靶向选择性治疗中伊维菌素减少是否带来隐患？非靶标害蝇因伊维菌素降低而获益

《Entomologia Experimentalis et Applicata》：A Fly in the Ointment? Non-Target Fly Pest Benefits From Reduction in Ivermectin During Targeted Selective Treatment

　　

在畜牧业中，为防治胃肠道线虫而广泛使用抗线虫药，可能导致线虫产生遗传抗性，并对非靶标生物造成不利影响。对易感或已感染家畜实施靶向选择性治疗（TST），可使易感线虫在不含抗线虫药的粪便避难所中持续存在，从而减缓遗传抗性的形成。然而，考察TST对非靶标粪栖动物影响的研究仍然很少，尤其是在这些物种本身也是害虫时更是如此。研究人员在受控条件下，于5个TST水平（未处理粪饼比例递增：0.00、0.25、0.50、0.75和1.00）以及处理粪饼中伊维菌素浓度为125 ppb的条件下，测定了澳大利亚灌丛蝇（Musca vetustissima）的存活与繁殖输出。研究采用广义线性混合模型（GLMMs）检验伊维菌素暴露对F₀代成虫的致死效应，以及对F₁代蛹产量、F₁代成虫羽化和子代性比的影响。F₀代成虫死亡率在不同TST水平间无显著差异。然而，在中等和低TST水平下，F₁代蛹产量降低了77%–78%。当全部粪饼均含有伊维菌素时（TST = 0.00），未见任何蛹发育形成。由蛹羽化为F₁代成虫的比例在所有TST水平下均相同（约80%–90%羽化），提示伊维菌素的致死效应发生于蛹发育之前。无抗线虫药的TST避难所可能使灌丛蝇种群获益。然而，与胃肠道线虫的情况类似，维持易感个体的避难所也可能降低灌丛蝇种群中遗传抗性进化的风险。考察TST对其他非靶标物种的影响，对于确保胃肠道线虫管理综合策略的成功至关重要。

本文发表于《Entomologia Experimentalis et Applicata》，聚焦畜牧寄生虫防治中一个长期被忽视的生态学问题：在减少抗线虫药使用、以延缓胃肠道线虫抗药性进化的同时，是否会意外促进其他非靶标害虫的存活与繁殖。研究背景在于，农业系统中持续使用杀虫剂和兽药虽可抑制靶标害虫与寄生虫，但也会带来两类典型后果：其一是靶标种群遗传抗性不断积累，其二是对非靶标生物造成生态损伤。靶向选择性治疗（TST）作为综合虫害管理（IPM，integrated pest management，综合虫害管理）框架下的重要策略，其核心思想是仅对易感或感染风险高的家畜实施治疗，从而保留不含药物的“避难所（refugia）”，使易感基因型得以维持，减缓胃肠道线虫对抗线虫药的抗性演化。既往有关TST的研究主要集中在寄生线虫控制效果与抗性管理方面，而对非靶标粪栖动物的影响认识十分有限。更复杂的是，某些非靶标生物并非单纯“有益类群”，而本身也是牧场害虫。澳大利亚灌丛蝇（Musca vetustissima）正属于此类典型对象：它广泛分布于澳大利亚，能够在牛粪中繁殖，并对畜牧生产与人畜环境构成干扰。因此，该研究开展的现实意义在于厘清：在TST情景下，伊维菌素（ivermectin）减少究竟是否会为这种非靶标害蝇提供种群恢复空间。

为回答这一问题，研究人员在可控环境中构建了5个TST水平，即未处理粪饼所占比例分别为0.00、0.25、0.50、0.75和1.00，并将所有处理粪饼中的伊维菌素浓度统一设定为125 ppb，以模拟家畜处理后粪便中具有现实意义的残留水平。研究以澳大利亚西澳州Mardella一处奶牛场采集的灌丛蝇幼虫建立实验室种群，并以从未使用抗线虫药牛群的新鲜牛粪制备实验粪源。通过设置F₀代成虫产卵、F₁代幼虫发育、蛹形成和羽化等连续观察环节，研究人员评估了TST对害蝇种群统计学参数的影响。统计分析采用广义线性混合模型（GLMM，generalised linear mixed model，广义线性混合模型），并根据不同响应变量分别使用beta-binomial、负二项零膨胀及二项分布模型，控制时间区组与笼具类型等随机因素，以区分伊维菌素暴露对成虫生存、后代产生及性比结构的直接效应。

主要技术方法可概括为以下几方面：研究人员在28°C恒温、12:12 h明暗周期条件下进行7个时间区组重复实验；以野外采集幼虫建立实验室灌丛蝇种群，样本来源为西澳州Mardella未使用抗线虫药的奶牛场；将牛粪分为未处理组和添加125 ppb配方伊维菌素组，并按照5种TST比例组合成实验处理；以F₀代成虫存活率、F₁代蛹数量、F₁代羽化率和性比为主要指标；最后利用GLMM对不同TST水平的致死与繁殖效应进行统计检验。

在研究结果部分，论文首先报告了“3.1 Survival of F₀ Generation Adults”。该部分表明，尽管不同笼重复之间F₀代成虫存活比例存在一定波动，但统计模型显示TST水平对F₀代成虫存活并无显著影响。也就是说，在实验设定下，成虫阶段并未表现出因接触不同TST水平粪源而产生的明显死亡差异。这一结果说明，125 ppb配方伊维菌素在该实验窗口内对F₀代成虫的直接致死作用有限，至少不足以在成虫存活率上形成显著统计差异。

接着，“3.2 Production of F₁ Generation Pupae”揭示了论文最关键的发现。研究人员共回收3804枚F₁代蛹，但所有蛹均仅来自未处理粪饼，在任何处理粪饼中均未发现蛹。模型分析显示，TST水平对F₁代蛹数量具有显著影响，而笼内F₀代成虫数量本身并非显著解释变量；同时，TST水平与F₀代成虫数量之间也不存在显著交互作用。随着TST水平从0.00上升至1.00，预测的蛹产量约增加6倍。在所有粪饼均含伊维菌素的情况下，蛹完全不能形成；而在含有更多未处理粪饼的处理中，蛹产量明显上升。这说明伊维菌素减少会显著提高灌丛蝇后代形成能力，且主要效应发生在卵至幼虫发育直至蛹化之前的阶段。

“3.3 Emergence of F₁ Generation”进一步分析了蛹到成虫阶段的羽化情况。在已形成的3804枚蛹中，共有3525只成虫成功羽化。统计结果显示，TST水平对F₁代成虫羽化比例没有显著影响。换言之，只要个体已经成功发育到蛹阶段，其后续羽化成功率在不同TST处理间大体稳定，约为80%–90%。这一结果与前述发现共同构成清晰逻辑：伊维菌素的主要致死环节并不发生于蛹期，而更可能集中于更早的幼体发育阶段。

在“3.4 Sex Ratio of F₁ Adults”中，研究人员检验了TST是否改变后代性比结构。结果显示，F₁代雄蝇与雌蝇数量接近，TST水平对雌性后代比例无显著影响，性比未明显偏离50:50。由此可见，伊维菌素残留及TST比例的变化虽然强烈影响后代总量，却未改变存活后代的性别组成。

讨论部分围绕这些结果的生态学与管理学含义展开。研究人员指出，TST会通过增加无药物粪便避难所，显著提升灌丛蝇的总体繁殖输出，因此从非靶标害虫管理角度看，这可能是一种潜在副作用。论文同时强调，实验并未直接区分这种效应究竟源于雌蝇对处理粪便的产卵回避，还是源于幼虫在含药粪便中的死亡；不过根据实验中的非正式观察，处理粪饼上至少存在一定产卵现象，因此“完全由行为回避解释蛹缺失”这一说法并不充分。研究更支持的结论是，伊维菌素对灌丛蝇发育早期具有强致死作用。与此同时，论文也指出，实际牧场中灌丛蝇种群变化还会受到粪甲虫、捕食者、寄生蜂、种内竞争及环境条件等多种生态因子的共同调节，而本研究是在无种间竞争和捕食的可控条件下测定的直接效应，因此结果应理解为TST与伊维菌素对灌丛蝇种群统计特征的基础性影响，而非对野外生态结局的完整预测。

论文还提出了一个具有双重意义的观点：虽然TST可能增加灌丛蝇数量，但类似于其在线虫抗性管理中的作用，未处理粪便所保留的易感个体避难所，也可能延缓灌丛蝇对大环内酯类（macrocyclic lactones）等药剂抗性的进化。也就是说，TST可能在短期内为某些非靶标害虫提供繁殖机会，但从长期抗性治理视角看，又可能有助于延长有效活性成分的使用寿命。这一认识使TST的生态后果不再是简单的“利或弊”判断，而是需要放入更广义的综合虫害管理框架中进行平衡评估。

研究结论部分可译为：归根结底，TST在畜牧系统中的应用具有多方面益处。然而，必须重视其他非靶标害虫也可能因抗线虫药使用减少而受益。研究人员建议，未来研究应进一步探讨TST等可持续策略如何影响其他害虫物种及有益物种，并在可能情况下检验这些物种之间的潜在相互作用。这样将有助于畜牧生产者和农艺管理人员以更加平衡、信息更充分的综合虫害管理方式实施TST策略，并更有把握地评估其对多类害虫、有益生物及更广泛环境的潜在结果。

总体而言，这项研究的核心贡献在于首次以实验方式清晰证明：在125 ppb伊维菌素残留条件下，提高TST水平会显著增加澳大利亚灌丛蝇的繁殖成功，而对F₀代成虫存活、F₁代羽化率和性比无显著影响。该结果提示，针对胃肠道线虫而设计的药物减量策略，可能在非靶标害虫层面产生重要连带效应，因此TST的推广不应仅依据寄生虫控制指标，而应纳入更完整的生态系统与IPM评估框架。