基于RNA-seq技术解析哥伦比亚锥蝽对拟除虫菊酯抗性的新型分子机制

本研究针对哥伦比亚地区重要病媒昆虫Triatoma dimidiata对拟除虫菊酯类杀虫剂（如λ-氯氟氰菊酯和溴氰菊酯）产生的抗性问题，通过RNA-seq转录组分析结合代谢酶活性检测和电压门控钠通道基因（vgsc）测序，首次系统揭示了该虫抗性发展的分子机制。研究发现抗性种群中解毒酶（GST/MFO/EST）活性显著升高，线粒体电子传递链基因表达异常，同时鉴定出肌肉组织相关基因TITIN等新型抗性相关靶点。该成果为优化恰加斯病媒介控制策略提供了关键理论依据。

　　

在拉丁美洲的农村地区，一种名为锥蝽的吸血昆虫正悄然引发公共卫生危机。这些其貌不扬的虫子携带克氏锥虫（Trypanosoma cruzi），是导致恰加斯病（又称美洲锥虫病）的主要传播媒介。尽管拟除虫菊酯类杀虫剂长期作为防控利器，但近年来在哥伦比亚等地的田间监测中，锥蝽种群开始表现出令人担忧的抗药性迹象。更棘手的是，与蚊虫等快速繁殖的媒介不同，锥蝽生命周期长、繁殖率低，理论上不易产生抗性，这使得其抗性机制的研究更具挑战性。

为破解这一难题，来自哥伦比亚安蒂奥基亚大学的研究团队选取当地重要病媒物种Triatoma dimidiata为研究对象，在《Current Research in Insect Science》发表了突破性成果。研究人员通过构建实验室敏感品系与田间抗性种群的对比模型，结合多组学技术，首次系统揭示了该物种对λ-氯氟氰菊酯和溴氰菊酯的抗性发展规律及其分子基础。

研究团队运用了三大关键技术：首先采用WHO标准生物测定法评估田间种群（F₁）和实验室压力筛选种群（Lab-P-L）的抗性水平；其次通过生化酶活检测分析代谢抗性相关酶系（包括GST、MFO、EST等）；最后整合RNA-seq转录组测序和vgsc基因靶向测序，全面解析抗性分子特征。样本来源于哥伦比亚博亚卡省Socotá地区2017-2021年采集的种群。

在抗性特征解析方面，研究获得了一系列重要发现：
3.1. 锥蝽在F1代即获得杀虫剂抗性
通过计算抗性比率（RR₅₀），发现田间种群对λ-氯氟氰菊酯的抗性在F₁代即达1.95倍，经杀虫剂压力筛选后F₂代升至2.87倍，表明抗性可快速形成。

3.2. 抗性锥蝽种群中解毒酶活性增强
生化检测显示抗性个体中谷胱甘肽-S-转移酶（GST）、多功能氧化酶（MFO）和酯酶（EST）活性显著升高，其中α-EST活性与抗性水平呈正相关。

3.3. 抗性种群未出现vgsc基因经典突变
对钠通道基因II区段（含杀虫剂结合位点）测序发现，存活个体未携带已知的L925I或L1014F等"击倒抗性"（kdr）突变，提示存在新型抗性机制。

3.4. RNA-seq揭示抗性相关关键通路
转录组分析鉴定出398个差异表达基因，主要涉及：

• 电子传递链复合体：细胞色素c氧化酶（COX1）等线粒体基因显著上调
• 表皮基因：几丁质合成相关基因（CU15等）普遍下调
• 肌肉基因：肌联蛋白（TITIN）表达量增加8.5倍
• ABC转运蛋白：ABCG亚家族成员表达受抑制
• 代谢抗性相关基因：CYP307A1等P450基因特异性上调

在讨论环节，研究者指出这些发现具有三重意义：其一，线粒体能量代谢重编程可能是应对杀虫剂氧化应激的新策略；其二，TITIN蛋白的过度表达可能通过增强肌肉收缩力来抵抗拟除虫菊酯的麻痹效应；其三，表皮结构重塑与ABC转运蛋白下调共同构成了物理屏障防御系统。尤为重要的是，该研究首次在锥蝽中发现这种"代谢-结构"复合抗性模式，打破了传统认为锥蝽仅通过靶标突变产生抗性的认知局限。

这项研究为恰加斯病流行区制定精准防控策略提供了分子靶点：建议对高抗性地区采用P450抑制剂（如胡椒基丁醚）与拟除虫菊酯的复配制剂，同时加强抗性监测网络建设。研究团队特别强调，鉴于锥蝽在哥伦比亚等地的生态替代现象（逐步取代Rhodnius prolixus成为优势种），这类基础研究对维持消除传播成果具有深远意义。未来研究将聚焦于关键基因（如TITIN和CYP307A1）的功能验证，以及开发基于RNA干扰的新型控制技术。