인도 아대륙에서 칼라아자르로 알려진 내장형 리슈마니아증(VL)은 편모를 가진 원생동물인 리슈마니아에 의해 발생하는 기생성 질병으로, 신속하게 치료하지 않으면 치명적일 수 있습니다. 모래파리(Phlebotomus argentipes)는 동남아시아에서 VL의 유일한 매개체로 확인되었으며, 이 지역에서는 합성 살충제인 실내 잔류 살포(IRS)를 통해 방제되고 있습니다. VL 방제 프로그램에서 DDT를 사용한 결과 모래파리에서 내성이 발생하여 현재는 알파-사이퍼메트린으로 대체되었습니다. 그러나 알파-사이퍼메트린은 DDT와 유사한 작용을 하므로, 이 살충제에 반복적으로 노출될 경우 모래파리의 내성 발생 위험이 증가합니다. 본 연구에서는 CDC 병 생물검정법을 이용하여 야생 모기와 그 F1 자손의 감수성을 평가했습니다.
우리는 인도 비하르 주 무자파르푸르 지역의 10개 마을에서 모기를 채집했습니다. 그중 8개 마을에서는 여전히 고효능 살충제를 사용하고 있었습니다.사이퍼메트린실내 살포와 관련하여 한 마을은 고농도 사이퍼메트린 사용을 중단했고, 다른 한 마을은 고농도 사이퍼메트린을 실내 살포에 전혀 사용하지 않았다. 채집된 모기는 미리 정해진 진단 용량(3μg/ml, 40분)에 노출시킨 후 24시간 뒤 기절률과 사망률을 기록했다.
야생 모기의 살충률은 91.19%에서 99.47% 사이였고, F1 세대의 살충률은 91.70%에서 98.89% 사이였다. 노출 24시간 후 야생 모기의 사망률은 89.34%에서 98.93% 사이였고, F1 세대의 사망률은 90.16%에서 98.33% 사이였다.
이 연구 결과는 P. argentipes에서 저항성이 발생할 수 있음을 시사하며, 이는 박멸이 달성된 후에도 지속적인 모니터링과 경계를 통해 방제 효과를 유지해야 함을 나타냅니다.
인도 아대륙에서 칼라아자르로 알려진 내장형 리슈마니아증(VL)은 편모 원생동물인 리슈마니아에 의해 발생하는 기생성 질환으로, 감염된 암컷 모래파리(파리목: 개미파지아과)의 물림을 통해 전염됩니다. 모래파리는 동남아시아에서 VL의 유일한 매개체로 확인되었습니다. 인도는 VL 박멸 목표 달성에 거의 근접했습니다. 그러나 박멸 후에도 낮은 발병률을 유지하기 위해서는 잠재적인 전염을 예방하기 위해 매개체 개체 수를 줄이는 것이 매우 중요합니다.
동남아시아의 모기 방제는 합성 살충제를 이용한 실내 잔류 살포(IRS)를 통해 이루어집니다. 은발모기의 은밀한 휴식 습성 때문에 실내 잔류 살포를 통한 살충제 방제에 적합한 대상입니다[1]. 인도의 국가 말라리아 통제 프로그램에서 시행된 디클로로디페닐트리클로로에탄(DDT)의 실내 잔류 살포는 모기 개체군 통제에 상당한 파급 효과를 가져왔고, 내장형 리슈마니아증(VL) 발병률을 크게 감소시켰습니다[2]. 이러한 계획되지 않은 VL 방제 효과를 계기로 인도의 VL 박멸 프로그램은 은발모기 방제의 주요 방법으로 실내 잔류 살포를 채택했습니다. 2005년 인도, 방글라데시, 네팔 정부는 2015년까지 VL을 박멸한다는 목표로 양해각서를 체결했습니다[3]. 매개체 방제와 인체 감염의 신속한 진단 및 치료를 결합한 박멸 노력은 2015년까지 안정화 단계에 진입하는 것을 목표로 했으나, 이후 2017년, 그리고 다시 2020년으로 목표가 수정되었습니다[4]. 소외열대질병을 없애기 위한 새로운 글로벌 로드맵에는 2030년까지 VL을 없애는 것이 포함됩니다.[5]
인도가 BCVD 박멸 후 단계에 접어들면서 베타-사이퍼메트린에 대한 상당한 저항성이 발생하지 않도록 하는 것이 필수적입니다. 저항성의 원인은 DDT와 사이퍼메트린 모두 동일한 작용 기전을 가지고 있기 때문이며, 즉 둘 다 VGSC 단백질을 표적으로 합니다[21]. 따라서 강력한 사이퍼메트린에 정기적으로 노출되는 스트레스로 인해 모래파리의 저항성 발달 위험이 증가할 수 있습니다. 그러므로 이 살충제에 저항성을 보이는 모래파리 개체군을 모니터링하고 식별하는 것이 필수적입니다. 이러한 맥락에서 본 연구의 목적은 Chaubey 등[20]이 인도 비하르주 무자파르푸르 지역의 여러 마을에서 채집한 P. argentipes를 대상으로 결정한 진단 용량과 노출 기간을 사용하여 야생 모래파리의 감수성 상태를 모니터링하는 것입니다. 이 마을들은 사이퍼메트린으로 처리된 실내 분무 시스템(IPS)을 지속적으로 사용했습니다(연속 IPS 마을). 사이퍼메트린 처리 실내 분무 시스템 사용을 중단한 마을(이전 IPS 마을)과 사이퍼메트린 처리 실내 분무 시스템을 전혀 사용하지 않은 마을(비IPS 마을)에서 채집한 야생 P. argentipes의 감수성 상태를 CDC 병 생물 검정법을 이용하여 비교하였다.
본 연구를 위해 10개 마을을 선정하였다(그림 1; 표 1). 이 중 8개 마을은 합성 피레트로이드계 살충제(하이퍼메트린)를 실내에 지속적으로 살포한 이력이 있으며(지속적 하이퍼메트린 살포 마을), 지난 3년간 비장 리슈마니아증(VL) 환자가 최소 1명 이상 발생한 마을이었다. 나머지 2개 마을 중 하나는 베타-사이퍼메트린을 실내에 살포하지 않은 마을(비실내 살포 마을)로, 다른 하나는 베타-사이퍼메트린을 간헐적으로 실내에 살포한 마을(간헐적 실내 살포 마을/이전 실내 살포 마을)로 각각 선정하여 대조군으로 사용하였다. 이 마을들의 선정은 보건부 및 실내 살포팀과의 협의와 무자파르푸르 지역의 실내 살포 소규모 실행 계획의 검증을 바탕으로 이루어졌다.
본 연구에 포함된 마을들의 위치를 보여주는 무자파르푸르 지역의 지리 지도(1~10). 연구 지역: 1, 마니풀카하; 2, 람다스 마자울리; 3, 마두바니; 4, 아난드푸르 하루니; 5, 판데이; 6, 히라푸르; 7, 마도푸르 하자리; 8, 하미드푸르; 9, 눈파라; 10, 시마라. 이 지도는 QGIS 소프트웨어(버전 3.30.3)와 Open Assessment Shapefile을 사용하여 제작되었습니다.
노출 실험용 병은 Chaubey et al. [20] 및 Denlinger et al. [22]의 방법에 따라 준비되었습니다. 간단히 설명하면, 500mL 유리병을 실험 하루 전에 준비하고, 병 바닥, 벽, 뚜껑에 살충제(α-사이퍼메트린의 진단 용량은 3μg/mL)의 아세톤 용액 2.0mL를 도포하여 병 내부 벽에 살충제를 코팅했습니다. 각 병은 기계식 롤러에서 30분 동안 건조했습니다. 이 시간 동안 뚜껑을 천천히 돌려 아세톤이 증발하도록 했습니다. 30분 건조 후 뚜껑을 제거하고 모든 아세톤이 증발할 때까지 병을 돌렸습니다. 그런 다음 병을 열어 하룻밤 동안 건조시켰습니다. 각 반복 실험마다 대조군으로 사용할 병 하나에는 아세톤 2.0mL를 코팅했습니다. 모든 병은 Denlinger et al.이 설명한 절차에 따라 적절히 세척한 후 실험 전반에 걸쳐 재사용했습니다. 그리고 세계보건기구[22, 23].
살충제 제조 다음 날, 야생에서 채집한 모기(굶긴 암컷) 30~40마리를 유리병에 담긴 사육장에서 꺼내어 각 유리병에 살살 불어 넣었습니다. 대조군을 포함하여 살충제가 도포된 각 병에는 거의 동일한 수의 모기를 사용했습니다. 이 과정을 각 마을에서 최소 5~6회 반복했습니다. 살충제에 40분 동안 노출시킨 후, 쓰러진 모기의 수를 기록했습니다. 모든 모기는 기계식 흡입기로 포획하여 가는 망으로 덮인 1파인트 크기의 판지 용기에 넣고, 처리하지 않은 군집과 동일한 습도 및 온도 조건과 먹이(30% 설탕 용액에 적신 솜뭉치)를 제공하는 별도의 배양기에 넣었습니다. 살충제 노출 24시간 후 사망률을 기록했습니다. 모든 모기는 해부하여 종을 확인했습니다. F1 세대 모기에도 동일한 절차를 수행했습니다. 노출 24시간 후 쓰러진 모기의 수와 사망률을 기록했습니다. 대조군 병의 사망률이 5% 미만인 경우, 반복 실험에서 사망률 보정을 하지 않았다. 대조군 병의 사망률이 5% 이상 20% 이하인 경우, 해당 반복 실험의 시험군 병의 사망률은 Abbott의 공식을 사용하여 보정했다. 대조군의 사망률이 20%를 초과하는 경우, 전체 시험군을 폐기했다[24, 25, 26].
야생에서 포획한 P. argentipes 모기의 평균 사망률. 오차 막대는 평균의 표준 오차를 나타냅니다. 두 개의 빨간색 수평선이 그래프와 교차하는 지점(각각 90% 및 98% 사망률)은 저항이 발생할 수 있는 사망률 범위를 나타냅니다.[25]
야생에서 잡은 P. argentipes의 F1 자손의 평균 사망률. 오차 막대는 평균의 표준 오차를 나타냅니다. 두 개의 빨간색 수평선(각각 90% 및 98% 사망률)이 교차하는 곡선은 저항성이 발달할 수 있는 사망률 범위를 나타냅니다[25].
대조군/비IRS 마을(마니풀카하)의 모기는 살충제에 매우 민감한 것으로 나타났습니다. 야생에서 채집한 모기의 평균 사망률(±표준오차)은 살충제 처리 후 24시간 이내에 각각 99.47 ± 0.52%와 98.93 ± 0.65%였으며, F1 세대 모기의 평균 사망률은 각각 98.89 ± 1.11%와 98.33 ± 1.11%였습니다(표 2, 3).
이 연구 결과는 은색다리모래파리가 피레트로이드(SP) α-사이퍼메트린을 일상적으로 사용하는 마을에서 합성 피레트로이드(SP) α-사이퍼메트린에 대한 저항성을 발달시킬 수 있음을 시사합니다. 대조적으로, IRS/방제 프로그램의 적용을 받지 않는 마을에서 채집된 은색다리모래파리는 높은 감수성을 보였습니다. 야생 모래파리 개체군의 감수성을 모니터링하는 것은 사용되는 살충제의 효과를 모니터링하는 데 중요하며, 이러한 정보는 살충제 저항성 관리에 도움이 될 수 있습니다. 비하르의 풍토병 지역에서 서식하는 모래파리에서는 DDT를 사용한 IRS로 인한 과거 선택압 때문에 높은 수준의 DDT 저항성이 정기적으로 보고되었습니다[1].
우리는 P. argentipes가 피레트로이드에 매우 민감하다는 것을 발견했으며, 인도, 방글라데시 및 네팔에서 실시한 현장 시험에서 IRS가 사이퍼메트린 또는 델타메트린과 함께 사용될 때 높은 곤충학적 효능을 나타낸다는 것을 확인했습니다[19, 26, 27, 28, 29]. 최근 Roy 등[18]은 네팔에서 P. argentipes가 피레트로이드에 대한 저항성을 발달시켰다고 보고했습니다. 우리의 현장 감수성 연구에서는 IRS에 노출되지 않은 마을에서 채집한 은다리모래파리가 매우 민감했지만, 간헐적/이전 IRS 및 지속적인 IRS 마을에서 채집한 파리는 (노출 후 24시간에 사망률이 89.34%였던 Anandpur-Haruni의 모래파리를 제외하고 사망률은 90%~97% 범위) 매우 효과적인 사이퍼메트린에 저항성을 나타내는 것으로 보였습니다[25]. 이러한 저항성 발달의 한 가지 가능한 이유는 실내 정기 살포(IRS)와 사례 기반 지역 살포 프로그램으로 인한 압력입니다. 이는 풍토병 지역/블록/마을에서 칼라아자르 발병을 관리하기 위한 표준 절차입니다(발병 조사 및 관리를 위한 표준 운영 절차[30]). 본 연구 결과는 매우 효과적인 사이퍼메트린에 대한 선택적 압력 발달의 초기 징후를 보여줍니다. 안타깝게도 CDC 병 생물검정법을 사용하여 얻은 이 지역의 과거 감수성 데이터는 비교할 수 없습니다. 이전의 모든 연구는 WHO 살충제 함침 종이를 사용하여 P. argentipes의 감수성을 모니터링했습니다. WHO 테스트 스트립의 살충제 진단 용량은 말라리아 매개체(Anopheles gambiae)에 사용하기 위한 권장 살충제 식별 농도이며, 모래파리는 모기보다 비행 빈도가 낮고 생물검정에서 기질과 접촉하는 시간이 더 길기 때문에 이러한 농도를 모래파리에 적용하는 것이 타당한지는 불분명합니다. [23].
합성 피레트로이드는 1992년부터 네팔의 내장형 리슈마니아증(VL) 풍토병 지역에서 모래파리 방제를 위해 알파-시페르메트린 및 람다-시할로트린과 같은 합성 피레트로이드와 번갈아 사용되어 왔으며[31], 델타메트린은 2012년부터 방글라데시에서도 사용되고 있습니다[32]. 합성 피레트로이드가 오랫동안 사용된 지역의 야생 은다리 모래파리 개체군에서 표현형 저항성이 발견되었습니다[18, 33, 34]. 인도 모래파리 야생 개체군에서 비동의 돌연변이(L1014F)가 발견되었으며, 이는 DDT에 대한 저항성과 관련이 있는 것으로 나타났습니다. 이는 DDT와 피레트로이드(알파-시페르메트린) 모두 곤충 신경계의 동일한 유전자를 표적으로 하기 때문에 피레트로이드 저항성이 분자 수준에서 발생한다는 것을 시사합니다[17, 34]. 따라서, 사이퍼메트린에 대한 감수성을 체계적으로 평가하고 모기의 저항성을 모니터링하는 것은 박멸 및 박멸 후 기간 동안 필수적입니다.
본 연구의 잠재적 한계점은 감수성 측정에 CDC 바이알 생물검정법을 사용했지만, 모든 비교에는 WHO 생물검정 키트를 사용한 이전 연구 결과를 활용했다는 점입니다. 두 생물검정법은 진단 기간 종료 시점의 모기 사멸률을 측정하는 반면, WHO 키트 생물검정법은 노출 후 24시간 또는 72시간(지연 작용 화합물의 경우 후자) 시점의 사망률을 측정하기 때문에 두 생물검정법의 결과를 직접적으로 비교하기 어려울 수 있습니다[35]. 또 다른 잠재적 한계점은 본 연구에 포함된 IRS 마을의 수가 비IRS 마을 1곳과 비IRS/이전 IRS 마을 1곳에 비해 적다는 점입니다. 한 지역의 개별 마을에서 관찰된 모기 매개체 감수성 수준이 비하르 주의 다른 마을과 지역의 감수성 수준을 대표한다고 가정할 수 없습니다. 인도가 백혈병 바이러스 퇴치 후 단계에 접어들면서 내성 발현을 크게 예방하는 것이 필수적입니다. 다양한 지역, 블록 및 지리적 영역의 모래파리 개체군에 대한 저항성을 신속하게 모니터링해야 합니다. 이 연구에서 제시된 데이터는 예비 데이터이며, 모래파리 개체군을 낮게 유지하고 백혈병 바이러스 제거를 지원하기 위해 매개체 제어 프로그램을 수정하기 전에 해당 지역의 P. argentipes 감수성 상태에 대한 보다 구체적인 정보를 얻기 위해 세계보건기구[35]에서 발표한 식별 농도와 비교하여 검증해야 합니다.
백혈병 바이러스의 매개체인 P. argentipes 모기가 고효능 살충제인 사이퍼메트린에 대한 저항성을 조기에 나타내기 시작할 수 있습니다. 야생 P. argentipes 개체군의 살충제 저항성 모니터링은 매개체 방제 활동의 역학적 효과를 유지하는 데 필수적입니다. 작용 기전이 다른 살충제를 교대로 사용하거나 새로운 살충제를 평가 및 등록하는 것은 살충제 저항성을 관리하고 인도에서 백혈병 바이러스를 퇴치하는 데 필요하고 권장됩니다.
게시 시간: 2025년 2월 17일