优化疟疾媒介按蚊体内外杀虫剂评估：伊维菌素实验方法学与生物学机制研究

《Parasites & Vectors》：Optimizing endectocide and ectocide compound evaluation in Anopheles malaria vectors

本刊推荐：研究人员针对疟疾媒介控制中体内外杀虫剂评估方法标准化问题，开展了伊维菌素对两种按蚊（An. dirus与An. minimus）的实验优化研究。通过比较不同糖源饮食（10%蔗糖/多维糖浆混合方案）、血餐类型（新鲜/冷冻全血与血浆）对死亡率的影响，并结合LC-MS/MS技术检测中肠药物浓度，发现混合糖饮食可优化对照组生存率，按蚊中肠伊维菌素浓度较血餐低约20%。该研究为规范杀虫剂评估提供了关键方法学依据。

　　

在疟疾防治这场持久战中，科学家们始终在寻找新的武器。其中，通过给人类或牲畜大规模服用体内外杀虫剂（endectocide/ectocide），让吸血蚊虫在叮咬时中毒死亡的策略，逐渐展现出潜力。伊维菌素（ivermectin）作为此类药物的代表，已被证明能有效杀死按蚊。然而，当全球不同实验室试图评估这种效果时，却遇到了麻烦——大家用的方法五花八门，比如喂蚊子的糖水配方不同，或者处理血样的方式不一，导致结果难以直接比较，就像用不同的尺子量同一块布，得出的长度自然有出入。这严重阻碍了该策略从实验室走向实际应用。为了给全世界的科研人员提供一把“标准尺”，来自玛希隆大学等机构的研究团队在《Parasites & Vectors》上发表了他们的最新研究，旨在优化伊维菌素及其他类似化合物的实验室评估方案。

为了回答这些方法学问题，研究人员主要运用了几项关键技术：首先，他们设计了规范的蚊子膜饲喂实验（membrane-feeding assay），让按蚊摄入含有不同浓度伊维菌素的血餐。其次，他们利用浓度-反应曲线分析来估算半数致死浓度（LC₅₀）和90%致死浓度（LC₉₀）。第三，他们采用对数秩生存曲线分析（Log-rank survival curve analysis）来比较不同实验组蚊子的生存差异。最关键的是，他们运用了液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术，精确测量了血餐与蚊子中肠内的实际伊维菌素浓度，所有血样和蚊虫样本均来源于本研究团队在泰国的实验室 colony 和志愿者捐赠。

研究结果

糖饮食对蚊子死亡率的影响

研究人员首先探究了蚊子在不同糖饮食（10%蔗糖“Sucrose”、多维糖浆“Multivitamin”、以及先多维糖浆后蔗糖的“Mix”方案）下，对伊维菌素的敏感性。结果显示，对于耐受性较强的An. dirus，全程使用多维糖浆会显著提高其LC₅₀值，意味着蚊子变得更“耐毒”了。而对于敏感的An. minimus，三种饮食下的LC₅₀值则没有显著差异。一个重要的发现是，单用蔗糖饮食的对照组蚊子在血餐后死亡率最高，这表明其基础健康状况较差。因此，研究推荐使用“Mix”饮食方案（即羽化后48小时喂食含5%多维糖浆的5%蔗糖溶液，之后改为10%蔗糖），既能保证蚊子健康，又不干扰药物效果评估。

膜饲餐类型对蚊子摄食倾向和死亡率的影响

当研究需要将血样运送到异地实验室进行检测时，如何保存血样成了问题。冷冻全血会导致红细胞（RBCs）破裂，而只冷冻血浆则可能因缺乏红细胞影响蚊子营养。实验发现，蚊子几乎不愿意吸食冷冻过的全血，尤其是An. minimus，其摄食率极低。更令人惊讶的是，伊维菌素在血浆餐和全血餐中导致的死亡率在不同蚊种间出现了截然相反的情况：对于An. dirus，全血餐中的伊维菌素致死效果更强；而对于An. minimus，则是血浆餐中的伊维菌素更致命。这提示，在异地评估时，最佳做法是在试验地分离并冷冻血浆，然后在蚊子评估地用新鲜红细胞按宿主血细胞比容（如人45%，牛35%）重构血浆。

血餐和蚊子中肠中的伊维菌素浓度

为了探究不同按蚊物种对伊维菌素耐受性差异（An. dirus比An. minimus耐受性高4-7倍）是否源于摄药量的不同，研究人员直接测量了蚊子中肠内的药物浓度。LC-MS/MS分析揭示了一个关键现象：无论是An. dirus还是An. minimus，其中肠内的伊维菌素浓度都比原始血餐中的浓度低了约20%（An. dirus: 20.3%±4.4%; An. minimus: 23.4%±3.5%）。由于实验在蚊子发生餐后排泄（diuresis）前就终止了，这一损失被归因于按蚊特有的“预利尿（pre-diuresis）”现象——即蚊子吸血时主动排出部分液体（主要是血浆）以浓缩红细胞。这表明，耐受性差异并非由摄药量不同引起，而是与物种自身的生理代谢差异有关。

结论与意义

本研究系统地解决了伊维菌素等体内外杀虫剂实验室评估中的关键方法学问题。研究结论强调，采用“Mix”糖饮食方案、在异地评估时使用重构血浆餐、以及用血浆在玻璃瓶中进行药物稀释，可以最优化实验条件，减少误差，提高结果的可比性和可靠性。关于中肠药物浓度低于血餐的发现，揭示了一个重要的生物学现象，即按蚊通过预利尿可能排泄掉部分与血浆紧密结合的伊维菌素，这为了解药物在媒介体内的命运提供了新视角。尽管本研究仅以伊维菌素为例，但其建立的方法学框架很可能适用于其他同类化合物的评估。总之，这项研究为推动体内外杀虫剂成为一种标准化、可推广的疟疾媒介控制工具奠定了坚实的方法学基础，使未来在不同地区、针对不同蚊种进行的评估能够站在同一基准线上，加速科研成果向公共卫生实践的转化。