面对人类的杀虫剂，蚊子进化出抗药性，攻克疟疾面临新挑战

　　在人类中肆虐的疟疾，是由疟原虫感染人类导致，而疟原虫是通过雌性蚊子叮咬而传播给人类，冈比亚按蚊是疟疾的主要传播者。

　　在过去20年里，青蒿素等抗疟疾药物的使用，以及经杀虫剂处理的蚊帐在疟疾流行地区的广泛发放，已大大降低了疟疾发病率，因此挽救了数百万人的生命。

　　而如今，疟原虫对青蒿素的抗药性开始出现，而携带疟原虫的蚊子对杀虫剂种的有效成分拟除虫菊酯也发展出了很强的抵抗力。如今，疟疾依然在肆虐，2017年非洲估计有2.19亿例疟疾病例，导致435000人死亡，因此，除了解决疟原虫的抗药性，研究蚊子对杀虫剂的抗药性同样迫切。

　　近日，英国利物浦热带医学院的研究人员在国际顶尖学术期刊Nature杂志上发表了题为：A sensory appendage protein protects malaria vectors from pyrethroids的研究论文。

　　这项研究发现，携带疟疾的蚊子的腿中进化出一种化学感应蛋白，使它们对用杀虫剂处理过的蚊帐具有抵抗力。这项研究为抗击疟疾等虫媒病带来了新思路，同时也表明，面对人类的追杀，蚊子没有束手就擒，而是通过进化为自己的生存而战。

　　作者分析了来自布基纳法索和科特迪瓦地区的冈比亚按蚊种群抗药性的基因表达谱，确定了多种新的抗药性机制，其中，通过高拟除虫菊酯电阻和低PBO（拟除虫菊酯网中含有胡椒基丁醚（PBO），是一种由细胞色素P450引起的代谢抗性的有效抑制剂，是细胞色素P450迄今为止最有效的抗性机制。通过阻止这种抗药性机制，PBO-拟除虫菊酯网可恢复对杀虫剂的敏感性，从而在新陈代谢抗药性盛行的地区减少疟疾病例）的协同筛选，发现有一种结合蛋白家族，即感觉性附肢蛋白（SAP2），在这些人群中特别高表达，而SAP2是化学感觉蛋白（CSP）家族的成员，CSP是一种仅在节肢动物中发现的可溶性蛋白，有研究证明拟除虫菊酯杀虫剂可以引起诱导CSP家族的成员产生。

　　研究过程：

　　1、验证CSP表达升高是否与拟除虫菊酯的抗药性相关：与对照组相比，具有拟除虫菊酯抗性的蚊子 SAP2和CSP6显著高表达。

　　2、确定了CSP在多个组织中的表达定位，这些区域是蚊子与蚊帐的主要接触点：腿，头和触角；主要的排毒组织：马氏小管和中肠；生殖器；腹部。

　　3、拟除虫菊酯是否可以诱导CSP基因型表达：暴露后4 h后， SAP2，SAP1、 CSP3、CSP4、CSP6和CSP1在多种组织（包括腿）中被诱导出现，而CSP4、CSP6和CSP1只在单个组织（腿）中被诱导。

　　4、反向验证：RNA干扰（RNAi）使这些蚊子的CSP沉默（沉默SAP2几乎完全恢复了对拟除虫菊酯溴氰菊酯的敏感性），然后将其分别暴露于杀虫剂（不同类型拟除虫菊酯，氨基甲酸酯和有机磷酸盐）中，试验证明，暴露于其他类别杀虫剂后，未观察到明显死亡率变化，表明该沉默CSP基因对拟除虫菊酯类杀虫剂具有特异性。

　　5、接下来逐个沉默CSP基因，发现，沉默其他CSP（SAP3、CSP4和CSP6等）对杀虫剂类别所导致的死亡率无影响，但沉默SAP2可以特异性影响拟除虫菊酯—溴氰菊酯所导致的死亡率，试验结果可以直接将这种蛋白质的功能与对杀虫剂的抗性联系起来。

　　6、为了确定化学感应蛋白是否充当了拟除虫菊酯结合蛋白，在大肠杆菌中异源表达了与SAP2密切相关的两个CSP（SAP1和SAP3），并使用荧光标记N-苯基-1-萘胺和一组杀虫剂（溴氰菊酯、氯菊酯和α-氯氰菊酯），将其组合并进行了竞争性结合测定：结果表明拟除虫菊酯与SAP2具有比其他SAP蛋白更高的特异性结合能力。

　　7、使用冈比亚按蚊（Anopheles gambiae）1000基因组计划的数据和进一步的从头测序，在基因水平处寻找特异性选择的证据：田间样品的纵向测序和来自野生物种的可用转录组数据表明，该机制已在西非的多个国家中选择，突出了其在田间环境中的相关性。

　　化学感应蛋白代表了以前未知的耐药性类别，这项发现为恢复按蚊对拟除虫菊酯的敏感性提供了新的机会，同时，SAP2与拟除虫菊酯具有高特异性，当SAP在蚊帐上时，它们会隔离拟除虫菊酯，后者会穿透蚊子表面，也许可以阻止杀虫剂通过促进其分解而对神经系统产生的毒性作用，这对将来确定化学感应蛋白在功能和空间上是否与其他抗性机制相互作用以及如何相互作用，以指导抗性管理策略的优化设计至关重要。

　　消除疟疾的道路仍然漫长，这项研究表明，面对人类的杀虫剂，它们没有束手就擒，二是发出了明确的信号：为生存而战。

　　尽管这项研究为扭转蚊子对杀虫剂的抗药性提供了希望，但它也凸显了这些蚊虫在逃避环境伤害等方面的熟练程度，按蚊在非洲存在的时间已超过上亿年，比人类和人类祖先存在的时间要长的多，显然，我们对蚊子对杀虫剂抗药性的理解还远远不够，继续深入研究并掌握其产生等的根本性机制才能有效应对不断变化的挑战。