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心理:昆虫学杂志》上
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心理:昆虫学杂志》上/2018年/文章

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体积 2018年 |文章的ID 7814643 | https://doi.org/10.1155/2018/7814643

Prabhakargouda b·帕蒂尔、凯文·j·戈尔曼Shaibal k Dasgupta k . v . Seshu Reddy Shirish r . Barwale乌莎·b·泽尔,奔迈公司, ”自限性OX513A埃及伊蚊展示完整的对当前使用的杀虫化学相比印度野生型埃及伊蚊”,心理:昆虫学杂志》上, 卷。2018年, 文章的ID7814643, 7 页面, 2018年。 https://doi.org/10.1155/2018/7814643

自限性OX513A埃及伊蚊展示完整的对当前使用的杀虫化学相比印度野生型埃及伊蚊

Prabhakargouda b·帕蒂尔,1 凯文·j·戈尔曼,2 Shaibal k Dasgupta,1 k . v . Seshu Reddy,1 Shirish r . Barwale,1 和 乌莎·b·Zehr1

1Gangabishan Bhikulal投资和贸易有限公司(GBIT),邮政信箱76,Jalna-Aurangabad路,Dawalwadi, Badnapur, Jalna,印度马哈拉施特拉邦431 203

271 Oxitec有限,创新驱动,弥尔顿公园,阿宾顿,英国牛津郡OX14 4中移动

学术编辑器:大卫Roubik
收到了 2017年11月17日
接受 2018年3月22日
发表 2018年4月30日

文摘

OX513A埃及伊蚊是一个基因工程菌株携带自限性的基因。在好几个国家发现的有效性应变减少害虫埃及伊蚊人群。作为一个组件与印度有关的生物安全评估环境,OX513A和两个印度野生型Ae。蚊菌株(从奥兰加巴德和德里)检测对在印度一系列常用的杀虫剂,如滴滴涕(DDT)、马拉硫磷、溴氰菊酯、氯菊酯使用世界卫生组织(世卫组织)测试套件和遵照世卫组织的标准测试程序。击倒时间(KDT)对所有化合物测定分别对男性和女性成人的三个蚊子菌株。结果表明,成年人的OX513A、奥兰加巴德和德里菌株耐DDT,收益率死亡率为90.9,87.4,和70.1和44.4%,3.0,分别为6.0%,成人男性和女性。相反,成人的所有三个菌株被发现是容易马拉松,溴氰菊酯、氯菊酯,表现出死亡率在98年和100%之间。磁化率的大小,基于KDT50OX513A应变值,是更大,比野生型菌株Ae。蚊所有杀虫剂进行测试。结果证实,除了历史抵抗DDT, OX513A保留了完整的敏感性这些常用的化合物和展品反应类似于那些受到印度野生型菌株。

1。介绍

埃及伊蚊(林奈)是一个cosmotropical蚊子在最近几十年已经成为最重要的一个向量负责传播一些传染性病毒性疾病包括登革热、基孔肯雅热,Zika病毒(1,2]。登革热特别是一直由于其全球关注的范围和规模快速扩张。目前,有超过25亿人生活在dengue-risk地区,每年大约有1亿新发病例发生3]。多达三分之一的疑似病例是发生在印度,尽管区域内普遍漏报了流行病学评估。印度“国家媒介传播疾病控制项目”(NVBDCP)报告近100000证实2015年登革热病例,导致220人死亡。2017年,全国形势似乎同样严重与129329例和200例死亡(11月12日http://nvbdcp.gov.in/den-cd.html)。世界卫生组织(WHO)宣布,由于缺乏有效的治疗治疗登革热的疾病缓解是矢量控制的最有效手段。矢量管理策略迄今为止不到完全有效,很大程度上依赖杀虫剂应用程序试图减少当地蚊子大量疾病传播阈值以下。

强烈的选择压力由杀虫剂导致抗药性基因编码的发展。缺乏有效的选择推动所谓的农药跑步机综合症,即失去效力的响应是进一步提高应用效率和频率4]。最终的结果,这样的大规模和长期的杀虫剂使用在公共卫生领域,在许多地区是抵抗常用的产品几乎是无处不在,和矢量控制机构已经很大程度上无效的疾病缓解。

最近生物技术的进步导致了替代控制策略的发展Ae。蚊人群,第一次可以帮助抑制看似登革热发病率不断上升。其中一个方法,目前在多个国家进行实地评估涉及男性成人OX513A的释放,一种转基因作物伊蚊aegypti的所有个人携带一种自限性插入基因和标记基因。自限性的基因呈现OX513A男性和野生型女性之间的交配活动成功,超过95%的子代成年前死亡(5]。初步研究从开曼群岛、巴西和巴拿马报道重大和持续减少向量丰富,突出的潜力OX513A减少疾病传播率(6- - - - - -8]。

生物安全相关的一个方面,生物防治制剂的释放,包括OX513A,是否释放的应变等潜在有害的基因编码的杀虫剂耐药性。即使对昆虫释放的情况不能或不可能持续下去,至于OX513A,其固有的风险缓解对杀虫剂的敏感性是可取的,如果试图清楚他们发布环境的预期。早期的研究对交配的竞争力和生活史特征在印度实验室设置显示OX513A应变主要与野生型菌株Ae。蚊(9]。

这手稿报告的一项研究,调查了杀虫剂耐药性OX513A的概要文件Ae。蚊应变和应对两个相比,印度的野生型Ae。蚊菌株。这两个野生型Ae。蚊压力测试来自城市地区,奥兰加巴德和新德里地区;奥兰加巴德地区位于印度西部和新德里位于印度的北部地区。特别是向量蚊子的唯一可靠方法用于控制不仅在印度,也在世界范围内使用合成杀虫剂,施加选择压力随着时间的推移,最终导致抗药性的发展。在视图中,城市地区的两个野生型菌株用于平行OX513A应变测试杀虫敏感状态。

2。材料和方法

2.1。OX513A埃及伊蚊l

初始OX513A的发展Ae。蚊应变最初被永et al。5]。OX513A包含一个插入包含两种居多的遗传基因。首先,阻遏自限性组件带来致命的表型只有在不成熟的生命阶段。这包括tetO绑定域和最小启动子。基本启动子的表达产生少量的细胞蛋白(tTAV)结合tetO。TetO驱动器进一步启动子的表达,进而产生更多的tTAV。这个正反馈产生越来越多的tTAV成为有害的细胞功能,最终导致死亡的个体成年期之前。与之相反,在存在抑制因子(四环素)tTAV绑定tetO隔离,因此不可用。这排除了积极的反馈,只有良性,基底tTAV水平,生产。第二个组件是一个基因编码的荧光蛋白(DsRed2)。 DsRed2 is visible under a microscope equipped with specific filters (excitation of 510–550 nm and emission at 600 nm).

OX513AAe。蚊鸡蛋(Oxitec有限公司,英国)在2011年9月进口依照进口许可证(BT / BS / 17/328/2008-PID)国务院签发的生物技术(印度生物技术部),印度政府,新德里。循环的殖民地被维护在节肢动物控制II级实验室10]在受控环境条件下( °C, RH 70 - 80%, 12小时光周期)。包含30 OX513A幼虫饲养使用自来水μg / ml金霉素的浓度与食物提供每天减少过剩。出现后,成年人提供10%蔗糖溶液和产卵抑制萌发的论文。

2.2。野生型埃及伊蚊l

鸡蛋和成人阶段Ae。蚊收集从新德里(印度国家首都直辖区)和奥兰加巴德(马哈拉施特拉邦,印度)在2011年。现场收集的样本将ovitraps蛋收集收集和成人通过将BG哨兵陷阱。收集到的鸡蛋孵出在实验室和确认后在成人阶段识别键被Baraud [11]。这两个地区的菌株在受控环境条件下饲养和维护(27±2°C, RH 70 - 80%, 12小时光周期)和循环殖民地名叫德尔AWD新德里和奥兰加巴德,分别。幼虫饲养在自来水每毫升1幼虫的密度,提供“LIQUIFRY”(解释,英国)鱼的食物发展孵化后的第一天,随后美联储与地面Tetramin®鱼食(四、德国)直到蛹化,增加日常喂养政权。蛹形成是性感的手动根据大小和引入抚养成人的笼子里(30×30×30厘米)1:2比率(男:女)。出现后,成年人提供10%蔗糖溶液和产卵抑制萌发的论文。

2.3。杀虫剂

成年人的所有三个菌株进行了测试使用杀虫剂敏感性测试套件,与这种论文现在(矢量控制研究中心、理科大学、马来西亚)。歧视浓度、化合物和化学类(在括号中)4%滴滴涕(DDT)(有机氯);5%马拉松(有机磷);0.75%氯菊酯(拟除虫菊酯);和0.05%溴氰菊酯(拟除虫菊酯)。

2.4。生物分析

杀虫剂测试进行了2015年6月到2015年9月期间按照世卫组织生物测定过程中,使用敏感性测试套件对4 - 5天老麦芽糖的成年人(12]。测试杀虫剂敏感性对雄性和雌性蚊子的三个菌株为每个杀虫剂在同一天进行。用于生物分析的菌株是F11F8和F13代,OX513A AWD DEL菌株,分别。成年男性和女性分别进行评估和女性没有blood-fed。四个复制的20 - 25成年人被用于治疗组为对照组和三个复制的20 - 25成年人。Preimpregnated论文为对照组risella石油用于DDT,马拉松的橄榄油,硅油氯菊酯和溴氰菊酯。成年蚊子与累积暴露一段60分钟在5记录击倒- - - - - -分钟的间隔。根据世卫组织的建议,一只蚊子被认为是“推倒”如果是无法站立或飞以协调的方式或降至接触管的底部。曝光后,所有蚊子都被转移到控股管,美联储以10%蔗糖和死亡率记录24小时后。根据世卫组织的建议,一只蚊子被列为死亡如果是固定或无法忍受或飞以协调的方式12]。

2.5。统计分析

累计击倒观测记录杀虫剂暴露期间被probit统计分析软件SPSS版本21 (IBM公司,纽约,美国)确定击倒时间(KT10,KT50,KT99年)和95%置信区间。对于每一个实验,死亡率第一次修正控制死亡率控制死亡率> 5%13]。评估标准修正(如适用)死亡率如下:98 - 100%表示完整的易感性,<建议抵抗可能是98%,< 90%确认电阻的存在12]。皮尔逊卡方检验( )被用来估计拟合优度和线性回归( )是用来评估响应的线性度。除非另有说明,结果提交给一个小数位,至少有两个重要的数据统计分析。

3所示。结果

所有strain-compound击倒和死亡率数据展示在表组合1成人(男),表2(成年女性)和数字1。在暴露于4%浓度的有机氯杀虫剂,滴滴涕,50%击倒OX513A男性成年人在41.3分钟和24小时的死亡率为90.9%。这些值没有显著不同于那些AWD男性。尽管CI没有计算与DDT DEL击倒的男性,24小时死亡率(44.4%)明显低于其他两种病毒。对男性和女性的成人,击倒* (KDT50)对DDT OX513A 41.3和50分钟,分别和24小时死亡率值观察成年女性(70.1%)明显低于男性(90.9%)。以同样的方式,野生类型的女性也比男性表现出更大的宽容各自的压力。此外,24小时死亡率对DDT AWD和德尔女性(6.0%和3.0,分别地。)显著降低OX513A的女性。当评估对谁解释标准,DDT的数据足以证实阻力的存在在所有三个菌株。
杀虫剂(%)浓缩 应变 24小时死亡率(%)
均值±SE		 在几分钟内KDT(95%置信区间) 回归线 皮尔逊卡方检验 价值 易感性的地位
KDT10 KDT50 KDT99年 (df)
DDT 4% 牛(89) 90.9±1.8 17.6
(13.3 - -21.1)		 41.3
(37.2 - -46.8)		 194.0
(136.0 - -351.3)		 0.90 25.6 (10) 0.004 阻力可能
AWD (80) 87.4±5.4 34.7
(32.0 - -36.9)		 57.5
(54.4 - -61.9)		 143.5
(119.1 - -188.2)		 0.86 3.7 (10) 0.961 耐药
德尔(85) 44.4±12.8 55.6 320.2 7681.2 0.18 102.1 (10) < 0.0001 耐药
马拉松5% 牛(92) 100.0±0 22.7
(20.5 - -24.5)		 33.6
(32.0 - -35.3)		 68.9
(62.4 - -78.6)		 0.95 16.1 (10) 0.098 易受影响
AWD (92) 100.0±0 26.4
(18.7 - -30.8)		 38.1
(34.3 - -42.2)		 59.3
(52.7 - -72.7)		 0.88 109.0 (10) < 0.0001 易受影响
德尔(89) 100.0±0 25.5
(20.9 - -28.8)		 41.3
(38.1 - -44.9)		 99.2
(80.9 - -140.0)		 0.92 34.5 (10) < 0.0001 易受影响
溴氰菊酯0.05% 牛(99) 100.0±0 5.9
(4.7 - -6.9)		 8.7
(7.6 - -9.6)		 17.2
(14.8 - -22.1)		 0.34 21.7 (10) < 0.017 易受影响
AWD (97) 100.0±0 6.2
(5.4 - -6.8)		 8.6
(8.0 - -9.1)		 15.5
(14.1 - -17.7)		 0.33 2.6 (10) 0.989 易受影响
德尔(100) 100.0±0 9.6
(5.6 - -12.2)		 14.8
(11.4 - -17.5)		 32.6
(25.7 - -56.1)		 0.58 95.7 (10) < 0.0001 易受影响
氯菊酯0.75% 牛(100) 100.0±0 9.9
(8.1 - -11.0)		 12.5
(11.3 - -13.7)		 19.1
(16.7 - -25.1)		 0.42 31.9 (10) < 0.0001 易受影响
AWD (89) 100.0±0 7.6
(5.4 - -9.2)		 12.0
(10.2 - -13.7)		 27.9
(23.0 - -38.8)		 0.50 35.8 (10) < 0.0001 易受影响
德尔(96) 100.0±0 7.9
(4.8 - -10.4)		 15.4
(12.1 - -18.2)		 51.5
(39.1 - -84.6)		 0.80 69.3 (10) < 0.0001 易受影响
平均值的差异由相同的字母表示在行无意义的在0.05水平单向方差分析使用图基的 以及; CI不计算。
表1
死亡率和可拆卸的时间(KDT)男性成年人OX513A(牛)和野生型埃及伊蚊从奥兰加巴德(AWD)和德里(DEL)对诊断四个浓度合成杀虫剂。
杀虫剂(%)浓缩 应变 24小时死亡率(%)
均值±SE		 在几分钟内KDT(95%置信区间) 回归线 皮尔逊卡方检验 价值 易感性的地位
KDT10 KDT50 KDT99年 (df)
DDT 4% 牛(97) 70.1±5.2 32.5
(28.2 - -35.6)		 50.0
(46.9 - -54.2)		 109.3
(89.8 - -153.3)		 0.86 26.6 (10) 0.003 耐药
AWD (99) 3.0±2.0 - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - - - - - - -- - - - - - 耐药
德尔(100) 6.0±7.7 82.0 158.0 518.7 0.23 22.3 (10) 0.014 耐药
马拉松5% 牛(98) 100.0±0 33.0
(27.9 - -36.4)		 45.3
(42.2 - -48.7)		 80.2
(68.7 - -107.6)		 0.80 50.8 (10) < 0.0001 易受影响
AWD (98) 100.0±0 36.2
(24.1 - -41.9)		 58.5
(50.8 - -84.3)		 139.3
(92.1 - -640.1)		 0.57 79.4 (10) < 0.0001 易受影响
德尔(99) 98.0±1.2 42.2
(30.5 - -51.0)		 92.9
(68.0 - -362.8)		 390.0
(165.6 - -22565.6)		 0.60 44.2 (10) < 0.0001 易受影响
溴氰菊酯0.05% 牛(99) 100.0±0 8.1
(7.3 - -8.9)		 12.0
(11.3 - -12.6)		 24.3
(22.2 - -27.5)		 0.52 6.0 (10) 0.813 易受影响
AWD (98) 100.0±0 11.7
(10.8 - -12.4)		 15.1
(14.5 - -15.7)		 23.8
(22.2 - -26.2)		 0.59 6.3 (10) 0.792 易受影响
德尔(100) 100.0±0 10.5
(8.0 - -12.4)		 16.7
(14.6 - -18.5)		 38.7
(32.6 - -51.3)		 0.71 39.7 (10) < 0.0001 易受影响
氯菊酯0.75% 牛(89) 100.0±0 9.3
(8.5 - -9.9)		 12.2
(11.6 - -12.7)		 20.0
(18.4 - -22.5)		 0.50 1.5 (10) 0.999 易受影响
AWD (89) 100.0±0 8.7
(6.1 - -10.9)		 15.3
(12.8 - -17.6)		 42.7
(34.7 - -60.1)		 0.64 44.9 (10) < 0.0001 易受影响
德尔(100) 100.0±0 14.0
(12.5 - -15.2)		 20.5
(19.3 - -21.6)		 41.0
(37.1 - -46.8)		 0.82 15.3 (10) 0.123 易受影响
平均值的差异由相同的字母表示在行无意义的在0.05水平单向方差分析使用图基的 以及; CI不计算;- - - - - -- - - - - -可拆卸的利率来计算不足。
表2
死亡率和可拆卸的时间(KDT)的成年女性OX513A(牛)和野生型埃及伊蚊从奥兰加巴德(AWD)和德里(DEL)对诊断四个浓度合成杀虫剂。

图1
击倒/死亡率百分比的男性和女性成年人OX513A和野生型埃及伊蚊从奥兰加巴德(AWD)和德里(DEL)对诊断四个浓度合成杀虫剂。标准误差表示错误。

有机磷化合物,马拉松,尽管KDT显著变化观测值之间没有差异出现男性或女性的三个菌株对死亡24小时后观察到的马拉松。只有DEL女性显示任何生存后24小时暴露在歧视浓度5%,收益率98%的死亡率的价值。当评估对谁解释标准,马拉松的数据表明,这三个菌株敏感。

谁规定不同的浓度,氯菊酯和溴氰菊酯的数据是一致的在所有三个菌株。击倒时间相似的对这两种拟除虫菊酯和持续时间短于DDT或马拉松。没有一致的雄性和雌性KDT值差异和两性的所有三个菌株给24小时死亡率为100%(表1和2)。当评估对谁解释标准,氯菊酯和溴氰菊酯的数据表明,这三个菌株敏感。

4所示。讨论

世卫组织分类方案对耐药菌株和敏感反应方便分类结果按照预先确定的边界。这提供了一个一致的、标准化的方法和一个有用的工具,以确定可能的杀虫的功效产品在特定的地理位置。然而,对于更详细检查的表型或耐药基因频率的微妙之处,重要的是要检查的全部宽度的反应。例如,世卫组织分类无法决定电阻的范围内存活的个体,可以预测阻力水平的基础可能会改变在应对应用剂量。

虽然最终分类所有菌株为每个个人的杀虫剂是相同的,两个化合物(DDT和马拉松)的反应之间的显著差异明显。当比较24小时死亡率对DDT在雄性和雌性,OX513A显示阻力显著低于印度的应变。的确,OX513A男性产生的值> 90%分类为“阻力可能,”对比与野生型雄性得分为“抵抗证实。“有许多报告记录的建立和提高抗滴滴涕Ae。蚊作为一个世界性的现象,可能是因为长时间使用滴滴涕在矢量控制程序(14- - - - - -17在上世纪下半叶)。这些数据是一致的与之前报道的OX513A与马来西亚的关系Ae。蚊(18]。

存在抗DDT蚊子菌株被报道与温和抵抗拟除虫菊酯(19]。我们的研究结果表明,压力测试是对DDT,但容易拟除虫菊酯。尽管特定耐药机制对DDT昆虫并不总是完全的特点,增加新陈代谢DDT的谷胱甘肽S-transferase酶(GST)而生的家人和突变kdr电压门控钠通道基因都与DDT阻力发展有关。DDT和拟除虫菊酯影响神经系统通过修改电压特异性钠离子通道的门控动力学,和钠离子通道基因突变可导致绑定失败DDT和拟除虫菊酯,底层的报道之间的抗力移转DDT和拟除虫菊酯20.- - - - - -25]。在这项研究中,缺乏对拟除虫菊酯的抗力移转已经涉及代谢抗性与目标站点变更(16]。马拉松,德尔成年女性(98%)是唯一的应变/性组合展示生存在这个应用程序的水平。尽管技术上得分易感的分类系统,低频率的有机磷抗性基因的存在在这个人口不应被忽视。马拉松经常用于蚊虫控制成雾操作在流行高峰时期的日本脑炎和登革热在东北部的州,由于登革热媒介的环境中连续选择。有人建议,这构成威胁的功效马拉松在长期17]。

的广泛使用合成杀虫剂对害虫的医学重要性已持续了超过70年了。尽管我们熟悉这样的实践,我们对风险-效益关系的理解仍远未完成。不管的情况,很明显,当替代品存在,因为人类和环境的风险,他们可以造成杀虫治疗最合适的最后一道防线。部署以这样一种方式也为阻力最小化任何选择,有助于留住尽可能长时间的功效。只有当杀虫治疗是完全有效的,他们有能力提供减少向量的患病率显著足以平衡与使用相关的风险。我们目前测试清楚地表明OX513A应变同样容易受到杀虫剂野生敏感菌株。值得注意的是,OX513A应变是一种自限性应变时,不会坚持环境释放在环境中作为矢量控制工具,和菌株对常用杀虫剂的敏感性是一个额外的好处实施风险缓解计划和明确他们特定的发布环境(如果需要的话)。

5。结论

问题不在于使用杀虫剂本身;这是缺乏可靠的替代方案提供拯救生命的性能没有额外的固有风险的能力。当代遗传方法,比如OX513A,可能很快就会填补这一空白。重要的是要强调OX513A张力是自限性的,不坚持环境时释放,因此目前敏测试表明压力提出了几个长期风险,实现矢量控制程序。同时,无论科学严谨和突破性的潜力,透明的评估和实施基因技术不断被新的文化和政治的厌恶,害怕,不理解。愿意客观地理解和评估感知风险的关键是克服这样的不确定性;没有,对基因技术的反感是一种非理性的恐惧。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者想给特别感谢机构生物安全委员会的所有成员(IBSC) GBIT的博士Sarala k . Subbarao Vijay转向博士,博士Ananth Pandhare, Girish饶博士,巴拉特Char、博士和Vinay谢诺建议和受人尊敬的意见。

引用

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