随着全球气候变化和人口流动加剧,蚊媒疾病如疟疾(malaria)、登革热(dengue)、基孔肯雅热(chikungunya)、寨卡病毒(Zika)及黄热病(yellow fever)的传播风险持续攀升,成为国际公共卫生的重要挑战。传统合成杀虫剂(如拟除虫菊酯类)因蚊虫耐药性日益严重而效力下降,亟需开发新型环保替代方案。在此背景下,植物源驱避剂因其天然特性备受关注,但其持久性差、挥发性强等问题限制了实际应用。为突破这一瓶颈,研究人员将目光投向昆虫衍生成分,探索其作为佐剂(adjuvant)增强植物驱避剂效能的潜力。
本研究聚焦于三种昆虫油脂——沙漠蝗(Schistocerca gregaria)、差翅蟋螽(Ruspolia differens)和白蚁(Macrotermesspp.),将其与常见植物精油(如香茅油Cymbopogon nardus)复配,系统评估其对三种主要病媒蚊(冈比亚按蚊Anopheles gambiae、埃及伊蚊Aedes aegypti和致倦库蚊Culex quinquefasciatus)的驱避效果。研究团队通过人体试验测定完全保护时间(Complete Protection Time, CPT),并利用挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds, VOCs)分析技术追踪药剂在皮肤表面的残留动态,旨在揭示昆虫油脂延长驱避活性的作用机制。
关键实验方法
研究采用志愿者手臂暴露试验法,直接观察蚊虫攻击行为以确定CPT;通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析处理皮肤表面的VOCs成分及滞留时间;昆虫油脂通过冷压法从虫体提取,并与植物精油按比例(如1:1)乳化复配。
研究结果
1. 昆虫油脂显著提升驱避剂持久性
复配剂CPT较单一植物精油组翻倍,其中Macrotermes油与香茅油1:1组合效果最优,对An. gambiae、Ae. aegypti和Cx. quinquefasciatus的CPT分别达3.50 h、2.56 h和2.81 h,与20% DEET(避蚊胺)在前3.5 h内效果相当。
2. VOCs滞留量增加3倍
复配剂处理组皮肤表面的VOCs总量为植物精油单独使用的3倍,关键长效成分如乙酸香叶酯(geranyl acetate)、乙酸香茅酯(citronellyl acetate)和丙酸香叶酯(geranyl propanoate)在皮肤上滞留时间超过180分钟,证实昆虫油脂通过延缓挥发延长驱避活性。
3. Macrotermes油脂表现卓越
在白蚁油脂中鉴定出多种萜烯类化合物,其与植物精油的协同效应最强,可能与其特殊的脂肪酸组成和缓释特性相关。
结论与意义
该研究首次系统证实昆虫油脂作为佐剂可有效提升植物驱避剂的持久性与效能,尤其Macrotermes油脂复配剂在抵御多种蚊媒疾病载体方面展现出媲美DEET的潜力。VOCs分析从化学角度揭示了昆虫油脂通过“锁住”活性成分延缓挥发的机制,为开发低环境负荷、高依从性的天然驱避剂提供了新思路。相关成果发表于《Scientific Reports》,对应对杀虫剂耐药性危机、推动可持续病媒防控策略具有重要实践价值。