ABSTRACT The recent detection of the South Asian malaria vector Anopheles stephensi in the Horn of Africa (HOA) raises concerns about the impact of this mosquito on malaria transmission in the region. The mode and history of introduction is important for predicting the likelihood of continued introduction and future spread. Analysis of An. stephensi genetic diversity and population structure can provide insight into the history of the mosquito in the HOA. We investigated genetic diversity of An. stephensi in eastern Ethiopia where detection suggests a range expansion to this region to understand the history of this invasive population. We sequenced the cytochrome oxidase subunit I ( COI ) and cytochrome B gene ( CytB ) in 187 An. stephensi collected from 10 sites in Ethiopia in 2018. Phylogenetic analyses using a maximum-likelihood approach and minimum spanning network were conducted for Ethiopian sequences. Molecular identification of bloodmeal sources was also performed using universal vertebrate CytB sequencing. Six COI-CytB haplotypes were observed based on five segregating sites, with the highest number of haplotypes in the northeastern sites (Semera, Bati, and Gewana towns) relative to the southeastern sites (Kebridehar, Godey, and Degehabur) in eastern Ethiopia. In the phylogenetic and network analysis, we observed population differentiation based on the distribution of the haplotypes across the northeastern and central sites (Erer Gota, Dire Dawa, and Awash Sebat Kilo) compared to the southeastern sites and evidence of a South Asian origin of the HOA An. stephensi lineages. The presence of the putative South Asian haplotype of origin at sites closest to Ethiopia’s northeastern borders support route of introductions into Ethiopia from the northeast. Finally, molecular bloodmeal analysis revealed evidence of feeding on bovines, goats, dogs, and humans, as well as evidence of multiple (mixed) blood meals. In conclusion, we find support for the hypothesis for the recent expansion of An. stephensi into southeastern Ethiopia with multiple introductions. We also find evidence that supports the hypothesis that HOA An. stephensi populations originate from South Asia rather than the Arabian Peninsula. The evidence of both zoophagic and anthropophagic feeding support the potential for livestock movement to play a role in vector spread in this region.

Anopheles stephensi, an efficient Asian malaria vector, recently spread into the Horn of Africa and may increase malaria receptivity in African urban areas. We assessed occurrence, genetic complexity, blood meal source and infection status of An. stephensi in Awash Sebat Kilo town, Ethiopia. We used membrane feeding assays to assess competence of local An. stephensi to P. vivax and P. falciparum isolates from clinical patients. 75.3% of the examined waterbodies were infested with An. stephensi developmental stages that were genetically closely related to isolates from Djibouti and Pakistan. Both P. vivax and P. falciparum were detected in wild-caught adult An. stephensi. Local An. stephensi was more receptive to P. vivax compared to a colony of An. arabiensis. We conclude that An. stephensi is an established vector in this part of Ethiopia, highly permissive for local P. vivax and P. falciparum isolates and presents an important new challenge for malaria control.

Background: The recent detection of the South Asian malaria vector An. stephensi in Ethiopia and other regions in the Horn of Africa has raised concerns about its potential impact on malaria transmission. We report here findings of survey for this species in eastern Ethiopia using both morphological and molecular methods for species identification. Methods: Adult and larval/pupal collections were conducted at ten sites in eastern Ethiopia and Anopheles specimens' species were determined using standard morphological keys and genetic analysis. Results: In total, 2,231 morphologically identified An. stephensi were collected. A molecular approach incorporating both PCR endpoint assay and sequencing of portions of the internal transcribed spacer 2 (ITS2) and cytochrome oxidase I (COI) loci confirmed the identity of the An. stephensi in most cases (119/124 of the morphologically identified An. stephensi confirmed molecularly). Additionally, we observed Aedes aegypti larvae and pupae at many of the An. stephensi larval habitats. Conclusions: Our findings show that An. stephensi is widely distributed in eastern Ethiopia and highlight the need for further surveillance in the southern, western and northern parts of the country and throughout the Horn of Africa.