杀虫剂抗性管理面临的挑战：埃及伊蚊（Aedes aegypti）中交替选择机制的影响

《Pesticide Biochemistry and Physiology》：Challenges in insecticide resistance management: Implications of alternating selection in the yellow fever mosquito, Aedes aegypti

果蝇基因组学揭示代谢解毒酶与电压门控钠通道协同驱动高抗药性，轮换选择延缓但无法阻断抗药性发展。

　　蚊虫对杀虫剂的抗性问题已成为全球公共卫生领域的重要挑战之一。随着蚊媒传染病如登革热、寨卡病毒、黄热病和基孔肯雅热等的传播日益加剧，控制蚊虫种群变得愈发紧迫。然而，长期依赖单一类型的杀虫剂不仅可能导致蚊虫种群的快速抗性发展，还可能削弱现有的控制措施效果。因此，理解蚊虫抗性形成的机制及其在不同选择条件下的动态变化，对于制定有效的综合抗性管理策略具有重要意义。

在本研究中，科学家们通过实验室选择实验，探讨了蚊虫对两种常见杀虫剂——拟除虫菊酯类（如氯氰菊酯）和有机磷类（如马拉硫磷）的抗性发展情况。实验使用了一种来自佛罗里达州的野外蚊虫种群（AeStA）作为初始材料，通过连续五代的氯氰菊酯选择、连续五代的马拉硫磷选择，以及交替使用这两种杀虫剂七代的实验，观察不同选择策略对蚊虫抗性发展的影响。研究结果表明，单一使用氯氰菊酯的选择策略在短短五代内便导致了极高水平的抗性，其抗性比率（RR）达到了2700，远高于使用马拉硫磷的低抗性水平（RR约为3）。而交替使用这两种杀虫剂则在一定程度上延缓了氯氰菊酯抗性的上升，并仅产生了有限的马拉硫磷耐受性。

这些发现揭示了蚊虫抗性形成过程中可能涉及的多重机制。首先，针对杀虫剂作用靶点的基因突变在抗性发展中起到了关键作用。在氯氰菊酯选择和交替选择的实验中，蚊虫种群中出现了几乎固定的电压门控钠通道（VGSC）基因突变，例如V1016I和F1534C。这些突变会改变钠通道的结构，使得杀虫剂难以有效结合并发挥其作用，从而导致抗性。然而，尽管这些突变在第一代中就已出现，抗性水平仍然持续上升，这表明除了靶点突变之外，还有其他机制在发挥作用。

其次，代谢性解毒机制在抗性形成中也扮演了重要角色。通过协同剂实验和转录组分析，研究人员发现细胞色素P450酶（如CYP6BB2和CYP325v1）以及羧酸酯酶等代谢性解毒酶的表达水平升高，有助于蚊虫对氯氰菊酯的解毒。这种代谢性解毒能力的增强，可能使得蚊虫能够更有效地代谢和排出杀虫剂，从而减少其对身体的毒性影响。值得注意的是，这些代谢性解毒酶的活性可能与靶点突变共同作用，形成协同效应，从而显著提高蚊虫对氯氰菊酯的抗性水平。

相比之下，马拉硫磷选择的蚊虫种群中并未检测到与羧酸酯酶相关的基因突变。尽管马拉硫磷选择的蚊虫表现出一定程度的耐受性，但其抗性水平较低，这可能是因为马拉硫磷的作用机制与氯氰菊酯不同。马拉硫磷主要通过抑制乙酰胆碱酯酶（AChE）的活性，导致神经信号传递异常，从而引发昆虫死亡。因此，针对马拉硫磷的抗性可能更多依赖于其他机制，如靶点蛋白的改变或代谢性解毒酶的表达变化。然而，研究发现，即使马拉硫磷选择的蚊虫表现出CYP6BB2和CYP6M11基因的适度过表达，这种变化也不足以显著提高其对马拉硫磷的抗性，说明靶点突变与代谢性解毒机制之间在马拉硫磷抗性形成中并未产生协同效应。

这些实验结果表明，蚊虫抗性的发展并非单一机制主导，而是多种机制相互作用的结果。在连续使用单一杀虫剂的情况下，抗性可能迅速发展，因为蚊虫可以快速适应并积累针对该杀虫剂的耐受性。然而，当使用不同杀虫剂交替进行选择时，虽然可以延缓抗性的发展，但并不能完全阻止抗性的产生。特别是在本研究中，交替使用氯氰菊酯和马拉硫磷后，蚊虫对氯氰菊酯的抗性依然快速上升，最终达到与连续使用氯氰菊酯相似的水平。这一现象可能是因为氯氰菊酯的靶点突变具有较高的稳定性，而代谢性解毒机制虽然能够提供一定的抗性，但其作用可能不足以完全抵消靶点突变的影响。

此外，研究还强调了综合抗性管理策略（Integrated Resistance Management, IRM）的重要性。通过轮换使用不同作用机制的杀虫剂，可以减少对单一抗性机制的选择压力，从而延缓抗性的形成。然而，轮换策略的有效性取决于多种因素，包括杀虫剂的种类、使用频率、剂量以及蚊虫种群的遗传背景。因此，在实际应用中，需要根据具体情况灵活调整轮换方案，以最大限度地提高抗性管理的效果。

综上所述，本研究通过实验室选择实验，揭示了蚊虫抗性形成过程中靶点突变和代谢性解毒机制的相互作用。研究结果不仅有助于理解蚊虫抗性发展的复杂性，也为制定更有效的抗性管理策略提供了科学依据。在未来，针对蚊虫抗性的研究应进一步探索不同杀虫剂组合对蚊虫种群的影响，以及如何通过优化杀虫剂使用策略来延缓抗性的产生。同时，还需要加强蚊虫种群的监测和抗性机制的分析，以支持更精准的抗性管理措施。