och samarbete mellan intressenter att främjas genom månatliga möten för att tillhandahålla uppdateringar och strategiska justeringar, med ytterligare halvårsmöten med NMCP och regelbundna arbetsgruppsmöten. Programmatisk påverkan kommer att bedömas genom policyöversikter, mötesprotokoll och årliga undersökningar för att mäta hur projektgenererade bevis informerar NMCP:s malariakontrollstrategier. För det tredje kommer en plan för övervakning och utvärdering (M&E) att utvecklas för att säkerställa snabb och omfattande projektuppföljning. Trimestral-bedömningar kommer att övervaka resultaten, med en delad mapp för tillgång till intressenter. En årlig feedbackbedömning kommer att underlätta kontinuerliga förbättringar baserat på intressenternas input. En komplett undersökning kommer att dokumentera lärdomar, identifiera hinder och underlätta projektframgång och informera om framtida strategier. Slutligen kommer projektet att främja jämställdhet genom att lyfta fram bidragen från moçambikiska kvinnliga forskare genom visuellt tilltalande affischer som distribueras i utbildnings- och offentliga utrymmen. Aktiviteter på den internationella dagen för kvinnor och flickor i vetenskap kommer att belysa vikten av kvinnors deltagande i vetenskap och teknik.