上海白纹伊蚊对拟除虫菊酯类杀虫剂抗性监测及电压门控钠通道基因突变检测研究

《Parasites & Vectors》：Surveillance of pyrethroid resistance and detection of voltage-gated sodium channel gene mutations in Aedes albopictus populations from Shanghai, China

本研究针对上海地区白纹伊蚊(Aedes albopictus)对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性问题，通过接触筒生物测定法评估了12个行政区的抗性水平，并采用测序技术分析了电压门控钠通道(VGSC)基因的突变情况。研究发现上海地区白纹伊蚊普遍存在拟除虫菊酯抗性，其中F1534S突变频率高达84.71%。研究还建立了环介导等温扩增(LAMP)检测方法，为现场快速监测抗性提供了可靠工具。该研究为制定针对性的病媒控制策略提供了重要科学依据。

　　

在全球气候变化和人类活动日益频繁的背景下，蚊媒疾病的传播风险不断加剧。作为国际大都市的上海，面临着登革热等蚊媒传染病输入和本地传播的双重威胁。白纹伊蚊(Aedes albopictus)作为上海地区登革热的主要传播媒介，其防控效果直接关系到公共卫生安全。然而，长期大量使用拟除虫菊酯类杀虫剂导致了白纹伊蚊抗药性的产生，这已成为当前病媒控制工作中亟待解决的难题。

拟除虫菊酯类杀虫剂因其高效低毒的特点，一直是蚊虫控制的主要化学手段。但随着使用时间的延长，蚊虫逐渐产生了抗药性，其中电压门控钠通道(VGSC)基因突变引起的击倒抗性(knockdown resistance, kdr)是重要机制之一。这种突变会改变杀虫剂结合位点，降低蚊虫对拟除虫菊酯的敏感性。目前，关于上海地区白纹伊蚊抗性分布情况及分子机制的系统研究尚显不足。

为深入了解上海地区白纹伊蚊的抗性现状，钱坤等人开展了一项系统研究，论文发表在《Parasites & Vectors》期刊上。研究人员通过采集上海12个行政区的白纹伊蚊样本，采用接触筒生物测定法评估其对四种拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性水平，同时通过基因测序分析VGSC基因的突变情况，并建立了快速检测F1534S突变的环介导等温扩增(LAMP)方法。

主要技术方法

本研究采集了上海12个行政区的白纹伊蚊幼虫，在实验室条件下饲养至成虫后用于实验。采用世界卫生组织推荐的接触筒法进行杀虫剂敏感性检测，使用四种拟除虫菊酯类杀虫剂（溴氰菊酯、氯菊酯、高效氯氟氰菊酯、高效氯氰菊酯）在诊断剂量下进行暴露实验。通过PCR扩增和测序分析VGSC基因的1016、1532和1534位点突变情况。针对F1534S突变，设计了特异性LAMP引物，优化反应体系后建立快速检测方法。

研究结果

白纹伊蚊对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性

研究结果显示，上海地区白纹伊蚊对拟除虫菊酯类杀虫剂普遍存在抗性。除宝山区种群对高效氯氟氰菊酯表现为可能抗性（死亡率80.3%）外，其余所有地区种群对四种拟除虫菊酯均表现为确认抗性（死亡率<80%）。不同地区间抗性程度存在明显差异，其中崇明区对高效氯氟氰菊酯的死亡率最低，仅为6.32%，而徐汇区对氯菊酯的死亡率也低至6.33%。溴氰菊酯的抗性程度变异最大，死亡率从杨浦区的2.78%到宝山区的73.1%不等。

VGSC基因型的分布和频率

通过对255只成年白纹伊蚊的VGSC基因分析，研究发现三个关键位点存在突变：V1016G、I1532T和F1534S/C。总体而言，F1534S突变频率最高，达到84.71%，其次是V1016G（21.96%），I1532T较为罕见（1.57%）。F1534位点主要表现为S/S基因型（56.47%），其次是F/S杂合型（28.24%），野生型F/F仅占13.33%。值得注意的是，在部分区域还发现了罕见的F1534C和S1534C突变。

组合基因型分布

研究人员还分析了三个位点的组合基因型，共发现14种不同的基因型。其中G5基因型（V/V+I/I+S/S）最为常见，占总体的52.55%，在大多数地区都占主导地位。G4基因型（V/V+I/I+F/S）是第二常见的类型，占18.04%。野生型G1（V/V+I/I+F/F）仅占7.45%。不同地区间基因型分布存在明显差异，如崇明区以G1和G4为主，嘉定区G4和G8基因型频率较高，而静安区和金山区则表现出最大的基因型多样性。

LAMP引物设计和筛选

针对VGSC基因1534位点的F1534S突变，研究人员设计了特异性LAMP引物，并从20个候选引物中筛选出最优组合。引物设计覆盖了突变位点区域，确保了检测的特异性。

基于LAMP技术的F1534S突变快速检测

建立的LAMP检测方法采用羟基萘酚蓝(HNB)作为颜色指示剂，当扩增发生时反应液由紫色变为天蓝色。对20个野外样本的检测结果显示，所有含有S等位基因（F/S或S/S）的样本均出现蓝色变化，而野生型（F/F）样本和阴性对照保持紫色。检测结果与测序验证完全一致，证明了该方法的准确性和可靠性。

LAMP反应体系的优化

通过系统优化，确定了LAMP反应的最佳条件：Bst DNA聚合酶0.5 U/μl、dNTPs 0.8 mM、Mg²⁺ 3.00 mM、甜菜碱1.00 mM、FIP/BIP引物2.00μM、F3/B3引物0.40μM、HNB 0.8 mM，反应温度63°C，时间60分钟。这些优化条件确保了检测的灵敏度和特异性。

研究结论与意义

本研究系统揭示了上海地区白纹伊蚊对拟除虫菊酯类杀虫剂的普遍抗性现状，并深入分析了其分子机制。高频率的VGSC基因突变，特别是F1534S突变，是导致抗性产生的重要原因。这一发现不仅解释了田间抗性现象，也为抗性治理提供了分子靶点。

建立的LAMP检测方法具有快速、简便、成本低的特点，适合现场应用，可实现抗性的早期预警和监测。这一技术突破为病媒控制工作提供了实用工具，有助于及时调整杀虫剂使用策略，延缓抗性发展。

从公共卫生角度而言，本研究为上海乃至全国的病媒控制工作提供了重要科学依据。通过了解抗性的地理分布和分子基础，可以制定更加精准的控制策略，提高防控效果，降低蚊媒传染病传播风险。同时，研究方法和技术路线也可为其他地区的抗性监测工作提供借鉴。

该研究还为进一步探索抗性机制奠定了基础。未来研究可结合代谢抗性机制研究，全面了解白纹伊蚊的抗性形成途径，为开发新型杀虫剂和抗性治理策略提供更多线索。此外，长期监测抗性动态变化，对于评估控制措施效果、预测抗性发展趋势也具有重要意义。