时机决定药效:一种测定驱虫蚊帐生物可利用表面杀虫剂浓度的化学新方法及其评价意义

《Malaria Journal》:Timing is everything: a simple chemical method to determine the bioavailable surface concentration of insecticide for insecticide-treated net evaluation

【字体: 时间:2025年10月31日 来源:Malaria Journal 3

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  本研究针对世界卫生组织(WHO)驱虫蚊帐(ITN)预认证中“再生时间(RT)”测定依赖蚊虫生物测定、易受蚊株敏感性影响的问题,开发了冷丙酮提取法(CAM)与洗涤水分析法(SWAM)等化学方法,精准量化蚊帐表面氯菊酯(Deltamethrin, DM)和胡椒基丁醚(Piperonyl Butoxide, PBO)的动态浓度。研究发现,化学法测得的RT与中位击倒时间(MKDT)高度相关(r=-0.91),且能规避生物测定的局限性,为ITN耐久性评价提供了标准化、可重复的技术支撑,对优化蚊帐性能预测及疟疾防控策略具有重要意义。

  
在疟疾防控战场上,驱虫蚊帐(Insecticide-Treated Nets, ITNs)犹如守护睡眠的卫士,通过其表面的杀虫剂有效驱杀蚊虫。然而,这些蚊帐需经历反复洗涤仍保持药效,才能通过世界卫生组织(World Health Organization, WHO)的预认证。当前评价标准依赖“再生时间(Regeneration Time, RT)”测定,即蚊帐洗涤后杀虫剂重新迁移至表面所需时间,但该指标通过蚊虫死亡率生物测定获得,易受蚊株耐药性影响——敏感蚊株可能过早出现100%死亡率,误导RT被低估,导致耐久性测试结果偏离真实使用场景。
为解决这一瓶颈,Skovmand等人在《Malaria Journal》发表研究,提出一套化学分析方法,直接量化蚊帐表面生物可利用杀虫剂浓度,为ITN评价提供更客观、可标准化的工具。
关键方法概述
研究以聚乙烯(PE)材质的氯菊酯(Deltamethrin, DM)和胡椒基丁醚(Piperonyl Butoxide, PBO)长效蚊帐(LLIN)为对象,对比三种化学方法:冷丙酮提取法(Cold Acetone Method, CAM)直接提取表面杀虫剂;洗涤水分析法(Soap Wash Analysis Method, SWAM)检测洗涤液中杀虫剂含量;前后测定法(Before and After Method, BAM)通过洗涤前后蚊帐样本总含量差计算表面损失。同时结合中位击倒时间(Median Knock Down Time, MKDT)生物测定和电子显微镜(EM)扫描,验证化学数据的生物学相关性。实验在Biolytrics越南实验室完成,使用拟除虫菊酯敏感型安蚊(Anopheles dirus)和耐药性致倦库蚊(Culex quinquefasciatus)测试药效。
研究结果
1. 化学方法与MKDT高度关联,CAM精准反映生物药效
CAM提取的DM表面浓度与MKDT显著负相关(r=-0.91, p=0.0006),且样本间变异低于2%。
表明化学法可替代生物测定量化再生动态。电子显微镜扫描发现,肥皂洗涤无法完全去除纱线表面结晶态DM,而丙酮可溶解结晶与分子态杀虫剂,解释为何CAM测得的RT(5天)长于传统WHO方法(1天)。
2. 蚊株耐药性显著影响RT判定,MKDT提供无偏测量
使用敏感安蚊时,锥形生物测定在洗涤后1天即达100%死亡率,错误指示RT为1天;而MKDT显示药效持续增强至10-20天方稳定。
两种蚊株的MKDT变化趋势一致,证实MKDT可规避耐药性干扰,提供产品依赖性RT。
3. 洗涤间隔偏差导致耐久性误判,化学法定标优化测试
当洗涤间隔由1天(传统法)延长至3天(化学法建议),同一蚊帐耐受洗涤次数从20次降至15次,模拟真实使用中更缓慢的再生过程。
证明过短间隔会高估快释放型ITN性能,低估慢释放型产品。
4. BAM与SWAM互补,揭示杀虫剂流失差异
BAM测定显示,PBO在首次洗涤中流失90.7%,而DM仅66.1%,因DM部分以结晶态存留表面。
SWAM对PBO回收率(88%)高于DM(66%),提示DM在碱性洗涤液中可能降解,需优化检测条件。
结论与意义
本研究证实,化学法(尤其CAM与BAM)可标准化测定ITN表面杀虫剂动态,结合MKDT能更准确预测产品耐久性。传统RT依赖蚊株生物测定,本质是“测试条件参数”而非“产品特性参数”,而新方法将RT转化为可量化、可比较的化学指标。这一突破对ITN研发与评价具有三重意义:一是为WHO新指南(2023年)采用化学-生物联合测定提供实证支撑;二是助力开发长效LLIN,通过精准控制释放速率延长田间保护期;三是推动全球疟疾防控工具从“经验依赖”向“数据驱动”升级,最终优化资源分配与防控效能。
正如作者所言:“时机决定一切”(Timing is everything),唯有精准捕捉杀虫剂迁移的时空动态,方能真正释放ITN的持久保护力。
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