Investigation of the Insecticide Resistance Pattern in Anopheles gambiae s.l. Mosquitoes in Selected Local Government Areas in Ekiti State, South West, Nigeria

기술 요약: 나이지리아 에키티 주 내 Anopheles gambiae s.l.의 살충제 저항성 패턴 조사

문제 제기
말라리아는 나이지리아에서 심각한 공중 보건 부담으로 남아 있으며, 인구의 97%가 위험에 처해 있고 매년 수천만 건의 사례가 보고되고 있다. 매개체 제어의 주요 전략은 장기 지속형 살충제 처리 모기장(LLINs)과 실내 잔류 분무(IRS)에 의존하며, 이 두 방법 모두 피레스로이드계 및 기타 WHO 권장 살충제 계열에 크게 의존한다. 그러나 이러한 개입의 효능은 Anopheles 모기 매개체의 살충제 저항성 발달로 인해 점점 더 위협받고 있다. 나이지리아 남서부 에키티 주의 분자 생물학적 연구와 유충 서식지 조사는 수행된 바 있으나, 현지 An. gambiae s.l. 집단의 표준 살충제에 대한 감수성 상태에 관한 보고된 데이터는 부족했다. 본 연구는 에키티 주의 6개 지방 정부 구역(LGA)을 대상으로 다양한 살충제 계열에 대한 An. gambiae s.l.의 저항성 패턴을 평가함으로써 이 데이터 공백을 메우고자 한다.

연구 방법
본 연구는 2022년 4월부터 2023년 6월까지 선정된 6개 LGA(Ado, Ise-Orun, Ido-Osi, Oye-Ekiti, Efon-Alaye, Ikere-Ekiti)에서 수행되었다.

• 시료 채집: 다양한 번식지(자연 및 인공)로부터 표준 디핑(dipping) 기술을 사용하여 모기 유충을 채집하였다. 유충은 Federal University Oye-Ekiti의 곤충학 부서로 운반되어 통제된 조건(온도 27°C, 상대 습도 82%) 하에서 효모를 먹이며 성체로 사육되었다.
• 감수성 테스트: 성체 암컷 모기를 대상으로 WHO 표준 생물 검정(bioassay)을 실시하였다. 연구에는 다음의 5가지 살충제를 포함하는 처리된 시험지를 활용하였다:
  • 피레스로이드계: 델타메트린 (0.05%).
  • 유기염소계: DDT (4%).
  • 카바메이트계: 벤디카브 (0.1%) 및 프로폭서 (0.1%).
  • 유기인계: 피리미포스-메틸 (0.25%).
• 절차: 각 살충제에 대해 3회 반복 실험을 수행하였다. 모기를 1시간 동안 노출시킨 후, 10분 간격(10~60분)으로 넉다운(knockdown)을 기록하였다. 사멸률은 노출 24시간 후에 평가하였다. 대조군 사멸률은 5% 미만으로 유지되어 Abbott의 보정법을 적용할 필요가 없었다.
• 데이터 분석: 사망률은 WHO 기준(감수성: 98100%; 저항성 가능성: 9097%; 저항성: <90%)에 따라 비교되었다. 넉다운 시간(KDT50 및 KDT95)과 비율이 SPSS 버전 23을 사용하여 계산되었다.

주요 결과
연구 결과, 6개 LGA 전반에 걸쳐 이질적이지만 우려스러운 저항성 패턴이 나타났다:

• 피레스로이드 및 유기염소계에 대한 광범위한 저항성: 6개 모든 LGA에서 델타메트린과 DDT에 대한 저항성이 관찰되었다. 델타메트린에 대한 사멸률은 Ise-Orun의 50.67%에서 Oye Ekiti 및 Efon Alaye의 98.7% 사이로 나타났으며, 여러 지역에서 명확한 저항성(<90%)을 보였다. DDT 저항성은 특히 심각하여, Ado-Ekiti에서는 사멸률이 29.33%까지 떨어졌다.
• 카바메이트계에 대한 가변적 반응: 벤디카브에 대한 감수성은 두 개 LGA(Ikere-Ekiti 및 Ido-Osi)에서 기록되었으나, 다른 지역에서는 저항성이 관찰되었다. 프로폭서는 Ikere-Ekiti와 Ido-Osi에서는 감수성을 보였으나, Oye-Ekiti와 Efon-Alaye에서는 저항성을 보였다.
• 유기인계에 대한 신흥 저항성: 피리미포스-메틸은 여러 LGA에서 "저항성 가능성"(사멸률 90~97%)을 보였으며, Ikere-Ekiti(80.0%)와 Ado-Ekiti(73.33%)에서 확정된 저항성을 나타냈다.
• 넉다운 역학: 넉다운 속도에서 유의미한 공간적 차이가 관찰되었다. 벤디카브가 전체적으로 가장 빠른 넉다운 효과(KDT50 = 25.70분)를 보였으며, 프로폭서가 그 뒤를 이었다. 델타메트린은 가장 느린 넉다운(KDT50 = 77.67분)을 보였으며, 특히 Ado-Ekiti에서 그러했다. Ido-Osi와 Ikere-Ekiti 집단은 Ado-Ekiti에 비해 일반적으로 더 빠른 넉다운 반응을 보였다.

주요 기여

• 에키티 주의 기초 데이터 제공: 본 연구는 에키티 주의 살충제 감수성 패턴에 대한 첫 번째 기록된 보고로서, 이 지역의 매개체 제어 계획을 위한 중요한 데이터 공백을 메운다.
• 공간적 해상도: 6개 LGA를 분석함으로써 저항성이 균일하지 않음을 강조하였으며, 특정 지역(예: Ado-Ekiti)이 다른 지역보다 더 심각한 저항성 프로필을 보임을 밝혀냈다.
• 효능 비교: 본 연구는 5가지 주요 살충제 계열의 차별적 성능을 정량화하여, 심하게 손상된 델타메트린 및 DDT에 비해 벤디카브와 프로폭서가 특정 지역에서 현재 더 효과적인 옵션임을 확인하였다.

의의 및 주장
저자들은 흔히 사용되는 살충제, 특히 피레스로이드계(델타메트린) 및 유기염소계(DDT)에 대한 광범위한 저항성이 에키티 주의 말라리아 통제 노력에 심각한 공중 보건 위협이 된다고 주장한다. 연구는 관찰된 저항성 패턴이 농업용 살충제, 제초제 및 가정용 살충제의 과도한 사용으로부터 오는 선택 압력에 의해 유발되었을 가능성이 높으며, 이것이 현지 모기 집단의 저항성 메커니즘 진화를 가속화했을 수 있다고 주장한다.

본 논문은 단일 계열 살충제에 대한 현재의 의존도는 지속 불가능하다고 결론짓는다. 저자들은 살충제 순환(insecticide rotation), 지역 특화 저항성 관리, 그리고 통합 매개체 관리(IVM) 전략의 시행을 옹호한다. 구체적으로, 저자들은 저항성 매개체를 관리하기 위해 서로 다른 작용 기전을 가진 살충제를 결합할 것을 제안한다. 이 연구 결과는 현지 보건 당국과 매개체 제어 프로그램이 각 LGA의 특정 저항성 프로필에 맞춰 전략을 조정하여, 말라리아 통제 개입의 효능을 지속할 수 있도록 하는 데 목적이 있다.