С момента своего обнаружения в Джибути в 2012 году азиатский комар Anopheles stephensi распространился по всему Африканскому Рогу. Этот инвазивный переносчик продолжает распространяться по континенту, представляя серьезную угрозу для программ борьбы с малярией. Методы борьбы с переносчиками, включая обработанные инсектицидами противомоскитные сетки и обработку помещений инсектицидами длительного действия, значительно снизили бремя малярии. Однако растущая распространенность комаров, устойчивых к инсектицидам, в том числе популяций Anopheles stephensi, препятствует продолжающимся усилиям по искоренению малярии. Понимание популяционной структуры, генного потока между популяциями и распределения мутаций, вызывающих устойчивость к инсектицидам, имеет важное значение для разработки эффективных стратегий борьбы с малярией.
Улучшение нашего понимания того, как An. stephensi так прочно обосновался в HOA, имеет решающее значение для прогнозирования его потенциального распространения на новые территории. Популяционная генетика широко используется для изучения видов-переносчиков с целью получения информации о структуре популяции, продолжающемся отборе и генном потоке18,19. Для An. stephensi изучение структуры популяции и структуры генома может помочь прояснить путь его инвазии и любую адаптивную эволюцию, которая могла произойти с момента его появления. Помимо генного потока, отбор особенно важен, поскольку он может выявить аллели, связанные с устойчивостью к инсектицидам, и пролить свет на то, как эти аллели распространяются в популяции20.
На сегодняшний день тестирование маркеров устойчивости к инсектицидам и популяционной генетики инвазивного вида Anopheles stephensi ограничивалось несколькими генами-кандидатами. Происхождение этого вида в Африке до конца не изучено, но одна из гипотез заключается в том, что он был завезен человеком или домашним скотом. Другие теории включают миграцию на большие расстояния с помощью ветра. Эфиопские изоляты, использованные в этом исследовании, были собраны в Аваш-Себат-Кило, городе, расположенном в 200 км к востоку от Аддис-Абебы и на главном транспортном коридоре из Аддис-Абебы в Джибути. Аваш-Себат-Кило — это район с высокой передачей малярии и большой популяцией Anopheles stephensi, которые, как сообщается, устойчивы к инсектицидам, что делает его важным местом для изучения популяционной генетики Anopheles stephensi8.
Мутация устойчивости к инсектицидам kdr L1014F была обнаружена с низкой частотой в эфиопской популяции и не была обнаружена в индийских полевых образцах. Эта мутация kdr обеспечивает устойчивость к пиретроидам и ДДТ и ранее была обнаружена в популяциях An. stephensi, собранных в Индии в 2016 году и в Афганистане в 2018 году.31,32 Несмотря на свидетельства широко распространенной устойчивости к пиретроидам в обоих городах, мутация kdr L1014F не была обнаружена в популяциях Мангалора и Бангалора, проанализированных в данном исследовании. Низкая доля эфиопских изолятов, несущих этот SNP и являющихся гетерозиготными, предполагает, что мутация возникла в этой популяции относительно недавно. Это подтверждается предыдущим исследованием в Аваше, которое не выявило признаков мутации kdr в образцах, собранных за год до анализируемых здесь.18 Ранее мы идентифицировали эту мутацию kdr L1014F с низкой частотой в наборе образцов из того же региона/года, используя метод обнаружения ампликонов.28 Учитывая фенотипическую резистентность в местах отбора проб, низкая частота аллеля этого маркера резистентности предполагает, что за наблюдаемый фенотип ответственны механизмы, отличные от модификации целевого участка.
Ограничением данного исследования является отсутствие фенотипических данных о реакции на инсектициды. Для изучения влияния этих мутаций на реакцию на инсектициды необходимы дальнейшие исследования, сочетающие полногеномное секвенирование (WGS) или целевое ампликонное секвенирование с биотестами на чувствительность. Эти новые миссенс-SNP, которые могут быть связаны с резистентностью, следует использовать в высокопроизводительных молекулярных анализах для поддержки мониторинга и проведения функциональных исследований с целью понимания и подтверждения потенциальных механизмов, связанных с фенотипами резистентности.
В заключение, данное исследование позволяет глубже понять генетику популяции комаров рода Anopheles на разных континентах. Применение анализа полногеномного секвенирования (WGS) к большим группам образцов из разных географических регионов будет иметь ключевое значение для понимания потока генов и выявления маркеров устойчивости к инсектицидам. Эти знания позволят органам здравоохранения принимать обоснованные решения в области эпидемиологического надзора за переносчиками заболеваний и использования инсектицидов.
Для обнаружения вариаций числа копий в этом наборе данных мы использовали два подхода. Во-первых, мы применили подход, основанный на покрытии, который фокусировался на идентифицированных кластерах генов CYP в геноме (дополнительная таблица S5). Покрытие образцов усреднялось по местам сбора и было разделено на четыре группы: Эфиопия, поля в Индии, индийские колонии и пакистанские колонии. Покрытие для каждой группы было нормализовано с использованием сглаживания ядра, а затем построено в соответствии со средней глубиной покрытия генома для этой группы.
Дата публикации: 23 июня 2025 г.