Die Invasion von Anopheles stephensi in Äthiopien könnte zu einem Anstieg der Malariafälle in der Region führen. Daher ist das Verständnis des Insektizidresistenzprofils und der Populationsstruktur von Anopheles stephensi, das kürzlich in Fike, Äthiopien, entdeckt wurde, von entscheidender Bedeutung, um die Vektorkontrolle zu steuern und die Ausbreitung dieser invasiven Malariaart im Land zu stoppen. Nach der entomologischen Überwachung von Anopheles stephensi in Fike, Somali-Region, Äthiopien, bestätigten wir das Vorhandensein von Anopheles stephensi in Fike auf morphologischer und molekularer Ebene. Die Charakterisierung der Larvenhabitate und Insektizidempfindlichkeitstests zeigten, dass A. fixini am häufigsten in künstlichen Behältern gefunden wurde und gegen die meisten getesteten Insektizide für adulte Tiere (Organophosphate, Carbamate,Pyrethroide) außer Pirimiphos-Methyl und PBO-Pyrethroid. Unreife Larvenstadien waren jedoch anfällig für Temephos. Weitere vergleichende Genomanalysen wurden mit der vorherigen Art Anopheles stephensi durchgeführt. Die Analyse der Anopheles stephensi-Population in Äthiopien mithilfe von 1704 biallelischen SNPs ergab eine genetische Verbindung zwischen A. fixais- und Anopheles stephensi-Populationen in Zentral- und Ostäthiopien, insbesondere A. jiggigas. Unsere Erkenntnisse zu Insektizidresistenzmerkmalen sowie möglichen Quellpopulationen von Anopheles fixini können bei der Entwicklung von Kontrollstrategien für diesen Malariaüberträger in den Regionen Fike und Jigjiga hilfreich sein, um seine weitere Ausbreitung aus diesen beiden Regionen in andere Teile des Landes und über den afrikanischen Kontinent einzudämmen.
Das Verständnis von Brutstätten und Umweltbedingungen für Mücken ist entscheidend für die Entwicklung von Strategien zur Mückenbekämpfung, wie etwa dem Einsatz von Larviziden (Temephos) und Umweltkontrolle (Beseitigung von Larvenhabitaten). Außerdem empfiehlt die Weltgesundheitsorganisation das Larvenmanagement als eine der Strategien zur direkten Kontrolle von Anopheles stephensi in städtischen und stadtnahen Befallsgebieten. 15 Wenn die Larvenquelle nicht beseitigt oder reduziert werden kann (z. B. häusliche oder städtische Wasserreservoirs), kann der Einsatz von Larviziden in Betracht gezogen werden. Diese Methode der Vektorkontrolle ist jedoch bei der Behandlung großer Larvenhabitate teuer. 19 Daher ist die gezielte Behandlung bestimmter Habitate, in denen erwachsene Mücken in großer Zahl vorkommen, ein weiterer kosteneffizienter Ansatz. 19 Daher kann die Bestimmung der Anfälligkeit von Anopheles stephensi in Fik City gegenüber Larviziden wie Temephos dazu beitragen, Entscheidungen bei der Entwicklung von Ansätzen zur Kontrolle invasiver Malariavektoren in Fik City zu treffen.
Darüber hinaus können Genomanalysen dazu beitragen, zusätzliche Bekämpfungsstrategien für die neu entdeckte Anopheles stephensi zu entwickeln. Insbesondere die Untersuchung der genetischen Vielfalt und Populationsstruktur von Anopheles stephensi und der Vergleich mit bestehenden Populationen in der Region können Aufschluss über die Populationsgeschichte, Verbreitungsmuster und potenziellen Ursprungspopulationen geben.
Daher führten wir ein Jahr nach dem ersten Nachweis von Anopheles stephensi in Fike, Somali, Äthiopien, eine entomologische Untersuchung durch, um zunächst den Lebensraum der Anopheles stephensi-Larven zu charakterisieren und ihre Empfindlichkeit gegenüber Insektiziden, einschließlich des Larvizids Temephos, zu bestimmen. Nach der morphologischen Identifizierung führten wir eine molekularbiologische Verifizierung durch und analysierten mithilfe genomischer Methoden die Populationsgeschichte und -struktur von Anopheles stephensi in Fike. Wir verglichen diese Populationsstruktur mit zuvor nachgewiesenen Anopheles stephensi-Populationen in Ostäthiopien, um das Ausmaß ihrer Besiedlung in Fike zu bestimmen. Wir untersuchten außerdem ihre genetische Verwandtschaft zu diesen Populationen, um ihre potenziellen Quellpopulationen in der Region zu identifizieren.
Der Synergist Piperonylbutoxid (PBO) wurde gegen zwei Pyrethroide (Deltamethrin und Permethrin) gegen Anopheles stephensi getestet. Der Synergismustest wurde durchgeführt, indem Mücken 60 Minuten lang 4%igem PBO-Papier ausgesetzt wurden. Anschließend wurden die Mücken für 60 Minuten in Röhrchen mit dem Zielpyrethroid gegeben und ihre Empfindlichkeit anhand der oben beschriebenen WHO-Mortalitätskriterien bestimmt24.
Um ausführlichere Informationen über die potenziellen Quellpopulationen der Fiq-Population von Anopheles stephensi zu erhalten, führten wir eine Netzwerkanalyse mit einem kombinierten biallelischen SNP-Datensatz aus Fiq-Sequenzen (n = 20) und mit Genbank extrahierten Anopheles stephensi-Sequenzen von 10 verschiedenen Standorten in Ostäthiopien (n = 183, Samake et al. 29) durch. Wir verwendeten EDENetworks41, das Netzwerkanalysen auf Basis genetischer Distanzmatrizen ohne a priori Annahmen ermöglicht. Das Netzwerk besteht aus Knoten, die Populationen darstellen, die durch Kanten/Verbindungen verbunden sind, die mit der genetischen Distanz (D)42 nach Reynolds gewichtet sind, basierend auf Fst, das die Stärke der Verbindung zwischen Populationspaaren angibt41. Je dicker die Kante/Verbindung, desto stärker die genetische Verwandtschaft zwischen den beiden Populationen. Zudem ist die Knotengröße proportional zu den kumulierten gewichteten Kantenverbindungen jeder Population. Daher gilt: Je größer der Knoten, desto höher der Hub oder Konvergenzpunkt der Verbindung. Die statistische Signifikanz der Knoten wurde anhand von 1000 Bootstrap-Replikaten ermittelt. Knoten, die in den Top 5 und 1 der Betweenness Centrality (BC)-Werte (die Anzahl der kürzesten genetischen Pfade durch den Knoten) erscheinen, können als statistisch signifikant angesehen werden43.
Wir berichten über das Vorkommen von An. stephensi in großer Zahl während der Regenzeit (Mai–Juni 2022) in Fike in der Region Somali in Äthiopien. Von den über 3.500 gesammelten Anopheles-Larven wurden alle aufgezogen und morphologisch als Anopheles stephensi identifiziert. Die molekulare Identifizierung einer Untergruppe von Larven und weitere molekulare Analysen bestätigten zudem, dass es sich bei der untersuchten Probe um Anopheles stephensi handelte. Alle identifizierten Larvenhabitate von An. stephensi waren künstliche Brutstätten wie mit Plastik ausgekleidete Teiche, geschlossene und offene Wassertanks und Fässer, was mit anderen in Ostäthiopien gemeldeten Larvenhabitaten von An. stephensi übereinstimmt45. Die Tatsache, dass Larven anderer An. stephensi-Arten gesammelt wurden, deutet darauf hin, dass An. stephensi die Trockenzeit in Fike15 überleben kann, was sich generell von An. arabiensis, dem Hauptmalariaüberträger in Äthiopien46,47 unterscheidet. In Kenia wurden Anopheles stephensi-Larven jedoch sowohl in künstlichen Behältern als auch in Flussbetten gefunden48, was die potenzielle Lebensraumvielfalt dieser invasiven Anopheles stephensi-Larven unterstreicht und Auswirkungen auf die zukünftige entomologische Überwachung dieses invasiven Malariaüberträgers in Äthiopien und Afrika hat.
Die Studie ergab die hohe Prävalenz invasiver Anopheles-Malaria übertragender Mücken in Fickii, ihre Larvenhabitate, den Insektizidresistenzstatus erwachsener Tiere und Larven, die genetische Vielfalt, die Populationsstruktur und potenzielle Quellpopulationen. Unsere Ergebnisse zeigten, dass die Anopheles-fickii-Population anfällig für Pirimiphos-Methyl, PBO-Pyrethrin und Temetafos war. B1 Daher können diese Insektizide wirksam in Kontrollstrategien für diesen invasiven Malariavektor in der Region Fickii eingesetzt werden. Wir fanden auch heraus, dass die Anopheles-fickii-Population genetisch mit den beiden wichtigsten Anopheles-Zentren in Ostäthiopien, nämlich Jig Jiga und Dire Dawa, verwandt war und näher mit Jig Jiga war. Daher kann eine verstärkte Vektorkontrolle in diesen Gebieten dazu beitragen, eine weitere Invasion von Anopheles-Mücken in Fickii und anderen Gebieten zu verhindern. Zusammenfassend bietet diese Studie einen umfassenden Ansatz zur Untersuchung der jüngsten Anopheles-Ausbrüche. Der Stephenson-Stängelbohrer wird auf neue geografische Gebiete ausgeweitet, um das Ausmaß seiner Verbreitung zu bestimmen, die Wirksamkeit von Insektiziden einzuschätzen und potenzielle Quellpopulationen zu identifizieren, um eine weitere Verbreitung zu verhindern.
Veröffentlichungszeit: 19. Mai 2025