芳香植物精油对抗疟疾媒介：布基纳法索冈比亚按蚊种群控制的生态友好策略

《The Journal of Basic and Applied Zoology》：Five aromatic plants against wild malaria vectors: an eco-friendly approach against Anopheles gambiae s.l. populations in Burkina Faso

本研究针对疟疾媒介对拟除虫菊酯类杀虫剂产生广泛耐药性的严峻挑战，探索了五种芳香植物精油（EOs）作为环保替代方案的潜力。研究人员通过水蒸气蒸馏法提取香茅、桉树等植物精油，采用GC-MS分析其化学成分，并参照WHO标准对野外采集的冈比亚按蚊复合群进行药效测试。结果显示唇萼薄荷（Lippia multiflora）精油在所有15个采样点均诱导100%死亡率，其击倒效果显著优于传统杀虫剂。该研究为抗药性疟疾媒介的治理提供了基于植物源成分的创新解决方案，对推动布基纳法索可持续病媒控制策略具有重要实践意义。

　　

在热带地区的公共卫生战场上，疟疾始终是悬在人们头顶的达摩克利斯之剑。根据世界卫生组织最新数据，2022年全球仍有2.49亿疟疾病例和60.8万死亡病例，其中布基纳法索每年报告超过1100万病例，疟疾已成为当地医疗卫生机构就诊和死亡的首要原因。这场持久战的焦点集中在疟疾传播媒介——按蚊身上，特别是冈比亚按蚊复合群（Anopheles gambiae complex）和Funestus按蚊组（Anopheles funestus group），它们已成为非洲地区疟疾高度流行的主要推手。

传统的病媒控制主要依赖拟除虫菊酯类杀虫剂，通过长效杀虫蚊帐（LLINs）和室内滞留喷洒（IRS）等方式应用。然而，随着抗药性问题的日益严重，这些核心防控手段正逐渐失效。研究表明，非洲所有主要疟疾媒介都对至少一类WHO批准的杀虫剂产生了抗性，其中以拟除虫菊酯抗性最为普遍。这种抗性现象的加剧与公共卫生和农业领域未经授权的化学品滥用密切相关，同时也受到当地居民将杀虫蚊帐改作渔网或农作物保护罩等不当使用行为的影响。

面对这一严峻挑战，研究人员开始将目光转向植物王国，寻找既有效又环保的替代方案。植物源产品，特别是精油（EOs），因其对非靶标生物毒性低、可生物降解等特性，成为病媒综合管理的有力候选者。布基纳法索丰富的生物多样性，尤其是当地芳香植物物种，为具有潜在杀虫活性的精油开发提供了宝贵资源。虽然先前研究已证实桉树、香茅等植物精油对疾病媒介和农业害虫具有防治效果，但针对野外冈比亚按蚊种群的系统评估仍较为缺乏。

Konaté等研究人员在《基础与应用动物学杂志》上发表的这项研究，正是为了填补这一空白。该团队系统评估了五种植物精油对布基纳法索野外冈比亚按蚊种群的杀虫效果，同时分析了这些蚊虫群体的物种组成及抗药性相关基因的分布情况，为开发基于植物源的疟疾媒介控制方案提供了科学依据。

本研究采用了多学科交叉的研究方法。首先通过水蒸气蒸馏法从香茅（Cymbopogon citratus）、爪哇香茅（Cymbopogon nardus）、赤桉（Eucalyptus camaldulensis）、唇萼薄荷（Lippia multiflora）和美洲罗勒（Ocimum americanum）五种植物叶片中提取精油，并利用气相色谱-质谱联用技术分析其化学成分。野外工作于2023年6月至12月期间进行，在布基纳法索18个地点采集按蚊幼虫，在昆虫饲养室培育至F0代成虫。药效测试严格遵循WHO试管标准程序，使用浸渍法处理滤纸，测试1%浓度精油对2-5日龄雌蚊的击倒和致死效果。分子生物学方面，采用PCR技术进行按蚊复合群物种鉴定，并通过等位基因特异性PCR检测击倒抗性（kdr）L1014F突变。数据分析包括击倒时间（KDT₅₀和KDT₉₅）的几率回归分析、死亡率方差分析以及kdr等位基因频率的统计比较。

化学组成分析

GC-MS分析显示，五种精油的主要成分均为单萜类化合物。香茅精油以橙花醛（44.7%）和香叶醛（55.2%）为主；爪哇香茅精油主要含香茅醛（41.7%）和香叶醇（20.8%）；赤桉精油中1,8-桉叶素（59.55%）占主导；唇萼薄荷精油以β-石竹烯（20.1%）、对-伞花烃（14.6%）和乙酸百里香酚酯（12.0%）为主；美洲罗勒精油则富含1,8-桉叶素（31.22%）和樟脑（12.73%）。这些化学特征与西非地区同类研究结果一致，表明精油的主要活性成分可能与其杀虫效果密切相关。

对冈比亚按蚊雌蚊的成虫杀灭活性

击倒时间分析显示，所有精油的KDT₅₀和KDT₉₅值在各研究地点均显著低于阳性对照氯菊酯。例如在Banfora地区，香茅精油的KDT₅₀为5.03分钟，而氯菊酯为74.7分钟，相差近15倍。香茅、爪哇香茅和唇萼薄荷精油在多数采样点表现出最快的击倒效果，而赤桉和美洲罗勒精油的击倒时间相对较长，且存在地域差异。值得注意的是，部分地点对某些精油表现出无限大的击倒时间值，提示存在特定抗性机制。

精油暴露对冈比亚按蚊雌蚊的影响

死亡率测试结果显示，唇萼薄荷精油在所有15个地点均诱导100%死亡率，表现最为稳定。香茅和爪哇香茅精油的致死效果普遍优于氯菊酯，而赤桉和美洲罗勒精油的死亡率相对较低，且在Ouagadougou、Banfora等地效果较差。统计分析证实不同精油引起的死亡率存在显著差异（Kruskal-Wallis检验，p<0.00001）。氯菊酯在所有测试地点均表现不佳，死亡率低于90%，证实了当地按蚊种群对拟除虫菊酯类杀虫剂的普遍抗性。

按蚊复合群物种分布

对750份样本的分子鉴定显示，552只属于按蚊复合群，其中阿拉伯按蚊（An. arabiensis）占288只，科卢齐按蚊（An. coluzzii）166只，冈比亚按蚊（An. gambiae）98只。阿拉伯按蚊在绝大多数地点占优势，科卢齐按蚊仅在Ouagadougou占比较高，而冈比亚按蚊在所有调查地点比例均较低。这一分布模式反映了不同按蚊物种对当地生态环境的适应性差异，阿拉伯按蚊在干旱环境中的生存优势可能与其偏动物食性的特性有关。

按蚊复合群抗性基因分布

kdr L1014F突变等位基因频率分析显示，抗性基因分布存在明显的物种和地域差异。阿拉伯按蚊种群在Dano、Soumousso、Houndé等多个地点表现出高频率的kdr等位基因（最高达1.0），而科卢齐按蚊和冈比亚按蚊在某些地点如Dano、Gaoua也呈现较高的抗性基因频率。与早期研究相比，阿拉伯按蚊中kdr频率的上升趋势值得关注，可能反映了抗性选择压力的持续加强。

本研究通过系统评估五种植物精油对布基纳法索野外冈比亚按蚊种群的杀虫效果，揭示了唇萼薄荷、香茅和爪哇香茅精油作为拟除虫菊酯替代方案的巨大潜力。这些精油不仅击倒效果优于传统杀虫剂，且唇萼薄荷精油能诱导100%死亡率，展现了卓越的成虫杀灭活性。同时，研究还更新了当地按蚊复合群的物种分布数据，发现阿拉伯按蚊已成为优势物种，并检测到高频率的kdr抗性等位基因，为理解抗药性发展提供了重要分子证据。

这些发现对疟疾防控实践具有重要启示。首先，香茅、爪哇香茅和唇萼薄荷精油可作为抗药性疟疾媒介控制的潜在成虫杀灭剂，为当前主要依赖拟除虫菊酯的防控策略提供了有效补充。其次，精油作为一种环境友好型替代方案，有助于减轻化学杀虫剂对环境和非靶标生物的压力，符合可持续病媒管理的要求。此外，研究揭示的抗性基因分布格局为针对性防控策略的制定提供了科学依据，强调需要根据当地媒介物种组成和抗性特征调整防控措施。

未来研究应聚焦于精油制剂的优化开发，包括剂型改良、稳定性提升以及残留效应评估，推动这些植物源产品从实验研究走向实际应用。同时，持续监测按蚊种群动态和抗性发展，将有助于及时调整防控策略，应对可能出现的新的抗性挑战。这项研究为基于植物源的疟疾媒介控制策略奠定了坚实基础，为布基纳法索乃至其他疟疾流行区的可持续病媒管理提供了新思路。