邱星輝研究組揭示媒介伊蚊抗藥性分子機製

伊蚊 (埃及伊蚊和白紋伊蚊) 是登革、基孔肯雅以及寨卡病毒的傳播媒介。自2014年廣東省大規模暴發流行登革熱疫情以來,我國登革熱報告病例數和報告地區數明顯升高。近期我國南方個別城市發生基孔肯雅熱輸入疫情,並引發本地傳播。在缺乏針對性的治療藥物和疫苗的情況下,“滅蚊”是疫情應急處置的核心措施,但以化學防治為主的“滅蚊”行動,帶來了挑戰“滅蚊”有效性的殺蟲劑抗性問題,因此迫切需要加強伊蚊抗藥性監測和抗藥性機製的研究,通過“認識抗性”來實現對媒介伊蚊和蚊媒傳染病的精準控製。

必威精装版app西汉姆联 邱星輝研究組聯合北京市疾病預防控製中心開展了媒介伊蚊抗藥性分子機製的係列研究。通過對采自北京16個區的白紋伊蚊樣品鈉離子通道編碼基因測序分析,首次發現了可以導致擬除蟲菊酯殺蟲劑高水平抗性的V1016G突變。種群遺傳分析表明,抗性等位基因(1016G)的分布存在明顯的空間異質性,北京地區的白紋伊蚊共享同一種V1016G 抗性單倍型(圖1, Zhou et al.,2019)。

出乎預料地,在2017年北京通州運河公園采集的伊蚊樣品中發現了埃及伊蚊。值得注意的是,這些埃及伊蚊都攜帶含多位點突變(S989P + V1016G+ F1534C)、可導致對擬除蟲菊酯類殺蟲劑極高水平抗性(上千倍)的鈉離子通道等位基因(圖2)。基於4個基因的測序數據,推測這些埃及伊蚊來源於東南亞地區,並提出抗性基因突變有助於埃及伊蚊遠距離傳播擴散的假說。這一研究發現強調了在全球氣候變化以及日益增長的全球貿易和人口流動的大環境下,采取有效措施防範危險性害蟲遷移擴散的必要性(qiu et al.,2020)。

基於轉錄組分析,發現北京市白紋伊蚊野外種群的抗藥性與多個解毒酶基因的超量表達相關聯 (Zhou et al.,2024)。通過構建體外重組酶係,評估了細胞色素CYP9J26蛋白對六種常用殺蟲劑的代謝能力,並利用HPLC-MS/MS 技術對代謝產物的化學結構進行了解析。研究發現CYP9J26 能以底物依賴的催化反應機製代謝多種類型的殺蟲劑,包括雙硫磷、馬拉硫磷、殘殺威、氯菊酯和溴氰菊酯。利用GAL4/UAS 轉基因果蠅的生物測定結果顯示CYP9J26的超量表達顯著提升了果蠅對白紋伊蚊常用殺蟲劑的耐受性(Zhao et al.,2025)。該項研究在生物化學層麵揭示了CYP9J26對常用殺蟲劑的代謝活性與代謝途徑,用體內和體外實驗證據證明了CYP9J26在多種類型殺蟲劑抗性中發揮重要作用。

上述研究結果突破了對白紋伊蚊抗藥性機製的局限認識,為監測白紋伊蚊抗藥性提供了分子標記,為殺蟲劑的合理使用以實現白紋伊蚊的精準控製提供了決策依據。該研究得到了北京市自然科學基金麵上項目(52222020)、國家重點實驗室開放課題(IPM1812,IPM2305,SKLA2506)的資助。研究結果發表在International Journal of Biological Macromolecules、The Lancet Infectious Diseases等刊物

  相關文章鏈接:

1.Zhou X,Yang C,Liu N,Li M,Tong Y,Zeng X,Qiu X,2019. Knockdown resistance (kdr) mutations within seventeen field populations of Aedes albopictus from Beijing China: First report of a novel V1016G mutation and evolutionary origins of kdr haplotypes. Parasites & Vectors,12:180. https://doi.org/10.1186/s13071-019-3423-x

2.Qiu X,Liu N,Yang C,Zhou X. 2020. Aedes aegypti carrying triple kdr mutations in Beijing,China. The Lancet Infectious Diseases,20:170.  https://doi.org/10.1016/S1473-3099(19)30748-0

3.Zhou X,Li J,Ni R,Qiu X,Zhang Y,Tong Y,2024 Insecticide resistance in the filed populations of the Asian tiger mosquito Aedes albopictus in Beijing: resistance status and associated detoxification genes. Frontiers in Physiology,15: 1498313. https://doi.org/10.3389/fphys.2024.1498313

4.Zhao Y,Zhou X,Li M,Qiu X. 2025. Functional characterization of CYP9J26,a cytochrome P450 associated with insecticide resistance in the arbovirus vector Aedes albopictus. International Journal of Biological Macromolecules ,318: 145280. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.145280

圖1.白紋伊蚊鈉離子通道抗性等位基因的種群分布頻率(左)及單倍型係統進化樹(右)

圖2. 在埃及伊蚊樣品中發現的可導致高水平抗藥性的鈉離子通道基因三位點突變

圖3. 白紋伊蚊細胞色素P450 CYP9J26在多種殺蟲劑代謝和抗性中發揮重要作用

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