评估新型杀虫剂氯氟氰菊酯(Chlorfenapyr)与吡丙醚(Pyriproxyfen)在贝宁控制虫媒病毒媒介蚊虫中的效用

《The Journal of Basic and Applied Zoology》:Efficacy of chlorfenapyr and pyriproxyfen in the control of arbovirus vectors in Benin

【字体: 时间:2026年02月17日 来源:The Journal of Basic and Applied Zoology 1.1

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  这篇综述评估了氯氟氰菊酯(Chlorfenapyr)和吡丙醚(Pyriproxyfen)这两种次世代杀虫剂以及含有这些成分的长效杀虫蚊帐(LLINs)对贝宁南部主要虫媒病毒(如登革热、寨卡等)媒介——埃及伊蚊(Aedes aegypti)和白纹伊蚊(Aedes albopictus)的有效性,为应对日益严重的拟除虫菊酯(pyrethroid)抗性提供了有前景的替代方案。

  

研究背景

虫媒病毒媒介蚊虫对杀虫剂的抗性是对虫媒病毒性疾病(如登革热、寨卡、基孔肯雅热和黄热病)有效控制的主要挑战。埃及伊蚊(Aedes aegypti)和白纹伊蚊(Aedes albopictus)是这些疾病的主要传播媒介。登革热是其中分布最广、影响最大的虫媒病毒病,其地理范围已从传统的亚洲和拉丁美洲流行区扩展到包括西非部分地区。例如,截至2024年,向世界卫生组织(WHO)报告的登革热病例已超过1460万,远超2023年的460万例。历史上,控制措施主要依赖拟除虫菊酯类杀虫剂,但蚊虫种群(尤其是伊蚊属)已广泛发展出对此类杀虫剂的抗性。这种抗性源于蚊虫体内的生理变化,如解毒酶的过度产生和杀虫剂作用靶点的突变。因此,探索拟除虫菊酯的替代杀虫化合物变得至关重要。本研究旨在评估主要虫媒病毒媒介对次世代杀虫剂,特别是氯氟氰菊酯(Chlorfenapyr)和吡丙醚(Pyriproxyfen)的抗性谱。氯氟氰菊酯是一种吡咯类杀虫剂,作为前杀虫剂在昆虫体内代谢活化,通过解偶联氧化磷酸化破坏线粒体功能,导致昆虫死亡。吡丙醚是一种昆虫生长调节剂,通过模拟保幼激素活性,干扰昆虫的正常发育、变态和繁殖过程。此外,制造商还开发了含有这些活性成分的长效杀虫蚊帐(LLINs),例如皇家卫士?(Royal Guard,含高效氯氟氰菊酯和吡丙醚)和拦截者G2?(Interceptor?G2,含高效氯氟氰菊酯和氯氟氰菊酯)。在贝宁,尚无关于伊蚊对这些新型工具敏感性状态的数据。本研究的结果对于公共卫生决策者了解抗性现状并据此设计循证的媒介控制策略至关重要。

研究方法

本研究在贝宁东南部的四个市镇进行:阿夫朗库(Avrankou)、伊方尼(Ifangni)、波多诺伏(Porto-Novo)和凯图(Kétou)。蚊虫通过诱卵器收集,并在实验室饲养至成虫阶段。直接使用野生种群和实验室敏感品系(Rockefeller)的埃及伊蚊和白纹伊蚊进行各项测试。
对氯氟氰菊酯和吡丙醚的敏感性测试
采用CDC瓶法评估蚊虫对氯氟氰菊酯的敏感性。用浓度为100 μg/mL的氯氟氰菊酯溶液涂覆瓶子,每物种(埃及伊蚊和白纹伊蚊)各100只(4个重复,每重复25只)2-5日龄成虫暴露于杀虫剂1小时。在暴露期间每隔15分钟记录击倒(KD)情况,并在暴露后72小时内每24小时评估死亡率。同样采用CDC瓶法评估吡丙醚的生殖抑制特性。瓶子预先用100 μg/mL的吡丙醚溶液处理。吸食兔血后的雌蚊暴露于吡丙醚,随后置于产卵室中,在168小时内监测吡丙醚的生殖抑制效果。
双活性成分长效杀虫蚊帐的生物效能评估
使用WHO锥筒法评估皇家卫士(Royal Guard)蚊帐的生物效能。从蚊帐不同侧面取样,暴露5只野生埃及伊蚊和白纹伊蚊成虫3分钟,然后在受控条件下记录60分钟后的击倒率和24小时后的死亡率。使用WHO隧道法评估拦截者G2?(Interceptor?G2)蚊帐的生物效能。标准拦截者?蚊帐(仅含高效氯氟氰菊酯)作为阳性对照,未处理蚊帐作为阴性对照。释放5-8日龄的饥饿雌蚊进入隧道,记录死亡率、叮血率和穿透率。
数据分析
对氯氟氰菊酯的敏感性根据WHO标准进行解释:24小时后死亡率在98%至100%之间为敏感,低于98%为疑似抗性,低于90%为确认抗性。蚊帐的生物效能根据WHO标准(KD60 ≥ 95%或功能死亡率 ≥ 80%为最佳效能)进行分析。产卵率计算为产卵雌蚊数占初始放入产卵室雌蚊总数的百分比。产卵抑制率计算公式为:[1-((处理组产卵率)/(对照组产卵率)) × 100]。通过比较处理组和对照组隧道中吸饱血的雌蚊比例来评估叮血抑制。使用R软件进行统计分析,图表使用GraphPad Prism 5制作。

研究结果

伊蚊对氯氟氰菊酯的死亡率
埃及伊蚊和白纹伊蚊均对氯氟氰菊酯表现出完全敏感性。对于埃及伊蚊,暴露后24小时,所有研究地点的死亡率均达到98%至100%(伊方尼98%,凯图99%,波多诺伏和阿夫朗库均为100%)。48小时后,所有地点的死亡率均达到100%。同样,白纹伊蚊在暴露24小时后也记录了100%的死亡率。
吡丙醚对伊蚊产卵的抑制
暴露于100 μg/mL吡丙醚后,埃及伊蚊的产卵率在所有研究地点均显著降低,产卵抑制率在91.7%至99%之间。类似的结果在白纹伊蚊种群中也观察到,产卵率在0% (0–3.6) 至 6.1% (2.3–12.9) 之间,对应的产卵抑制率在93.7%至100%之间。
拦截者G2?蚊帐对伊蚊的生物效能
在隧道试验中,埃及伊蚊暴露于仅含高效氯氟氰菊酯的标准拦截者?蚊帐后,死亡率在1.1% (0–5.7) 至 32% (23–42.1) 之间。而暴露于拦截者G2?蚊帐(含高效氯氟氰菊酯和氯氟氰菊酯)后,死亡率显著提高至71% (61.1–79.6) 至 89.5% (81.5–94.8) 之间。对于白纹伊蚊,暴露于拦截者G2?蚊帐后的死亡率在73% (63.2–81.4) 至 92.2% (84.6–96.8) 之间。两种伊蚊暴露于拦截者G2?蚊帐后的死亡率无统计学显著差异。此外,与对照组蚊帐相比,两种媒介蚊虫暴露于拦截者G2?蚊帐后的穿透率(埃及伊蚊:5.3% (1.7–11.9) 至 15.6% (8.8–24.7);白纹伊蚊:3.1% (0.6–8.7) 至 15.9% (11.4–28.5))显著降低。叮血率也非常低,在暴露于拦截者G2?蚊帐的蚊虫中为3% (0.6–8.5) 至 8% (3.5–15.2),相当于在两种伊蚊种群中诱导了85.5%至96.5%的叮血抑制。
皇家卫士和拦截者G2?蚊帐的WHO锥筒法生物效能
在WHO锥筒试验中,皇家卫士蚊帐对敏感埃及伊蚊品系(Rockefeller)的击倒率为86.25%,而拦截者G2?蚊帐的击倒率为100%。暴露于皇家卫士蚊帐24小时后和72小时后的死亡率分别为85%和96.25%,而拦截者G2?蚊帐在24小时内达到100%死亡率。根据WHO效能标准(死亡率≥80%),两种蚊帐均表现出最佳效能。

讨论

杀虫剂抗性的出现是限制媒介控制干预措施有效性的主要挑战。本研究证实了两种主要虫媒病毒媒介(埃及伊蚊和白纹伊蚊)对氯氟氰菊酯的完全敏感性,尽管它们对大多数拟除虫菊酯表现出广泛抗性。氯氟氰菊酯的作用模式是通过其毒性代谢物解偶联氧化磷酸化,导致能量产生受损和最终死亡。吡丙醚作为一种昆虫生长调节剂,通过模拟保幼激素,显著抑制了两种伊蚊的产卵,抑制率高。这些发现与其他国家的研究结果一致,确认了这些次世代杀虫剂在贝宁对抗伊蚊的有效性。研究还观察到,暴露于拦截者G2?蚊帐的蚊虫叮血率很低,这表明该蚊帐对于具有内食性和夜间活动倾向的伊蚊种群(尽管伊蚊主要是昼间活动)可能有效。在布基纳法索、坦桑尼亚、喀麦隆和贝宁等地的疟疾媒介(冈比亚按蚊)研究中也报告了类似的高效性。
然而,需要认识到本研究的局限性。研究仅在贝宁东南部的四个市镇进行,限制了结果在全国范围内的普遍性。此外,研究是在单一时期内进行的,没有考虑伊蚊对这些杀虫剂抗性谱的时间变化。更重要的是,埃及伊蚊和白纹伊蚊主要是白天叮咬的物种,活动高峰在清晨和傍晚,这限制了主要为夜间使用而设计的长效杀虫蚊帐的直接保护效果。尽管如此,隧道试验中观察到的高死亡率和叮血抑制表明,这些蚊帐可能通过针对在室内栖息或表现出内食性和内栖性行为的家周种群,间接有助于伊蚊控制。因此,长效杀虫蚊帐可以作为现有干预措施(如幼虫源管理、环境整治和空间喷洒)的补充,整合到综合媒介管理框架中。但其效果可能因环境而异,在以外食性或外栖性伊蚊种群为主的环境中,效果可能会降低。

结论

本研究证明了氯氟氰菊酯作为管理对拟除虫菊酯产生抗性的伊蚊种群的有前景的候选药物的有效性。吡丙醚在破坏卵发育、从而显著减少伊蚊产卵方面也显示出强大的潜力。结合了拟除虫菊酯(高效氯氟氰菊酯)和氯氟氰菊酯的拦截者G2?蚊帐,不仅对疟疾媒介有效,而且对负责虫媒病毒传播的伊蚊物种也证明有效。这些工具可作为虫媒病毒媒介控制策略中有价值的组成部分。
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