Вторжение комара Anopheles stephensi в Эфиопию может привести к увеличению заболеваемости малярией в регионе. Поэтому понимание профиля устойчивости к инсектицидам и популяционной структуры Anopheles stephensi, недавно обнаруженного в городе Фике, Эфиопия, имеет решающее значение для разработки мер по борьбе с переносчиками и предотвращения распространения этого инвазивного вида малярии в стране. После энтомологического обследования Anopheles stephensi в городе Фике, Сомали, Эфиопия, мы подтвердили присутствие Anopheles stephensi в Фике на морфологическом и молекулярном уровнях. Характеристика мест обитания личинок и тестирование чувствительности к инсектицидам показали, что A. fixini чаще всего встречался в искусственных контейнерах и был устойчив к большинству протестированных инсектицидов для взрослых особей (органофосфаты, карбаматы,пиретроиды) за исключением пиримифос-метила и ПБО-пиретроида. Однако незрелые личиночные стадии были восприимчивы к темефосу. Дальнейший сравнительный геномный анализ был проведен с предыдущим видом Anopheles stephensi. Анализ популяции Anopheles stephensi в Эфиопии с использованием 1704 биаллельных SNP выявил генетическую связь между популяциями A. fixais и Anopheles stephensi в центральной и восточной Эфиопии, особенно A. jiggigas. Наши данные о признаках устойчивости к инсектицидам, а также о возможных исходных популяциях Anopheles fixini могут помочь в разработке стратегий борьбы с этим переносчиком малярии в регионах Фике и Джигджига, чтобы ограничить его дальнейшее распространение из этих двух регионов в другие части страны и по всему африканскому континенту.
Понимание мест размножения комаров и условий окружающей среды имеет решающее значение для разработки стратегий борьбы с комарами, таких как использование ларвицидов (темефос) и контроль окружающей среды (устранение мест обитания личинок). Кроме того, Всемирная организация здравоохранения рекомендует борьбу с личинками в качестве одной из стратегий прямого контроля Anopheles stephensi в городских и пригородных районах в зонах заражения. 15 Если источник личинок не может быть устранен или уменьшен (например, бытовые или городские водохранилища), можно рассмотреть использование ларвицидов. Однако этот метод борьбы с переносчиками является дорогостоящим при обработке больших мест обитания личинок. 19 Поэтому целенаправленная обработка конкретных мест обитания, где взрослые комары присутствуют в большом количестве, является еще одним экономически эффективным подходом. 19 Таким образом, определение восприимчивости Anopheles stephensi в городе Фик к ларвицидам, таким как темефос, может помочь в принятии решений при разработке подходов к борьбе с инвазивными переносчиками малярии в городе Фик.
Кроме того, геномный анализ может помочь разработать дополнительные стратегии борьбы с недавно обнаруженным видом Anopheles stephensi. В частности, оценка генетического разнообразия и популяционной структуры Anopheles stephensi и сравнение их с существующими популяциями в регионе может дать представление об истории их популяции, моделях расселения и потенциальных исходных популяциях.
Таким образом, через год после первого обнаружения Anopheles stephensi в городе Фике, Сомали, Эфиопия, мы провели энтомологическое исследование, чтобы сначала охарактеризовать среду обитания личинок Anopheles stephensi и определить их чувствительность к инсектицидам, включая ларвицид темефос. После морфологической идентификации мы провели молекулярно-биологическую верификацию и использовали геномные методы для анализа истории и структуры популяции Anopheles stephensi в городе Фике. Мы сравнили эту структуру популяции с ранее обнаруженными популяциями Anopheles stephensi в восточной Эфиопии, чтобы определить степень их колонизации в городе Фике. Кроме того, мы оценили их генетическую связь с этими популяциями, чтобы определить потенциальные популяции-источники в регионе.
Синергист пиперонилбутоксид (ПБО) был протестирован против двух пиретроидов (дельтаметрина и перметрина) на комарах Anopheles stephensi. Синергический тест проводился путем предварительного воздействия на комаров 4%-ной бумагой с ПБО в течение 60 минут. Затем комаров помещали в пробирки, содержащие целевой пиретроид, на 60 минут, и их восприимчивость определяли в соответствии с критериями смертности ВОЗ, описанными выше24.
Для получения более подробной информации о потенциальных исходных популяциях Anopheles stephensi из Фика мы провели сетевой анализ, используя объединенный набор данных биаллельных SNP из последовательностей Фика (n = 20) и последовательности Anopheles stephensi, извлеченные из Genbank из 10 различных мест в восточной Эфиопии (n = 183, Samake et al. 29). Мы использовали EDENetworks41, который позволяет проводить сетевой анализ на основе матриц генетических расстояний без априорных предположений. Сеть состоит из узлов, представляющих популяции, соединенных ребрами/связями, взвешенными по генетическому расстоянию Рейнольдса (D)42 на основе Fst, которое обеспечивает силу связи между парами популяций41. Чем толще ребро/связь, тем сильнее генетическая связь между двумя популяциями. Кроме того, размер узла пропорционален суммарной взвешенной силе ребер каждой популяции. Следовательно, чем больше узел, тем выше точка соединения или точка конвергенции. Статистическая значимость узлов оценивалась с использованием 1000 бутстрап-репликаций. Узлы, попадающие в топ-5 и топ-1 по значениям центральности по посредничеству (BC) (количество кратчайших генетических путей, проходящих через узел), могут считаться статистически значимыми43.
Мы сообщаем о наличии большого количества An. stephensi в сезон дождей (май-июнь 2022 г.) в городе Фике, Сомали, Эфиопия. Из более чем 3500 собранных личинок Anopheles все были выращены и морфологически идентифицированы как Anopheles stephensi. Молекулярная идентификация части личинок и дальнейший молекулярный анализ также подтвердили, что исследованная выборка принадлежала к виду Anopheles stephensi. Все идентифицированные места обитания личинок An. stephensi представляли собой искусственные места размножения, такие как пруды с пластиковой облицовкой, закрытые и открытые резервуары для воды и бочки, что соответствует другим местам обитания личинок An. stephensi, зарегистрированным в восточной Эфиопии45. Тот факт, что были собраны личинки других видов An. stephensi, предполагает, что An. stephensi может выживать в сухой сезон в Фике15, что в целом отличается от An. arabiensis, основного переносчика малярии в Эфиопии46,47. Однако в Кении личинки Anopheles stephensi были обнаружены как в искусственных емкостях, так и в руслах рек48, что подчеркивает потенциальное разнообразие местообитаний этих инвазивных личинок Anopheles stephensi, что имеет значение для будущего энтомологического мониторинга этого инвазивного переносчика малярии в Эфиопии и Африке.
В ходе исследования была выявлена высокая распространенность инвазивных комаров рода Anopheles, переносящих малярию, в районе Фикии, изучены места обитания их личинок, устойчивость взрослых особей и личинок к инсектицидам, генетическое разнообразие, структура популяции и потенциальные источники распространения. Наши результаты показали, что популяция Anopheles fickii восприимчива к пиримифос-метилу, PBO-пиретрину и теметафосу. Таким образом, эти инсектициды могут эффективно использоваться в стратегиях борьбы с этим инвазивным переносчиком малярии в регионе Фикии. Мы также обнаружили, что популяция Anopheles fickii имеет генетическую связь с двумя основными центрами распространения Anopheles в восточной Эфиопии, а именно Джиг-Джига и Дире-Дава, и более тесно связана с Джиг-Джига. Следовательно, усиление мер по борьбе с переносчиками в этих районах может помочь предотвратить дальнейшее проникновение комаров Anopheles в Фикии и другие районы. В заключение, данное исследование предлагает комплексный подход к изучению недавних вспышек распространения комаров Anopheles. Распространение стеблевого сверлильщика Стивенсона расширяется на новые географические районы с целью определения масштабов его распространения, оценки эффективности инсектицидов и выявления потенциальных источников популяции для предотвращения дальнейшего распространения.
Дата публикации: 19 мая 2025 г.