蜂用抗生素的意外后果：雄蜂健康成为蜂群可持续发展的潜在脆弱环节

《Animal Microbiome》：Unintended consequences of antibiotic use in beekeeping: drone health as a potential vulnerability

本研究针对养蜂业长期使用土霉素(OTC)可能影响雄蜂健康的问题，通过体外培养系统首次评估了OTC对雄蜂发育、存活、生殖力和微生物组的影响。研究发现OTC会延迟雄蜂发育、降低存活率，并在成年雄蜂肠道和生殖组织中残留；口服OTC显著降低肠道细菌丰度和多样性，体外实验证实OTC对雄蜂精子具有高毒性。这些结果提示养蜂中OTC的使用可能损害雄蜂生殖健康，为制定可持续的蜂病管理策略提供了重要依据。

　　

在养蜂业中，蜂王质量下降和雄蜂生殖性能不稳定被普遍认为是导致蜂群损失的重要因素。尽管具体原因尚不明确，但近年来的证据表明农业化学品暴露可能是关键诱因。土霉素(OTC)作为一种在养蜂业中使用了70多年的抗生素，因其对生殖细胞线粒体功能的抑制作用被归类为内分泌干扰物。在其它动物研究中，OTC暴露与生殖发育受损、精子活力下降及生殖功能障碍密切相关。虽然OTC对工蜂肠道微生物组和生理功能的影响已有充分记载，但其对雄蜂肠道微生物组的影响却从未被表征。更值得关注的是，研究人员最近在雄蜂生殖组织中发现了微生物群落，这些群落同样可能受到OTC暴露的影响。

为探究OTC是否影响雄蜂发育、存活、生殖力和微生物组组成，研究团队建立了体外培养系统。结果发现，幼虫期OTC暴露会延迟雄蜂发育、降低存活率，并在新羽化成虫的肠道和生殖组织中检测到残留物。在成熟雄蜂中，口服保守田间相关浓度的OTC显著降低了肠道细菌丰度和多样性，而生殖组织相关微生物组似乎未受明显影响。体外实验进一步揭示，在环境相关浓度下OTC对雄蜂精子具有高度毒性。

这项发表于《Animal Microbiome》的研究首次系统揭示了OTC暴露对雄蜂发育、存活、肠道微生物组和精子活力的潜在负面影响，支持了"养蜂业中OTC使用可能导致雄性生殖健康下降"的假设。更重要的是，该工作强调了开展额外研究（特别是田间调查）的必要性，以更好理解OTC对雄蜂生殖健康和微生物组的影响，这对评估养蜂业抗生素使用的广泛后果和制定可持续的蜂病管理策略至关重要。

研究团队采用了几项关键技术方法：通过体外精子毒性实验评估了OTC对成熟蜜蜂精子的直接影响；建立了雄蜂体外培养protocol，通过调整饮食成分和饲养条件成功培育出实验用雄蜂；利用质谱分析检测了雄蜂组织中的OTC残留量；采用16S rRNA基因扩增子测序和qPCR技术分析了肠道和生殖组织微生物组的组成和丰度变化；使用年龄控制的成熟雄蜂进行体内暴露实验，模拟田间用药场景。

The effects of OTC on developing drones

通过改良的体外培养系统，研究人员发现OTC浓度≥100μg/mL时会导致幼虫7天内100%死亡，而50μg/mL的亚致死剂量虽不影响生存，但显著延迟了蛹化和羽化时间1-2天。尽管总体培养成功率有限，但OTC处理组雄蜂的睾丸质量显著低于溶剂对照组。质谱分析显示，幼虫期暴露OTC的雄蜂羽化后在其肠道、黏液腺/储精囊和睾丸中均检测到OTC残留，而对照组几乎无法检测。

Toxicity of OTC to drone sperm in vitro

体外精子毒性实验表明，浓度≥25μg/mL的OTC会显著降低成熟雄蜂精子活力。通过Live/Dead精子活力试剂盒和荧光成像分析，确定OTC对精子的半致死剂量(LD₅₀)为94.8μg/mL，表明环境相关浓度的OTC即可对雄蜂生殖细胞产生直接毒性作用。

The effects of OTC on adult drone survival and gut and reproductive tissue microbiota

成熟雄蜂口服200μg/mL OTC五天后，其肠道细菌丰度（基于16S拷贝数）和多样性（丰富度和均匀度）均显著降低，微生物群落组成也发生显著改变。然而，生殖组织（黏液腺和储精囊）的微生物组参数在处理组与对照组间无显著差异。意外的是，与OTC共同饲养的新羽化工蜂存活率反而提高，研究人员推测这可能与实验室条件下工蜂无法获得正常肠道微生物组有关。

研究结论强调，尽管体外培养的样本量限制了对发育影响的明确结论，但OTC在雄蜂组织和精子中的残留及其对肠道微生物组的显著扰动，表明养蜂中OTC使用确实可能威胁雄蜂健康。特别是考虑到商业养蜂操作中每年可能进行6次或更多的OTC处理，以及抗生素在蜂巢环境中的持久残留，实际暴露水平可能远高于本研究模拟的单一剂量。这些发现不仅为评估养蜂业抗生素使用的潜在风险提供了新视角，也为兽医制定更科学的用药时机建议提供了实验依据。未来需要开展田间水平的研究，以确认OTC在真实蜂群条件下对雄蜂生殖健康的实际影响，为可持续蜂病管理策略的制定提供坚实支撑。