Aasialainen Anopheles stephensi -hyttynen on levinnyt kaikkialle Afrikan sarveen sen löydyttyä Djiboutissa vuonna 2012. Tämä vieraslajivektori leviää edelleen mantereella ja aiheuttaa vakavan uhan malarian torjuntaohjelmille. Vektorien torjuntamenetelmät, kuten hyönteismyrkkyillä käsitellyt vuodeverkot ja sisätilojen jäännössumutteet, ovat vähentäneet merkittävästi malarian aiheuttamaa taakkaa. Hyönteismyrkkyjä kestävien hyttysten, mukaan lukien Anopheles stephensi -populaatioiden, lisääntyvä esiintyvyys kuitenkin haittaa meneillään olevia malarian hävittämistoimia. Populaatiorakenteen, geenivirran populaatioiden välillä ja hyönteismyrkkyresistenssimutaatioiden jakautumisen ymmärtäminen on olennaista tehokkaiden malarian torjuntastrategioiden ohjaamiseksi.
On ratkaisevan tärkeää ymmärtää paremmin, miten An. stephensi vakiintui asuinalueelle, jotta voidaan ennustaa sen mahdollista leviämistä uusille alueille. Populaatiogenetiikkaa on käytetty laajasti vektorilajien tutkimiseen, jotta saadaan tietoa populaatiorakenteesta, jatkuvasta valinnasta ja geenivirrasta18,19. An. stephensin tapauksessa populaatiorakenteen ja genomin rakenteen tutkiminen voi auttaa selvittämään sen leviämisreittiä ja mahdollista adaptiivista evoluutiota, jota on saattanut tapahtua sen ilmaantumisen jälkeen. Geenivirran lisäksi valinta on erityisen tärkeää, koska sen avulla voidaan tunnistaa hyönteismyrkkyresistenssiin liittyviä alleeleja ja valottaa, miten nämä alleelit leviävät populaatiossa20.
Tähän mennessä vieraslajin Anopheles stephensi hyönteismyrkkyresistenssimarkkereiden ja populaatiogenetiikan testaus on rajoittunut muutamiin kandidaattigeeneihin. Lajin ilmaantumista Afrikassa ei täysin ymmärretä, mutta yksi hypoteesi on, että se tuli ihmisten tai karjan mukana. Muita teorioita ovat tuulen mukana tapahtuva pitkän matkan muutto. Tässä tutkimuksessa käytetyt etiopialaiset isolaatit kerättiin Awash Sebat Kilosta, kaupungista, joka sijaitsee 200 km Addis Abebasta itään ja Addis Abebasta Djiboutiin johtavalla pääliikennekäytävällä. Awash Sebat Kilo on alue, jolla on korkea malarian leviämisaste, ja siellä on suuri Anopheles stephensi -populaatio, jonka on raportoitu olevan resistentti hyönteismyrkkyille, mikä tekee siitä tärkeän paikan Anopheles stephensi -populaatiogenetiikan tutkimiselle8.
Hyönteismyrkkyresistenssimutaatiota kdr L1014F havaittiin matalalla esiintymistiheydellä Etiopian populaatiossa, eikä sitä havaittu Intian kenttänäytteissä. Tämä kdr-mutaatio antaa resistenssin pyretroideille ja DDT:lle, ja se havaittiin aiemmin An. stephensi -populaatioissa, jotka kerättiin Intiassa vuonna 2016 ja Afganistanissa vuonna 2018.31,32 Huolimatta todisteista laajalle levinneestä pyretroidiresistenssistä molemmissa kaupungeissa, kdr L1014F -mutaatiota ei havaittu tässä analysoiduissa Mangaloren ja Bangaloren populaatioissa. Tämän SNP:n kantavien etiopialaisten isolaattien pieni heterotsygoottinen osuus viittaa siihen, että mutaatio on syntynyt tässä populaatiossa äskettäin. Tätä tukee aiempi Awashissa tehty tutkimus, jossa ei löydetty todisteita kdr-mutaatiosta näytteissä, jotka kerättiin vuotta aiemmin kuin tässä analysoidut näytteet.18 Tunnistimme tämän kdr L1014F -mutaation aiemmin matalalla esiintymistiheydellä samalta alueelta/vuodelta peräisin olevien näytejoukossa käyttämällä amplikonidetektiomenetelmää.28 Ottaen huomioon fenotyyppisen resistenssin näytteenottopaikoilla, tämän resistenssimarkkerin alhainen alleelifrekvenssi viittaa siihen, että muut mekanismit kuin kohdepaikan modifikaatio ovat vastuussa tästä havaitusta fenotyypistä.
Tämän tutkimuksen rajoituksena on fenotyyppisen tiedon puute hyönteismyrkkyvasteesta. Tarvitaan lisätutkimuksia, joissa yhdistetään koko genomin sekvensointia (WGS) tai kohdennettua amplikonisekvensointia yhdessä herkkyysbiomääritysten kanssa, jotta voidaan tutkia näiden mutaatioiden vaikutusta hyönteismyrkkyvasteeseen. Nämä uudet missense-SNP:t, jotka saattavat liittyä resistenssiin, tulisi kohdistaa suuritehoisiin molekyylimäärityksiin seurannan tukemiseksi ja resistenssifenotyyppeihin liittyvien mahdollisten mekanismien ymmärtämiseksi ja validoimiseksi.
Yhteenvetona voidaan todeta, että tämä tutkimus tarjoaa syvemmän ymmärryksen Anopheles-hyttysten populaatiogenetiikasta eri mantereilla. Koko genomin sekvensointianalyysin (WGS) soveltaminen suurempiin näyteryhmiin eri maantieteellisillä alueilla on avainasemassa geenivirran ymmärtämisessä ja hyönteismyrkkyresistenssin markkereiden tunnistamisessa. Tämä tieto antaa kansanterveysviranomaisille mahdollisuuden tehdä tietoon perustuvia valintoja vektorien seurannassa ja hyönteismyrkkyjen käytössä.
Käytimme kahta lähestymistapaa kopiomäärän vaihtelun havaitsemiseksi tässä aineistossa. Ensinnäkin käytimme kattavuuteen perustuvaa lähestymistapaa, joka keskittyi genomissa tunnistettuihin CYP-geeniklustereihin (lisätaulukko S5). Näytteiden kattavuus keskiarvoistettiin keräyspaikkojen välillä ja jaettiin neljään ryhmään: Etiopia, intiaanipellot, intiaanisiirtokunnat ja pakistanilaiset siirtokunnat. Kunkin ryhmän kattavuus normalisoitiin käyttämällä ytimen tasoitusta ja piirrettiin sitten kyseisen ryhmän genomin mediaanikattavuussyvyyden mukaan.
Julkaisun aika: 23. kesäkuuta 2025