病媒生物防治新技術(shù)研究進展*

陳 晨 劉 冰 高志丹 宋世佩 郝永建

(火箭軍疾病預(yù)防控制中心，北京 100071)

病媒生物是病媒生物性疾病傳播循環(huán)中非常重要的一環(huán)。我國39種法定報告?zhèn)魅静≈杏?3種由病媒生物傳播，約占每年傳染病發(fā)病總數(shù)的5%～10%，還有些病媒生物性傳染病沒有列入法定報告?zhèn)魅静〉姆秶鼈儗θ巳航】档奈：σ彩怯心抗捕?如萊姆病、恙蟲病、森林腦炎、新疆出血熱、巴爾通體病等(劉起勇等，2011)。病媒生物控制在日常防病和災(zāi)害救援中發(fā)揮了重要作用，其中的化學(xué)防治方法，因具有起效快、高效、簡便等特性，成為實際工作中采用的主要措施之一。由于長期大量使用化學(xué)農(nóng)藥造成了農(nóng)藥殘留、昆蟲抗藥性等問題,不但危及人類健康、造成環(huán)境污染、破壞生態(tài)平衡，而且影響了病媒生物防治工作的可持續(xù)發(fā)展。對此,近些年來業(yè)內(nèi)已經(jīng)或正在研發(fā)和推廣使用一些新型環(huán)境友好型防控技術(shù)與方法，正在引導(dǎo)病媒生物性疾病防控領(lǐng)域向著更加安全、低毒、微量、高效的方向發(fā)展(麻毅，2014)。

1 病媒生物防控傳統(tǒng)技術(shù)方法存在的問題

病媒生物綜合治理、可持續(xù)控制雖已是病媒控制工作人員的共識，但由于非化學(xué)方法起效慢,無法應(yīng)對突發(fā)疫情中需要短時間內(nèi)控制病媒生物的需求, 因此化學(xué)防治仍然在重大疫情處置、重大活動應(yīng)對等事件中發(fā)揮著病媒生物控制主要作用(孫錦程等，2014)。然而，以化學(xué)防治為主的病媒生物防控技術(shù)也引起了病媒生物抗性、環(huán)境污染、生態(tài)平衡破壞等問題。

1.1 抗藥性問題

化學(xué)藥劑因具有快速、高效的殺滅效果而被廣泛用于病媒生物控制。但化學(xué)藥劑的長期、過度使用造成了病媒生物產(chǎn)生抗藥性,進一步導(dǎo)致用藥量增加和抗性增強的惡性循環(huán)，人為增加病媒生物控制難度、環(huán)境污染等問題(吳治明，2013)。

1.2 藥物匱乏問題

在已經(jīng)登記的農(nóng)藥原藥中,衛(wèi)生殺蟲劑只占其中6%;在登記農(nóng)藥種類中,家用殺蟲劑占8.6%、防疫用殺蟲劑占2.0%,滅鼠毒餌僅占0.3%，目前的衛(wèi)生殺蟲劑尚不能滿足病媒生物應(yīng)急控制和日常防治的需求,需要加大開發(fā)研究的投入(劉聰云，2010)。

1.3 化學(xué)藥劑的安全問題

媒介生物防治工作中的衛(wèi)生殺蟲劑主要應(yīng)用在人類的生活環(huán)境,直接關(guān)系到人類健康和生命安全。然而,市場上仍然存在有禁止使用的急性劇毒鼠藥和高毒殺蟲劑的使用現(xiàn)象(王東，2012)。

1.4 藥物的管理和控制規(guī)范有待于完善

盡管各級各部門都對了殺蟲藥劑生產(chǎn)、運輸、銷售和使用的各個環(huán)節(jié)進行了規(guī)范，但仍存在有些PCO公司濫用殺蟲藥劑，行業(yè)間還存在不良競爭等不規(guī)范的行為，還需要加大宣傳，指導(dǎo)合理用藥，用藥頻率高、抗性高和數(shù)量較大的地區(qū)還沒有采用輪用、停用、混合用等辦法來降低抗性的發(fā)生與發(fā)展。

2 病媒生物防治新型生物技術(shù)

近年來，研發(fā)和推廣使用了一批新型環(huán)境友好型病媒生物防控技術(shù)與方法，尤其是綠色環(huán)保的生物防治技術(shù)在預(yù)防和控制媒介生物種群密度、減少病媒生物性疾病傳播方面，已經(jīng)顯示出較好的功效。生物防治新技術(shù)就是利用自然界各種有益生物或生物的代謝產(chǎn)物來防治病媒生物，控制其種群數(shù)量。目前生物防治中信息素誘導(dǎo)、植物源制劑、微生物制劑、天敵培育、轉(zhuǎn)基因構(gòu)建等生物防治技術(shù)受到人們的更多關(guān)注(李詠玲等，2010)。

2.1 信息素誘導(dǎo)防治病媒生物的研究

昆蟲性信息素,也叫性外激素,是昆蟲自身產(chǎn)生釋放到體外以引誘同種異性昆蟲去交配的化學(xué)物質(zhì),其化學(xué)結(jié)構(gòu)的高度復(fù)雜性和特殊性是昆蟲種間生殖隔離的重要保證,因此,不同昆蟲之間的性信息素相互不能替代,也不會引起混淆,這在昆蟲的區(qū)域性調(diào)查和誘殺防治等方面具有較大的實用價值(李詠玲等，2010)。目前,世界上已有多家公司生產(chǎn)多種昆蟲信息素的緩釋劑型、散發(fā)器和誘捕器,利用性引誘信息素直接誘殺成蟲。與化學(xué)殺蟲劑相比,性誘劑具有活性強,靈敏度高,專一性強,選擇性高,用法簡單,價格低廉,無毒無害,不污染環(huán)境,對人、畜、田地和作物無毒,無須直接噴施,長期使用不產(chǎn)生抗藥性等特點(范曉軍等，2010)。

2.2 植物源制劑防治病媒生物的研究

植物源制劑是是生物農(nóng)藥的一個重要種類，是利用植物各部分部分浸提或分離到的活性有效成分加工而成的制劑,施藥時與對應(yīng)受體結(jié)合，達到控制有害生物的效果。按其用途,可分為植物源殺蟲劑、殺菌劑和抗病毒劑等。與化學(xué)農(nóng)藥相比,植物源農(nóng)藥具有以下優(yōu)點:(1)具有多種生物活性,不僅有殺蟲活性,還兼有殺菌和刺激植物生長的活性;(2)對人畜及非靶標生物毒性低,在環(huán)境中降解快,低殘留,無污染;(3)病媒生物不易產(chǎn)生抗性;(4)原料較易得到,可就地取材,就地加工,使用成本較低。植物源制劑的作用方式有:對昆蟲具有毒殺、麻醉、引誘、忌避、干擾昆蟲正常行為和生長發(fā)育等,造成拒食、拒產(chǎn)卵、致畸、不育、抗蛻皮、破壞神經(jīng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)以及致死等(馬志卿等，2000)。

2.3 微生物制劑防治病媒生物的研究

微生物制劑是指利用正常微生物群生長繁殖來抑制致病菌或有害生物的制劑，目前開發(fā)研制最成功和應(yīng)用最有效的蚊蟲生物殺蟲劑是細菌制劑B.t.i和B.s,其適用于各種孳生水體的多種蚊幼蟲的防治(王美秀等，2000)。B.s制劑主要用于殺滅容器及小型積水中的淡色庫蚊和致倦庫蚊，不過與B.t.i相比,B.s對伊蚊幼蟲的防治效果較差,作用發(fā)揮較慢,更適用于受有機物污染的水體,但滅蚊持效期較長。此外，真菌類制劑也是有前途的蚊蟲微生物防治劑,其中的大鏈壺菌是最接近實際應(yīng)用的生物防治物之一。大鏈壺菌是兼性寄生真菌,既可在水生環(huán)境腐生生長,又可寄生于蚊幼蟲體內(nèi), 被認為是一種有希望的生物滅蚊劑(牟榮等，2003)。

2.4 利用病媒生物的天敵進行病媒生物防治

利用病媒生物的天敵進行病媒生物防治是指經(jīng)嚴格的評估、檢驗檢疫流程，以確保引入天敵后不增加傳染病流行幾率的前提下，向一個區(qū)域引入一種病媒生物的天敵(Landisetal.,2012)以達到防治病媒生物等效果。選定的天敵應(yīng)在網(wǎng)站上公開發(fā)布，并評估其存在的長期利益，而后批量生產(chǎn)后釋放。為使利用病媒生物的天敵進行病媒生物防治效率達到最高，天敵應(yīng)具備與病媒生物爭奪空間和破壞其棲息環(huán)境的能力，并且當病媒生物得到有效控制以后，其能按照自身發(fā)展獨立存在，而不影響生態(tài)環(huán)境(Follettetal.,2000)。

2.5 通過轉(zhuǎn)基因構(gòu)建進行病媒生物防治

利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)構(gòu)建“抗病媒生物轉(zhuǎn)基因生物的構(gòu)建”是生物技術(shù)研究的重點,目前已取得了長足進展。

藍藻作為一種最簡單原始的單細胞生物,廣泛存在于自然界的多種水體，是蚊幼蟲的食物之一。有學(xué)者將殺蚊幼基因如B.s.或B.t.晶體毒蛋白基因轉(zhuǎn)入藍藻中并獲得表達, 蚊蟲吸食此類藍藻后抑制了蚊蚴發(fā)育，起到了防治蚊蟲繁殖的效果。有學(xué)者選用絲狀固氮藍藻進行了轉(zhuǎn)基因工作,將Bs.晶體毒蛋白基因?qū)肫渲羞M行表達,實驗室證明具有明顯滅蚊毒效, 其表達能力及滅蚊毒效遠高于單細胞藻,顯示出良好的應(yīng)用前景(Wang，2007)。

近年來發(fā)展迅速的基因修飾技術(shù)來進行病媒生物防治被認為是具有較好應(yīng)用前景的方法，通過對防治對象進行基因干預(yù)而達到防治效果，現(xiàn)已發(fā)展了種群抑制、昆蟲不育、釋放攜帶致死基因的昆蟲等技術(shù)(Wangetal.，2013)。種群抑制技術(shù)：主要通過在目標蚊蟲種群中引入不育及致死基因的蚊蟲，從而引起目標種群的蚊蟲絕對數(shù)量減少，達到降低疾病流行的目的。昆蟲不育技術(shù)(SIT)：昆蟲不育技術(shù)主要通過釋放大量經(jīng)過電離輻射或其他方式處理的雄性蚊蟲到目標種群，該蚊種自然種群中雌性蚊蟲與釋放的無精子雄性蚊蟲交配后無法產(chǎn)生下一代，從而降低目標蚊蟲種群的數(shù)量(Klassen，2009)。利用昆蟲不育技術(shù)進行媒介防治的策略能否成功的關(guān)鍵在于釋放的雄性蚊蟲是否具備與雌性蚊蟲交配的能力，以及交配后雌性蚊蟲是否不再進行二次交配。

釋放攜帶致死基因的昆蟲技術(shù)： 釋放攜帶致死基因的昆蟲不同于傳統(tǒng)的不育昆蟲技術(shù)，其通過釋放攜帶優(yōu)勢死亡基因純合子的蚊蟲與野外蚊蟲交配產(chǎn)生后代，死亡基因即遺傳下去，能造成后代死亡，最終致種群減少(Blacketal.，2011)，目前該技術(shù)已在防治登革熱主要媒介之一的埃及伊蚊種群中取得了很好的研究進展，有學(xué)者分別在埃及伊蚊轉(zhuǎn)基因品系OX3545及OX3604C中通過基因重組技術(shù)導(dǎo)入雌蚊特異性飛行肌動蛋白阻斷基因，導(dǎo)致雌蚊不能飛行，從而影響其交配繁衍(Fuetal.，2010)。利用該技術(shù)在實驗室實現(xiàn)了通過一定比例雌雄蚊的釋放，可以在10～20周內(nèi)消除目標種群。近年來，學(xué)者通過分離、鑒定雌性蚊蟲特異飛行阻斷基因，發(fā)現(xiàn)在白紋伊蚊體內(nèi)也具備和埃及伊蚊類似的功能，可以利用釋放攜帶致死基因的昆蟲技術(shù)進行防治，由此可見，隨著研究的深入，此技術(shù)具有發(fā)展前景(Labbe GM，2012)。

3 展望

新型環(huán)境友好型病媒生物防控技術(shù)與方法具有無污染、無公害、不產(chǎn)生抗藥性,長效等優(yōu)點, 在可持續(xù)農(nóng)業(yè)模式中占有十分重要的地位，其逐步替代化學(xué)農(nóng)藥而成為防治病媒生物的主要手段已是必然趨勢。未來的病媒生物防治,必將更加重視自然因素的生態(tài)調(diào)控作用,充分發(fā)揮生物防治技術(shù)在病蟲害治理中的作用, 建立起可持續(xù)發(fā)展的病媒生物綜合治理體系,只有這樣才能更好控制蟲媒傳染病的發(fā)生。