马拉硫磷对蚊子的致癌性研究：幼虫期暴露对成蚊转录组和组织学的影响

推荐：为评估马拉硫磷（malathion）对蚊子的潜在致癌性及生理影响，研究人员通过RNA-seq和组学技术分析幼虫期暴露于环境浓度马拉硫磷的埃及伊蚊（Aedes aegypti）成蚊。结果显示，虽未发现肿瘤性病变，但线粒体功能、能量代谢和解毒通路基因显著改变，雌蚊反应更强。该研究为理解杀虫剂亚致死效应及抗性演化机制提供了新视角。

　　

随着全球农药使用量在过去20年激增80%，有机磷杀虫剂马拉硫磷因其在疟疾和登革热防控中的广泛应用，成为生态毒理学关注焦点。尽管欧盟已禁用，其在发展中国家仍是蚊虫控制的核心手段。世界卫生组织(WHO)将其列为2A类人类致癌物，但其对非靶标生物如蚊子的长期效应尚不明确。尤其值得警惕的是，湿地生态系统中农药残留常超标，而作为疾病媒介的蚊子幼虫正发育于此。这引发关键科学问题：幼虫期暴露于亚致死浓度马拉硫磷，会否通过表观遗传调控影响成蚊的致癌风险或生理功能？

为解答这一问题，由法国蒙彼利埃大学等机构组成的研究团队在《Ecotoxicology and Environmental Safety》发表论文，采用多组学联用策略。研究者将埃及伊蚊（Bora Bora品系）幼虫暴露于0.03 mg/L马拉硫磷（接近LD₅₀
值0.065 mg/L），通过全转录组测序(RNA-seq)分析2周和3周龄成蚊基因表达谱，结合石蜡切片HES染色进行组织病理学评估。实验设计包含1250只个体，设置性别、年龄双因素对照，采用DESeq2进行差异表达分析，并通过GO和KEGG富集解析功能通路。

3.1 组织学未发现致癌证据
HES染色显示，暴露组与对照组均未出现肿瘤或癌前病变（如异型增生）。这与脊椎动物研究形成鲜明对比，可能反映昆虫生命周期短或进化形成的抗癌防御机制。

3.2 转录组揭示性别特异性响应
测序获得31.88-47.09百万条clean reads，比对率>93%。冗余分析(RDA)显示性别贡献71.16%表达变异，年龄和暴露分别占2.17%、1.29%。值得注意的是：

• 2周龄成蚊：雌雄均出现线粒体相关基因（如ATP合成酶亚基ATP5G1、复合体I成员NDUFS8）下调，TCA循环(IDH1)和氧化磷酸化通路受抑，提示能量代谢重编程。
• 3周龄雌蚊：68个基因上调，包括细胞骨架蛋白(ACT1)、气味结合蛋白(OBP25/39)和细胞色素P450(CYP9E2)。光转导通路(OPNLW/OPNSW)激活，可能影响宿主定位行为。

3.3 关键通路与抗性关联
KEGG分析显示：

• 解毒系统：雌蚊特异性上调CYP4G15等P450基因，与代谢抗性相关。
• 神经功能：嗅觉受体Orco和谷氨酸受体GRIK2表达改变，暗示神经毒性。
• 跨代效应：虽未直接测试，但组蛋白去甲基化酶Lsd1差异表达提示表观调控可能。

4.讨论与意义
这项研究首次系统评估马拉硫磷对蚊子的潜在致癌性，其创新性体现在三方面：

1. 生态毒理新认知：推翻"昆虫不患癌"的简单假设，证实即使短命生物也会经历复杂分子响应。线粒体功能抑制可能通过活性氧(ROS)积累加速衰老，这为理解杀虫剂间接影响种群动态提供线索。
2. 抗性预警：雌蚊持续高表达P450和OBP基因，提示在持续选择压力下，代谢抗性与行为适应（如趋避性改变）可能协同进化，这对设计交替用药策略至关重要。
3. 方法学突破：建立幼虫-成蚊跨发育阶段评估模型，比传统急性毒性试验更能反映实际生态风险。

局限在于未检测DNA损伤标记（如γ-H2AX），且3周观察期可能不足以捕捉潜伏期更长的效应。未来需结合蛋白质组和代谢组，验证转录变化的功能输出。这项研究为"One Health"框架下评估农药生态风险提供了范式转换——不仅要关注致死浓度，更需警惕亚致死浓度引发的适应性代价。