इथिओपियाच्या फाईक प्रदेशातील आक्रमक मलेरिया वाहक ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीची कीटकनाशक प्रतिकारशक्ती आणि लोकसंख्या रचना

इथिओपियामध्ये ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या आक्रमणामुळे त्या प्रदेशात मलेरियाच्या घटनांमध्ये वाढ होऊ शकते. त्यामुळे, देशात मलेरियाच्या या आक्रमक प्रजातीचा प्रसार थांबवण्यासाठी कीटक नियंत्रणास मार्गदर्शन करण्याकरिता, इथिओपियातील फाईक येथे अलीकडेच आढळलेल्या ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या कीटकनाशक प्रतिकारशक्तीचे स्वरूप आणि लोकसंख्या रचना समजून घेणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. इथिओपियातील सोमाली प्रदेशातील फाईक येथे ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या कीटकशास्त्रीय सर्वेक्षणानंतर, आम्ही फाईकमध्ये ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीची उपस्थिती आकारशास्त्रीय आणि आण्विक स्तरावर निश्चित केली. अळ्यांच्या अधिवासांचे वैशिष्ट्यीकरण आणि कीटकनाशक संवेदनशीलता चाचणीतून असे दिसून आले की, ए. फिक्सिनी ही प्रजाती कृत्रिम भांड्यांमध्ये सर्वाधिक प्रमाणात आढळली आणि चाचणी केलेल्या बहुतेक प्रौढ कीटकनाशकांना (ऑर्गनोफॉस्फेट्स, कार्बामेट्स,पायरेथ्रॉइड्सपिरिमिफोस-मिथाइल आणि पीबीओ-पायरेथ्रॉइड वगळता. तथापि, अपरिपक्व अळीच्या अवस्था टेमेफोसला संवेदनशील होत्या. पुढे, पूर्वीच्या प्रजाती ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीसोबत तुलनात्मक जीनोमिक विश्लेषण करण्यात आले. इथिओपियातील ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या लोकसंख्येचे १७०४ बायॲलेलिक SNPs वापरून केलेल्या विश्लेषणातून, मध्य आणि पूर्व इथिओपियातील, विशेषतः ए. जिग्गिगासमधील, ए. फिक्साइस आणि ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या लोकसंख्येमध्ये आनुवंशिक संबंध असल्याचे दिसून आले. कीटकनाशक प्रतिकारशक्तीच्या वैशिष्ट्यांवरील आमचे निष्कर्ष, तसेच ॲनोफिलीस फिक्सिनीच्या संभाव्य स्रोत लोकसंख्येमुळे, फाईक आणि जिग्गिगा प्रदेशांमध्ये या मलेरिया वाहकाचा देशाच्या इतर भागांमध्ये आणि संपूर्ण आफ्रिकन खंडात होणारा पुढील प्रसार मर्यादित करण्यासाठी नियंत्रण धोरणे विकसित करण्यास मदत होऊ शकते.
डासांच्या प्रजननाची ठिकाणे आणि पर्यावरणीय परिस्थिती समजून घेणे, हे लार्व्हिसाइड्स (टेमेफोस) चा वापर आणि पर्यावरणीय नियंत्रण (अळ्यांच्या अधिवासांचे निर्मूलन) यांसारख्या डास नियंत्रण धोरणे विकसित करण्यासाठी अत्यंत महत्त्वाचे आहे. याव्यतिरिक्त, जागतिक आरोग्य संघटना प्रादुर्भाव असलेल्या शहरी आणि उपनगरीय भागांमध्ये ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या थेट नियंत्रणासाठी एक धोरण म्हणून अळी व्यवस्थापनाची शिफारस करते. 15 जर अळ्यांचा स्रोत नष्ट किंवा कमी करता येत नसेल (उदा. घरगुती किंवा शहरी जलसाठे), तर लार्व्हिसाइड्सच्या वापराचा विचार केला जाऊ शकतो. तथापि, मोठ्या अळ्यांच्या अधिवासांवर उपचार करताना वेक्टर नियंत्रणाची ही पद्धत महाग आहे. 19 म्हणून, प्रौढ डास मोठ्या संख्येने असलेल्या विशिष्ट अधिवासांना लक्ष्य करणे हा आणखी एक किफायतशीर दृष्टिकोन आहे. 19 म्हणून, फिक शहरातील ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीची टेमेफोससारख्या लार्व्हिसाइड्सप्रती असलेली संवेदनशीलता निश्चित केल्यास, फिक शहरातील आक्रमक मलेरिया वाहकांवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी उपाययोजना विकसित करताना निर्णय घेण्यास मदत होऊ शकते.
याव्यतिरिक्त, जीनोमिक विश्लेषणामुळे नव्याने शोध लागलेल्या ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीसाठी अतिरिक्त नियंत्रण धोरणे विकसित करण्यास मदत होऊ शकते. विशेषतः, ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या अनुवांशिक विविधतेचे आणि लोकसंख्या रचनेचे मूल्यांकन करणे आणि त्यांची प्रदेशातील विद्यमान लोकसंख्येसोबत तुलना करणे, त्यांच्या लोकसंख्येचा इतिहास, प्रसाराचे नमुने आणि संभाव्य मूळ लोकसंख्येबद्दल अंतर्दृष्टी देऊ शकते.
म्हणून, इथिओपियातील सोमाली प्रदेशातील फाईक शहरात ॲनोफिलीस स्टेफेन्सी पहिल्यांदा आढळल्यानंतर एका वर्षानंतर, आम्ही ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या अळ्यांच्या अधिवासाचे स्वरूप निश्चित करण्यासाठी आणि टेमेफोस या अळीनाशकासह इतर कीटकनाशकांप्रति त्यांची संवेदनशीलता ठरवण्यासाठी एक कीटकशास्त्रीय सर्वेक्षण केले. बाह्यस्वरूपाच्या ओळखीनंतर, आम्ही आण्विक जैविक पडताळणी केली आणि फाईक शहरातील ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या लोकसंख्येचा इतिहास व रचना यांचे विश्लेषण करण्यासाठी जीनोमिक पद्धती वापरल्या. फाईक शहरात त्यांच्या वसाहतीची व्याप्ती निश्चित करण्यासाठी आम्ही या लोकसंख्येच्या रचनेची तुलना पूर्व इथिओपियामध्ये पूर्वी आढळलेल्या ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या लोकसंख्येसोबत केली. या प्रदेशातील त्यांच्या संभाव्य मूळ लोकसंख्या ओळखण्यासाठी आम्ही या लोकसंख्येसोबतच्या त्यांच्या अनुवांशिक संबंधांचेही मूल्यांकन केले.
अ‍ॅनोफिलीस स्टेफेन्सी डासांवर दोन पायरेथ्रॉइड्स (डेल्टामेथ्रिन आणि परमेथ्रिन) विरुद्ध सिनर्जिस्ट पायपेरोनिल ब्युटॉक्साइड (PBO) ची चाचणी घेण्यात आली. ही सिनर्जिस्टिक चाचणी डासांना ६० मिनिटांसाठी ४% PBO पेपरवर पूर्व-उघड करून करण्यात आली. त्यानंतर डासांना ६० मिनिटांसाठी लक्ष्यित पायरेथ्रॉइड असलेल्या ट्यूबमध्ये स्थानांतरित करण्यात आले आणि वर वर्णन केलेल्या WHO मृत्यूदर निकषांनुसार त्यांची संवेदनशीलता निश्चित करण्यात आली²⁴.
फिक ॲनोफिलीस स्टेफेन्सी लोकसंख्येच्या संभाव्य स्रोत लोकसंख्येबद्दल अधिक तपशीलवार माहिती मिळवण्यासाठी, आम्ही फिक अनुक्रमांमधील (n = 20) एकत्रित बायॲलेलिक SNP डेटासेट आणि पूर्व इथिओपियातील १० वेगवेगळ्या ठिकाणांहून जेनबँकमधून काढलेल्या ॲनोफिलीस स्टेफेन्सी अनुक्रमांचा (n = 183, समाके इत्यादी. २९) वापर करून नेटवर्क विश्लेषण केले. आम्ही EDENetworks41 वापरले, जे कोणत्याही पूर्वगृहीतकांशिवाय अनुवांशिक अंतर मॅट्रिक्सवर आधारित नेटवर्क विश्लेषणास अनुमती देते. या नेटवर्कमध्ये लोकसंख्येचे प्रतिनिधित्व करणारे नोड्स असतात, जे Fst वर आधारित रेनॉल्ड्स अनुवांशिक अंतराने (D)42 भारित केलेल्या कडा/दुव्यांनी जोडलेले असतात, जे लोकसंख्येच्या जोड्यांमधील दुव्याची ताकद दर्शवते41. कडा/दुवा जितका जाड असेल, तितके दोन लोकसंख्येमधील अनुवांशिक नाते अधिक मजबूत असते. शिवाय, नोडचा आकार प्रत्येक लोकसंख्येच्या एकत्रित भारित कडा-दुव्यांच्या प्रमाणात असतो. म्हणून, नोड जितका मोठा असेल, तितका जोडणीचा हब किंवा अभिसरण बिंदू उच्च असतो. नोड्सची सांख्यिकीय सार्थकता १००० बूटस्ट्रॅप प्रतिकृती वापरून तपासली गेली. बिटवीननेस सेंट्रॅलिटी (BC) मूल्यांच्या (नोडमधून जाणाऱ्या सर्वात लहान जनुकीय मार्गांची संख्या) शीर्ष 5 आणि 1 यादीत दिसणारे नोड्स सांख्यिकीयदृष्ट्या महत्त्वपूर्ण मानले जाऊ शकतात43.
आम्ही इथिओपियातील सोमाली प्रदेशातील फाईक येथे पावसाळ्यात (मे-जून २०२२) ॲनोफिलीस स्टेफेन्सी (An. stephensi) मोठ्या संख्येने आढळल्याची नोंद करत आहोत. गोळा केलेल्या ३,५०० हून अधिक ॲनोफिलीस अळ्यांपैकी, सर्वांचे संगोपन करून त्यांची आकारशास्त्रीय ओळख ॲनोफिलीस स्टेफेन्सी म्हणून पटवण्यात आली. अळ्यांच्या एका उपसंचाची आण्विक ओळख आणि पुढील आण्विक विश्लेषणाने देखील पुष्टी केली की अभ्यासलेला नमुना ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीचा होता. ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या अळ्यांचे सर्व ओळखलेले अधिवास कृत्रिम प्रजनन स्थळे होती, जसे की प्लास्टिक-अस्तर असलेले तलाव, बंद आणि उघड्या पाण्याच्या टाक्या आणि पिंपे, जे पूर्व इथिओपियामध्ये नोंदवलेल्या ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या इतर अळ्यांच्या अधिवासांशी सुसंगत आहे⁴⁵. ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या इतर प्रजातींच्या अळ्या गोळा केल्या गेल्या या वस्तुस्थितीवरून असे सूचित होते की ॲनोफिलीस स्टेफेन्सी फाईकमधील कोरड्या हंगामात जगू शकते¹⁵, जे इथिओपियातील मलेरियाचा मुख्य वाहक असलेल्या ॲनोफिलीस अराबिएन्सिसपेक्षा सामान्यतः वेगळे आहे⁴⁶,⁴⁷. तथापि, केनियामध्ये, ॲनोफिलीस स्टेफेन्सीच्या अळ्या कृत्रिम कंटेनर आणि नदीच्या पात्रातील वातावरण या दोन्ही ठिकाणी आढळल्या48, ज्यामुळे या आक्रमक ॲनोफिलीस स्टेफेन्सी अळ्यांच्या संभाव्य अधिवास विविधतेवर प्रकाश पडतो, ज्याचे इथिओपिया आणि आफ्रिकेतील या आक्रमक मलेरिया वाहकाच्या भविष्यातील कीटकशास्त्रीय देखरेखीसाठी परिणाम आहेत.
या अभ्यासात फिकीमधील आक्रमक ॲनोफिलीस मलेरिया-प्रसारक डासांचा उच्च प्रादुर्भाव, त्यांच्या अळ्यांचे अधिवास, प्रौढ आणि अळ्यांची कीटकनाशक प्रतिकार स्थिती, अनुवांशिक विविधता, लोकसंख्या रचना आणि संभाव्य स्रोत लोकसंख्या ओळखण्यात आली. आमच्या निष्कर्षांनुसार, ॲनोफिलीस फिकी लोकसंख्या पिरिमिफोस-मिथाइल, पीबीओ-पायरेथ्रिन आणि टेमेटाफोस यांना संवेदनशील होती. त्यामुळे, फिकी प्रदेशातील या आक्रमक मलेरिया वाहकाच्या नियंत्रण धोरणांमध्ये या कीटकनाशकांचा प्रभावीपणे वापर केला जाऊ शकतो. आम्हाला असेही आढळले की ॲनोफिलीस फिक लोकसंख्येचे पूर्व इथिओपियातील दोन मुख्य ॲनोफिलीस केंद्रे, म्हणजेच जिग जिगा आणि दिरे दावा, यांच्याशी अनुवांशिक संबंध होते आणि ते जिग जिगाशी अधिक जवळचे होते. म्हणून, या भागांमध्ये वाहक नियंत्रण मजबूत केल्यास फिकी आणि इतर भागांमध्ये ॲनोफिलीस डासांचे पुढील आक्रमण रोखण्यास मदत होऊ शकते. निष्कर्षतः, हा अभ्यास अलीकडील ॲनोफिलीस प्रादुर्भावांच्या अभ्यासासाठी एक व्यापक दृष्टिकोन सादर करतो. स्टीफनसनच्या खोडकिडीचा प्रसार किती झाला आहे हे ठरवण्यासाठी, कीटकनाशकांची परिणामकारकता तपासण्यासाठी आणि पुढील प्रसार रोखण्यासाठी संभाव्य स्रोत समूह ओळखण्याकरिता, या किडीची व्याप्ती नवीन भौगोलिक क्षेत्रांमध्ये वाढवली जात आहे.