Inwazja Anopheles stephensi w Etiopii może prowadzić do wzrostu zachorowań na malarię w tym regionie. Dlatego zrozumienie profilu oporności na insektycydy i struktury populacji Anopheles stephensi, niedawno wykrytej w Fike w Etiopii, ma kluczowe znaczenie dla ukierunkowania zwalczania wektorów w celu powstrzymania rozprzestrzeniania się tego inwazyjnego gatunku malarii w tym kraju. Po nadzorze entomologicznym nad Anopheles stephensi w Fike w regionie Somalii w Etiopii, potwierdziliśmy obecność Anopheles stephensi w Fike na poziomie morfologicznym i molekularnym. Charakterystyka siedlisk larw i badanie wrażliwości na insektycydy wykazały, że A. fixini najczęściej występował w sztucznych pojemnikach i był odporny na większość testowanych insektycydów dla dorosłych osobników (organofosforany, karbaminiany,pyretroidy) z wyjątkiem pirimifosu metylowego i PBO-pyretroidu. Jednak niedojrzałe stadia larwalne były wrażliwe na temefos. Przeprowadzono dalszą porównawczą analizę genomiczną z poprzednim gatunkiem Anopheles stephensi. Analiza populacji Anopheles stephensi w Etiopii z wykorzystaniem 1704 biallelicznych polimorfizmów polimorficznych (SNP) wykazała powiązanie genetyczne między populacjami Anopheles fixais i Anopheles stephensi w centralnej i wschodniej Etiopii, zwłaszcza A. jiggigas. Nasze odkrycia dotyczące cech odporności na insektycydy, a także potencjalnych źródeł populacji Anopheles fixini, mogą pomóc w opracowaniu strategii zwalczania tego wektora malarii w regionach Fike i Jigjiga, aby ograniczyć jego dalsze rozprzestrzenianie się z tych dwóch regionów do innych części kraju i na cały kontynent afrykański.
Zrozumienie miejsc rozmnażania się komarów i warunków środowiskowych ma kluczowe znaczenie dla opracowania strategii zwalczania komarów, takich jak stosowanie larwicydów (temefos) i kontrola środowiskowa (eliminacja siedlisk larw). Ponadto Światowa Organizacja Zdrowia zaleca zwalczanie larw jako jedną ze strategii bezpośredniej kontroli Anopheles stephensi w obszarach miejskich i podmiejskich na obszarach występowania tego szkodnika. 15 Jeśli nie można wyeliminować lub ograniczyć źródła larw (np. w przydomowych lub miejskich zbiornikach wodnych), można rozważyć zastosowanie larwicydów. Jednak ta metoda zwalczania wektorów jest kosztowna w przypadku dużych siedlisk larw. 19 Dlatego też, ukierunkowanie działań na konkretne siedliska, w których dorosłe komary występują w dużych ilościach, jest kolejnym opłacalnym podejściem. 19 Dlatego określenie podatności Anopheles stephensi w Fik City na larwicydy, takie jak temefos, może pomóc w podejmowaniu decyzji podczas opracowywania strategii zwalczania inwazyjnych wektorów malarii w Fik City.
Ponadto analiza genomiczna może pomóc w opracowaniu dodatkowych strategii kontroli nowo odkrytego gatunku Anopheles stephensi. W szczególności ocena różnorodności genetycznej i struktury populacji Anopheles stephensi oraz porównanie ich z istniejącymi populacjami w regionie może dostarczyć informacji na temat historii jego populacji, wzorców rozprzestrzeniania się oraz potencjalnych populacji źródłowych.
Rok po pierwszym wykryciu Anopheles stephensi w mieście Fike w regionie Somalii w Etiopii przeprowadziliśmy badania entomologiczne, aby najpierw scharakteryzować siedlisko larw Anopheles stephensi i określić ich wrażliwość na insektycydy, w tym larwicyd temefos. Po identyfikacji morfologicznej przeprowadziliśmy weryfikację molekularno-biologiczną i wykorzystaliśmy metody genomiczne do analizy historii i struktury populacji Anopheles stephensi w mieście Fike. Porównaliśmy tę strukturę populacji z wcześniej wykrytymi populacjami Anopheles stephensi we wschodniej Etiopii, aby określić skalę jego kolonizacji w mieście Fike. Następnie oceniliśmy ich pokrewieństwo genetyczne z tymi populacjami, aby zidentyfikować potencjalne populacje źródłowe w regionie.
Synergetyk piperonylobutoksydu (PBO) przetestowano pod kątem działania dwóch pyretroidów (deltametryny i permetryny) na Anopheles stephensi. Test synergii przeprowadzono, wstępnie wystawiając komary na działanie bibuły nasączonej 4% PBO przez 60 minut. Następnie komary przeniesiono do probówek zawierających docelowy pyretroid na 60 minut, a ich wrażliwość określono zgodnie z kryteriami śmiertelności WHO opisanymi powyżej24.
Aby uzyskać bardziej szczegółowe informacje na temat potencjalnych populacji źródłowych populacji Anopheles stephensi Fiq, przeprowadziliśmy analizę sieciową, wykorzystując połączony zestaw danych biallelicznych SNP z sekwencji Fiq (n = 20) oraz sekwencje Anopheles stephensi wyekstrahowane z Genbank z 10 różnych lokalizacji we wschodniej Etiopii (n = 183, Samake i in. 29). Wykorzystaliśmy EDENetworks41, który umożliwia analizę sieciową opartą na macierzach odległości genetycznej bez założeń a priori. Sieć składa się z węzłów reprezentujących populacje połączone krawędziami/połączeniami ważonymi odległością genetyczną Reynoldsa (D)42 opartą na Fst, która określa siłę powiązania między parami populacji41. Im grubsza krawędź/połączenie, tym silniejsza relacja genetyczna między dwiema populacjami. Ponadto rozmiar węzła jest proporcjonalny do skumulowanej liczby ważonych powiązań krawędziowych każdej populacji. Zatem im większy węzeł, tym wyższy hub lub punkt zbieżności połączenia. Istotność statystyczną węzłów oceniono przy użyciu 1000 replikacji bootstrapowych. Węzły znajdujące się na listach 5 i 1 najlepszych pod względem wartości centralności pośrednictwa (BC) (liczba najkrótszych ścieżek genetycznych przechodzących przez węzeł) można uznać za statystycznie istotne43.
Zgłaszamy obecność dużej liczby larw Anopheles stephensi w porze deszczowej (maj–czerwiec 2022 r.) w Fike, w regionie Somalii, w Etiopii. Spośród ponad 3500 zebranych larw Anopheles, wszystkie zostały wyhodowane i morfologicznie zidentyfikowane jako Anopheles stephensi. Identyfikacja molekularna podgrupy larw i dalsza analiza molekularna również potwierdziły, że badana próbka należała do Anopheles stephensi. Wszystkie zidentyfikowane siedliska larw An. stephensi to sztuczne miejsca rozrodu, takie jak stawy wyłożone plastikiem, zamknięte i otwarte zbiorniki wodne oraz beczki, co jest zgodne z innymi siedliskami larw An. stephensi odnotowanymi we wschodniej Etiopii45. Fakt zebrania larw innych gatunków An. stephensi sugeruje, że An. stephensi może przetrwać porę suchą w Fike15, co zasadniczo różni się od An. arabiensis, głównego wektora malarii w Etiopii46,47. Jednakże w Kenii larwy Anopheles stephensi… znaleziono zarówno w sztucznych pojemnikach, jak i w korytach rzek48, co wskazuje na potencjalną różnorodność siedlisk tych inwazyjnych larw Anopheles stephensi, co ma znaczenie dla przyszłego nadzoru entomologicznego nad tym inwazyjnym wektorem malarii w Etiopii i Afryce.
Badanie wykazało wysoką częstość występowania inwazyjnych komarów Anopheles przenoszących malarię w regionie Ficki, ich siedliska larw, status oporności na insektycydy osobników dorosłych i larw, różnorodność genetyczną, strukturę populacji i potencjalne populacje źródłowe. Nasze wyniki wykazały, że populacja Anopheles fickii była wrażliwa na pirymifos metylowy, PBO-pyretrynę i temetafos. B1 Zatem te insektycydy mogą być skutecznie stosowane w strategiach zwalczania tego inwazyjnego wektora malarii w regionie Ficki. Stwierdziliśmy również, że populacja Anopheles fickii miała pokrewieństwo genetyczne z dwoma głównymi centrami Anopheles we wschodniej Etiopii, mianowicie Jig Jiga i Dire Dawa, i była bliżej spokrewniona z Jig Jiga. Dlatego wzmocnienie kontroli wektorów na tych obszarach może pomóc zapobiec dalszej inwazji komarów Anopheles na Fike i inne obszary. Podsumowując, niniejsze badanie oferuje kompleksowe podejście do badania ostatnich ognisk Anopheles. Szkodnik Stephensona rozprzestrzenia się na nowe obszary geograficzne, aby określić skalę jego rozprzestrzeniania się, ocenić skuteczność insektycydów i zidentyfikować potencjalne populacje źródłowe, co pozwoli zapobiec dalszemu rozprzestrzenianiu się.
Czas publikacji: 19 maja 2025 r.