基于MALDI-TOF MS技术的非洲疟疾媒介按蚊年龄结构与生殖状态精准鉴定研究

本研究针对疟疾媒介按蚊野外种群年龄结构评估的技术瓶颈，首次将基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)应用于非洲疟疾主要媒介冈比亚按蚊(An. gambiae s.s.)和富氏按蚊(An. funestus s.s.)的生理年龄与时间年龄鉴定。通过建立昆虫房饲养和野外捕获样本的蛋白质谱数据库，实现生理年龄分类准确率94.52%，野外种群生殖状态(产卵/未产卵)判别准确率达81-87%，为疟疾传播风险评估和干预效果监测提供了创新技术方案。

　　

疟疾防控的关键在于阻断传播链，而蚊媒必须存活足够时间才能完成疟原虫在外潜伏期发育。传统通过解剖观察卵巢气管卷曲(Detinova法)判断蚊龄的方法存在操作繁琐、需新鲜样本、无法区分多次产卵等局限。近红外光谱(NIRS)等新技术在野外种群应用中存在准确性下降问题。肯尼亚医学研究所等单位的研究团队创新性采用临床微生物鉴定常用的基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术，通过分析蚊虫头胸部蛋白质指纹特征，建立了适用于非洲疟疾主要媒介的年龄分级新方法，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用双阶段设计：第一阶段用昆虫房饲养的冈比亚按蚊建立参考数据库，设置2日龄、4日龄、产卵前状态和已产卵组；第二阶段采集莫桑比克和肯尼亚野外种群，通过解剖确认生殖状态后建立判别模型。关键技术包括：标准化的蚊虫饲养体系(26±1°C，80%湿度)、MALDI-TOF MS蛋白质谱采集(激光功率50%)、主谱图(MSP)数据库构建及验证(Log Score Value≥1.8为有效判定)，并同步进行PCR物种鉴定和质量控制。

Phase I结果-昆虫房饲养冈比亚按蚊
生理年龄预测：基于340份质谱数据建立的模型对2日龄、4日龄、产卵前和已产卵蚊的判别准确率分别为97%、89%、100%和97%，总体准确率达94.52%。树状图显示2日龄与4日龄组明显分离，但产卵前与已产卵蚊存在部分交叉。时间年龄预测：以7天为界，<7天和≥7天蚊的判别准确率为77%，表明生理事件引发的蛋白变化比单纯时间累积更显著。

Phase II结果-野外捕获按蚊生殖状态判定
莫桑比克样本中，富氏按蚊产卵蚊占比87%，冈比亚按蚊达91.2%；肯尼亚海岸富氏按蚊产卵率为68.7%。RNAlater保存样本总体准确率81%，冷冻样本(-20°C)达87%。受试者工作特征曲线(AUC)显示冷冻样本判别效能最佳(AUC=0.841)，显著优于RNAlater保存样本。值得注意的是，模型对产卵蚊的敏感性(83-91%)高于未产卵蚊的特异性(48-77%)，可能与野外种群生理状态复杂性有关。

讨论指出，MALDI-TOF MS的优势在于：单次检测可同步完成蚊种鉴定和年龄分级；成本低于0.2美元/样本；规避了NIRS技术的地理局限性。研究首次证实蚊虫生命周期的生理事件(交配、吸血、产卵)会引起特异性蛋白修饰，这些生物标志物比单纯时间累积特征更稳定。局限在于冷冻保存效果优于RNAlater，且需验证跨地区数据库的通用性。

该研究为疟疾媒介监测提供了突破性技术工具，其创新性体现在：首次实现野外种群生殖状态的高通量判定；准确识别传统解剖易误判的产卵前状态蚊；建立的蛋白质谱数据库支持后续研究拓展。未来需开发开放式数据库并优化样本保存方案，以推动该技术在疟疾消除行动计划中的规模化应用。