杀虫剂抗性的亚致死效应

抗药性是疟疾控制的巨大威胁。一项新的研究表明,关于杀虫剂抗药性的坏消息可能没有我们想象的那么坏。

经杀虫剂处理的蚊帐仍然是我们控制疟疾的最重要工具之一按蚊携带疟疾寄生虫的蚊子。蚊帐工作得很好,因为它们的目标是蚊子,这些蚊子喜欢吃人,喜欢到室内叮咬和休息。这也意味着,我们可以用于控制它们的化学品种类有限。只有一类杀虫剂(拟除虫菊酯)获准用于蚊帐。对蚊帐中使用的化学物质的严格限制对于确保这些杀虫剂的安全非常重要,但这也造成了一个问题。密集使用一两类化学物质会迅速导致抗药性的演变,而我们可以转换使用的杀虫剂的数量非常少。令人不安的是,据报道,蚊子种群具有抗药性,被认为是安全的,可以在家中使用。

我们如何确定一个种群是否具有抗药性?杀虫剂抗性(有时缩写为IR)很难量化。杀虫剂的有效性取决于很多因素,但显然接触方法和持续时间是最重要的。为了使耐药性测量具有可比性世界卫生组织创造了一系列特异性分析.

WHO抗药性锥形试验装置。来自https://www.biogents.com/cms/website.php?id=/en/contract/test_protocols/cone_tests.htm
WHO抗药性锥形试验装置。来自https://www.biogents.com/cms/website.php?id=/en/contract/test_protocols/cone_tests.htm

这种标准化对于控制的实际操作非常重要,这种类型的信息用于设计阻力管理策略。如果一个种群的死亡率低于90%,则认为该种群具有抗药性。使用这些类型的标准化分析(以及伴随而来的对人群中抗性等位基因的鉴定)显示出广泛的耐药性,我们似乎正处于严重危机的边缘。这似乎只是一个问题,即我们用于控制的前线工具何时会无用。然而,这种悲观的评估依赖于一个简化的假设:暴露在外的幸存者将传播疟疾。如果他们没有呢?

这是什么Viana和他的同事们最近发表在《美国国家科学院院刊》上的一项研究问道。他们假设,尽管这些蚊子最初在接触拟除虫菊酯后幸存下来,但这种接触会降低这些幸存者的传播能力。他们结合生物分析和流行病学建模,确定了这些幸存者可能在多大程度上促进疟疾传播。

他们首先测量了不屈服于世卫组织锥形测试的蚊子的长期存活率。在本试验中,蚊子暴露于使用锥体的蚊帐3分钟。1小时后计数击倒,24小时后计数死亡率。

为了增加真实性,他们使用了三种不同的方法来暴露蚊子。A模拟了连续5晚试图吸血失败的雌鸟的暴露模式。暴露B模拟了一只不那么顽固的雌性,它试图每4天通过网吸血,但没有成功。最后一个暴露模式,C,从控制的角度模拟了最坏的情况:一只雌性成功地每四天通过处理过的蚊帐进食。

曝光模式。所有的雌性都是在生命的第4天接触到的。C组的雌鸟在暴露的过程中可以通过网在志愿者的手臂上进食。A组雌性在第5、6、7和8天再次暴露于治疗需要。B组女性于第8、12、16天再次暴露。C组的雌性在第9天和第13天再次暴露并通过网进食。
曝光模式。所有的雌性都是在生命的第4天接触到的。C组的雌鸟在暴露的过程中可以通过网在志愿者的手臂上进食。A组雌性在第5、6、7和8天再次暴露于治疗需要。B组女性于第8、12、16天再次暴露。C组的雌性在第9天和第13天再次暴露并通过网进食。

这两种耐药菌株的存活情况被追踪了好几天。24小时后,大部分耐药菌株仍存活(TOR菌株存活率高达40%,TIA菌株存活率高达97%)。然而,当对存活率进行超过40天的跟踪时,这些暴露在环境中的蚊子的存活率仍然比对照组(来自同一品系的蚊子在没有使用杀虫剂的情况下完成了整个测试)低得多。当这种延迟死亡效应与立即死亡流行病学模型相结合时,该模型表明,耐药人群可传播的传染性叮咬比例(一种传播潜力的衡量标准)减少了一半。换句话说,增加延迟的死亡率效应会导致产出,这表明即使对有抗药性的人群,使用经杀虫剂处理的蚊帐仍然可以实现控制。

这一切对我们的抵抗危机意味着什么?这并不意味着问题会消失。继续暴露部分抗性种群将选择进一步抗性。然而,它确实表明,IR可能不像我们以前认为的那样具有灾难性。我们的蚊帐可能会继续工作,即使它们不会立即杀死抵抗力强的雌性。这个消息可能会更好。这里假设一只活蚊子是一种活的媒介。这可能是因为,尽管存活下来的女性能够存活下来,但由于其他原因,她们传播疟疾的能力可能会降低。研究暴露的红外线的行为和能力的额外工作可以极大地提高我们对在这个新的耐药人群世界中传播的理解。

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