Акарицидный препарат это: Акарицидные препараты комплексного действия

3,7. Факторы риска, связанные с появлением остатков антибиотиков в молоке (положительный результат SP-NT)

Практика чтения инструкций по применению (вкладыш с лекарством или этикетка) различных антибиотиков на ферме в значительной степени была связана с остатками антибиотиков в молоке ( ) на уровне значимости 5%.Кроме того, молоко с ферм, где респонденты сообщили, что столкнулись с проблемой устойчивости к акарицидам, с большей вероятностью содержало остатки антибиотиков (85,71%) по сравнению с молоком, полученным на фермах, где респонденты сообщили, что клещи умрут после применения акарицидов, где только 38,46% имели антибиотики. остатки в молоке () на уровне значимости 5%. С другой стороны, вероятность получения молока от гибридов экзотического скота, содержащего остатки антибиотиков, была выше (72,7%) по сравнению с молоком, полученным от мелкого рогатого скота зебу из Восточной Африки, где только 33.3% молока содержали поддающиеся обнаружению уровни остатков антибиотиков, хотя они не были статистически значимыми при 5% уровне значимости (). Профилактическое использование антибиотиков у молочного скота было незначительно связано () с остатками антибиотиков в молоке на уровне фермы (Таблица 7).

4. Обсуждение

Устойчивость к акарицидам и нерациональное использование антибиотиков в пищевых животных вызывает глобальную озабоченность, поскольку они угрожают основам здоровья животных и человека. Этот феномен очевиден в Уганде, где отчеты показали, что резистентность к акарицидам приводит к большему количеству случаев TBD, включая лихорадку Восточного побережья, бабезиоз, анаплазмоз и эрлихиоз [3].В результате фермеры используют больше антибиотиков и противопротозойных препаратов, которые могут оставлять остатки в молоке. Таким образом, это исследование было проведено для сравнения методов борьбы с клещами и использования антибиотиков на фермах, а также для дальнейшей оценки уровня остаточных количеств антибиотиков в молоке в районах Уганды с низкой и высокой устойчивостью к акарицидам.

Что касается демографии, большинство респондентов в обоих регионах были мужчинами и были достаточно грамотными, большинство из них умели читать и писать.Фермы, расположенные в HARA, содержат в основном экзотический молочный скот [2, 12]. Местный рогатый скот двойного назначения был самой доминирующей породой, содержащейся в ЛАРА. Для HARA характерны стада молочного скота от довольно малого до среднего размера, содержащиеся в системе загонов, в то время как большие стада, содержащиеся на общинных пастбищах, были обычным явлением в LARA. Крупные стада поддерживаются практикой кланового владения скотом и практикой общинного выпаса в этом районе [2]. Кроме того, поскольку коренной рогатый скот двойного назначения менее продуктивен с точки зрения производства молока, фермеры могут быть вынуждены содержать большое количество животных, чтобы компенсировать присущее им низкое производство молока и, следовательно, повысить общую продуктивность фермы.С другой стороны, фермеры в HARA держали небольшие стада молочных пород из-за индивидуального владения скотом и ограниченности земель в результате фрагментации земель в сочетании со смешанным сельским хозяйством, когда доступная земля делится между животноводством и растениеводством. Поскольку продуктивность пород, содержащихся в HARA, довольно высока, фермеры в HARA могут иметь свободу содержать несколько высокопродуктивных коров на ферме. Другие факторы, такие как ограниченное количество кормов для крупного рогатого скота и воды, также могут повлиять на размер стада в HARA.

Применение акарицидов было основным методом борьбы с клещами в обоих регионах, хотя были разные сообщения о реакции клещей на акарициды. О применении акарицидов для борьбы с клещами большинством фермеров также сообщалось в других странах восточноафриканского региона, особенно в Танзании [13]. Сообщаемое снижение реакции клещей на акарициды в регионе HARA согласуется с предыдущими сообщениями, которые подтвердили наличие в регионе супорезистентных клещей [1, 14].В отчете также указывается, что клещи из районов, расположенных в HARA, выработали множественную устойчивость и могут противостоять как минимум двум классам молекул акарицидов. В том же отчете подчеркивается, что клещи, собранные в районах, расположенных в LARA, были чувствительны ко всем акарицидам, доступным на рынке. Высокие показатели заболеваемости TBD, в среднем до 3,2 случая в месяц на ферму, были зарегистрированы на фермах, расположенных в HARA, по сравнению с очень низкими случаями TBD, зарегистрированными на фермах, расположенных в LARA. Увеличение случаев TBD объясняется снижением реакции клещей на акарициды в регионе HARA.Это дополнительно объясняется гипотезой о том, что всякий раз, когда увеличивается популяция резистентных клещей, может происходить соответствующее увеличение заболеваемости болезнями, переносимыми именно этими клещами. Неудивительно, что ECF была наиболее распространенной TBD в обоих регионах. Это согласуется с предыдущими отчетами, в которых было обнаружено, что в пробах крупного рогатого скота, отправленных для клинического исследования в Центральную ветеринарную диагностическую лабораторию Университета Макерере, преобладание Theileria parva превышает 90% [15].Другое исследование Muhanguzi et al. [16] также подчеркнули ветеринарное значение ECF для крупного рогатого скота. Точно так же ECF был признан наиболее распространенным TBD фермерами в исследовании, проведенном в Танзании [13]. Кроме того, на фермах, расположенных в HARA, было больше случаев других TBD, таких как анаплазмоз и бабезиоз, по сравнению с фермами из LARA. Это объясняется наличием в регионе векторных клещей. R. (B.) decoloratus был доминирующим видом клещей в HARA, а Rhipicephalus appendiculatus — на фермах в LARA.Это согласуется с исследованием, в котором были выделены те же виды клещей, что и основные в тех же регионах [2]. Предыдущие исследования обнаружили положительную взаимосвязь между присутствием данного вида клещей и распространенностью ассоциированной TBD [17]. С другой стороны, фермеры из LARA сообщили о случаях сердечной воды, которая связана с присутствием клещей Amblyomma , которые переносят возбудитель ( Ehrlichia ruminantium ) в сердечную воду. Отсутствие клещей Amblyomma на фермах в HARA можно объяснить интенсивным применением акарицидов в течение длительного периода времени.Это еще раз объясняет, почему фермеры в HARA не сообщали ни о каких случаях сердечной воды. Было отмечено, что лечение случаев TBD в обоих регионах зависит от использования антибиотиков. Помимо антибиотиков, фермы в HARA также регулярно использовали такие препараты, как бупарваквон и парваквон, для борьбы с TBD. Сообщалось, что фермеры использовали антитрипаносомные препараты, такие как диминазенацетурат, для борьбы с TBD в LARA. LARA находится в одном из регионов Уганды, кишащих мухой цеце [18], и у крупного рогатого скота высока вероятность заражения трипаносомозом африканских животных (AAT).Это объясняет безудержное использование диминазена ацетурата, который обычно является лекарственным средством от ААТ.

Уровень заражения скотом клещами в этих двух районах существенно не отличался. Широкое распространение устойчивости клещей в HARA объясняет зарегистрированный уровень заражения клещами крупного рогатого скота, в то время как умеренно высокий уровень зараженности клещами в LARA был обусловлен случайным и непоследовательным применением акарицидов, как было отмечено Vudriko et al. [1]. Отсутствие клещей у некоторых видов крупного рогатого скота в HARA может не обязательно отражать эффективность акарицидов, но также может быть связано с чрезмерным использованием акарицидов в сочетании с использованием агрохимикатов для уничтожения устойчивых клещей.Большинство фермеров в LARA занимаются натуральным хозяйством и иногда не могут позволить себе регулярную покупку акарицидов для регулярной борьбы с клещами [1].

Чувствительность клещей к акарицидам определялась в отношении 4 молекул акарицидов, а именно хлорфенвинфоса, дельтаметрина, амитраза и комбинации хлорпирифоса и циперметрина. Сверхустойчивые клещи R. (B.) decoloratus были обнаружены и подтверждены в HARA, что согласуется с предыдущими исследованиями, проведенными исследователями из Университета Макерере [14], в которых было обнаружено мультиакарицидное сопротивление R.(B.) decoloratus клещей были зарегистрированы в том же регионе. Однако результаты чувствительности к акарицидам клещей, собранные из LARA, отличались от результатов, опубликованных в исследовании Vudriko et al. [19], которые сообщили, что фермы из LARA были свободны от устойчивости клещей ко всем классам акарицидов. Однако текущее исследование показало, что у клещей из этого региона медленно развивалась устойчивость к дельтаметрину, хотя они все еще были восприимчивы к остальным классам акарицидов. Наблюдаемая устойчивость к дельтаметрину в LARA, вероятно, была связана с продвижением и длительным использованием синтетических пиретроидов против клещей, вредных мух и мух цеце районным отделом ветеринарии.Кроме того, пиретроиды упаковываются в небольших количествах, которые доступны по цене большинству фермеров в LARA, которые в основном занимаются натуральным хозяйством.

Заболеваемость дойными коровами была выше на фермах, расположенных в HARA, в среднем шесть случаев на ферму за период всего три месяца, по сравнению с LARA, где фермеры почти не сообщали в среднем об одном случае на ферму. Заболеваемость влияет на использование антибиотиков на ферме [20]. В обоих регионах ECF и коинфекции TBD и мастита были зарегистрированы как наиболее распространенные заболевания, поражающие лактирующий крупный рогатый скот.Это также подтверждается предыдущими опубликованными отчетами, которые последовательно определили ECF как наиболее распространенное заболевание крупного рогатого скота в Уганде и соседних странах [8, 15, 21]. Было установлено, что фермы, расположенные в HARA, практикуют самодиагностику и самолечение болезней животных, не консультируясь с квалифицированным ветеринаром, и это не было исключением на фермах, расположенных в LARA. Это хорошо подтверждается результатами исследования, проведенного в Нгоме, округ Накасеке (Центральная Уганда), в котором сообщается, что 97.4% фермеров лечили больных животных самостоятельно, в то время как только 2,6% пытались найти ветеринара для лечения больных животных на ферме [8]. Этим также можно объяснить безудержное злоупотребление и нерациональное использование антибиотиков для профилактики и борьбы с неподтвержденными заболеваниями на фермах, расположенных в HARA. Частое использование других лекарств, помимо антибиотиков, таких как бупарваквон, для борьбы с TBD, наблюдалось в регионе HARA и на очень немногих фермах в регионе LARA. Это было связано с увеличением числа случаев TBD в результате неэффективности применения акарицидов из-за устойчивости к клещам в регионе.Поскольку большинство фермеров в HARA содержат экзотический рогатый скот и их помеси, которые более восприимчивы к TBD [3], у фермеров появляется больше причин для более частого использования акарицидов и антибиотиков по сравнению с фермерами в LARA, которые содержат местный скот, который является довольно устойчивый и толерантный к TBD. Из-за высокой заболеваемости TBD, о которой фермеры сообщают в HARA, фермеры могут быть вынуждены хранить запасы и создавать мини-ветеринарные аптеки на ферме, чтобы облегчить раннее вмешательство и в профилактических целях.Эта практика также способствует неосмотрительному поведению, особенно самодиагностике и самолечению со стороны фермеров. Ветеринарные препараты, хранящиеся у большинства фермеров в HARA, включают антибиотики, глистогонные средства, акарициды и бупарваквон, тогда как на фермах LARA есть антибиотики и акарициды. Среди антибиотиков окситетрациклин был наиболее часто используемым антибиотиком в обоих регионах. Вероятно, это связано с его рекомендациями по лечению TBD, таких как ECF и анаплазмоз. В предыдущих исследованиях сообщалось, что окситетрациклин является наиболее часто используемым антибиотиком на фермах как в Уганде, так и в Танзании [8, 21].

Удивительно, что, хотя все респонденты HARA сообщили, что читали этикетки с лекарствами и знали о периоде отмены, большинство (80%) не соблюдали период отмены для антибиотиков, которые они обычно использовали на ферме. Об аналогичных результатах было сообщено в исследовании, проведенном в Центральной Уганде [8]. В результате высока вероятность того, что такие продукты, как молоко, произведенное на этих фермах, будут содержать остатки лекарств, особенно остатки антибиотиков. Это может служить предвестником развития устойчивости к антибиотикам у животных и людей.Кроме того, несоблюдение периода отмены может привести к производственным потерям, так как остатки антибиотиков влияют на заквасочные культуры, что приводит к производству некачественного йогурта. Эта практика еще более осложнялась отсутствием записей о лечении на всех фермах в обоих регионах. Это затрудняло отслеживание и идентификацию обработанных коров, чтобы гарантировать, что на рынок поставлялось только безопасное молоко для потребления человеком.

В исследовании сообщается, что большая часть молока от обработанных коров, у которых не наблюдался период выхода из рациона, попала на рынок в обоих регионах.Это говорит о том, что потребители могут подвергаться риску постоянного воздействия антибиотиков на субтерапевтических уровнях из-за повседневного употребления зараженного молока и связанных с ним продуктов. Риск может быть намного выше в HARA, поскольку большинство ферм в этом регионе активно применяют антибиотики для молочных животных. Незнание фермерами важности строгого соблюдения периода отмены, практика обращения за советом к неквалифицированному персоналу, неконтролируемый доступ к лекарствам без рецептов, запасы ветеринарных препаратов на фермах, а также практика самодиагностики и самолечения могут быть одними из таких факторов. факторы, способствующие несоблюдению фермерами сроков изъятия.Кроме того, слабая нормативно-правовая база безопасности пищевых продуктов в сочетании со слабым регулированием ветеринарных препаратов и ветеринарной практики в стране может усугублять проблему. Национальный план действий по устойчивости к противомикробным препаратам для Танзании также определил несоблюдение периодов отмены у животных как одну из движущих сил УПП [22]. Простая оценка дозы и дозировки антибиотиков для введения больным лактирующим коровам в обоих регионах наводит на мысль о безудержном злоупотреблении антибиотиками из-за чрезмерного или недостаточного дозирования [23], что может быть предвестником развития устойчивости к антибиотикам.В другом исследовании было обнаружено, что 100% фермеров, которые практиковали самолечение своих животных, оценивали только вес животных до введения лекарства [8].

Распространенность остатков антибиотиков была значительно выше в молоке, собранном от коров в HARA, по сравнению с молоком, собранным в LARA. Распространенность остатков антибиотиков в индивидуальном коровьем молоке на фермах HARA была высокой и составляла 21,25%. Этот результат сопоставим с другими исследованиями, проведенными в Кении, которые выявили несколько более высокую распространенность — 24% образцов из молочных автоматов, а 24% образцов уличных торговцев предположительно были положительными по крайней мере на один антибиотик [24].Небольшая разница в распространенности может быть связана с различиями в собранных образцах. В исследовании, проведенном в Кении, рассматривались объемные образцы молока, в которых высока вероятность того, что несколько отдельных коровьего молока, содержащего остатки антибиотиков, заразят весь пул молока, и, следовательно, увеличивают шансы на получение положительных результатов. С другой стороны, наше исследование рассматривало индивидуальное коровье молоко как наименьшую единицу выборки, и, следовательно, не было никаких шансов на перекрестное заражение. Исследования, проведенные в Танзании, показали, что 36% продаваемых образцов молока содержат остатки антибиотиков [6].Высокая распространенность образцов, содержащих остатки антибиотиков, в исследовании, проведенном в Танзании, объясняется тремя факторами: терапией мастита, лечением трансмиссивных болезней и прямым добавлением антибиотиков для сохранения молока в отсутствие холодильника. В другом аналогичном исследовании, проведенном в Кувейте, было обнаружено, что 29,1% местных проб свежего молока содержали остатки антибиотиков, намного превышающие максимальный уровень остатков (MRL) для тестируемых остатков с преобладающим остатком тетрациклина [5].Наблюдаемое преобладание остатков антибиотиков в молоке из HARA по сравнению с LARA может быть связано с интенсивным и неселективным использованием антибиотиков как в лечебных, так и в профилактических целях из-за высокой заболеваемости TBD, связанной с проблемой высокой устойчивости к акарицидам в регионе и несоблюдением периодов отмены. Связанная с породой восприимчивость крупного рогатого скота к тропическим болезням [25] также может объяснять наблюдаемые различия в моделях использования антибиотиков и, следовательно, преобладание остатков антибиотиков в молоке в двух контрастирующих регионах.Таким образом, это исследование впервые сообщает о положительной взаимосвязи между резистентностью клещей к акарицидам и распространенностью остатков антибиотиков в молоке. Районы, сильно пострадавшие от устойчивости к акарицидам, могут подвергаться риску производства молока, загрязненного остатками антибиотиков, а население может подвергаться риску употребления зараженного молока и молочных продуктов.

Что касается факторов риска, связанных с наличием остатков антибиотиков в молоке на уровне фермы, исследование показало, что устойчивость клещей к акарицидам и практика чтения инструкций по применению на этикетках лекарств в значительной степени связаны с присутствием остатков антибиотиков в молоке.Устойчивость к акарицидам может привести к увеличению числа случаев TBD на молочных фермах, особенно на тех, которые содержат экзотические кроссы крупного рогатого скота, которые более восприимчивы к TBD [3]. Следовательно, это приводит к интенсивному использованию антибиотиков как в лечебных, так и в профилактических целях против TBD и в процессе, способствующем нерациональному использованию антибиотиков. Это приводит к загрязнению молока остатками антибиотиков. Постоянное воздействие сублетальных доз антибиотиков с молоком на бактериальные патогены, особенно вызывающие мастит, может ускорить развитие устойчивости к антибиотикам.Вывод о том, что молоко с ферм, респонденты которых, по словам респондентов, всегда читали инструкции по применению и периодам прекращения употребления, чаще содержит остатки антибиотиков, вызывает глубокое недоумение. Тем не менее, это может быть связано с псевдонадежностью, выработанной фермерами с течением времени, поскольку они всегда легко получали доступ к антибиотикам и использовали их на ферме. Кроме того, существует вероятность того, что, хотя они утверждают, что прочитали информацию на этикетках лекарств, высока вероятность того, что они не понимают эту информацию.Это может быть связано либо с используемым техническим языком, либо с тем, что они не читают всю информацию, написанную на этикетках лекарств. Вышеупомянутый вывод может быть дополнительно объяснен тем фактом, что у грамотных фермеров, вероятно, будет формальная занятость плюс более одного источника дохода, и, следовательно, они могут покупать гораздо больше антибиотиков для использования на уровне фермы по сравнению с их неграмотными коллегами, покупательная способность которых, вероятно, высока. быть низким из-за ограниченных доходов. В других исследованиях, проведенных в регионе, сообщалось о следующих факторах риска: отсутствие понимания рисков, связанных с загрязнением пищевых продуктов антибиотиками, плохие записи о лечении или их отсутствие, а также отсутствие системы мониторинга являются основными рисками заражения молока на небольших фермах в Кении. [26].Важно отметить, что это первое исследование, в котором резистентность к акарицидам рассматривается как фактор риска, связанный с наличием остатков антибиотиков в молоке на уровне фермы в Уганде. Из-за бюджетных ограничений размер выборки был недостаточен для статистической идентификации и документирования всех факторов риска на ферме, связанных с появлением остатков антибиотиков в молоке.

5. Выводы

В целом, это исследование предоставило понимание связи между неэффективностью борьбы с клещами / устойчивостью к акарицидам и практикой использования антибиотиков, способствующей появлению остатков антибиотиков в молоке.Устойчивость к акарицидам приводит к интенсивному использованию антибиотиков для борьбы с ассоциированными TBD, тем самым повышая вероятность загрязнения молока остатками антибиотиков. Результаты этого исследования должны стимулировать диалог с заинтересованными сторонами о продвижении рационального использования ветеринарных антибиотиков и необходимости продвижения эффективных стратегий борьбы с клещами, чтобы предотвратить возможное разветвление негативных последствий неэффективности борьбы с клещами на здоровье населения. Существует необходимость включить анализ остатков антибиотиков в число обычно выполняемых тестов для оценки качества молока в Уганде, чтобы защитить население от хронического воздействия антибиотиков на субтерапевтических уровнях в результате потребления молока и сопутствующих продуктов.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения результатов этого исследования, включены в статью.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы благодарят доктора Матиаса Драмви, господина Абиаса Карабука, профессора Патрика Питуа, доктора Просковию Адеке, фермеров в обоих регионах, команду Центральной диагностической лаборатории и всю команду лаборатории RTC Университета Макерере за их вклад.

Нанокомпозиты из оксида графена и акарицида усиливают акарицидную активность акарицидов против Tetranychus cinnabarinus путем прямого ингибирования транскрипции гена белка кутикулы

Оксид графена (GO), как многообещающий синергетический агент пестицидов против вредителей, имеет широкие перспективы применения в сельскохозяйственной сфере. Однако синергетический режим ГО с акарицидами остается неясным. Здесь впервые была сконструирована и охарактеризована наносистема доставки акарицидов с использованием нанолистов GO в качестве наноносителей для доставки четырех самых продаваемых в мире акарицидов (авермектин, бифеназат, этоксазол и спиродиклофен) для борьбы с Tetranychus cinnabarinus (паук, угрожающий урожаю). клещ-вредитель).Результаты показали, что ГО адсорбируется на кутикуле клещей и нарушает ее за счет связывания с белком кутикулы (CPR) и ингибирования экспрессии гена CPR, тем самым увеличивая проницаемость кутикулы клещей, что значительно повышает эффективность акарицидов. Кроме того, подавление гена CPR с помощью РНКи приводит к обезвоживанию, нарушению конструкции слоя кутикулы и увеличению проницаемости кутикулы и чувствительности клещей к ГО-акарицидам, что согласуется с синергическим фенотипом ГО на акарицидах, демонстрируя, что молекулярный механизм синергетического действия ГО на акарициды против Т.cinnabarinus опосредован низкоэкспрессируемым геном CPR. Использование GO-акарицидов в сельском хозяйстве сократит применение химических акарицидов и их неблагоприятное воздействие на здоровье населения и окружающую среду.

У вас есть доступ к этой статье

Иксодовых клещей коз и использование акарицидов в Эфиопии

Введение

В Эфиопии мелкие жвачные животные обитают в различных агроэкологических зонах и производственных системах, ¹ , и они являются важным аспектом жизнедеятельности сельских домашних хозяйств и источником экспортных поступлений для страны.Мелкие жвачные животные играют важную роль в создании доходов домашних хозяйств и обеспечении продовольственной безопасности, составляя примерно 23–39% денежных доходов от сельского хозяйства и внося значительный вклад в рост и развитие национальной экономики. ^2,3 Мелкие жвачные животные обладают высокой репродуктивной способностью, что делает их ценными источниками быстрого денежного дохода и мяса для внутреннего потребления. ⁴ Однако вклад этого огромного населения в производство продуктов питания и экспортные поступления значительно меньше запланированного. ⁵

Среди множества причин одним из сопутствующих факторов, ограничивающих ожидаемый потенциал производства и продуктивности мелких жвачных, является заражение эктопаразитами. ^5,6 Когда козы заражаются эктопаразитами, их способность поставлять вышеупомянутые продукты и услуги ухудшается. Здоровью коз также наносят вред эктопаразиты, из-за которых они теряют вес, замедляют рост и снижают продуктивность. Эктопаразиты членистоногих могут иметь несколько прямых и косвенных последствий для своих хозяев в результате своей деятельности. ⁷

Среди эктопаразитов клещи вызывают широкий спектр проблем со здоровьем мелких жвачных животных, что приводит к прямым и косвенным потерям. ⁷ Заражение клещами может привести к механическому повреждению тканей, раздражению, воспалению, гиперчувствительности, абсцессам, потере веса, хромоте, анемии и, в худшем случае, к гибели инфицированных животных с социально-экономическими последствиями. ⁸ Они также должны учитывать значительные дефекты кожи перед убоем и кожевенной обработкой, которые приводят к понижению качества шкур мелких жвачных и выбраковке.Кроме того, из-за своей привычки сосать кровь клещи могут передавать различные болезни от животных животным и от животных к людям. ⁹

Южный Омо — одна из пасторальных зон Эфиопии с богатыми животноводческими ресурсами. В зоне Южного Омо мелкие жвачные животные, особенно козы, играют важную роль в обеспечении средств к существованию пастбищным общинам. Однако доход, получаемый от этого мелкого рогатого скота, незначителен из-за различных ограничений. Заражение клещами является одним из факторов, ограничивающих продуктивность коз в районах. ^8,10

Химическая обработка по-прежнему является наиболее эффективным методом борьбы с клещами в Эфиопии. Тем не менее, неконтролируемое и частое применение коммерческих акарицидов могло ускорить появление устойчивости клещей к целому ряду активных химических веществ. После появления акарицида в Африке около 1890 года обработка клещей, основанная на различных методах применения, стала основным методом борьбы с клещами в Африке, что привело к множеству проблем, таких как загрязнение, развитие устойчивых штаммов клещей и рост расходов ¹¹ Точно так же клещи в Эфиопии в основном контролируются на протяжении десятилетий с помощью ряда акарицидов, таких как хлорорганические соединения, органофосфаты, макроциклические лактоны, карбаматы, амидины или синтетические пиретроиды. ¹² Тем не менее, клещи обычно развивают устойчивость к акарицидам при воздействии благоприятных факторов, таких как наиболее широкое использование, недостаточная концентрация, частое использование хлорорганических соединений и фосфорорганических соединений. ¹¹

Включение местных знаний коренных народов становится все более актуальной темой для улучшения ветеринарной помощи животноводству и помогает в принятии решений по фундаментальным аспектам жизни фермеров. Клещи были основными эктопаразитами коз, влияющими на продуктивность в провинции Квазулу-Натал в Южной Африке.На степень использования знаний коренных народов влияют такие факторы, как тип пастбищ, пол, возраст, проживание на ферме, а также наличие в местности травника. Таким образом, это исследование показало, что знания коренных народов следует применять и включать в политику, включая участие и взаимодействие хранителей знаний коренных народов. ¹³

Более того, несбалансированный спрос и предложение акарицидов среди владельцев скота / коз в ветеринарной клинике для лечения инфицированных коз; заставлять владельцев покупать акарициды низкого качества из неразрешенных источников или проверять контрабандистов лекарств, что, в свою очередь, может привести к развитию неэффективности акарицидов в исследуемой области. ¹⁰ Для проведения эффективной борьбы с клещами и / или снижения их нагрузки, регулярных исследований динамики популяций и видового состава клещей, а также текущего статуса эффективности акарицидов против наиболее распространенных и экономически значимых видов клещей в районе, были необходимы. ¹⁴ Таким образом, целью данного исследования была оценка распространенности и потенциальных факторов риска твердых клещей у коз, а также методов использования акарицидов у владельцев стада в районе Бенацемай.

Материалы и методы

Область исследования

Бенатсемай — один из десяти районов зоны Южного Омо, расположенных на юге Эфиопии. Он расположен на широте от 5º00ʹ31 ”северной широты до 5º41ʹ47” северной широты и на долготе от 36º12ʹ13 ”восточной долготы до 37º03ʹ50” восточной долготы. Район назван в честь людей Бена и Цемай, проживающих в этом районе. Бенатсемай граничит на юге с Хамером, на западе с Саламаго, на севере с Южным Ари, на северо-востоке с Малле, на востоке с районами Алле и на юго-востоке с регионом Оромия.Белая река отделяет его от районов Алле и региона Оромия. Западная часть этого района входит в Национальный парк Маго. Административный центр района Бенацемай — Кеяфер, расположенный примерно в 702 км к юго-западу от Аддис-Абебы и в 42 км к юго-востоку от зонального города Джинка. Зона имеет площадь 24 249 км, ² , в которой содержится 1,75 миллиона голов крупного рогатого скота, 1,55 миллиона овец и 2,88 миллиона коз. ¹⁵

Учебные животные

В качестве исследуемых животных использовалась местная порода коз Войто-Гуджи, содержание которой осуществлялось в рамках обширной агро-пасторальной системы управления.Эти породы коз отличались небольшими размерами тела по сравнению с козами, обитающими в высокогорных районах, таких как Консо и Гамо Гофа. ¹⁶ В районе козам разрешили выгуливать подальше от ферм в течение года. Когда сезонные реки пересыхают, все популяции коз поливают из реки или общинных скважин, известных как «Чирош». В районе существует аварийная система жилья, созданная из местных материалов, у которых нет крыши для защиты животных от непогоды, но не позволяет им выйти ночью.Самой большой проблемой, с которой столкнулись владельцы коз, было отсутствие качественных и количественных кормов, а также воды, особенно в сухой сезон. Балльную оценку состояния тела коз определяли согласно Villaquiran et al, ¹⁷ по шкале от 1,0 до 5,0. Таким образом, козы с оценкой 1 и 2 были классифицированы как плохие, 3 как средние и 4 и 5 как хорошие.

Дизайн исследования и методы выборки

Дизайн поперечного исследования был проведен с декабря 2019 года по май 2020 года для оценки распространенности и потенциальных факторов риска твердых клещей коз и практики использования акарицидов у владельцев стада в трех выбранных кебелесах района Бенацемай, таких как Дизиаман, Лука и Олкакбо.Район исследования был выбран целенаправленно из-за его доступности и удобства. С другой стороны, представительные кебелесы (крестьянские объединения) были выбраны случайным образом из списка кебелес, найденных в этом районе. Используя списки администрации Кебелеса, репрезентативные владельцы коз были выбраны случайным образом из отобранных кебелесов. Чтобы учесть эти связанные с хозяином характеристики, стада владельцев коз были стратифицированы на основе их пола, возраста и состояния тела. Для исследования животных систематически отбирали из выбранных слоев (стад) путем расчета интервала между первым и вторым отобранными животными, а затем отбирали животное № ^-е , в зависимости от размера каждого выбранного стада.Кроме того, всего 30 пастухов были включены из-за отсутствия стабильного поселения скотоводов или кочевого характера пастухов.

Определение размера выборки

Размер выборки был рассчитан с использованием ранее оцененной распространенности клещей в 85,57%, сообщенной Mebrahtu et al, ¹⁰ , и желаемого уровня точности 5% при уровне достоверности 95%. В результате размер выборки был рассчитан по формуле Thrusfield ¹⁸ .

Где;

N = общий размер выборки, P = ожидаемая распространенность, Zα = Z0.05 = 1,96 (значение Z _α , необходимое для достоверности = 95%), d = желаемая точность.

Используя приведенную выше формулу, всего 190 животных были бы наиболее предсказуемым размером выборки для районного исследования распространенности клещей. Чтобы повысить точность результатов исследования, размер выборки был увеличен на 50%, в результате чего в трех исследованиях Кебелес было отобрано 285 коз. Из вторичных зарегистрированных данных была получена общая популяция коз для каждого исследования Кебеле, и исследуемые животные, представляющие Кебеле, были взяты пропорционально на основе популяции коз соответствующего Кебеле.

Методология исследования

Сбор клещей и лабораторная идентификация

Коз осматривали визуально от головы до хвоста, обращая внимание на основные места пристрастия к клещам. При сборе проб учитывались как набухшие, так и полунапитые взрослые или зрелые клещи. Клещей удаляли щипцами с различных частей тела животных, включая ухо, хвост, шею, грудинку, подвес, спину, копыто, семенники и вымя, и обрабатывали 70% этанолом.Животных надлежащим образом удерживали, и все части тела были тщательно проверены перед удалением, следуя методике, использованной предыдущим персоналом. Все клещи были удалены с тел крупного рогатого скота с помощью крошечных щипцов и мер предосторожности при удалении клещей. ¹⁹ Род и виды клещей были идентифицированы с помощью стереомикроскопа в региональной ветеринарной лаборатории Джинки. ²⁰ Все полевые и лабораторные данные были записаны в заранее подготовленный лист для сбора данных.

Опросник

Структурированная анкета была проведена среди владельцев коз (скотоводов) для сбора данных о проблемах заражения клещами и методах использования акарицидов.Перед распространением анкеты среди соответствующих участников анкета была сначала переведена на язык Бена. Вторичная информация из исследуемого района также была записана и проанализирована.

Управление данными и статистический анализ

Все статистические анализы были выполнены с использованием программного обеспечения STATA версии 13 после загрузки данных в компьютерную программу Microsoft Office Excel 2016 (Stata Corp. College Station, TX). Пропорции переменных, записанных в ходе анкетного опроса, были проанализированы с использованием описательной статистики (частоты и проценты).Тест хи-квадрат использовался для изучения взаимосвязи между множеством факторов риска (Кебелес, возраст, пол, BCS и размер стада) и зараженностью клещами. Для наличия значимой связи использовалось значение p менее 0,05.

Утверждение этических норм и согласие на участие

Это исследование получило этическое одобрение Комитета по этике и анализу исследований Университета Волайта Содо. Перед сбором образцов было получено устное согласие владельцев коз на взятие образцов у своих коз, а клещи были собраны с различных участков тела при соблюдении строгих мер гигиены.Были соблюдены лучшие практические рекомендации по ветеринарной помощи, владельцам коз была разъяснена цель исследования, а Комитет по этике и анализу исследований Университета Волайта Содо одобрил изложенный в рукописи процесс устного информированного согласия.

Результаты

Анкетный опрос по заражению клещами и использованию акарицидов

Всего 30 скотоводов (по 10 скотоводов от каждого кебеле) были опрошены о случаях заражения клещами и использования акарицидов в их районе.Соответственно, все опрошенные (100%) ответили, что они сталкиваются с частыми заражениями клещами в течение года, которые чаще встречались у старых коз (90%) и в засушливый сезон (60%), но одинаково заражали обе половые группы (70%) (Таблица 1). .

По мнению респондентов, для борьбы с заражением клещами преимущественно применялось одновременное применение традиционных (смазывание водным раствором различных этномедицинских растений) и современных акарицидов (традиционные препараты) (60%).Среди традиционных акарицидов взаимозаменяемое использование (в зависимости от их доступности) диазинона и ивермектина в основном (90%) респондентов предпочитали. Это исследование также показало, что государственная ветеринарная клиника (63,33%) была основным источником акарицида в этом районе, за которым следуют официальные частные ветеринарные аптеки (26,66%) (Таблица 2). Более того, общинные ветеринарные работники (CAHW) (43,33%) и сами владельцы (33,33%) несли основную ответственность за нанесение (инъекции) акарицида инфицированным животным (Таблица 2).

Ответ владельца скота также показал, что диазинон (66,67%) был наиболее эффективным акарицидом, за ним следовали ивермектин (16,67%) и амитраз (6,67%) (таблица 3). Дельтаметрин признан дорогостоящим акарицидом как в государственных ветеринарных клиниках (также редко доступных), так и в частных ветеринарных аптеках.56,57% респондентов указали, что цены на акарицидные препараты из частных ветеринарных аптек завышены, чем на тот же акарицид из государственных ветеринарных клиник (Таблица 3).

Заражение клещами и связанные с ними факторы риска

Из 285 коз, обследованных на заражение клещами в трех кебеле (крестьянское объединение) исследуемого района, 243 козы были инфицированы клещами двух родов; Rhipicephalus (Rh.) и Amblyomma (A.), что привело к общей распространенности 85,26%. Сообщалось о более высоком уровне заражения у козлов (59,57%), чем у самцов (40,43%), и у животных в возрасте 1-3 лет (43,21%), чем у животных старше трех лет (42,8%). Козы со средним уровнем кондиционирования (51,85%) были сильно инфицированы, чем животные с плохим состоянием, и это было значительно (p <0,05) связано с заражением клещами. Заражение клещами не было достоверно связано (p> 0,05) с полом, возрастом, размером стада и исследуемым кебелесом (крестьянское объединение) (таблица 4).

Тип заражения клещами в районе исследования

Rhipicephalus и Amblyomma были двумя родами клещей, идентифицированными в этом районе в ходе этого исследования. Среди всех зараженных клещами коз 38,59% были инфицированы более чем одним родом клещей (смешанная инвазия), 14,38% были инфицированы Rh.pulchellus , 11,22% были инфицированы Rh. decoloratus , 5,26% были инфицированы A. cohaerens и 4,21% были инфицированы A. variegatum (таблица 5).

Корреляционный анализ распространенности клещей с соответствующими факторами риска

Корреляция зараженности коз клещами с такими факторами, как происхождение, пол, возраст и состояние тела, была проведена для исследования взаимосвязи между различными переменными и обобщена в таблице 6.Среди сопутствующих факторов риска состояние тела коз имеет положительную корреляцию (r = 0,1329) с распространенностью заражения твердыми клещами. Однако такие факторы, как происхождение, пол и возраст животных, имеют обратную корреляцию с заражением твердыми клещами (таблица 6).

Обсуждение

Распространенность заражения козьим клещом в текущем исследовании составила 85.26%. Текущая распространенность была выше, чем результаты, сообщенные Fentahun et al, ²¹ 20% из города Гондэр, Тесфахейвет и Симеон, ²² 31,3% из зоны Бенч-Маджи, южная Эфиопия, Habtemichael et al. ²³ 87,4% из Харгель Район Зоны Афдер в регионе Сомали, Израиль и др. ²⁴ 27,5% из района Содо-Зурия, Тефера, ²⁵ 22,2% из отдельных районов региона Амхара, Тесфай и др. ²⁶ 6,3% из Бахир-Дара, Зерехуна и Атомсы , ²⁷ 10.2% от Зоны Западного Шоа. Однако о несколько более высокой распространенности сообщили Fikre et al. ²⁸ , которые сообщили о распространенности 90,88% в пастбищном районе Афар. Более того, текущий результат совпадает с отчетом Мебрахту и др. ¹⁰ , который указывает на распространенность 85,57% в выбранных районах зоны Южного Омо.

Различия в распространенности заражения клещами в нашем исследовании по сравнению с предыдущими отчетами можно объяснить различиями в контрольных мероприятиях между исследуемыми территориями, различиями в агроэкологии, методах содержания животных, производственных системах и плотности населения.Повышенная распространенность заражения козьими клещами в области исследования может быть связана с частым контактом коз и других жвачных животных на одном и том же пастбищном участке, что способствовало частому контакту с больными животными и поиску клещей в окрестностях. Кроме того, считается, что широкое распространение заражения клещами в области исследования связано с плохой системой борьбы с эктопаразитами и недостаточной осведомленностью владельцев коз о воздействии эктопаразитов.

Распространенность заражения клещами была незначительной (p> 0.05), связанных с предполагаемыми факторами риска, такими как Кебелес, пол, возраст, BCS и размер стада. Это может быть связано с тем, что исследуемый район (Бенацемай) относится к категории пастбищной производственной системы с низкой высотой над уровнем моря в сочетании с неограниченным перемещением животных. Таким образом, динамика и частая мобильность стай с участием разных видов животных всех возрастов, полов и групп BCS вместе, а также частое пребывание на одних и тех же открытых пастбищах в пастбищных районах увеличивают вероятность прямого контакта между животными.Следовательно, это способствовало передаче клещевых паразитов от животного к животному независимо от Кебеле, пола, возраста, BCS и размера стада. ^29,30

В этом исследовании в этом районе были идентифицированы семь видов клещей, принадлежащих к двум родам ( Rhipicephalus и Amblyomma ). О заражении аналогичным составом клещевых родов сообщили Fikre et al. ²⁸ из региона Афар, Fentahun et al. ²¹ из города Гондар, Тесфахейвет и Симеон, ²² из зоны Бенч-Маджи, южная Эфиопия, Habtemichael et al. ²³ из района Харгелле зоны Афдер в регионе Сомали, Израиль и др. ²⁴ 27.5% из района Содо-Зурия, Тефера, ²⁵ 22,2% из отдельных районов региона Амхара, Тесфай и др. ²⁶ из Бахир-Дар, Зериехун и Атомса, ²⁷ из зоны Западного Шоа на мелких жвачных из разных частей Эфиопии . Среди идентифицированных видов наиболее доминирующим видом клещей был Rhipicephalus pulchellus , за которым следует Rh. decoloratus, Rh. evertsi evertsi и A. cohaerens .

Этот видовой состав соответствовал предыдущим исследованиям, проведенным в отдельных районах зоны Южного Омо. ¹⁰ Кроме того, в предыдущих работах ³¹ и ³² сообщалось, что Rhipicephalus pulchellus был доминирующим видом клещей, исследования проводились в других частях страны. Что касается распространенности конкретных видов клещей, более высокая распространенность различных видов Rhipicephalus ; Rhipicephalus pulchellus (47,7%), Rh. decoloratus (29,3%), Rh. evertsi evertsi (23,3%) и Rh. pravus (22,8%) ранее сообщалось в исследованиях в отдельных районах зоны Южного Омо. ¹⁰ Однако распространенность конкретного вида Amblyomma , обнаруженная в текущем исследовании, была немного выше, чем ранее сообщенный результат исследования в вышеупомянутой области теми же авторами, как 3,9%, 1,4% и 0,99%, соответственно, для A. variegatum, A. cohaerens и A. gemma .

Корреляция зараженности коз клещами с такими факторами, как происхождение, пол, возраст и состояние тела показала, что состояние тела коз имеет положительную корреляцию (r = 0.1329) с преобладанием сильного заражения, тогда как происхождение, пол и возраст животных имеют обратную корреляцию с заражением твердыми клещами. Это может быть связано с тем, что клещи приписывают потерю веса тела, когда они сосут кровь, и вызывают неприятные ощущения, когда клещ питается на различных поверхностях тела животного, и это, в свою очередь, приводит к тому, что козы проводят долгое время, терясь о неодушевленные предметы. объекты.

Анкетный опрос владельцев стада по эффективности акарицидов показал, что диазинон (66.7%) был наиболее распространенным акарицидом по сравнению с другими акарицидами, за которым следовали ивермектин (6,7%) против Amblyomma и Rhipicephalus . Этот вывод противоречил предыдущим отчетам Sajid et al; ³³ Turkson and Botchey, ³⁴ , которые сообщили, что полевой штамм A. variegatum был устойчив к диазинону при применении in vivo по сравнению с ивермектином, который показал большую эффективность против A. variegatum в рекомендованной дозе через 7 дней. постэкспозиция.Аналогичным образом, Tessema и Gashaw ³⁵ и Habtemichael et al ²³ сообщили, что у клещей выработалась устойчивость к органофосфатным акарицидам. Различия в эффективности этих акарицидов, скорее всего, были связаны с их широким использованием, нерегулярным нанесением, недостаточным опрыскиванием и неправильным смешиванием, а также использованием акарицидов, которые удерживались в течение длительного периода после разбавления.

Заключение

Это исследование выявило высокую распространенность заражения клещами коз в исследуемом районе и выявило два основных рода клещей: Rhipicephalus и Amblyomma .Среди идентифицированных видов клещей Rh. pulchellus, Rh. decoloratus, A. cohaerens и A. variegatum были наиболее распространенными видами клещей. На зараженных козах преимущественно выявлялось смешанное заражение клещами разных видов. Среди обычных акарицидов владельцы коз предпочли диазинон и ивермектин, и их часто использовали вместо дельтаметрина из-за их легкой доступности на фармацевтическом рынке и доступной цены. Хотя владельцы коз используют обычные акарициды в качестве средства борьбы, они также используют этноботанические препараты для борьбы с клещами и другими эктопаразитами.Кроме того, общинные ветеринары (CAHW) и владельцы несли ответственность за инъекции или применение акарицидов к инфицированным клещами животным. Таким образом, необходимо повысить осведомленность владельцев стада о рациональном использовании акарицидов для сдерживания развития резистентности, а также об этноботанических растениях, которые традиционно использовались скотоводами для дальнейшего определения эффективности и токсичности препарата. Коренные знания скотоводческих народов должны быть включены в государственную политику и реализованы для поощрения их использования и улучшения ветеринарной помощи животноводству.

Сокращения

BCS, Оценка состояния тела; BHC, бензол-гексахлорид; CAHW, общественные ветеринары; CSA, Центральное статистическое агентство Эфиопии; ДДТ, дихлордифенилтрихлорэтан; SNNPR — Регион национальностей и народов Юга; СОЗЛФД, Департамент животноводства и рыболовства зоны Южного Омо.

Заявление об обмене данными

Наборы данных, использованные и проанализированные в ходе текущего исследования, доступны у соответствующего автора по разумному запросу.

Утверждение этических норм и согласие на участие

Это исследование получило этическое одобрение Комитета по этике и анализу исследований Университета Волайта Содо. Перед сбором образцов было получено устное согласие владельцев коз на взятие образцов у своих коз, а клещи были собраны с различных участков тела при соблюдении строгих мер гигиены. Были соблюдены лучшие практические рекомендации по ветеринарной помощи, владельцам коз была разъяснена цель исследования, а Комитет по этике и анализу исследований Университета Волайта Содо одобрил изложенный в рукописи процесс устного информированного согласия.

Благодарности

Авторы выражают признательность региональной ветеринарной лаборатории Содо.

Авторские взносы

Все авторы внесли существенный вклад в концепцию и дизайн, сбор данных или анализ и интерпретацию данных; принимал участие в написании статьи или ее критическом пересмотре на предмет важности интеллектуального содержания; согласился представить в текущий журнал; дал окончательное одобрение версии, которая будет опубликована; и соглашаемся нести ответственность за все аспекты работы.

Финансирование

Эта работа не поддерживалась ни одним источником финансирования или учреждением.

Раскрытие

Все авторы заявили об отсутствии конфликта интересов в этой работе.

Список литературы

1. Менгеша М., Цега В. Аборигенное овцеводство в Эфиопии: обзор. Iran J Appl Anim Sci . 2012. 2 (4): 311–318.

2. Асрези А., Земеду Л., Адиграт Э. Вклад животноводства в экономику Эфиопии. Adv Life Sci Technol .2015; 29: 79–90.

3. Галье А., Мулема А., Бенар МАМ, Онзере С.Н., Колверсон К.Э. Изучение гендерных представлений о праве собственности на ресурсы и их последствий для продовольственной безопасности среди владельцев сельскохозяйственных животных в Танзании, Эфиопии и Никарагуа. Агропродовольственная безопасность . 2015; 4 (1): 1–14. DOI: 10.1186 / s40066-015-0021-9

4. Толера А., Абебе А. Животноводство в скотоводческих и агро-пасторальных производственных системах южной Эфиопии. Livest Res Rural Dev . 2007. 19 (12): 4–7.

5. Дебеле Г., Гуру М., Хундесса Ф., Дугума М. Оценка методов хозяйствования фермеров и факторов, влияющих на систему производства коз в районе Адами Тулу Дзидо Комболча зоны Ист-Шава, Эфиопия. Agric Biol JN Am . 2013. 4 (5): 520–526.

6. Legesse G, Siegmund-Schultze M, Abebe G, Zárate AV. Экономические показатели мелких жвачных животных в системах смешанного земледелия в Южной Эфиопии. Trop Anim Health Prod . 2010. 42 (7): 1531–1539. DOI: 10.1007 / s11250-010-9603-5

7.Tolossa YH. Эктопаразитизм: угроза для эфиопской популяции мелких жвачных и кожевенной промышленности. J Vet Med Anim Health . 2014; 6 (1): 25–33. DOI: 10.5897 / JVMAh3013.0253

8. Getaneh D, Tesfaye T., Alemayehu Y. Характеристика систем сельского хозяйства и сельскохозяйственного производства, производственных ограничений и выявления потребностей в округах Дебуб Ари и Бенатсемай на юге Эфиопии. Int Res J Sci Technol . 2021; 2 (2): 359–373.

9. Дантас-Торрес Ф, Чомель ББ, Отранто Д.Клещи и клещевые болезни: перспектива One Health. Trends Parasitol . 2012. 28 (10): 437–446. DOI: 10.1016 / j.pt.2012.07.003

10. Мебрахту К., Тесфайе Т., Гетачью С., Аларо Т., Дачоу Б. Распространенность эктопаразитов мелких жвачных животных в отдельных районах зоны Южного Омо, Южная Эфиопия. Adv Biol Res . 2018; 12 (2): 91–96.

11. Admasu P, Wakayo BU, Megersa M, Feyera T. Исследование акарицидной эффективности амитраза и диазинона in vitro и in vivo против некоторых видов клещей, заражающих Camelus dromedarius в районе Джигджиги, Восточная Эфиопия. Афр Дж Фарм Фармакол . 2015; 9 (34): 850–855. DOI: 10.5897 / AJPP2015.4425

12. Этана А., Тадессе Э., Менгисту А., Хассен А. Расширенная оценка образцов вигны (Vigna unguiculata) для производства кормов в центральной рифтовой долине Эфиопии. Дж. Сельское хозяйство, внешняя разработка сельских районов . 2013. 5 (3): 55–61.

13. Мкванази М., Ндлела С., Чимоньо М. Использование местных знаний для борьбы с клещами у коз: случай провинции Квазулу-Натал, Южная Африка. Trop Anim Health Prod .2020; 52 (3): 1375–1383. DOI: 10.1007 / s11250-019-02145-0

14. Йонгеян Ф., Уиленберг Г. Глобальное значение клещей. Паразитология . 2004; 129 (S1): S3 – S14. DOI: 10.1017 / S0031182004005967

15. Центральное статистическое агентство. Выборочное обследование сельского хозяйства. Отчет о домашнем скоте и характеристиках домашнего скота. 2017: 1–194.

16. Молла Б. Показатели здоровья импортированных бурских коз (Capra hircus) и их скрещивания с козами породы Войто-гуджи в зоне Южного Омо, Юго-Западная Эфиопия. Trop Anim Health Prod . 2016. 48 (4): 855–861. DOI: 10.1007 / s11250-016-1018-5

17. Вильякиран М., Гипсон Т.А., Меркель Р.К., Гетч А.Л., Сахлу Т. Оценка состояния тела у коз. Лэнгстонский университет: Американский институт исследований коз; 2004.

18. Трусфилд М. Ветеринарная эпидемиология . Джон Уайли и сыновья; 2018.

19. Соулсби Э., Ллойд С. Пассивная иммунизация при цистеркозе: характеристика соответствующих антител. 1982.

20.Уокер AR. Клещи домашних животных в Африке: Руководство по определению видов . Эдинбург: Bioscience Reports; 2003.

21. Фентахун Т., Вольдемариам Ф., Чани М., Берхан М. Распространенность эктопаразитов на мелких жвачных животных в городе Гондар и его окрестностях. Am Eurasian J Sci Res . 2012. 7 (3): 106–111.

22. Тесфахейвет З., Симеон Х. Основные эктопаразиты мелких жвачных животных в зоне Бенч-Маджи, южная Эфиопия. Livest Res Rural Dev . 2016; 28 (4): 63.

23. Habtemichael Y, Alemu A, Adem A., Felek B. Эпидемиологические и терапевтические исследования видов клещей мелких жвачных животных в районе Харгелле, зона Афдер, регион Сомали, Эфиопия. Энтомол Орнитол Герпетол . 2020; 9 (234): 2161–0983.

24. Israel Y, Abera T, Wakayo BU. Эпидемиологическое исследование эктопаразитарной инвазии мелких жвачных в округе Содо-Зурия, Южная Эфиопия. J Vet Med Anim Health . 2015; 7: 140–144. DOI: 10.5897 / JVMAh3014.0358

25.Тефера С. Исследование эктопаразитов мелких жвачных на отдельных участках в региональном штате Амхара и их влияние на кожевенную промышленность . Бишофту, Эфиопия: факультет ветеринарной медицины, Аддис-Абебский университет; 2004.

26. Тесфайе Д., Ассефа М., Демисси Т., Тайе М. Эктопаразиты мелких жвачных животных представлены в ветеринарной клинике Бахир Дар, Северо-Западная Эфиопия. Afr J Agric Res . 2012. 7 (33): 4669–4674. DOI: 10.5897 / AJAR12.599

27. Зерьехун Т., Атомса М.Эктопаразитарные инвазии овец и коз. Евразийский журнал ветеринарных наук . 2012. 28 (4): 185–189.

28. Фикре З, Хайлегебраэль Б., Мууз Дж., Ахмед С., Ашенафи Г. Эпидемиология основных эктопаразитов мелких жвачных животных и эффективность методов борьбы, используемых в отдельных пастбищных районах Афар, Северо-Восточная Эфиопия. J Biol Agric Healthc . 2015; 5 (14): 63–72.

29. Хуссен А.Х., Агонафир А. Исследование клещей, поражающих верблюдов (Camelus dromedarius) в районе Джигджига региона Сомали, Восточная Эфиопия. Int J Adv Res Biol Sci . 2018; 5 (9): 121–130.

30. Аканде Ф., Адебовале А., Идову О., Софела О. Распространенность клещей среди местных пород охотничьих собак в штате Огун, Нигерия. Sokoto J Vet Sci . 2018; 16 (3): 66–71. DOI: 10.4314 / sokjvs.v16i3.10

31. Ахмед Дж., Вендемагегн Д., Цехай А., Силеш С., Абебе Х. Распространенность заражения клещами мелких жвачных животных в Дыре-Дау и его окрестностях, Восточная Эфиопия. Int J Res Granthaalayah . 2017; 5 (5): 326–336. DOI: 10.29121 / granthaalayah.v5.i5.2017.1864

32. Эйоб Э., Матиос Л. Предварительное исследование распределения иксодовых клещей среди мелких жвачных животных в районе Дхас пастбищного района Борена, Южные пастбищные угодья Эфиопии. Adv Biores . 2014; 5 (1): 87–91.

33. Саджид М.С., Икбал З., Хан М.Н., Мухаммад Г. Эффективность ивермектина и циперметрина in vitro и in vivo против клеща крупного рогатого скота Hyalomma anatolicum anatolicum (Acari: Ixodidae). Parasitol Res . 2009. 105 (4): 1133–1138.DOI: 10.1007 / s00436-009-1538-2

34. Турксон П., Ботчи М. Устойчивость к акарицидам клещей крупного рогатого скота, Amblyomma variegatum, в прибрежной зоне саванны Ганы. Гана Дж. Сельское хозяйство . 1999. 32 (2): 199–204. DOI: 10.4314 / gjas.v32i2.1902

35. Тессема Т., Гашоу А. Распространенность клещей на местном и гибридном рогатом скоте в городе Аселла и его окрестностях на юго-востоке Эфиопии. Эфиоп Ветеринар J . 2010. 14 (2): 79–89.

Обзор токсичности инсектицидов и акарицидов (органических) — токсикология

Инсектициды — это любое вещество или смесь веществ, предназначенная для предотвращения, уничтожения, отпугивания или уменьшения численности насекомых.Точно так же акарициды — это вещества, которые могут уничтожать клещей. Химическое вещество может оказывать как инсектицидное, так и акарицидное действие. По своим свойствам эти химические вещества можно разделить на четыре группы: 1) органофосфаты, 2) карбаматы, 3) хлорорганические соединения и 4) пиретрины и пиретроиды. Поскольку эти химические вещества используются во всем мире, они представляют опасность для здоровья нецелевых видов, в том числе людей, домашних и домашних животных, диких животных и водных видов. У крупных животных отравление часто происходит из-за непреднамеренного или случайного использования, тогда как у мелких животных (особенно собак) отравление часто происходит из-за злого умысла.

Этикетки пестицидов должны содержать предупреждения о недопустимости их использования на неразрешенных видах или при непроверенных обстоятельствах. Эти предупреждения могут относиться к острой или хронической токсичности либо к остаткам в мясе, молоке или других продуктах животного происхождения. Поскольку этикетки меняются в соответствии с действующими правительственными постановлениями, важно всегда читать и соблюдать все инструкции на этикетках, сопровождающие продукт.

Каждое воздействие, независимо от того, насколько оно короткое или незначительное, приводит к абсорбции и, возможно, хранению части соединения.Повторяющиеся короткие воздействия могут в конечном итоге привести к интоксикации из-за кумулятивного эффекта. Следует принять все меры предосторожности, чтобы свести к минимуму воздействие на человека. Это может включать частую смену одежды с купанием при каждой смене или, при необходимости, использование респираторов, дождевика и перчаток, непроницаемых для пестицидов. Респираторы должны иметь фильтры, одобренные для типа используемого инсектицида (например, обычные пылевые фильтры не защитят оператора от паров фосфорорганических инсектицидов). Таких мер обычно достаточно для защиты от интоксикации.Избыточное воздействие инсектицидов на основе хлорированных углеводородов трудно измерить, за исключением появления явных признаков отравления.

Фосфаторганические и карбаматные инсектициды проявляют свою токсичность за счет инактивации фермента ацетилхолинэстеразы (AChE) в синапсах нервной ткани и нервно-мышечных соединений, а также в эритроцитах. Следовательно, способность органофосфатов или карбаматов ингибировать холинэстеразу может использоваться для обозначения степени воздействия, если активность крови / RBC-AChE определяется в течение раннего периода воздействия.

Известно, что органические пестициды оказывают вредное воздействие на рыбу и диких животных, а также на домашние виды. Ни в коем случае нельзя использовать количества, превышающие специально рекомендованные, и следует принимать максимальные меры предосторожности для предотвращения сноса или дренажа на прилегающие поля, пастбища, пруды, ручьи или другие помещения за пределами зоны обработки.

Безопасность и уровень воздействия этих соединений на целевые виды были тщательно установлены, и необходимо соблюдать рекомендации и правила по применению.Отдельные лица, в том числе ветеринары, были привлечены к ответственности за несоблюдение указаний на этикетках или предупреждений на этикетках, а также за несоблюдение предупреждений владельцев животных о необходимых мерах предосторожности.

Идеальный инсектицид или акарицид должен быть эффективным без риска для домашнего скота или людей, применяющих его, и не оставлять остатков в тканях, яйцах или молоке. Всем этим требованиям могут соответствовать всего несколько соединений.

Отравление органическими инсектицидами и акарицидами может быть вызвано прямым применением, проглатыванием зараженных кормов или кормов, обработанных для борьбы с паразитами растений, или случайным воздействием.Это обсуждение ограничивается только теми инсектицидами или акарицидами, которые наиболее часто опасны для домашнего скота или могут оставлять остатки в продуктах животного происхождения.

Химический синтез редко дает 100% интересующего продукта, и обычно существуют в различных пропорциях структурно родственные соединения, которые обладают биологическим действием, отличным от такового у искомого соединения. Ярким примером является дихлордифенилэтан (DDD): p, p’-изомер является эффективным инсектицидом с низкой токсичностью для большинства млекопитающих; o, p’-изомер вызывает некроз надпочечников у людей и собак и используется для лечения определенных нарушений функции надпочечников.

Как правило, продукты, хранящиеся при экстремальных температурах или хранящиеся в частично опорожненных контейнерах в течение длительного времени, могут испортиться. Но при хранении малатион производит изомалатион, который во много раз токсичнее, чем карбофос. Помимо изомалатиона, могут образовываться две другие технические примеси малатиона (малаоксон и триметилфосфородитиоат), которые могут в несколько раз усилить токсичность малатиона. Подобные примеси могут образовываться и усиливать токсичность другого фосфорорганического инсектицида, фентоата.Хранить химикат в чем-либо, кроме оригинального контейнера, опасно, потому что со временем его идентичность может быть забыта. Случайный контакт с животными или людьми может иметь катастрофические последствия. Смешанные потребителями и неодобренные комбинации могут быть очень опасными и никогда не должны использоваться. Например, одновременное применение двух фосфорорганических инсектицидов может привести к стократному усилению токсичности карбофоса.

Ряд ингибирующих холинэстеразу карбаматных и органофосфатных инсектицидов (например, карбарил, дихлофос, метиокарб, карбофуран, параоксон, мевинофос, альдикарб и монокротофос) также являются иммунотоксичными.По-видимому, это связано с нарушением передачи сигналов макрофагами через интерлейкины 1 и 2, и уровни инсектицидов, вызывающие этот эффект, очень низкие. Это может оказать незначительное, но разрушительное влияние на здоровье подвергшихся воздействию животных.

журналов открытого доступа | OMICS International

Ветеринарные препараты изоксазолина для борьбы с трансмиссивными болезнями человека

Резюме

Изоксазолины — это пероральные инсектицидные препараты, которые в настоящее время лицензированы для борьбы с эктопаразитами у домашних животных.Здесь мы предлагаем их использование у людей для снижения заболеваемости трансмиссивными болезнями. Флураланер и афоксоланер быстро убили комаров Anopheles , Aedes и Culex и москитов Phlebotomus после кормления кровяной мукой с добавками лекарств, при этом значения IC ₅₀ находились в диапазоне от 33 до 575 нМ, и были полностью уничтожены. активен против штаммов с ранее существовавшей устойчивостью к обычным инсектицидам. Основываясь на аллометрическом масштабировании данных доклинической фармакокинетики, мы прогнозируем, что однократная средняя доза для человека 260 мг (IQR, 177–407 мг) для афоксоланера или 410 мг (IQR, 278–648 мг) для флураланера может обеспечить инсектицидный эффект. длительностью 50–90 дней против комаров и Phlebotomus москитов.Вычислительное моделирование показало, что сезонное массовое введение такой разовой дозы лекарств части населения региона резко сократит клинические случаи заболевания вирусом Зика и малярией в эндемичных условиях. Таким образом, изоксазолины представляют собой многообещающий новый компонент лекарственной борьбы с переносчиками болезней.

Трансмиссивные болезни, включая малярию, лихорадку Зика и лейшманиоз, остаются основными причинами смертности и заболеваемости в (суб) тропических регионах (1, 2). Районы с умеренным климатом также подвержены риску таких заболеваний, например, из-за повторного заноса вируса Западного Нила в Европу (3).Для ликвидации этих заболеваний потребуется не только клиническая разработка новых лекарств и вакцин, но и эффективный контроль популяций переносчиков (4, 5). Лекарственная борьба с переносчиками — это новая стратегия, которая включает введение перорального инсектицидного препарата человеческой популяции, подверженной риску уничтожения насекомых-переносчиков при кормлении кровью, тем самым сокращая популяцию переносчиков и предотвращая передачу болезней (6). Преимущество этого подхода заключается в том, что он эффективен против популяций комаров, питающихся на открытом воздухе, которые становятся все более важными для передачи малярии (7), и позволяет избежать смертельного эффекта традиционных методов борьбы с переносчиками болезней, таких как обработанные инсектицидами надкроватные сетки и остаточное опрыскивание помещений.В отличие от подходов, нацеленных на домашний скот, введение инсектицидного препарата населению напрямую предотвратит дальнейшую передачу трансмиссивных патогенов человека и уменьшит размер популяции полностью антропофильных комаров и москитов, которые играют важную роль в передаче малярии в Африке. и висцерального лейшманиоза в Индии, соответственно (8). Предпочтительно, чтобы пероральный инсектицидный препарат обладал длительным эффектом при однократном приеме, чтобы минимизировать логистические проблемы и стоимость массового введения лекарственного средства (9), иметь очень широкое окно безопасности и проявлять активность против широкого круга видов переносчиков болезней.

Изоксазолины — это класс соединений, недавно получивших лицензию в качестве ветеринарных препаратов для защиты домашних животных от блох и клещей (10, 11), с очень длительным периодом полураспада in vivo, который обеспечивает защиту от недель до месяцев после однократного перорального приема (12 , 13). Несмотря на то, что эти соединения имеют нейрональные мишени (рис. 1 A ), в целом было показано, что они безопасны для млекопитающих, поскольку демонстрируют ограниченное проникновение в мозг (14) и значительную селективность в отношении рецепторов насекомых по сравнению с рецепторами млекопитающих (12, 15).В данной работе мы оцениваем двух представителей этого класса соединений у нескольких видов переносчиков болезней и поддерживаем аргументы в пользу их потенциального использования в качестве пероральных лекарственных препаратов для борьбы с переносчиками болезней человека.

Результаты и обсуждение

Инсектицидная активность флураланера и афоксоланера.

Изоксазолиновый афоксоланер и флураланер (рис. 1 B ) были протестированы на различных штаммах Anopheles , Aedes aegypti и Culex pipiens , которые являются важными переносчиками малярии, вируса Зика / Денге и лихорадки денге. вирус соответственно.Комаров кормили человеческой кровью с добавками лекарств путем мембранного кормления. Через 24 ч после приема пищи флураланер показал значения IC ₅₀ в диапазоне 33–92 нМ против всех протестированных штаммов комаров, тогда как афоксоланер был немного менее активен, со значениями IC ₅₀ в диапазоне от 90 до 177 нМ (рис. 1 C и таблица 1). Изоксазолины занимают сайт связывания, отличный от мишеней известных модуляторов ионотропных рецепторов ГАМК (рис. 1 A ) (16, 17).В соответствии с этим представлением флураланер и афоксоланер были полностью активны против штамма Anopheles gambiae Tiassalé 13, который несет мутацию устойчивости к диэльдрину ( rdl ) в рецепторе ГАМК (рис. 1 C и ). SI Приложение , Таблица S1). Кроме того, они были одинаково эффективны в отношении устойчивых к пиретроиду и карбамату штаммов, несущих мутации в генах kdr натриевого канала и ацетилхолинэстеразы (ace-1) (рис. 1 C и SI, приложение , таблица S1).

Инсектицидная активность флураланера и афоксоланера против переносчиков болезней

Соединения дополнительно тестировали путем кормления через мембрану москитов, которые являются важными переносчиками Leishmania . Афоксоланер и флураланер показали значения IC ₅₀ 305 и 575 нМ соответственно против Phlebotomus argentipes (рис.1 C и таблица 1), вектора Leishmania donovani на Индийском субконтиненте (2). Оба соединения были менее активны против южноамериканского вектора, Lutzomyia longipalpis , со значениями IC ₅₀ , равными 1–3 мкМ (рис.1 C и таблица 1). Разница в активности изоксазолина, наблюдаемая у москитов и москитов, предполагает, что целевой карман в рецепторе ГАМК не сохраняется у насекомых.

Прогнозирование дозы для человека.

Ни флураланер, ни афоксоланер не метаболизировались поддающимся измерению при инкубации с гепатоцитами собаки или человека, что позволяет предположить, что низкий внутренний клиренс in vivo, наблюдаемый у собак (12, 13), может быть аналогичным у людей (таблица 2). Оба соединения были сильно связаны с белками плазмы (таблица 2), что могло дополнительно способствовать длительному периоду полужизни in vivo.Используя опубликованные фармакокинетические параметры собак ( SI Приложение , таблица S2) (12, 18), мы выполнили аллометрическую шкалу для прогнозирования воздействия в плазме крови человека после перорального приема. Очевидно, что концентрации в плазме после введения конечного лекарственного препарата будут варьироваться среди людей из-за различий в скорости абсорбции, генотипах и экспрессии ферментов, метаболизирующих лекарственное средство CYP450, и т. Д. Точное распределение фармакокинетических параметров человека не будет известно до тех пор, пока не будут получены данные по фармакокинетике населения. становятся доступными.Однако для оценки изменчивости был принят подход стохастического моделирования с использованием фиксированного коэффициента вариации (CV), равного 20%, с логарифмически-нормальным распределением для каждого параметра, используемого в модели одного отсека, то есть клиренса (Cl), объема распределения. (V), скорость абсорбции ( K _a ) и биодоступность (F). Это изменение согласуется с данными, полученными в исследованиях на собаках, где значения CV варьировались от 14 до 24% (12, 18). Используя этот подход, мы спрогнозировали дозу для человека, приводящую к концентрации циркулирующего лекарства выше, чем у комаров IC ₉₉ для Anopheles и Aedes в течение 90 дней ( SI Приложение , рис.S1). Результаты показывают, что расчетный уровень средней разовой общей дозы для человека составляет 260 мг (IQR, 177–407 мг) афоксоланера или 410 мг (IQR, 278–648 мг) флураланера. Для Culex эта доза приведет к тому, что уровни циркулирующего лекарства превысят IC ₉₉ в течение 74 дней. Поскольку москиты оказались менее чувствительными к соединениям (таблица 1), доза флураланера в 410 мг не дала бы достаточного воздействия в плазме для эффекта уничтожения песчаных мух, тогда как доза афоксоланера в 260 мг дала бы концентрации в плазме выше Phlebotomus. IC ₉₉ на 50 дн.

Метаболизм флураланера и афоксоланера in vitro

Поскольку уровни доз, описанные выше, являются разумными количествами, которые должны быть составлены и доставлены при однократном массовом введении лекарственного средства, мы использовали соответствующий 90-дневный период эффективности в Aedes. и Anopheles комаров для моделирования потенциального воздействия на две болезни, передаваемые комарами.

Смоделированное влияние на заболеваемость лихорадкой Зика.

Зика — это иммунизирующая инфекция, означающая, что после заражения человек перестает быть восприимчивым к новым инфекциям.Мы смоделировали эффект вмешательства в популяции, исторически подвергавшейся заражению вирусом Зика, в тот момент, когда коллективный иммунитет снизился до такой степени, что допускает новую эпидемию (19). Были изучены два сценария, в которых будут рассматриваться различные доли населения старше 5 лет. Сценарий охвата 30% предполагает, что женщины детородного возраста исключены из лечения из-за отсутствия данных о тератогенности у человека при первоначальном выходе изоксазолина на рынок.Второй сценарий охвата 80% предполагает, что было собрано достаточно данных для лечения потенциально беременных женщин. Результаты показывают небольшую разницу между двумя сценариями и показывают, что введение изоксазолина один раз в год, по прогнозам, предотвратит> 97% всех клинических случаев в течение лет приема, даже если будет лечиться только 30% населения (рис. А ). Как только вмешательство прекращается, передача возобновляется, затем достигает пика на второй год после прекращения вмешательства и затем снова уменьшается.Возобновление передачи инфекции может привести к большему кумулятивному количеству случаев в течение нескольких лет после вмешательства по сравнению со сценарием без лечения. Данные, представленные на рис. 2 A , показывают, что в отсутствие вмешательства 15% населения будут затронуты эпидемией, тогда как эпидемия, отсроченная 2-летним вмешательством изоксазолина, затронет 18% населения. Превышение числа случаев после вмешательства объясняется снижением коллективного иммунитета (из-за смерти иммунных индивидов) и увеличением восприимчивой популяции (из-за рождений) за годы вмешательства.

Смоделированное влияние массового введения изоксазолина. Снижение частоты как симптоматических (клинических), так и бессимптомных инфекций при вирусе Зика ( верхний предел ), а также клинической заболеваемости и кумулятивной клинической заболеваемости при малярии ( нижнее значение ) через 2 года массового приема флураланера / афоксоланера (МДА) во время передачи сезон (обозначен розовыми заштрихованными областями), при этом 30% или 80% населения в возрасте> 5 лет получают препарат каждый год.Модель предполагает, что доза противомоскитного препарата приводит к уровню в крови> IC ₉₉ в течение 90 дней. За двумя начальными годами лечения следуют три сезона передачи без дальнейшего вмешательства.

Временной масштаб и масштабы смоделированной эпидемии соответствуют прошлым данным о заболеваемости вирусом Зика, особенно во многих странах Латинской Америки в 2015–2017 годах (20, 21). Таким образом, массовое введение противомоскитного препарата очень эффективно для отсрочки передачи вируса Зика среди населения, но его необходимо поддерживать для устойчивого предотвращения вспышек.Этот риск рецидива болезни хорошо известен из программ массового введения лекарств (22, 23), и продолжительность и охват любых таких кампаний должны быть тщательно выбраны для оптимизации соотношения риска и пользы.

Моделируемое влияние на заболеваемость малярией.

Иммунитет к малярии, приобретенный естественным путем, в основном нестерилизующий, но снижает тяжесть инфекций, и любой инфекционный укус комара потенциально может вызвать новую инфекцию. Следовательно, временное вмешательство, такое как введение афоксоланера / флураланера, приведет к временному снижению заболеваемости малярией и значительному снижению совокупной заболеваемости за определенный период.Например, в условиях передачи с распространенностью малярийных паразитов 17% по данным микроскопии и коротким сезоном передачи (примерно 5–6 мес.) 80% охват населения препаратом приведет к сокращению случаев заболевания малярией в рамках вмешательства на 75%. год (рис.2 В ). В тех же условиях сокращение случаев заболевания на 66% достигается при охвате населения всего на 30% (рис. 2 B ). Несмотря на небольшой рост клинической заболеваемости после прекращения лечения, общее относительное снижение количества случаев за период 4 года (с вмешательством в первые 2 года) составляет 28% и 33% для сценариев с 30% и 80% населения. охват, соответственно, по сравнению со сценарием с 0% охватом (без вмешательства).Потенциальное воздействие вмешательства на основе изооксазолина кажется намного большим, чем прогнозируемое влияние противомоскитоцидных доз ивермектина, что согласуется с представлением о том, что продолжительность москитоцидного эффекта является одним из основных факторов клинической эффективности (24).

Для дальнейшего изучения влияния распространенности и сезонности мы оценили сокращение клинических случаев малярии в эндемичных по малярии районах Африки к югу от Сахары на основе ранее использованной параметризации гетерогенности передачи малярии (25) ( SI Приложение , рис.S2). Эта модель основана на данных за 2015 г. и не принимает во внимание результаты продолжающихся усилий по борьбе с малярией и ее профилактике, которые могли изменить ситуацию с малярией в то время, когда лекарственный препарат изоксазолина выйдет на рынок (26). Тем не менее, это соответствует текущим оценкам массовых кампаний по «скринингу и лечению» и введению лекарств, предоставленным Консорциумом по моделированию малярии, и обеспечивает сравнение с текущим уровнем техники (27). Предполагая, что охват населения составляет 30%, результаты моделирования показывают, что вмешательство оказывает наибольшее воздействие (снижение клинических случаев> 70%) в регионах с низкой и очень сезонной передачей инфекции, таких как Сенегал, Судан, Мадагаскар, Намибия, Ботсвана и другие страны. Зимбабве (рис.3). В этих странах большая часть ежегодной передачи происходит за короткий период. Таким образом, введение однократной дозы изоксазолина в начале этого сезона резко снизит количество случаев заболевания в течение всего года. На остальном континенте прием изоксазолина, по прогнозам, будет иметь меньший эффект, но все же приведет к сокращению числа клинических случаев минимум на 30%. С точки зрения абсолютного воздействия сокращение на 30% случаев в таких странах, как Демократическая Республика Конго, где Всемирная организация здравоохранения оценила 16–26 миллионов случаев в 2015 году, может быть более значительным, чем сокращение, например, 70%, Сенегал, где оценочное количество случаев составило 1.1–2,8 миллиона (28).

Прогнозируемое влияние массового применения изоксазолина на заболеваемость малярией в Африке. На рисунке показано кумулятивное снижение заболеваемости в течение 2 лет массового введения флураланера / афоксоланера, охватывающего 30% населения в возрасте> 5 лет, дозированного один раз в год, оптимально приуроченного к началу сезона передачи. В модели используются имеющиеся данные о региональной распространенности болезней в 2015 г. и сезонный профиль, как показано в Приложении SI , рис.S2.

Поскольку актуальная информация о численности населения в масштабе административных единиц отсутствует (29), данные об абсолютном сокращении случаев здесь не могут быть представлены. Тем не менее, исходя из этого упрощенного, но иллюстративного подхода (ограничения см. В разделе Материалы и методы ), основной вывод состоит в том, что это вмешательство, по прогнозам, окажет значительное влияние на передачу малярии, с наибольшей эффективностью в районах с низким уровнем передачи и коротким периодом передачи. сезон.

Предварительная оценка безопасности человека.

Доклинические исследования безопасности флураланера (30, 31) и афоксоланера (32⇓ – 34) были проведены по ветеринарным показаниям и могут быть использованы для предварительной оценки безопасности разовой дозы этих молекул изоксазолина для человека. Сообщаемый профиль пероральной токсичности афоксоланера состоит из мочегонного эффекта (только для крыс), эффектов, вторичных по отношению к сокращению потребления пищи (только для крыс и кроликов), и периодической рвоты и / или диареи у собак после приема высоких пероральных доз.Не было отмечено никаких связанных с лечением эффектов на рвоту или диарею у собак после перорального приема афоксоланера в дозах до 31,5 мг / кг один раз в месяц в течение 3 месяцев (33). Флураланер показал аналогичные легкие желудочно-кишечные явления (диарея, рвота, отсутствие аппетита и слюнотечение) у собак, отсутствие побочных эффектов в исследовании токсичности однократной дозы на крысах и некоторые гистопатологические отклонения в легких, тимусе и печени в исследовании повторных доз на крысах. в группах с самыми высокими дозами (400–600 мг / кг) с печенью в качестве основной мишени, демонстрируя гепатоцеллюлярные жировые изменения (30).Важно отметить, что значительных результатов нейротоксичности у крыс или гончих не было. Это согласуется с данными как in vitro, так и in vivo, показывающими, что эти соединения не имеют значительного взаимодействия с рецептором GABA млекопитающих (12, 15). В целом изоксазолины хорошо переносились и демонстрировали легкие и клинически контролируемые побочные эффекты. Более того, как флураланер, так и афоксоланер были отрицательными в исследованиях мутагенности / генотоксичности, и не наблюдали влияния на развитие эмбриона и плода у крыс ниже материнских токсических уровней.

Для оценки максимальной переносимой человеком дозы мы использовали руководящие принципы, предоставленные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США, чтобы преобразовать зарегистрированные уровни отсутствия побочных эффектов для крыс и собак (NOAEL) в соответствующие уровни доз для человека. Эти рекомендации по аллометрии основаны на данных, показывающих, что токсические конечные точки хорошо масштабируются между видами, когда дозы нормализуются к площади поверхности тела (35). Результаты показывают, что ожидаемые средние разовые дозы флураланера (410 мг) и афоксоланера (260 мг) для людей сопоставимы или ниже эквивалентных доз, которые считаются УННВВ на основании исследований острой токсичности и токсичности при повторных дозах у крыс и собак ( SI Приложение , Таблица S3).Интересно, что ветеринарные препараты афоксоланера и флураланера основаны на рацемических смесях, тогда как S-энантиомер, как сообщается, является активным компонентом против эктопаразитов (15, 36). Таким образом, дальнейшее развитие применения этих молекул на людях выиграет от дальнейшей характеристики профиля активности и токсикологии активного энантиомера, что может привести к снижению необходимой дозы на 50%. Ветеринарное применение рацемической формы этих препаратов дает первую оценку их безопасности.Учитывая косвенную клиническую пользу вмешательства на основе изоксазолина, крайне важен чрезвычайно благоприятный запас безопасности для человека, и потребуются подробные дополнительные доклинические исследования (токсикология, фармакокинетика и метаболизм), прежде чем можно будет впервые применить изоксазолин для лечения людей. подано в регулирующий орган. В качестве альтернативы, введение домашнему скоту можно рассматривать как средство борьбы с популяцией переносчиков. Это могло бы быть эффективным в районах, где большая часть кровяной муки происходит из домашнего скота, но было бы менее эффективно в районах, где насекомые в основном антропофилы (37).Кроме того, клиническое воздействие будет значительно меньше по сравнению со сценарием введения человеку, поскольку отсутствует прямое воздействие на передачу патогенов.

Заключение

Медикаментозная борьба с переносчиками болезней открывает большие перспективы для снижения бремени болезней. Новаторская работа с ивермектином, широко используемым противогельминтным средством, которое проявляет агрессивную активность против комаров Anopheles , предоставила важное подтверждение концепции, продемонстрировав снижение выживаемости москитов, вскармливаемых кровью, и вероятность передачи малярии (38, 39).Однако период полувыведения ивермектина (18 часов для человека) требует применения нескольких доз, что создает проблемы с точки зрения логистики и соблюдения режима приема лекарств (6). Для решения этой проблемы разрабатываются составы длительного действия и более высокие дозы (9, 38), но для этого потребуются исследования безопасности de novo, отсрочка начала клинических исследований и окончательного утверждения на рынке. Фактически, время разработки новых препаратов ивермектина может быть сопоставимо со временем разработки лекарственного средства изоксазолина, хотя последнее не может извлечь выгоду из огромного количества данных фармаконадзора, доступных для ивермектина.Дозы ивермектина, используемые сегодня для воздействия на комаров-анофелин, недостаточны для борьбы с комарами Aedes или Culex , которые являются переносчиками арбовирусных заболеваний (40, 41). Напротив, наши данные показывают мощное действие изоксазолинов против ряда переносчиков болезней. Влияние массового введения изоксазолина может быть самым сильным при заболеваниях, при которых человек является единственным позвоночным хозяином, в отличие от болезней, которые циркулируют между человеком и животным-резервуаром. (например, вирус Западного Нила, лейшманиоз) (3, 42).Как показывают данные нашего моделирования, даже 30% охват населения может привести к существенному снижению клинической заболеваемости малярией или лихорадкой Зика. В заключение следует отметить, что перепрофилирование изоксазолиновых соединений открывает большие перспективы для разработки одноразового лекарственного средства для борьбы с переносчиками болезней, основанного на новом механизме действия по сравнению с обычно используемыми инсектицидами, с активностью против широкого круга соответствующих переносчиков болезней.

Материалы и методы

Химическая экстракция и очистка.

Флураланер и афоксоланер были получены экстракцией и очисткой из таблеток Bravecto (Merck Animal Health) и Nexgard (Merial) соответственно. Таблетки измельчали ​​до мелкого порошка ступкой и пестиком. Затем к порошку добавляли растворитель дихлорметан и метанол (1: 1). Смесь перемешивали при комнатной температуре в течение 1 ч, а затем фильтровали. Фильтрат концентрировали на роторном испарителе и продукт очищали хроматографией на силикагеле. Соответствующие значения ЖХМС и ЯМР приведены в литературе (43, 44).

Колонии комаров.

Колония Anopheles stephensi (штамм Sind-Kasur Nijmegen) (45) содержалась в Медицинском центре Университета Радбауд при 30 ° C и влажности 70–80% и при 12/12-часовом цикле день / ночь. Штаммы A. gambiae Kisumu и Tiassalé 13 и штаммы A. aegypti New Orleans и Cayman были выращены в Ливерпульском центре тестирования насекомых. Кисуму и Новый Орлеан — лабораторные штаммы, чувствительные к инсектицидам (46).Штамм New Orleans был первоначально заселен Центрами по контролю и профилактике заболеваний (47). Штамм Tiassalé 13 был колонизирован на юге Кот-д’Ивуара, где обнаружена устойчивость ко всем классам инсектицидов (46), а штамм Cayman был колонизирован с Большого Каймана, где A. aegypti обладают высокой устойчивостью к ДДТ и пиретроидным инсектицидам. (47). Оба резистентных штамма обычно отбираются с помощью инсектицидов для поддержания устойчивости (0,75% перметрина для Каймановых островов и 0.05% дельтаметрина для Тиассале) и профилированы на устойчивость к ряду инсектицидов, включая 4% дильдрин, к которому Тиассале устойчив, но чувствителен Кайман ( SI Приложение , Таблица S1). Колония C. pipiens , биотип pipiens произошла от яичных плотов, собранных с надземных местообитаний в 2015 году в Бесте, Нидерланды, и содержалась в Университете Вагенингена, Нидерланды, при цикле день / ночь 16/8 часов в 23 ° C и влажность 60% (48).

Системный тест инсектицидного действия на комаров.

Кровяная мука, содержащая 50% эритроцитов человека и 50% сыворотки крови человека, была дополнена различными дозами изоксазолина (3,16 мкМ, 1 мкМ, 316 нМ, 100 нМ, 31,6 нМ, 10 нМ, 3,16 нМ или 1 нМ) сначала разбавляли в ДМСО, а затем в сыворотке до достижения конечной концентрации ДМСО 0,1%. Во все эксперименты был включен контроль носителя (0,1% ДМСО). Затем кровяную пищу с добавками скармливали самкам комаров в возрасте от 3 до 10 дней в системе мембранного кормления, ранее описанной для стандартных анализов мембранного кормления (49).Через 24 ч после кормления регистрировали количество мертвых и живых комаров среди накормленного населения. Выживаемость рассчитывалась как процент живых комаров через 24 ч после кормления от общего числа прокормленных комаров на обработку.

Колонии и кормление песчаной мухи.

P. argentipes (происхождение из Индии, 2008 г.) и L. longipalpis (происхождение из Бразилии, 1991 г.) выращивались в Лаборатории векторной биологии Карлова университета в Праге на протяжении многих поколений.Песчаных мух содержали в стандартных условиях, как описано ранее (50). Для оценки инсектицидной активности изоксазолинов на москитов мы протестировали различные дозы флураланера и афоксоланера (31,6 нМ, 100 нМ, 316 нМ, 1 мкМ, 3,16 мкМ и 10 мкМ), разведенных в ДМСО и смешанных со стерильной дефибринированной кровью кроликов. Сто самок (3–5 дней) обоих видов кормили через оболочку из кожи цыплят кровь кроликов с различными дозами инсектицидов. Самок, питавшихся полностью кровью, отделяли, и смертность регистрировали через 24 часа после приема крови.Эксперименты с обоими изоксазолинами были выполнены дважды на P. argentipes и один раз на L. longipalpis . Отрицательный контроль (0,1% ДМСО, разведенный в крови кролика) использовали во всех экспериментах. Отображаемые результаты нормализованы для контроля смертности (<3% во всех экспериментах).

Анализ данных для анализа жизнеспособности.

IC _{50 значений} были рассчитаны путем применения четырехпараметрической модели логистической регрессии с использованием метода наименьших квадратов для поиска наилучшего соответствия с помощью GraphPad Prism 5.0 программный пакет.

Тест ВОЗ на чувствительность к инсектицидам.

Самки комаров в возрасте 2–5 дней были рутинно профилированы на устойчивость к инсектицидам, а колонии отбирались в соответствии с методологией, рекомендованной Всемирной организацией здравоохранения (51), с использованием тест-наборов и пропитанной инсектицидами бумаги, поставляемой Universiti Sains Malaysia.

Анализ метаболизма гепатоцитов.

Изоксазолины и контрольные соединения (7-этоксикумарин и 7-гидроксикумарин; Sigma-Aldrich) растворяли в ДМСО в концентрации 10 и 30 мМ соответственно, затем разбавляли сначала в 20 раз 45% метанолом в воде и еще в 10 раз в предварительно нагретом Среда Уильямса E.Криоконсервированные гепатоциты человека, собаки и крысы (In Vitro Technologies) размораживали, выделяли градиентом Перколла и суспендировали в среде Вильямса E. Затем их распределяли в лунки 96-луночных планшетов, содержащих 10 мкл разбавленных соединений, для достижения конечная концентрация 0,5 × 10 ⁶ клеток / мл и либо 1 мкМ изоксазолинов, либо 3 мкМ контроль. После инкубации при 37 ° C в течение 0, 15, 30, 60 или 90 минут реакцию останавливали ацетонитрилом. Затем образцы встряхивали в течение 10 минут при 500 об / мин, а затем центрифугировали при 3220 × g в течение 20 минут.Супернатанты переносили и хранили при 4 ° C до анализа ЖХ-МС-МС.

Прогнозирование дозы для человека.

Фармакокинетические параметры собак, о которых сообщалось ранее (12, 18), были использованы для оценки соответствующих параметров человека и определения доз лекарств, необходимых для достижения концентраций в плазме крови человека с инсектицидной активностью. Подробная информация о методах аллометрии представлена ​​в Приложении SI .

Моделирование заболеваемости комарами.

Модели заболеваемости малярией и лихорадкой Зика были адаптированы из опубликованных моделей передачи (19, 24), чтобы включать ежегодное введение изоксазолина, эффективного против комаров Anopheles и Aedes в течение 90 дней.Подробная информация о параметрах модели представлена ​​в Приложении SI .

Оценка уровней отсутствия побочных эффектов для человека.

УННВВ мышей, крыс и собак, полученные в результате общедоступных исследований безопасности флураланера (30, 31) и афоксоланера (32⇓ – 34), были пересчитаны по человеческим значениям с использованием коэффициентов аллометрии 0,08, 0,16 и 0,54 соответственно, предполагая, что масса тела человека 60 кг (35).