50 Hz电磁场（electromagnetic field, EMF）对感染Vairimorpha (Nosema) ceranae的意大利蜜蜂（Apis mellifera）工蜂血淋巴生化参数的影响

《The European Zoological Journal》：How EMF impacts sick bees: the effect of a 50?Hz electromagnetic field on the biochemical parameters of haemolymph in honeybee workers Apis mellifera infected with Vairimorpha (Nosema) ceranae

　　

作为传粉者，意大利蜜蜂（Apis mellifera）在生态系统中发挥着至关重要的作用，既造福人类也造福环境。现代养蜂业面临的主要挑战是蜂群损失，其成因往往尚未完全明确，因为蜜蜂面临的问题复杂且难以识别。现已确定，非生物因子（如杀虫剂、气候变化、饥饿、低频电磁场（electromagnetic field, EMF））与生物胁迫因子（病原体、寄生虫）之间的相互作用显著导致蜂群损失，并对意大利蜜蜂的免疫应答、代谢和认知功能等方面产生负面影响。这种多因子特性在微孢子虫性鼻孢子虫病（nosemosis）背景下尤为重要。由Vairimorpha ceranae感染引起的C型鼻孢子虫病是最常见的蜜蜂疾病之一，其症状隐匿、防控手段有限，可在蜂群中长期潜伏而无明显迹象；当额外胁迫因子出现时，会与V. ceranae感染产生协同作用，大幅提高死亡率，使原本看似无害的隐性感染迅速导致全群死亡。本研究观察到生化标志物发生显著变化，表明所研究因子在细胞层面影响了蜜蜂。暴露于50 Hz电磁场（EMF）对感染蜜蜂的影响不可预测：EMF与V. ceranae感染效应并非简单相加，有时呈拮抗（antagonistic）相互作用，此时EMF倾向于减弱感染效应，使血淋巴（haemolymph）中丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase, ALT）活性以及肌酐（creatinine）和尿酸（uric acid）水平等生化标志物更接近未感染对照组。研究结果表明，50 Hz EMF暴露可能对感染Vairimorpha ceranae的蜜蜂具有重要意义。

研究背景方面，意大利蜜蜂（Apis mellifera）作为关键传粉昆虫，对生态系统稳定和食物生产具有核心作用。当前蜂群下降常由多因子胁迫导致，单一因子影响微弱且难识别，新胁迫因子出现后可与原有因子协同并造成灾难性后果。生物因子如微孢子虫Vairimorpha ceranae（引起C型鼻孢子虫病（nosemosis type C））可长期潜伏，非生物因子如人为源电磁场（electromagnetic field, EMF）尤其是50 Hz工频场在高压线环境普遍存在，但EMF与蜜蜂疾病复合效应研究稀缺。已有研究提示50 Hz EMF会影响蜜蜂行为、血淋巴（haemolymph）解毒、抗氧化和营养参数，而物理因子EMF与化学因子新烟碱类并存时可中和彼此行为学效应；然而EMF与昆虫病原体的联合作用尚属空白。因此，研究人员在《The European Zoological Journal》发表该研究，旨在探明V. ceranae感染及50 Hz EMF单独与联合暴露对意大利蜜蜂工蜂血淋巴生化参数的影响。

主要关键技术方法上，研究人员于2024年从无Vairimorpha蜂群取21日龄封盖子，羽化后饲喂糖浆并分笼；蜜蜂出房后第2天以“浸泡法”接种100 000个V. ceranae孢子；实验设对照（C）、感染对照（I）、4个未感染EMF组（F1–F4）与4个感染加EMF组（F1-I–F4-I），EMF为50 Hz、场强5 kV/m与11.5 kV/m、暴露1 h与3 h；于感染后第2天和第6天采集约20只蜜蜂混合血淋巴，用Accent S-120及配套试剂测ALT、天冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase, AST）、γ-谷氨酰转移酶（gamma-glutamyltransferase, GGTP）、葡萄糖、总蛋白、甘油三酯、肌酐（creatinine）、尿酸（uric acid）；统计采用Shapiro–Wilk正态性检验、Kruskal–Wallis检验与Dunn事后检验并做Benjamini–Hochberg校正。

Results部分中，ALT活性显示：感染后第2天各组无显著差异；第6天感染对照（I）ALT显著低于未感染对照（C），F3-I与F4-I显著低于对应F3、F4，而F1-I、F2-I未进一步降低，说明EMF在感染背景下未加剧ALT下降，甚至把活性拉回接近健康水平。AST活性显示：第2天感染不改变AST，部分EMF组均值偏低；第6天所有感染组（I与F1-I至F4-I）AST显著高于C，同参数下未感染组显著低于感染组，但EMF组与各自对照无显著差异，提示感染后期能量与解毒需求上升。GGTP活性在第2天与第6天均无显著变化，表明至第6天低水平感染未扰动能参与外源物转运的GGTP相关通路。营养指标中，葡萄糖第6天F1-I显著低于F4-I但都不异于I；总蛋白各组长短期均大体稳定，仅第2天F4-I低于F1；甘油三酯第6天F2显著低于F2-I，其余组感染组均值偏高但无统计差异，说明营养储备与特定EMF参数交互复杂、无单一趋势。肌酐结果显示：第2天感染对照（I）显著高于C，是唯二日即变化的标志物，反映感染早期氧化/代谢应激；EMF未显著降低肌酐，感染组中F2-I、F3-I、F4-I均值低于I；第6天仅F4-I显著低于C。尿酸结果显示：第2天无差异；第6天I显著低于C，未感染EMF组均值略低，而感染EMF组（尤其F4-I）尿酸回升，EMF在感染蜂中抵消了感染导致的抗氧化物下降。

Discussion部分总结：研究人员指出ALT参与氨基酸与三羧酸循环（Krebs cycle）供能，V. ceranae作为专性寄生原虫发展慢，第6天才显ALT下降，而EMF使感染蜂ALT回升，可能利于恢复代谢与抗感染，属首次发现。AST升高被解释为感染后期能量需求、解毒系统激活或寄生代谢物清除增强，而非细胞崩解漏出，因ALT未同步升高。GGTP无变化说明50 Hz EMF与早期V. ceranae未触及该解毒酶。营养参数未随感染显著改变，归因于感染水平仍低且糖源充足；EMF对葡萄糖、蛋白、甘油三酯影响因参数而异，无清晰方向。肌酐作为非酶抗氧化物，感染第2天即升，EMF未如既往研究那样降低它，反在部分感染组略降，呈拮抗。尿酸同为非酶抗氧化物与解毒指标，感染第6天下降意味抗氧化能力受损，而EMF在感染组提升尿酸，部分或完全中和感染效应。整体而言，50 Hz EMF与V. ceranae不是简单相加，而是出现拮抗交互，使部分血淋巴标志物回靠未感染状态。

Conclusions部分翻译如下：本研究首次考察50 Hz电磁场（EMF）与病原体Vairimorpha ceranae对意大利蜜蜂工蜂的联合效应。为透彻理解两因子如何互作，研究人员分析了具有非特异效应且对蜜蜂功能具重要意义的多种生化指标。实验在实验室受控条件下进行，最大限度降低外源干扰，从而在隔离环境中观察直接效应。血淋巴生化标志物水平的变化证实，这些因子是在细胞层面而非整体个体层面影响蜜蜂，这由各因子单独及联合暴露后多类生化指标结果所支持。EMF对感染蜜蜂的效应复杂且不可预测，EMF与V. ceranae感染并非简单相加；某些情况下两因子呈拮抗（antagonistic）互作，因此EMF抵消感染效应，使所研究参数水平更接近未感染对照组。这些发现提示EMF暴露与意大利蜜蜂工蜂V. ceranae感染发展间可能存在关联。50 Hz EMF暴露对正应对Vairimorpha ceranae感染的蜜蜂可能尤其重要，值得在未来田间研究中进一步探究。