Répartition spatiale des infections au paludisme à Falciparum à Zanzibar: implications pour les stratégies d’administration focale des médicaments ciblant les porteurs de parasites asymptomatiques

Nous avons donc étudié la distribution spatiale des infections à Plasmodium falciparum afin de comparer les effets simulés de ces stratégies sur la réduction du réservoir de parasites dans un contexte de pré-élimination. MéthodsP Tests de diagnostic rapide à falciparum Les tests de TDR et la réaction en chaîne par polymérase moléculaire [PCR] et les analyses sérologiques immuno-enzymatiques ont été réalisés sur des échantillons de sang prélevés par piqûre au doigt dans des communautés adjacentes. Les individus positifs à la PCR étaient éparpillés dans la zone d’étude, mais l’analyse de régression logistique suggérait une propension de ces infections à se regrouper autour des individus positifs aux TDR. Les rapports de probabilité d’être PCR positifs étaient% intervalle de confiance, – pour les personnes vivant dans un TDR -positive individuelle et -; P = pour ceux qui vivent dans & lt; m, par rapport à & gt; m Traiter tout le monde au sein des ménages des individus positifs au TDR% de la population ciblerait% de ceux qui sont positifs à la PCR Traiter tous les vivants dans un rayon de & lt; ou & lt; Parmi les individus sérologiquement dépistés,% étaient séropositifs Traiter tout le monde dans les ménages séropositifs% de la population cibleraient% des individus positifs à la PCRConclusionsUn traitement antipaludéen raisonné semblait justifié chez les ménages positifs au TDR et potentiellement intéressant à l’intérieur, par exemple, d’un rayon de & lt; m La sérologie n’était pas suffisamment discriminante pour identifier les infections en cours afin d’améliorer les interventions focales dans ce contexte, mais pourrait être utile pour détecter des foyers de transmission plus importants.

À Zanzibar, zone de pré-élimination en Afrique subsaharienne, les foyers de transmission résiduelle de P falciparum sont principalement identifiés par la détection passive et la notification des patients confirmés par le paludisme qui se présentent à l’état de paludisme à P. falciparum. établissements de santé publique Dans ces foyers, ou simplement à proximité de cas de paludisme confirmés parasitologiquement, des interventions ciblées peuvent être envisagées pour réduire le réservoir d’infections asymptomatiques et de faible densité Ces infections présentent un risque de transmission ultérieure un obstacle potentiel à l’élimination du paludisme Dépistage massif et focal et traitement MSAT ou FSAT et administration massive ou focalisée des médicaments MDA ou FDA représentent des options importantes pour de telles stratégies ciblées A Zanzibar, une stratégie FSAT réactive a été mise en place puisque son but est d’identifier et traiter les porteurs de parasites asymptomatiques, et cela implique de Tests diagnostiques rapides TDR dans tous les membres du ménage des patients présentant des diagnostics paludologiques confirmés parasitologiquement dans les établissements de santé publics Cette intervention pourrait également inclure les ménages entourant la maison indexée. L’efficacité de la FSAT dépendra largement de l’existence et des caractéristiques du regroupement spatial des infections paludéennes. Dans la zone d’endémicité élevée de la Tanzanie, les infections de faible densité ont tendance à s’accumuler dans une zone sensible et dans les foyers infectés Dans les zones d’endémicité inférieure , les résultats d’une étude au Cambodge suggèrent un regroupement d’infections de faible densité le long du fleuve principal , et des études en Zambie et au Kenya ont suggéré une certaine concentration au sein des ménages infectés L’efficacité du FSAT dépendra également de la sensibilité du outil de diagnostic du paludisme, et à Zanzibar comme ailleurs, les TDR vont manquer Les outils de diagnostic moléculaire tels que la réaction en chaîne par polymérase PCR ont des sensibilités beaucoup plus élevées que le TDR ou la microscopie [,,] mais nécessitent des conditions de laboratoire de haute qualité et un équipement coûteux et ne conviennent pas au point de -contact diagnostic Des alternatives plus favorables au terrain, telles que l’amplification isotherme à médiation en boucle, peuvent surmonter certains de ces problèmes mais restent plus coûteuses que les TDR et ne sont pas encore applicables aux tests de routine du paludisme communautaire. Mesure des anticorps spécifiques au Plasmodium qui se développent après exposition à l’infection La sérologie pourrait potentiellement être utilisée pour identifier les individus ou les ménages à risque d’infection et donc les cibles potentielles de traitement présomptif, à savoir FDAIn, une campagne MSAT utilisant P falciparum- TDR spécifique a eu lieu dans une zone sensible au paludisme à Zanzibar Un dépistage moléculaire postcampaign de la même Dans la présente étude, nous avons évalué la distribution spatiale de ces infections déterminées par PCR en relation avec les infections détectées par RDT. Nous avons également étudié les implications de cette distribution. peut avoir pour différentes approches FSAT et FDA, et nous avons évalué l’utilité des analyses sérologiques comme un outil de dépistage pour détecter et identifier les individus ou les ménages à risque d’exposition à l’infection

Méthodes

Zone d’étude et collection d’échantillons

Zanzibar est un archipel semi-autonome situé à environ km de la côte de la Tanzanie continentale. Il s’agit d’un paramètre de pré-élimination du paludisme avec transmission groupée temporellement et spatialement Cette étude est basée sur un sous-ensemble de données de MSAT réalisées en mai et juin. ont été décrits ailleurs En bref, le MSAT a été entrepris dans des points chauds du paludisme identifiés par des systèmes de surveillance passifs des établissements de santé. Le dépistage a eu lieu dans les unités administratives shehias Pour permettre des analyses spatiales détaillées, la présente étude est basée sur les données géographiques. les shehias adjacents Bungi, Tunguu et Jumbi; population de recensement, les personnes dans le district central, île de Unguja Figure Les équipes de dépistage enregistré des personnes des ménages L’emplacement de chaque maison a été enregistrée à l’aide de dispositifs portatifs de positionnement global système Garmin

Figure View largeTélécharger le diaporamaLocation de sites d’étude sur l’île d’Unguja, ZanzibarFigure View largeTélécharger les sites d’étude sur l’île d’Unguja, ZanzibarTous les membres du ménage présents et consentants au moment de la visite d’étude ont été testés avec un PDR Paracheck Pf spécifique à P falciparum; Symptômes cliniques en cours significatifs ont été enregistrés, y compris la fièvre Des échantillons de sang de piqûre ont également été prélevés sur du papier filtre pour des analyses PCR subséquentes et des analyses sérologiques de premier cycle seulement. Les papiers filtres ont été stockés individuellement. sacs scellés avec déshydratant à ° C jusqu’à utilisation

Méthodes de laboratoire

Analyses PCR

En bref, la méthode d’ébullition de Chelex a été utilisée pour extraire l’ADN d’un poinçon de sang sec de -mm-diamètre correspondant à – μL de sang Cytb-qPCR avec le réactif SYBR Green. Une méthode de PCR quantitative S a été utilisée par la suite pour la quantification de la densité parasitaire dans tous les échantillons positifs pour la PCR . Comme le TDR utilisé était spécifique de P falciparum, les résultats obtenus étudier l’accent uniquement sur P falciparum

Analyse sérologique

Les anticorps dirigés contre P falciparum AMA et MSP ont été mesurés en utilisant un dosage immuno-enzymatique Un seuil de séropositivité à chaque antigène a été déterminé en utilisant des méthodes de modèle de mélange La réaction immuno-enzymatique a été convertie [Brièvement, les lignées LOESS ont été évaluées pour déterminer l’âge auquel la relation entre le titre d’anticorps log pour chaque antigène séparément et l’âge devenait non linéaire. Des réponses individuelles ont ensuite été attribuées à la régression linéaire du titre d’anticorps log et à l’âge pour leur catégorie d’âge. répartition du risque, résidus & lt; représenter des individus avec des titres d’anticorps inférieurs à la moyenne pour leur âge, et des résidus & gt; représentent ceux dont les réponses étaient supérieures à la moyenne Les analyses sérologiques ont été effectuées pour le premier cycle de MSAT seulement

Analyses de données

Mise en grappes d’individus positifs à la PCR autour d’individus positifs au RDT

Puisque les échantillons appariés n’ont pas été obtenus pour tous les résidents pendant les rondes de dépistage, les données ont été fusionnées pour que chaque individu ait un seul résultat TDR et PCR. Pour les personnes ayant des données des deux cycles, le résultat du premier sondage a été utilisé. Dans cet ensemble de données fusionnées, les individus positifs au TDR étaient négatifs par PCR . Cependant, ils ont été laissés dans les analyses pour simuler des conditions programmatiques de terrain et aussi parce qu’ils peuvent représenter antigène circulant provenant d’une infection récente et pouvant indiquer un regroupement. Pour évaluer les associations de PCR positives chez les individus positifs au TDR, la distance en ligne droite par rapport à l’individu positif le plus proche en kilomètres a été calculée pour chaque personne. terme dans un modèle de régression logistique, avec un résultat PCR positif ou négatif comme résultat Un effet aléatoire au niveau du ménage a été inclus pour tenir compte de la corrélation n Une distance linéaire a été comparée à un ajustement quadratique. La distance entre individus positifs au TDR a également été étudiée comme une variable catégorielle au sein du ménage ou dans un rayon des ménages de, -, -, ou & gt; m

Clustering des réponses sérologiques autour des individus positifs au RDT

Pour évaluer si les individus exposés étaient groupés autour d’individus positifs au TDR, nous avons examiné la relation entre la séroprévalence et le titre d’anticorps ajusté en fonction de l’âge des marqueurs AMA et MSP avec la distance à la personne positive au TDR. Une réponse élevée d’anticorps est plus susceptible de représenter une infection courante ou récente Seules les personnes ayant eu une transmission historique, c’est-à-dire sans infection active et PCR négative ont été incluses dans cette analyse. La distance aux individus positifs au RDT a été explorée comme linéaire, quadratique et binaire à l’intérieur ou à l’extérieur du ménage d’un terme individuel positif au TDR Comme pour l’analyse du regroupement positif au PCR, un effet aléatoire au niveau du ménage a été inclus

Simulation de différentes stratégies de traitement antipaludéen

Deux stratégies thérapeutiques ont été simulées et comparées en termes de proportion d’infections globales à traiter: traitement présomptif de tous les individus vivant dans un rayon donné d’individus positifs au TDR et traitement présomptif des individus séropositifs ou de tous les individus au sein de leur ménage. de ces stratégies sur la transmission a été estimée en simulant la proportion de moustiques qui deviendraient infectés après la mise en œuvre des différentes stratégies de traitement. Les données sur les taux d’infectiosité ont été tirées d’études antérieures dans lesquelles les taux d’infectiosité estimés des infections étaient multipliés. Nous avons supposé que le TDR dans notre étude présentait une limite de détection de la densité parasitaire comparable à celle de la microscopie de haute qualité dans les études précédentes. Les infections positives aux TDR et PCR ont été classées comme brevet, tandis que les TDR négatives et les infections PCR-positives ont été classés comme subpat L’impact sur la transmission a ensuite été évalué en termes de proportion d’infections chez les moustiques qui seraient évitées avec différentes stratégies de traitement.

Considérations éthiques

L’étude a été considérée comme faisant partie de la stratégie de surveillance du paludisme du Ministère de la Santé et ne nécessitait pas d’approbation éthique à Zanzibar. Les analyses de laboratoire ont reçu l’approbation éthique par le Comité Régional d’Ethique, Stockholm. / –

RÉSULTATS

Population étudiée

Un total de personnes issues de ménages avec des données valides du système de positionnement global ont été examinées au moins une fois lors des rondes d’intervention MSAT chez les shehias Plus de femmes que d’hommes ont été testés% vs% et ce déséquilibre était plus marqué chez les personnes âgées. les deux tiers des personnes testées étaient des femmes

Infections à P. falciparum détectables par RDT et par PCR

Un total de% des ménages% étaient positifs au TDR et les individus% des ménages% étaient positifs pour la PCR, tous enregistrés comme asymptomatiques Onze patients positifs au TDR ont été confirmés positifs par PCR Les densités estimées de P falciparum des infections PCR-positives sont présenté dans le tableau Les densités médianes des parasites étaient / μL range, – / μL et / μL range & lt; à / μL pour les infections positives au TDR et aux TDR négatives, respectivement

Tableau Densités parasitaires de Plasmodium falciparum chez des individus positifs à la PCR tels que déterminés par PCR en temps réel chez des individus positifs au RDT et négatifs RDT Densité parasitaire, parasite / μL TDR Positif TDR négatif Négatif non quantifiable – – – – – ≥ Densité parasitaire, parasites / μL TDR TDR Positif Négatif Non quantifiable – – – – – ≥ Abréviations: PCR, amplification en chaîne par polymérase; TDR, test de diagnostic rapide ViewLes distributions spatiales des individus positifs à la RDT et à la PCR sont représentées sur la figure. Les individus positifs au PCR et positifs à la PCR étaient dispersés dans toute la zone d’étude. distance en kilomètres aux ménages ayant un odds ratio d’individus TDR positifs [OR],; P =, bien qu’aucune association n’ait été trouvée lorsque la distance était incluse en tant que terme quadratique Lorsque la distance à un individu positif au TDR était incluse comme variable catégorique, vivre dans le ménage d’un TDR positif représentait le tableau le plus risqué avec un OR de % intervalle de confiance [CI], – par rapport à vivre & gt; m d’un ménage RDT-positif L’OR correspondant de living & lt; m d’un ménage positif au TDR était% CI, -; P = Un test de rapport de vraisemblance suggérait que l’inclusion de la distance au ménage RDT positif le plus proche fournissait un meilleur ajustement lorsqu’il était inclus comme variable catégorique plutôt que comme terme linéaire. Figure montre les proportions d’individus dépistés et d’infections détectées en fonction du TDR ménages

Figure Vue largeTéléchargement de diapositivesRépartition spatiale des ménages avec test de diagnostic rapide RDT- et / ou réaction en chaîne de la polymérase Membres de la famille PCR-positifsFigure View largeTélécharger diapositiveRépartition spatiale des ménages avec test de diagnostic rapide RDT- et / ou réaction en chaîne de la polymérase

Tableau Risque d’être infecté par Plasmodium falciparum PCR positif par proximité d’un individu TDR positif ou par sérodiagnostic Résidence ou sérotype PCR Positif% CI,% OR% CIa Proximité de résidence à un individu positif au RDT Même foyer – – Rayon <- m - - - m - - - m - - & gt; m - baseline Serostatus Seropositiveb - - Séronégatif dans un ménage séropositif - - Vivant dans un ménage séronégatif - bas de ligne PCR résidentielle ou sérologique Positif% CI,% OR% CIa Proximité de résidence à un individu positif RDT Même foyer - - & lt; -m radius - - - m - - - m - - & gt; m - baseline Serostatus Seropositiveb - - Séronégatif dans un ménage séropositif - - Vivant dans un ménage séronégatif - baseline Abréviations: IC, intervalle de confiance; OU, odds ratio; PCR, amplification en chaîne par polymérase; TDR, test de diagnostic rapide, régression logistique univariée pour la probabilité d'être positif à la PCR et positif pour l'AMA et / ou le MSP-View Large

Figure Vue largeDownloads des personnes incluses rouge, les infections déterminées par réaction en chaîne de la polymérase traitées en bleu, et les infections de moustiques ont empêché les estimations supérieures [vert foncé] et inférieure [vert clair], par rapport à la distance analysesFigure View largeTélécharger les inclusions rouges incluses, les infections déterminées par réaction en chaîne de la polymérase traitées en bleu et les infections par moustiques empêchant les estimations supérieures [vert foncé] et inférieure [vert clair], par rapport à la distance Des réponses sérologiques valides ont été enregistrées chez les individus lors du premier cycle de dépistage, dont% étaient positives pour la MSP et / ou l’AMA-Table, et% des ménages testés présentaient un ≥ séropositif présent. MSP – étaient plus élevés chez les individus positifs au TDR et à la PCR que parmi ceux avec des résultats de test négatifs Figure Par conséquent, des% positifs pour le TDR et des% positifs pour la PCR étaient séropositifs. Figure B Inversement, des infections positives à la PCR ont été détectées chez des individus séropositifs.

Tableau Effet de différentes stratégies de traitement simulées basées sur des résultats positifs de TDR et de dépistage sérologique Stratégie de traitement Personnes traitées,% Infections positives à la PCR traitées,% Infections de moustiques évitées,% a Toutes les personnes positives aux TDR – Tous les membres de ménages ≥ TDR positif – Tous les vivants dans un rayon donné de l’individu RDT-positif & lt; m – & lt; m – & lt; m – Tous les individus avec des résultats positifs AMA – MSP – AMA ou MSP – Tous les membres de ménages avec ≥ AMA positif – ≥ MSP – positif indivudal – ≥ AMA – ou MSP – individuel positif – Traitement de la personne traitée, % Infections positives à la PCR traitées,% d’infections à moustiques évitées,% a Toutes les personnes positives à la TDR – Tous les membres de ménages avec un individu ≥ positif à la RDT – Tous vivant dans un rayon donné de l’individu positif à RDT & lt; m – & lt; m – & lt; m – Tous les individus avec des résultats positifs AMA – MSP – AMA ou MSP – Tous les membres de ménages avec ≥ AMA positif – ≥ MSP – positif indivudal – ≥ AMA – ou MSP – positif – Abréviations: PCR, polymérase réaction en chaîne; TDR, test de diagnostic rapide Montré comme gamme, avec des estimations inférieures supposant des taux d’infectivité dans la référence et des estimations plus élevées selon la référence View Large

Figure Vue largeTélécharger la diapositive A, réponses d’anticorps moyennes ajustées selon l’âge pour MSP- gris foncé et AMA- gris clair par statut d’infection B, Proportion séropositive pour MSP- et AMA- selon le statut d’infection Intervalles de confiance calculés pour regroupement au sein des ménages et shehias Aucune infection défini comme test de diagnostic rapide RDT et réaction en chaîne de la polymérase PCR négatif; infection de brevet, comme RDT positif; , Réponses positives aux anticorps anti-MSP- gris foncé et AMA- gris clair par statut d’infection B, Proportion séropositive au MSP- et AMA- par statut d’infection. pour le regroupement au sein des ménages et des shehias Aucune infection n’a été définie comme test de diagnostic rapide TDR et réaction en chaîne de la polymérase PCR négatif; infection de brevet, comme RDT positif; et l’infection sous-patente, comme les réponses d’anticorps PCR positif et RDT négatifAge-ajusté à MSP- chez les individus négatifs à la PCR présentaient une relation linéaire légèrement négative avec la distance au coefficient des individus RDT-positifs, -; P = Cette relation n’a pas été trouvée avec les réponses à AMA- lorsque la distance était incluse comme une variable linéaire, quadratique ou binaire à l’intérieur ou à l’extérieur du ménage d’un individu TDR positif Aucune relation n’a été trouvée entre les réponses ajustées à l’antigène ou à distance à la personne PCR-positive la plus proche

Simulation de différentes approches de traitement

Les implications et l’impact des différentes stratégies de traitement ciblées sont mises en évidence dans le tableau et la figure Selon les estimations, une réduction de la transmission ultérieure de% -% serait obtenue en traitant uniquement les infections positives aux TDR% des infections positives à la PCR. les ménages positifs au TDR auraient ciblé un autre% des infections et empêché un autre% -% d’infections par moustiques Si tous les individus vivant à moins de m% de la population sont inclus,%% IC, – de tous les les infections seraient traitées, et>% des infections à moustiques évitées. Si la séropositivité était utilisée comme base pour cibler le traitement, traiter tous les membres de ménages avec un individu ≥ AMA ou MSP positif aurait inclus% de la population,%% CI ciblé, – d’infections et de prévention d’un% d’infections par moustiques Un impact similaire sur la transmission nécessiterait de traiter tous les individus à moins d’un individu TDR positif lation

DISCUSSION

FDA versus MDA pour réduire le réservoir asymptomatique de P falciparum et réduire la transmission ultérieure Bien que les individus positifs à la PCR aient été dispersés dans toute la zone d’étude, les résultats suggèrent que ces infections présentent une certaine propension à se regrouper autour d’infections positives. En outre, étant donné que seulement environ% des personnes enregistrées ont été dépistées et que les infections à faible densité parasitaire fluctuent de jour en jour fortement , un certain nombre de Le dépistage par TDR, comme prévu, n’a détecté qu’une faible proportion d’infections positives à la PCR. Les estimations d’impact simulées suggèrent toutefois que le traitement des Les individus positifs au TDR préviendraient% -% des infections à moustiques et autres transmissi , mais aucun impact n’a été constaté sur les cas de paludisme clinique prospectivement enregistrés sur une période de un mois après le MSAT basé sur le RDT dans la zone d’étude Plusieurs raisons peuvent expliquer ceci: Premièrement, l’effet de transmission estimé suppose que tout le monde est En second lieu, le risque de transmission plus élevé dû à des densités parasitaires et à des gamétocytémies plus élevées peut être relativement faible jusqu’à ce que les densités soient réduites par le système immunitaire. Troisièmement, l’impact éventuel peut être dilué par des infections importées. Par ailleurs, les études sur les relations entre les densités parasitaire / gamétocytaire et la transmission du paludisme ont montré des résultats contradictoires Le regroupement spatial des infections PCR-positives autour des infections positives au RDT était plus apparent au sein du même foyer que l’infection RDT-positive , avec des chances d’être PCR positive – plus élevé que pour ceux qui vivent & gt; Des résultats similaires ont été trouvés ailleurs Il y avait aussi des preuves faibles que vivre à l’intérieur de m d’un individu TDR-positif était un facteur de risque Ces résultats soutiennent une politique de traitement présomptif de tous les membres dans les ménages avec un TDR positif individuel et potentiellement dans, par exemple, un rayon -m d’un tel individu% de la population Une telle stratégie aurait éliminé environ% des infections positives à la PCR Traiter les individus résidant avec – m d’un ménage positif au RDT n’a pas MDA Un défi associé à la FDA ou à la MDA consiste à atteindre la couverture élevée nécessaire à la réussite des stratégies de réduction de la transmission À Zanzibar, la surveillance du paludisme repose largement sur la déclaration hebdomadaire des infections palustres confirmées par le RDT chez les patients fébriles. tous les établissements de santé publique Bien que les infections positives au TDR dans notre étude étaient asymptomatiques, nous croyons que notre analyse de Les conclusions concernant l’impact des traitements présomptifs réactifs peuvent être extrapolées à la situation de la surveillance de Zanzibar avec une réponse réactive aux infections cliniques positives au RDT. Dans une zone où la prise en charge communautaire est bonne, le traitement précoce des infections symptomatiques et des membres du ménage serait évidemment Les tests sérologiques n’ont été que partiellement discriminants dans l’identification des individus positifs à la PCR ou de leurs ménages. Seul un pourcentage d’infections a été trouvé parmi tous les individus séropositifs. Ceci peut s’expliquer par le fait que la séropositivité reflète plus le passé que le courant. infection, en raison des longues demi-vies des anticorps, que relativement peu d’antigènes et de faibles dilutions sériques ont été utilisés dans les essais, ou que les résultats de PCR faussement positifs peuvent être plus fréquents à faible transmission. % d’infections identifiées par PCR mais w Un inconvénient du MSAT sérologique est aussi que, au moins présentement, le dépistage ne peut pas être effectué sur le lieu de soins. Les données sérologiques étant des mesures plus stables de la transmission du paludisme, elles peuvent être utilisées pour identifier des En conclusion, nous avons montré que les infections à P. falciparum détectables par PCR se regroupent autour des individus positifs au TDR et plus fortement au sein du ménage infecté. Les résultats appuient le traitement présomptif au sein des ménages des individus positifs au RDT. MDA à grande échelle peut être nécessaire pour atteindre un objectif d’élimination plus rapide Les tests sérologiques ne semblent pas actuellement être une alternative MSAT réalisable à Zanzibar car ils ne sont ni assez discriminatoire pour identifier les individus ou les ménages ayant des infections ssion ni disponible comme test au point de service

Remarques

Remerciements Nous remercions les résidents d’Unguja qui ont participé à l’étude et nos enquêteurs pour les participants à l’étude. Nous remercions également Berit Aydin Schmidt pour ses précieux commentaires sur le manuscrit et son assistance financière. Ce travail a été soutenu par des subventions du Conseil suédois de la recherche. le Bill & amp; Melinda Gates Foundation grantOPP] Conflits d’intérêts potentiels Tous les auteurs: Aucun conflit signalé Tous les auteurs ont soumis le formulaire ICMJE pour la divulgation des conflits d’intérêts potentiels Conflits que les éditeurs considèrent pertinents pour le contenu du manuscrit ont été divulgués