مقاومة المبيدات الحشرية وتركيبة سكان ناقل الملاريا الغازي أنوفيليس ستيفينسي في منطقة فايك في إثيوبيا

قد يؤدي غزو بعوضة أنوفيليس ستيفينسي لإثيوبيا إلى زيادة حالات الإصابة بالملاريا في المنطقة. لذلك، يُعد فهم نمط مقاومة بعوضة أنوفيليس ستيفينسي للمبيدات الحشرية وتركيبتها السكانية التي اكتُشفت مؤخرًا في فايكي، إثيوبيا، أمرًا بالغ الأهمية لتوجيه مكافحة النواقل لوقف انتشار هذا النوع الغازي من الملاريا في البلاد. بعد إجراء مراقبة حشرية لبعوضة أنوفيليس ستيفينسي في فايكي، المنطقة الصومالية، إثيوبيا، تأكدنا من وجود بعوضة أنوفيليس ستيفينسي في فايكي على المستويين المورفولوجي والجزيئي. كشف توصيف موائل اليرقات واختبار حساسية المبيدات الحشرية أن بعوضة أ. فيكسيني كانت الأكثر شيوعًا في الحاويات الاصطناعية، وكانت مقاومة لمعظم مبيدات الحشرات البالغة المختبرة (الفوسفات العضوية، الكاربامات،البيرثرويدات) باستثناء بيريميفوس-ميثيل وبيرثرويد PBO. ومع ذلك، كانت مراحل اليرقات غير الناضجة عرضة للتيميفوس. أُجري تحليل جينومي مقارن إضافي على النوع السابق أنوفيليس ستيفينسي. كشف تحليل تعداد أنوفيليس ستيفينسي في إثيوبيا باستخدام 1704 تعدد أشكال النوكليوتيدات أحادية النوى ثنائي الأليلات عن وجود ارتباط وراثي بين أنوفيليس فيكايس وأنوفيليس ستيفينسي في وسط وشرق إثيوبيا، وخاصةً أنوفيليس جيغيغاس. قد تساعد نتائجنا حول سمات مقاومة المبيدات الحشرية، بالإضافة إلى مصادر محتملة لأنواع أنوفيليس فيكيسي، في تطوير استراتيجيات لمكافحة هذا الناقل للملاريا في منطقتي فايكه وجيغجيجا للحد من انتشاره من هاتين المنطقتين إلى أجزاء أخرى من البلاد وعبر القارة الأفريقية.
يُعد فهم مواقع تكاثر البعوض والظروف البيئية أمرًا بالغ الأهمية لتطوير استراتيجيات مكافحة البعوض مثل استخدام مبيدات اليرقات (تيميفوس) والمكافحة البيئية (القضاء على موائل اليرقات). بالإضافة إلى ذلك، توصي منظمة الصحة العالمية بإدارة اليرقات كإحدى استراتيجيات المكافحة المباشرة لـ Anopheles stephensi في المناطق الحضرية وشبه الحضرية في مناطق الإصابة. 15 إذا لم يكن من الممكن القضاء على مصدر اليرقات أو تقليله (مثل خزانات المياه المنزلية أو الحضرية)، فيمكن النظر في استخدام مبيدات اليرقات. ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لمكافحة النواقل مكلفة عند معالجة موائل اليرقات الكبيرة. 19 لذلك، فإن استهداف موائل محددة حيث يوجد البعوض البالغ بأعداد كبيرة هو نهج آخر فعال من حيث التكلفة. 19 لذلك، فإن تحديد مدى حساسية Anopheles stephensi في مدينة فيك لمبيدات اليرقات مثل تيميفوس قد يساعد في اتخاذ قرارات مستنيرة عند تطوير أساليب لمكافحة نواقل الملاريا الغازية في مدينة فيك.
بالإضافة إلى ذلك، قد يُسهم التحليل الجينومي في تطوير استراتيجيات إضافية لمكافحة بعوضة أنوفيليس ستيفينسي المُكتشفة حديثًا. وتحديدًا، قد يُتيح تقييم التنوع الجيني وتركيبة بعوضة أنوفيليس ستيفينسي السكانية، ومقارنتها بالتجمعات السكانية الموجودة في المنطقة، فهمًا أعمق لتاريخ تجمعاتها السكانية، وأنماط انتشارها، ومصادرها السكانية المُحتملة.
لذلك، بعد عام من أول اكتشاف لـ Anopheles stephensi في مدينة فيكي، المنطقة الصومالية، إثيوبيا، أجرينا مسحًا حشريًا لتحديد موطن يرقات Anopheles stephensi وتحديد مدى حساسيتها للمبيدات الحشرية، بما في ذلك مبيد اليرقات temephos. بعد تحديد هويتها المورفولوجية، أجرينا تحققًا بيولوجيًا جزيئيًا واستخدمنا أساليب جينومية لتحليل تاريخ وتركيبة سكان Anopheles stephensi في مدينة فيكي. قارنا هذه التركيبة السكانية بمجموعات Anopheles stephensi المكتشفة سابقًا في شرق إثيوبيا لتحديد مدى انتشارها في مدينة فيكي. كما قمنا بتقييم علاقتها الوراثية بهذه المجموعات لتحديد مصادرها المحتملة في المنطقة.
تم اختبار مُركّب البيبرونيل بوتوكسيد (PBO) المُؤازر ضدّ مُركّبي بيريثرويد (دلتاميثرين وبيرميثرين) ضدّ بعوضة أنوفيليس ستيفينسي. أُجري الاختبار المُؤازر بتعريض البعوض مُسبقًا لورق مُركّب البيبرونيل بوتوكسيد بتركيز 4% لمدة 60 دقيقة. ثم نُقلت البعوض إلى أنابيب تحتوي على مُركّب البيريثرويد المُستهدف لمدة 60 دقيقة، وحُدّدت حساسيتها وفقًا لمعايير الوفيات الصادرة عن منظمة الصحة العالمية المذكورة أعلاه.
للحصول على معلومات أكثر تفصيلاً حول مجموعات المصادر المحتملة لمجموعات بعوضة Fiq Anopheles stephensi، أجرينا تحليلاً شبكياً باستخدام مجموعة بيانات مُدمجة من تعدد أشكال النوكليوتيدات أحادية النوى ثنائية الأليلات من تسلسلات Fiq (عددها 20) وتسلسلات Anopheles stephensi المستخرجة من Genbank من 10 مواقع مختلفة في شرق إثيوبيا (عددها 183، Samake et al. 29). استخدمنا EDENetworks41، الذي يسمح بتحليل الشبكة بناءً على مصفوفات المسافة الجينية دون افتراضات مسبقة. تتكون الشبكة من عقد تمثل مجموعات متصلة بواسطة حواف/روابط مرجحة بمسافة رينولدز الجينية (D)42 بناءً على Fst، والتي توفر قوة الارتباط بين أزواج المجموعات41. كلما زادت سماكة الحافة/الرابط، زادت قوة العلاقة الجينية بين المجموعتين. علاوة على ذلك، يتناسب حجم العقدة مع الروابط الحافة المرجحة التراكمية لكل مجموعة. لذلك، كلما كبرت العقدة، زادت نقطة التقاء أو محور الاتصال. تم تقييم الدلالة الإحصائية للعقد باستخدام 1000 نسخة مكررة من Bootstrap. يمكن اعتبار العقد التي تظهر في أعلى 5 و1 من حيث قيم مركزية الوساطة (BC) (عدد أقصر المسارات الجينية عبر العقدة) ذات دلالة إحصائية43.
نُبلغ عن وجود أنوفليس ستيفينسي بأعداد كبيرة خلال موسم الأمطار (مايو-يونيو 2022) في فيكي، المنطقة الصومالية، إثيوبيا. من بين أكثر من 3500 يرقة أنوفليس جُمعت، رُبيت جميعها وتم تحديدها مورفولوجياً على أنها أنوفليس ستيفينسي. كما أكد التحديد الجزيئي لمجموعة فرعية من اليرقات والتحليل الجزيئي الإضافي أن العينة المدروسة تنتمي إلى أنوفليس ستيفينسي. كانت جميع موائل يرقات أنوفليس ستيفينسي المحددة مواقع تكاثر اصطناعية مثل البرك المبطنة بالبلاستيك وخزانات المياه المغلقة والمفتوحة والبراميل، وهو ما يتوافق مع موائل يرقات أنوفليس ستيفينسي الأخرى المبلغ عنها في شرق إثيوبيا45. تشير حقيقة جمع يرقات أنواع أخرى من أنوفليس ستيفينسي إلى أن أنوفليس ستيفينسي يمكن أن تنجو من موسم الجفاف في فيكي15، وهو ما يختلف عمومًا عن أنوفليس أرابينسيس، الناقل الرئيسي للملاريا في إثيوبيا46،47. ومع ذلك، في كينيا، تم العثور على يرقات أنوفيليس ستيفنسي في كل من الحاويات الاصطناعية وبيئات مجاري الأنهار48، مما يسلط الضوء على التنوع المحتمل في الموائل لهذه اليرقات الغازية من أنوفيليس ستيفنسي، وهو ما له آثار على المراقبة الحشرية المستقبلية لهذا الناقل الغازي للملاريا في إثيوبيا وأفريقيا.
حددت الدراسة ارتفاع معدل انتشار بعوض الأنوفيليس الغازي الناقل للملاريا في فيكي، وموائل يرقاتها، وحالة مقاومة المبيدات الحشرية للبالغين واليرقات، والتنوع الجيني، وهيكل السكان، وسكان المصدر المحتمل. أظهرت نتائجنا أن مجموعة الأنوفيليس فيكي كانت عرضة لبيريميفوس ميثيل، وPBO-بيريثرين، وتيميتافوس. B1 وبالتالي، يمكن استخدام هذه المبيدات الحشرية بشكل فعال في استراتيجيات مكافحة ناقل الملاريا الغازي هذا في منطقة فيكي. وجدنا أيضًا أن مجموعة الأنوفيليس فيك كانت لها علاقة وراثية مع مركزي الأنوفيليس الرئيسيين في شرق إثيوبيا، وهما جيج جيجا ودير داوا، وكانت أكثر ارتباطًا بجيج جيجا. لذلك، فإن تعزيز مكافحة النواقل في هذه المناطق قد يساعد في منع المزيد من غزو بعوض الأنوفيليس إلى فيكي والمناطق الأخرى. وفي الختام، تقدم هذه الدراسة نهجًا شاملاً لدراسة تفشي الأنوفيليس الأخير. يتم توسيع نطاق دودة ساق ستيفنسون إلى مناطق جغرافية جديدة لتحديد مدى انتشارها، وتقييم فعالية المبيدات الحشرية، وتحديد مصادر السكان المحتملة لمنع انتشارها بشكل أكبر.