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登革热等蚊媒病毒威胁全球数十亿人,传统控蚊手段低效。研究人员开展强化不育昆虫技术(boosted SIT, sterile insects transmit biocide)田间试验,在留尼汪和西班牙使伊蚊成虫相对密度显著降低,且效果优于非强化 SIT,为蚊媒控制提供新路径。
论文解读
在全球范围内,伊蚊(Aedes mosquitoes)作为登革热病毒、基孔肯雅热病毒等虫媒病毒(arboviruses)的传播媒介,严重威胁着数十亿人的健康。传统的病媒控制工具,如化学杀虫剂喷洒、环境清理等,在应对伊蚊种群时往往面临效率低下、抗药性产生以及生态风险等问题。因此,开发更高效、可持续的控蚊技术成为公共卫生领域的迫切需求。在此背景下,强化不育昆虫技术(boosted sterile insect technique, boosted SIT)应运而生,该技术通过让辐照不育雄蚊携带生物杀灭剂(如吡丙醚 pyriproxyfen),在与野生雌蚊交配时不仅诱导不育(不育昆虫技术 SIT 效应),还能将生物杀灭剂传递至幼虫阶段,抑制其存活和蜕皮,从而实现对伊蚊种群的双重压制。
为验证 boosted SIT 在不同生态环境中的有效性,来自法国蒙彼利埃大学(Univ. Montpellier)、国际原子能机构(IAEA)等机构的研究人员,于 2021 年在热带气候的留尼汪岛(La Reunion)和地中海气候的西班牙巴伦西亚地区(Valencia Region)开展了三项田间试验。其中,留尼汪岛的试验针对埃及伊蚊(Aedes aegypti),西班牙的两项试验则针对白纹伊蚊(Aedes albopictus),均使用吡丙醚作为生物杀灭剂。研究结果表明,该技术在抑制伊蚊种群方面效果显著,相关成果发表于《Scientific Reports》。
研究方法
研究采用空间泊松模型(spatial Poisson model)分析蚊群相对密度,该模型通过构建邻域矩阵评估空间相关性,将空间随机效应分解为白噪声成分(如高产繁殖地的随机分布)和空间结构成分(如雌蚊迁入导致的种群趋势)。试验设置处理区与对照区,通过监测成虫和卵的密度变化,计算相对密度(处理区密度 / 对照区平均密度)和成功率(抑制率>80% 的陷阱比例)。此外,通过对比西班牙地区 2020 年、2021 年、2022 年使用非强化 SIT(non-boosted SIT)和 boosted SIT 的效果,评估技术差异。
研究结果
- 种群抑制效果
在留尼汪岛,埃及伊蚊成虫相对密度从 1.00 降至 0.09(95% 可信区间 [0.06, 0.15]),成功率为 0.43-0.71;白纹伊蚊成虫相对密度虽非主要目标,仍降至 0.41。在西班牙巴伦西亚的拉维利亚韦利亚(La Vilavella)和波利尼亚德克克(Polinyà de Xúquer),白纹伊蚊成虫相对密度分别降至 0.02 [0.01, 0.03] 和 0.11 [0.08, 0.16],成功率最高达 1.00。
- 与非强化 SIT 的对比
西班牙拉维利亚韦利亚地区的数据显示,2021 年使用 boosted SIT 时的卵相对密度(0.49)显著低于 2020 年(0.63)和 2022 年(0.75)的非强化 SIT,表明 boosted SIT 在抑制卵密度方面效果更优。
- 空间分布与影响因素
空间模型显示,成虫抑制成功率高于卵,可能与雌蚊迁入导致卵的再入侵有关。在留尼汪岛,埃及伊蚊幼虫主要栖息于小体积的瓦科阿树(Pandanus utilis)叶腋积水(<10 mL),而白纹伊蚊幼虫可利用更大容器(1.5-10 L),导致吡丙醚对后者的抑制效果较弱。西班牙地区因伊蚊繁殖地多为大体积容器(如鼓、池塘),需结合环境治理以提升 boosted SIT 效果。
研究结论与意义
本研究证实,boosted SIT 通过 “遗传不育 + 生物杀灭” 的双重机制,在热带和地中海城市环境中均能有效抑制伊蚊种群,且效果优于传统 SIT。其优势在于:在不育雄蚊与野生雄蚊比例较低时,吡丙醚可通过抑制幼虫发育避免种群补偿效应;当比例升高时,遗传不育成为主要压制因素,降低抗药性风险。此外,该技术对非目标物种(如留尼汪岛的白纹伊蚊)也有一定抑制作用,可能减少生态位空缺后的物种替代风险。研究为大规模应用 boosted SIT 奠定了基础,但其在不同地理和生态条件下的成本效益、长期抗药性监测及与其他控蚊技术(如沃尔巴克氏体技术)的整合,仍需进一步研究。这些成果为全球蚊媒疾病防控提供了创新策略,尤其为登革热、基孔肯雅热等流行区的可持续控蚊开辟了新方向。