雌性偏向的除虱药物耐受性与化合物亲脂性增强相关：以智利鲑鱼养殖海虱Caligus rogercresseyi为例

《Aquaculture Reports》：Female-biased tolerance to delousing treatments in the sea louse Caligus rogercresseyi increases with compound lipophilicity

　　

性别偏向的农药耐受性在节肢动物中日益受到关注，但其对水产养殖寄生虫管理的影响仍知之甚少。本研究评估了海虱Caligus rogercresseyi（一种海洋外寄生虫，也是鲑鱼养殖面临的主要挑战）的性别特异性抗寄生虫耐受性。研究人员分析了2018年至2026年间在智利南部开展的340项生物测定，将雄性和雌性海虱暴露于四种化学活性成分及一种植物配方，这些处理具有不同的作用机制和亲脂性。利用广义线性混合模型（GLMM）和剂量-反应分析，研究人员发现雌性 consistently 表现出低于雄性的死亡率，表明存在显著的性别依赖性易感性差异。对于甲基吡啶磷（azamethiphos）、溴氰菊酯（deltamethrin）和氯氰菊酯（cypermethrin）检测到显著的性别效应，而两种拟除虫菊酯均观察到显著的性别×浓度交互作用。性别特异性log-logistic模型进一步显示，在所有处理中，雌性表现出更高的半数有效浓度（EC50）和半数致死剂量（LD50）值。尽管EC50差异因化合物而异，但雌性LD50值在所有化合物中均显著更高，范围为雄性的1.6至3.7倍。有趣的是，最强的性别依赖性反应出现在亲脂性化合物中，而水溶性抗寄生虫药物在性别间的差异较小。研究结果强调了将性别作为耐药性监测和治疗评估中的一个因素纳入考量的重要性，这可能有助于改善鲑鱼养殖中海虱的管理策略。

论文解读：雌性偏向的除虱药物耐受性——Caligus rogercresseyi的性别差异与化合物亲脂性的关联

一、研究背景与问题

化学防治一直是农业、兽医和水产养殖系统中节肢动物害虫和寄生虫管理的主要策略。然而，农药的重复使用对暴露群体施加了强烈的选择压力，促使耐受性或抗性表型的出现，从而随时间降低处理效果。尽管农药抗性传统上从靶位点突变、增强的解毒代谢或降低的化合物渗透性等角度进行研究，但抗性的表型表达也可能受到生物性别的强烈影响。同一物种的雄性和雌性可能对同一化合物表现出不同的易感性水平，这表明农药耐受性不仅是群体水平性状，也是性别偏向的生理和调控表型。这对耐药性监测具有重要意义，因为偏向某一性别的采样策略或生物测定可能低估或高估群体的耐受状态。

在鲑鱼养殖领域，抗寄生虫耐药性是一个普遍挑战。北半球的Lepeophtheirus salmonis种群已对多种化疗药物产生抗性。在南半球，由Caligus rogercresseyi引起的鱼虱病已成为智利鲑鱼养殖可持续发展的主要卫生挑战之一。目前，该海虱主要通过浸浴或投喂方式进行化学控制，但这些处理伴随着动物福利、环境、经济和社会问题。更重要的是，这些化合物的密集使用已选择出耐除虱的海虱种群，降低了全球鲑鱼养殖中这些处理的效果。此前研究虽已提示C. rogercresseyi存在性别偏向的耐受性，但尚不清楚这种雌性偏向耐受性是否代表该物种对不同作用机制抗寄生虫化合物的普遍特征，还是仅限于特定处理。此外，以往研究依赖相对有限的数据集或单剂量生物测定，无法全面量化不同作用机制化合物间性别特异性易感性的差异。因此，本研究旨在确定C. rogercresseyi中雌性偏向的抗寄生虫耐受性是否在不同作用机制的化合物间普遍存在。

二、研究内容与结论

研究人员分析了2018年至2026年间在智利南部开展的340项生物测定，覆盖Los Lagos、Aysén和Magallanes三个大区的61个养殖场，最终有效数据集包含279项生物测定。将雄性和雌性海虱暴露于五种处理：azamethiphos（亲水性有机磷酸酯，抑制乙酰胆碱酯酶活性）、deltamethrin和cypermethrin（疏水性拟除虫菊酯，干扰无脊椎动物神经系统的电压门控钠通道）、hydrogen peroxide（H?O?）以及Lyptus Plus?（植物精油混合物配方）。通过广义线性混合模型（GLMM）和剂量-反应分析，研究发现雌性在所有处理中一致表现出低于雄性的死亡率。azamethiphos、deltamethrin和cypermethrin检测到显著的性别效应，两种拟除虫菊酯均观察到显著的性别×浓度交互作用。性别特异性log-logistic模型显示，雌性在所有处理中均表现出更高的EC₅₀和LD₅₀值。LD₅₀的雌雄比从hydrogen peroxide的1.63倍到cypermethrin的3.67倍不等，最强的性别依赖性差异出现在亲脂性化合物中。这些结果表明，雌性偏向的抗寄生虫耐受性是C. rogercresseyi的一致模式，其幅度取决于化合物，且亲脂性化合物的性别差异最为显著。该研究的重要意义在于强调将性别作为耐药性监测和治疗评估中的因素，可能有助于改善鲑鱼养殖中海虱的管理策略。

三、关键技术方法

本研究采用的主要技术方法包括：海虱采集自智利南部Los Lagos、Aysén和Magallanes地区商业养殖中心的Atlantic salmon（Salmo salar），2018至2026年间在61个养殖场进行采样，每项生物测定至少采集300只寄生虫，运至IFOP实验室后按SEARCH标准评估活力，形态学鉴定性别。生物测定采用标准化浓度梯度暴露方案，azamethiphos、deltamethrin和cypermethrin遵循IFOP扩展易感性测试协议，hydrogen peroxide和Lyptus Plus?按相应浓度梯度处理，暴露后24小时评估寄生虫状态。统计分析使用广义线性混合模型（GLMM），以死亡率为二项响应，浓度、性别及其交互作用为固定效应，宏区、街区（barrio）和生物测定身份为随机效应，采用glmmTMB包拟合。剂量-反应分析使用drc包拟合两参数log-logistic模型，分别估计EC₅₀（以濒死加死亡为受影响个体）和LD₅₀（仅以死亡为死亡事件），通过delta法计算95%置信区间并进行性别间配对比较。

四、研究结果

4.1 生物测定地理分布与数据概况

340项生物测定分布于智利南部主要生产区域，但采样强度不均。排除对照死亡率超过20%的无效测定后，最终数据集包含279项生物测定：azamethiphos（n=80）、deltamethrin（n=63）、cypermethrin（n=40）、Lyptus Plus?（n=32）和hydrogen peroxide（n=64）。azamethiphos和deltamethrin在各街区中代表性最一致，Lyptus Plus?空间分布更受限。

4.2 性别依赖性死亡率分析

GLMM分析显示，各处理中雌性总体死亡率低于雄性，尤其在中等和高浓度下。azamethiphos中，雄性在可比浓度下的死亡几率比雌性高42%（P=0.0193），但性别×浓度交互作用不显著。deltamethrin中，雄性死亡几率高86%（P<0.001），交互作用显著（OR=1.39，P<0.001）。cypermethrin中，雄性效应显著（OR=1.46，P=0.0339），交互作用显著（OR=1.48，P<0.001）。Lyptus Plus?和hydrogen peroxide的各项评估均未达统计显著。

4.3 剂量-反应模型估计

EC₅₀估计中，雌性在所有化合物中均高于雄性，但仅deltamethrin、cypermethrin和hydrogen peroxide差异显著。LD₅₀估计中，雌性在所有五种处理中均显著高于雄性。雌雄LD₅₀比值显示最强差异为cypermethrin（3.67倍），其次为deltamethrin（3.05倍）、Lyptus Plus?（2.82倍）、azamethiphos（1.71倍）和hydrogen peroxide（1.63倍）。

五、讨论与结论

讨论部分指出，雌性偏向耐受性的幅度因化合物而异，最强的性别依赖性反应出现在亲脂性化合物中，而水溶性抗寄生虫药物差异较小。这可能与性别特异性生理和分子特征有关，包括解毒能力、脂质代谢和卵黄蛋白原（vitellogenin，Vtg）介导的过程。C. rogercresseyi雌性表现出更高的解毒蛋白表达水平，且雌性具有更高的脂质代谢以供应繁殖和卵黄发生所需能量。亲脂性化合物可能积累于富含脂质的区室中，Vtg作为多功能脂糖蛋白可能在雌性中差异调节亲脂性化合物的生物利用度。研究还推测Vtg-化合物复合物在卵黄发生过程中转移至卵母细胞，可能产生胚胎毒性效应。

结论部分翻译：本研究提供了大规模证据表明C. rogercresseyi的抗寄生虫易感性持续受到性别影响。在所有评估的处理中，雌性表现出较低的死亡率和较高的EC₅₀和LD₅₀值。然而，这种雌性偏向耐受性的幅度因化合物而异，且对亲脂性化合物最强。这些结果表明，性别特异性生理和分子特征（可能涉及解毒途径、脂质代谢和卵黄蛋白原介导的过程）可能调节抗寄生虫药物的生物利用度和毒性。雌性（尤其是生殖活跃个体）的优先存活可能促进处理后种群恢复，并影响抗寄生虫耐受性的进化和传播。尽管当前易感性监测计划已记录性别，未来的生物测定应进一步区分怀卵和非怀卵雌性，以帮助确定雌性偏向耐受性是否与卵黄发生、脂质分配或其他生殖生理变化相关。