2012年にジブチで発見されて以来、アジアハマダラカ（Anopheles stephensi）はアフリカの角地域全体に広がっています。この侵略的ベクターはアフリカ大陸全土に広がり続け、マラリア対策プログラムに深刻な脅威をもたらしています。殺虫剤処理済みの蚊帳や屋内残留散布などのベクター制御方法により、マラリアの被害は大幅に軽減されました。しかし、ハマダラカ（Anopheles stephensi）を含む殺虫剤耐性蚊の増加は、進行中のマラリア撲滅の取り組みを阻害しています。効果的なマラリア対策戦略を導くためには、個体群構造、個体群間の遺伝子流動、そして殺虫剤耐性変異の分布を理解することが不可欠です。
An. stephensi がHOAに定着した経緯を理解することは、新たな地域への拡散の可能性を予測する上で極めて重要です。集団遺伝学は、媒介生物種の研究において、個体群構造、進行中の選択、そして遺伝子流動に関する知見を得るために広く用いられてきました18,19。An. stephensi の場合、個体群構造とゲノム構造の研究は、侵入経路や出現後に生じた可能性のある適応進化を解明する上で役立ちます。遺伝子流動に加え、選択は殺虫剤耐性に関連する対立遺伝子を特定し、これらの対立遺伝子が個体群内でどのように拡散しているかを解明できるため、特に重要です20。
これまで、外来種であるAnopheles stephensiにおける殺虫剤耐性マーカーの試験と集団遺伝学は、いくつかの候補遺伝子に限られてきました。本種がアフリカに出現した経緯は完全には解明されていませんが、人または家畜によって持ち込まれたという仮説があります。また、風による長距離移動もその一つです。本研究で使用したエチオピア産分離株は、アディスアベバの東200kmに位置し、アディスアベバからジブチへの主要輸送路上にあるアワッシュ・セバット・キロで採取されました。アワッシュ・セバット・キロはマラリアの伝播率が高い地域で、殺虫剤耐性があると報告されているAnopheles stephensiの個体群が多く生息していることから、Anopheles stephensiの集団遺伝学を研究する上で重要な地域となっています8。
殺虫剤耐性変異kdr L1014Fは、エチオピア個体群では低頻度で検出され、インドのフィールドサンプルでは検出されませんでした。このkdr変異はピレスロイドおよびDDTへの耐性を付与し、2016年にインドで、2018年にアフガニスタンで採取されたAn. stephensi個体群で既に検出されています。31,32 両都市で広範囲にわたるピレスロイド耐性が認められているにもかかわらず、今回解析したマンガロールとバンガロールの個体群ではkdr L1014F変異は検出されませんでした。このSNPを有するヘテロ接合性のエチオピア分離株の割合が低いことから、この個体群では最近になってこの変異が発生したことが示唆されます。これは、ここで分析したサンプルの前の年に採取されたサンプルで kdr 変異の証拠が見つからなかった、アワッシュでの以前の研究によって裏付けられています。18 私たちは以前、アンプリコン検出アプローチを使用して、同じ地域/年からのサンプル セットでこの kdr L1014F 変異を低頻度で特定しました。28 サンプル採取地点での表現型の耐性を考慮すると、この耐性マーカーのアレル頻度が低いことから、標的部位の変更以外のメカニズムがこの観察された表現型の原因であることが示唆されます。
本研究の限界は、殺虫剤反応に関する表現型データが不足していることです。これらの変異が殺虫剤反応に与える影響を調査するには、全ゲノムシークエンシング（WGS）または標的アンプリコンシークエンシングと感受性生物検定を組み合わせた更なる研究が必要です。耐性に関連する可能性のあるこれらの新規ミスセンスSNPは、モニタリングを支援し、耐性表現型に関連する潜在的なメカニズムを理解・検証するための機能研究を促進するために、ハイスループット分子アッセイの標的とする必要があります。
要約すると、本研究は、大陸をまたぐハマダラカ（Anopheles）の集団遺伝学に関する理解を深めるものです。異なる地理的地域におけるより大規模なコホートサンプルに全ゲノムシークエンシング（WGS）解析を適用することは、遺伝子流動の理解と殺虫剤耐性マーカーの特定に重要な鍵となります。この知見は、公衆衛生当局が媒介生物の監視と殺虫剤の使用において、情報に基づいた意思決定を行うことを可能にします。
このデータセットでは、コピー数多型（CNV）を検出するために2つのアプローチを採用しました。まず、ゲノム内で同定されたCYP遺伝子クラスター（補足表S5）に焦点を当てたカバレッジベースのアプローチを採用しました。サンプルのカバレッジは採取場所全体で平均化され、エチオピア、インドのフィールド、インドの植民地、パキスタンの植民地の4つのグループに分けられました。各グループのカバレッジはカーネルスムージングを用いて正規化され、その後、そのグループのゲノムカバレッジ深度の中央値に基づいてプロットされました。
投稿日時: 2025年6月23日