基于增效不育昆虫技术联合吡丙醚的白纹伊蚊种群抑制研究——希腊现场试验证据

《Scientific Reports》：Suppression of the Asian tiger mosquito (Aedes albopictus) populations using the boosted sterile insect technique in Greece

本刊推荐一项针对白纹伊蚊（Aedes albopictus）的新型控制策略研究。为解决传统杀虫剂抗性及隐蔽孳生场所难以处理的难题，研究团队在希腊开展增效不育昆虫技术（boosted-SIT）现场试验，通过释放经吡丙醚（PPF）涂层的不育雄蚊，实现成虫种群85-93%的抑制率及卵孵化率显著降低。该研究为蚊媒疾病综合管理提供了创新性技术路径。

　　

随着全球化进程加速，白纹伊蚊（Aedes albopictus）这一极具入侵性的蚊种已扩散至全球126个国家，其昼间叮咬习性不仅造成严重骚扰，更是登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒等疾病传播的重要媒介。在欧洲，自1979年首次在阿尔巴尼亚发现以来，白纹伊蚊已在14个国家定殖，包括希腊的阿提卡地区乃至雅典市辖区。尽管近年来希腊未报告本地传播的伊蚊媒介疾病，但该蚊种的高密度分布仍构成显著的公共卫生风险，2010至2024年间克罗地亚、法国、西班牙和意大利报告的本地传播登革热病例以及意大利和法国的基孔肯雅热暴发即为警示。

传统控制手段面临严峻挑战。伊蚊容器孳生习性导致其孳生场所隐蔽且分散，难以全面处理；空间喷洒使用的拟除虫菊酯和有机磷类杀虫剂则存在操作成本高、效力有限、蚊虫抗性发展以及环境和人体安全风险等问题。当前依赖常规杀幼虫剂和杀成虫剂配合清除孳生源的措施，亟需结合化学与非化学方法的综合管理新策略。

在此背景下，不育昆虫技术（Sterile Insect Technique, SIT）作为一种环境友好、物种特异性的替代控制方法重新受到关注。其原理是通过系统释放经辐照不育的雄蚊，与野外雌蚊交配从而降低其生殖成功率，最终导致种群衰退。然而，标准SIT在大规模应用中需释放大量不育雄蚊，成本高昂。2014年，Bouyer和Lefrancois首次提出增效不育昆虫技术（boosted-SIT）概念，通过释放涂层有幼虫生长调节剂吡丙醚（Pyriproxyfen, PPF）的不育雄蚊，使交配后的野外雌蚊将PPF携带至孳生场所，既绝育又抑制幼虫发育，有望将所需释放的不育雄蚊数量减少95%以上。

本研究报道了2023年5月至10月在希腊首次开展的针对白纹伊蚊的增效SIT二期小规模现场试验结果，评估了该技术对成蚊和蚊卵种群的抑制效果、卵孵化率降低程度，并估算了增效不育雄蚊与野外雄蚊的比例及其交配竞争力。

关键技术方法概述

研究在希腊阿提卡地区Vravrona一处15公顷的处理区和Artemida一处5公顷的对照区进行。不育白纹伊蚊雄蚊由意大利Centro Agricultura Ambiente "G. Nicoli"（CAA）大规模饲养设施生产，在蛹期接受40 Gy的X射线辐照不育化处理。运抵后，在释放点对不育雄蚊进行PPF（纯度>98%）与荧光染料粉末（40:60）的涂层处理。每周在处理区25个固定释放点投放PPF涂层的不育雄蚊，释放密度为2333-4679头/公顷/周，分两个周期（5月12日-6月16日蚊活动初期和9月1日-10月6日蚊活动高峰期）释放，其间在7月进行了两次标记释放重捕（MRR）试验。通过布设的卵诱捕器（ovitraps）每周收集蚊卵并测定孵化率，同时采用人诱捕法（Human Landing Catches, HLC）收集成蚊，评估种群相对密度、不育雄蚊比例及竞争力指数。数据分析采用贝叶斯混合效应模型和空间泊松模型。

研究结果

卵孵化率与不育雄蚊竞争力

在整个试验期间，处理区的卵孵化率（56-57%）显著低于对照区（84-85%）。在第一个释放周期（5月中旬至6月中旬），增效不育雄蚊与野外雄蚊的比例为2.76，交配竞争力指数为0.18；在第二个释放周期（9月至10月初），该比例大幅升至15.16，而由于比例过高，竞争力指数未计算；释放结束后的一个月（10月至11月），竞争力指数升至0.46，表明不育雄蚊在田间具有较好的竞争能力。

蚊卵种群密度抑制效果

从整个处理区来看，各暴露期的蚊卵相对密度（处理区密度/对照区平均密度）均大于0.92，即总体卵量抑制效果未超过8%。然而，空间变异显著，在处理区东南部特定地点，在第一个释放周期及随后的一个月，以及第二个释放周期及之后的一个月，观察到了成功的卵种群抑制（相对密度降低80%以上或成功概率>95%）。这表明增效SIT对卵密度的抑制效果具有地点特异性，可能与微环境（如植被、孳生地可用性）及风力导致的不育雄蚊分布不均有关。

成蚊种群密度抑制效果

与卵密度结果不同，增效SIT对成蚊的抑制效果在时间和空间上呈现不同模式。在第一个释放周期，处理区成蚊相对密度为1.00，即无显著抑制效果。而在第二个释放周期，成蚊相对密度降至0.15（即85%的抑制率），在释放结束后的一个月进一步降至0.07（93%的抑制率）。7月进行的MRR释放也在8月导致了处理区成蚊种群40%的整体减少。成蚊抑制效果的延迟和增强，可能与PPF对孳生场所中幼虫发育的持续抑制作用有关。

增效SIT的持续效应

评估显示，在第二个释放周期结束后（第4期至第5期），无论是蚊卵还是成蚊，其相对密度的差异均显著为负，表明增效SIT具有持续的残余活性。这种持续效应是不育技术（SIT）导致的野外雌蚊绝育和PPF对未成熟阶段生长发育的抑制共同作用的结果。

结论与讨论

本研究首次在希腊证明了增效不育昆虫技术（boosted-SIT）在抑制白纹伊蚊种群方面的可行性。尽管在整个处理区未观察到蚊卵密度的显著整体下降，但在特定地点取得了成功抑制，并且对成蚊种群的抑制效果尤为突出，在释放高峰期及之后达到了85-93%的高抑制率。卵孵化率的持续降低以及释放结束后种群抑制效果的增强，凸显了该技术结合了不育雄蚊的绝育作用和PPF杀幼虫剂残留活性的双重优势。

与之前在西班牙开展的增效SIT试验相比，本研究在希腊取得了类似的卵抑制空间变异模式，但在成蚊抑制效果上存在时间差异，这可能与释放量、释放频率以及不育雄蚊与野外雄蚊的比例等因素有关。与全球其他标准SIT试验相比，本研究达到的成蚊抑制率处于较好水平。

研究的局限性包括未设置标准SIT对照区以精确评估PPF的附加价值、释放计划在蚊虫活动季节中断、处理区与对照区面积差异以及不育雄蚊在运输过程中存在一定死亡率（平均23%）可能影响其田间表现。

综上所述，增效SIT展现出作为白纹伊蚊综合管理策略组成部分的潜力，特别是在抑制成蚊种群方面效果显著。未来需要进一步的实验室、半田间和大规模田间研究来证实PPF与标准SIT结合的附加价值，并解决大规模应用所需的设施建设、质量控制、成本效益以及监管和公众接受度等问题，从而推动该技术向操作化阶段发展。