ความต้านทานต่อยาฆ่าแมลงและโครงสร้างประชากรของยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ซึ่งเป็นพาหะนำโรคมาลาเรียชนิดรุกรานในภูมิภาค Fike ของประเทศเอธิโอเปีย

การรุกรานของยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ในเอธิโอเปียอาจนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอุบัติการณ์โรคมาลาเรียในภูมิภาคนี้ ดังนั้น การทำความเข้าใจลักษณะการดื้อยาและโครงสร้างประชากรของยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ที่เพิ่งตรวจพบในเมือง Fike ประเทศเอธิโอเปีย จึงมีความสำคัญอย่างยิ่งยวดต่อแนวทางการควบคุมพาหะนำโรคเพื่อหยุดยั้งการแพร่กระจายของมาลาเรียสายพันธุ์รุกรานนี้ในประเทศ หลังจากการเฝ้าระวังทางกีฏวิทยาของยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ในเมือง Fike ภูมิภาคโซมาเลีย ประเทศเอธิโอเปีย เรายืนยันการมีอยู่ของยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ใน Fike ทั้งในระดับสัณฐานวิทยาและระดับโมเลกุล ลักษณะของแหล่งที่อยู่อาศัยของตัวอ่อนและการทดสอบความไวต่อยาฆ่าแมลงพบว่า A. fixini พบมากที่สุดในภาชนะเทียมและทนต่อยาฆ่าแมลงตัวเต็มวัยส่วนใหญ่ที่ทดสอบ (ออร์กาโนฟอสเฟต คาร์บาเมตไพรีทรอยด์) ยกเว้นพิริมิฟอส-เมทิลและพีบีโอ-ไพรีทรอยด์ อย่างไรก็ตาม ระยะตัวอ่อนที่ยังไม่เจริญเต็มที่มีความอ่อนไหวต่อเทมีฟอส ได้ทำการวิเคราะห์จีโนมเชิงเปรียบเทียบเพิ่มเติมกับยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi สายพันธุ์ก่อนหน้า การวิเคราะห์ประชากรยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ในเอธิโอเปียโดยใช้ SNP แบบไบอัลลีล 1,704 ตัวอย่าง เผยให้เห็นความเชื่อมโยงทางพันธุกรรมระหว่างประชากรยุงก้นปล่อง A. fixais และยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ในเอธิโอเปียตอนกลางและตะวันออก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง A. jiggigas ผลการศึกษาของเราเกี่ยวกับลักษณะความต้านทานต่อยาฆ่าแมลง รวมถึงประชากรแหล่งที่เป็นไปได้ของยุงก้นปล่อง Anopheles fixini อาจช่วยในการพัฒนากลยุทธ์การควบคุมพาหะนำโรคมาลาเรียชนิดนี้ในภูมิภาค Fike และ Jigjiga เพื่อจำกัดการแพร่กระจายจากสองภูมิภาคนี้ไปยังส่วนอื่นๆ ของประเทศและทั่วทวีปแอฟริกา
การทำความเข้าใจแหล่งเพาะพันธุ์ยุงและสภาพแวดล้อมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนากลยุทธ์การควบคุมยุง เช่น การใช้สารกำจัดลูกน้ำ (เทมีฟอส) และการควบคุมสภาพแวดล้อม (การกำจัดแหล่งที่อยู่อาศัยของลูกน้ำ) นอกจากนี้ องค์การอนามัยโลกยังแนะนำให้จัดการลูกน้ำเป็นหนึ่งในกลยุทธ์สำหรับการควบคุมยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi โดยตรงในเขตเมืองและเขตชานเมืองในพื้นที่ที่มีการระบาด 15 หากไม่สามารถกำจัดหรือลดแหล่งที่อยู่อาศัยของลูกน้ำได้ (เช่น แหล่งน้ำในที่พักอาศัยหรือในเขตเมือง) อาจพิจารณาใช้สารกำจัดลูกน้ำ อย่างไรก็ตาม วิธีการควบคุมพาหะนำโรคนี้มีค่าใช้จ่ายสูงเมื่อต้องจัดการกับแหล่งที่อยู่อาศัยของลูกน้ำขนาดใหญ่ 19 ดังนั้น การกำหนดแหล่งที่อยู่อาศัยเฉพาะที่มียุงตัวเต็มวัยอยู่เป็นจำนวนมากจึงเป็นอีกวิธีที่คุ้มค่า 19 ดังนั้น การประเมินความไวของยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ในเมืองฟิกต่อสารกำจัดลูกน้ำ เช่น เทมีฟอส อาจเป็นประโยชน์ต่อการตัดสินใจในการพัฒนาวิธีการควบคุมพาหะนำโรคมาลาเรียชนิดรุกรานในเมืองฟิก
นอกจากนี้ การวิเคราะห์จีโนมอาจช่วยพัฒนากลยุทธ์การควบคุมเพิ่มเติมสำหรับยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ที่เพิ่งค้นพบใหม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การประเมินความหลากหลายทางพันธุกรรมและโครงสร้างประชากรของยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi และการเปรียบเทียบกับประชากรที่มีอยู่เดิมในภูมิภาค อาจช่วยให้เข้าใจประวัติประชากร รูปแบบการแพร่กระจาย และประชากรต้นทางที่เป็นไปได้
ดังนั้น หนึ่งปีหลังจากการตรวจพบยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ครั้งแรกในเมืองไฟค์ ภูมิภาคโซมาเลีย ประเทศเอธิโอเปีย เราจึงได้ทำการสำรวจทางกีฏวิทยาเพื่อระบุลักษณะถิ่นที่อยู่ของตัวอ่อนยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi และประเมินความไวต่อยาฆ่าแมลง รวมถึงสารกำจัดลูกน้ำ Temephos หลังจากการระบุลักษณะทางสัณฐานวิทยาแล้ว เราได้ดำเนินการตรวจสอบทางชีววิทยาโมเลกุลและใช้วิธีการทางจีโนมเพื่อวิเคราะห์ประวัติประชากรและโครงสร้างประชากรของยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ในเมืองไฟค์ เราได้เปรียบเทียบโครงสร้างประชากรนี้กับประชากรยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ที่ตรวจพบก่อนหน้านี้ในเอธิโอเปียตะวันออก เพื่อประเมินขอบเขตการล่าอาณานิคมของยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi ในเมืองไฟค์ เรายังประเมินความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของพวกมันกับประชากรเหล่านี้เพื่อระบุประชากรต้นทางที่มีศักยภาพในภูมิภาคนี้
ได้ทำการทดสอบสารเสริมฤทธิ์ไพเพอโรนิลบิวทอกไซด์ (PBO) กับสารไพรีทรอยด์สองชนิด (เดลตาเมทรินและเพอร์เมทริน) ต่อยุงก้นปล่อง Anopheles stephensi การทดสอบเสริมฤทธิ์นี้ดำเนินการโดยนำยุงไปสัมผัสกับกระดาษ PBO 4% เป็นเวลา 60 นาที จากนั้นนำยุงไปใส่ในหลอดทดลองที่บรรจุสารไพรีทรอยด์เป้าหมายเป็นเวลา 60 นาที และประเมินความไวต่อสารตามเกณฑ์การตายของ WHO ที่อธิบายไว้ข้างต้น24
เพื่อให้ได้ข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับประชากรต้นทางที่เป็นไปได้ของประชากร Fiq Anopheles stephensi เราได้ทำการวิเคราะห์เครือข่ายโดยใช้ชุดข้อมูล SNP แบบไบอัลลีลิกรวมจากลำดับ Fiq (n = 20) และ Genbank สกัดลำดับ Anopheles stephensi จาก 10 ตำแหน่งที่แตกต่างกันในเอธิโอเปียตะวันออก (n = 183, Samake et al. 29) เราใช้ EDENetworks41 ซึ่งช่วยให้สามารถวิเคราะห์เครือข่ายโดยอาศัยเมทริกซ์ระยะห่างทางพันธุกรรมโดยไม่ต้องตั้งสมมติฐานใดๆ เครือข่ายประกอบด้วยโหนดที่แสดงถึงประชากรที่เชื่อมต่อกันด้วยขอบ/ลิงก์ที่ถ่วงน้ำหนักด้วยระยะห่างทางพันธุกรรมของเรย์โนลด์ (D)42 โดยอิงจาก Fst ซึ่งให้ความแข็งแกร่งของการเชื่อมโยงระหว่างคู่ประชากร41 ยิ่งขอบ/ลิงก์หนาขึ้นเท่าใด ความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมระหว่างประชากรทั้งสองก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ยิ่งไปกว่านั้น ขนาดของโหนดยังเป็นสัดส่วนกับขอบ/ลิงก์ถ่วงน้ำหนักสะสมของแต่ละประชากร ดังนั้น ยิ่งโหนดมีขนาดใหญ่เท่าใด จุดศูนย์กลางหรือจุดบรรจบของการเชื่อมต่อก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ความสำคัญทางสถิติของโหนดได้รับการประเมินโดยใช้การจำลองแบบบูตสแตรป 1,000 ครั้ง โหนดที่ปรากฏอยู่ในรายการ 5 อันดับแรกและ 1 อันดับแรกของค่าความเป็นศูนย์กลางระหว่างกัน (BC) (จำนวนเส้นทางพันธุกรรมที่สั้นที่สุดผ่านโหนด) ถือว่ามีความสำคัญทางสถิติ43
เรารายงานการพบตัวอ่อน An. stephensi จำนวนมากในช่วงฤดูฝน (พฤษภาคม-มิถุนายน 2565) ที่เมืองฟิก ภูมิภาคโซมาเลีย ประเทศเอธิโอเปีย จากตัวอ่อน Anopheles กว่า 3,500 ตัวที่เก็บได้ ตัวอ่อนทั้งหมดได้รับการเพาะเลี้ยงและระบุลักษณะทางสัณฐานวิทยาว่าเป็น Anopheles stephensi การระบุระดับโมเลกุลของตัวอ่อนกลุ่มย่อยและการวิเคราะห์ระดับโมเลกุลเพิ่มเติมยังยืนยันว่าตัวอย่างที่ศึกษาเป็นของ Anopheles stephensi แหล่งที่อยู่อาศัยของตัวอ่อน An. stephensi ที่ระบุได้ทั้งหมดเป็นแหล่งเพาะพันธุ์เทียม เช่น บ่อน้ำที่บุด้วยพลาสติก ถังเก็บน้ำแบบปิดและแบบเปิด และถัง ซึ่งสอดคล้องกับแหล่งที่อยู่อาศัยของตัวอ่อน An. stephensi อื่นๆ ที่มีรายงานในเอธิโอเปียตะวันออก45 ข้อเท็จจริงที่ว่าตัวอ่อนของ An. stephensi ชนิดอื่นๆ ถูกเก็บได้ชี้ให้เห็นว่า An. stephensi สามารถอยู่รอดในฤดูแล้งในฟิก15 ซึ่งโดยทั่วไปจะแตกต่างจาก An. arabiensis ซึ่งเป็นพาหะนำโรคมาลาเรียหลักในเอธิโอเปีย46,47 อย่างไรก็ตาม ในประเทศเคนยา พบตัวอ่อนของยุง Anopheles stephensi… ทั้งในภาชนะเทียมและสภาพแวดล้อมริมลำธาร48 ซึ่งเน้นย้ำถึงความหลากหลายของแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีศักยภาพของตัวอ่อนยุง Anopheles stephensi ที่รุกรานเหล่านี้ ซึ่งมีผลกระทบต่อการเฝ้าระวังทางกีฏวิทยาในอนาคตของพาหะมาเลเรียที่รุกรานนี้ในเอธิโอเปียและแอฟริกา
การศึกษานี้ระบุถึงความชุกของยุงก้นปล่องที่แพร่เชื้อมาลาเรียชนิด Anopheles สูงใน Fickii แหล่งที่อยู่อาศัยของตัวอ่อน สถานะการดื้อยาฆ่าแมลงของตัวเต็มวัยและตัวอ่อน ความหลากหลายทางพันธุกรรม โครงสร้างประชากร และประชากรต้นทางที่เป็นไปได้ ผลการศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าประชากรยุงก้นปล่อง Anopheles fickii ไวต่อสารพิริมิฟอส-เมทิล พีบีโอ-ไพรีทริน และเทเมตาฟอส B1 ดังนั้น ยาฆ่าแมลงเหล่านี้จึงสามารถใช้ในการควบคุมพาหะนำโรคมาลาเรียชนิด Anopheles ในภูมิภาค Fickii ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ เรายังพบว่าประชากรยุงก้นปล่อง Anopheles fik มีความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมกับแหล่งเพาะพันธุ์ยุงก้นปล่อง Anopheles หลักสองแห่งในเอธิโอเปียตะวันออก ได้แก่ จิกจิกา และไดเรดาวา และมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับจิกจิกามากกว่า ดังนั้น การเสริมสร้างการควบคุมพาหะนำโรคในพื้นที่เหล่านี้อาจช่วยป้องกันการแพร่พันธุ์ของยุงก้นปล่อง Anopheles ในพื้นที่ Fike และพื้นที่อื่นๆ ได้ สรุปได้ว่า การศึกษานี้นำเสนอแนวทางที่ครอบคลุมสำหรับการศึกษาการระบาดของยุงก้นปล่อง Anopheles ที่เกิดขึ้นล่าสุด หนอนเจาะลำต้นของสตีเฟนสันกำลังถูกขยายไปยังพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ใหม่ๆ เพื่อพิจารณาขอบเขตการแพร่กระจาย ประเมินประสิทธิภาพของยาฆ่าแมลง และระบุแหล่งประชากรที่อาจเป็นไปได้เพื่อป้องกันการแพร่กระจายเพิ่มเติม