З моменту свого відкриття в Джибуті в 2012 році азійський комар Anopheles stephensi поширився по всьому Африканському Рогу. Цей інвазивний переносник продовжує поширюватися по всьому континенту, створюючи серйозну загрозу для програм боротьби з малярією. Методи боротьби з переносниками, включаючи оброблені інсектицидами сітки для ліжка та обприскування залишками інсектицидів у приміщеннях, значно зменшили тягар малярії. Однак зростання поширеності комарів, стійких до інсектицидів, включаючи популяції Anopheles stephensi, перешкоджає поточним зусиллям з ліквідації малярії. Розуміння структури популяції, потоку генів між популяціями та розподілу мутацій стійкості до інсектицидів є важливим для розробки ефективних стратегій боротьби з малярією.
Покращення нашого розуміння того, як An. stephensi настільки прижився в ОСББ, має вирішальне значення для прогнозування його потенційного поширення на нові території. Популяційна генетика широко використовується для вивчення видів-переносників, щоб отримати уявлення про структуру популяції, постійний відбір та потік генів18,19. Для An. stephensi вивчення структури популяції та структури геному може допомогти з'ясувати шлях його вторгнення та будь-яку адаптивну еволюцію, яка могла відбутися з моменту його появи. Окрім потоку генів, відбір є особливо важливим, оскільки він може ідентифікувати алелі, пов'язані зі стійкістю до інсектицидів, та пролити світло на те, як ці алелі поширюються в популяції20.
На сьогоднішній день тестування маркерів стійкості до інсектицидів та популяційної генетики інвазивного виду Anopheles stephensi обмежується кількома генами-кандидатами. Поява виду в Африці до кінця не зрозуміла, але одна з гіпотез полягає в тому, що він був завезений людьми або худобою. Інші теорії включають міграцію на далекі відстані вітром. Ефіопські ізоляти, використані в цьому дослідженні, були зібрані в Аваш Себат Кіло, місті, розташованому за 200 км на схід від Аддис-Абеби та на головному транспортному коридорі з Аддис-Абеби до Джибуті. Аваш Себат Кіло – це район з високим рівнем передачі малярії та великою популяцією Anopheles stephensi, який, як повідомляється, стійкий до інсектицидів, що робить його важливим місцем для вивчення популяційної генетики Anopheles stephensi8.
Мутація стійкості до інсектицидів kdr L1014F була виявлена з низькою частотою в ефіопській популяції та не була виявлена в індійських польових зразках. Ця мутація kdr надає стійкості до піретроїдів та ДДТ і раніше була виявлена в популяціях An. stephensi, зібраних в Індії у 2016 році та Афганістані у 2018 році.31,32 Незважаючи на докази широкого поширення стійкості до піретроїдів в обох містах, мутація kdr L1014F не була виявлена в проаналізованих тут популяціях Мангалура та Бангалора. Низька частка ефіопських ізолятів, що несуть цей SNP, які були гетерозиготними, свідчить про те, що мутація виникла нещодавно в цій популяції. Це підтверджується попереднім дослідженням в Аваші, яке не виявило жодних доказів мутації kdr у зразках, зібраних за рік до тих, що аналізуються тут.18 Раніше ми ідентифікували цю мутацію kdr L1014F з низькою частотою в наборі зразків з того ж регіону/року, використовуючи підхід виявлення ампліконів.28 Враховуючи фенотипову стійкість у місцях відбору проб, низька частота алелів цього маркера стійкості свідчить про те, що за цей спостережуваний фенотип відповідають інші механізми, ніж модифікація цільового сайту.
Обмеженням цього дослідження є відсутність фенотипових даних про реакцію на інсектицид. Для вивчення впливу цих мутацій на реакцію на інсектицид необхідні подальші дослідження, що поєднують секвенування всього геному (WGS) або цільове секвенування ампліконів у поєднанні з біологічними аналізами на чутливість. Ці нові місенс-SNP, які можуть бути пов'язані зі стійкістю, повинні бути цільовими для високопродуктивних молекулярних аналізів для підтримки моніторингу та полегшення функціональної роботи з розуміння та перевірки потенційних механізмів, пов'язаних з фенотипами стійкості.
Підсумовуючи, це дослідження забезпечує глибше розуміння генетики популяцій комарів Anopheles на різних континентах. Застосування аналізу повного секвенування геному (WGS) до більших когорт зразків у різних географічних регіонах буде ключовим для розуміння потоку генів та виявлення маркерів стійкості до інсектицидів. Ці знання дозволять органам охорони здоров'я робити обґрунтований вибір щодо спостереження за переносниками та використання інсектицидів.
Ми використали два підходи для виявлення варіації кількості копій у цьому наборі даних. По-перше, ми застосували підхід на основі покриття, який зосереджувався на ідентифікованих кластерах генів CYP у геномі (Додаткова таблиця S5). Покриття вибірки було усереднено за місцями збору даних та розділено на чотири групи: Ефіопія, індійські поля, індійські колонії та пакистанські колонії. Покриття для кожної групи було нормалізовано за допомогою згладжування ядра, а потім побудовано відповідно до медіанної глибини покриття геному для цієї групи.
Час публікації: 23 червня 2025 р.