驱蚊新分子诞生记

作者: 冯实

登革热、基孔肯雅热等蚊媒传染病的流行,让蚊子这一常见昆虫正成为公共卫生领域的关注焦点。这些由白纹伊蚊、埃及伊蚊等传播的疾病不仅影响大众健康,还对公共卫生提出了新挑战。

在此背景下,如何有效阻断蚊虫叮咬、切断传播链条,成为人们尤为关注的热点。《中国新闻周刊》注意到,中国科学院动物研究所郑爱华团队近年来围绕蚊虫驱避开展了持续研究,其研发的新型驱避成分及驱蚊液和电蚊香配方在实际应用中取得了阶段性进展。“通过深入新疆、云南、西藏等地的野外环境,我们针对蚊子、蠓、蚋、蜱、旱蚂蟥等多种吸血虫子做了系统测试,我们的目标是从源头寻找全新驱避分子。”中国科学院动物研究所媒介昆虫与病毒互作课题组组长、博士生导师郑爱华在接受采访时,向我们讲述了这一研究背后的突破路径和试验故事。

从源头寻找全新驱避分子

问:目前市面上的蚊虫驱避剂有哪些,您如何评价它们的效果?         

郑爱华:目前市面上的蚊虫驱避剂种类不少,但都会有一定局限性。植物类驱避剂如花露水,有效时间通常不超过半小时;化学合成类中,避蚊胺是目前效果最好的,在20世纪40年代由美国农业部开发出来。出于其有微毒毒性考虑,中华人民共和国卫生行业标准《蚊虫化学防治技术标准》规定,我国避蚊胺产品最高添加量不宜超过25%。但即便国外那些添加量达40%的产品,面对攻击性强的白纹伊蚊,驱避效果依然有限。

另一类家用电蚊香、盘香等是拟除虫菊酯类杀虫剂产品,核心成分拟除虫菊酯的最大问题是抗药性。团队在广东、云南采集到的白纹伊蚊、埃及伊蚊几乎都有抗药性;北京地区蚊子也有相当比例抗药表现。在社区消杀、家庭驱蚊的过程中,蚊子会通过约二十代进化出抗药性,而每代蚊子的生命周期仅1个多月,这就意味着任何拟除虫菊酯类杀虫剂产品研发出来,有效性通常只有3—4年。这就是有人会觉得现在蚊香不好用了的原因。

此外,化学驱避剂存在安全隐忧。避蚊胺、菊酯均有微毒和神经毒性,中华人民共和国农业行业标准《家用卫生杀虫剂安全使用指南》对使用时长、通风要求等都做了详细指导。

问:团队研发路径是什么,是如何找到新型驱避成分的? 

郑爱华:我们的目标是从源头寻找全新驱避分子,而非对现有成分修修补补。

我们的思路是从植物提取物中筛选活性成分。团队先用高效液相色谱将植物精油分为6组分进行驱避初筛,对有效组分,经超高效液相色谱分离单体分子,随后通过蚊虫触角电位反应筛选嗅觉活性分子,再经Y形管行为学实验验证驱避行为,锁定驱避活性分子。

最终,团队从葡萄籽提取物中分离出一种新型酯类分子,与避蚊胺、拟除虫菊酯的化学结构完全不同,是挥发性物质。通过野外试验,它与避蚊胺复配后不仅能提升对蚊子的驱避能力,还能覆盖蠓、蚋(俗称“小咬”)、蜱、旱蚂蟥等以往的防控空白。单独使用可以制成电热蚊香液,成功克服拟除虫菊酯类蚊香的抗药性问题。

整个过程耗时近5年,其中野外试验花了2年多。团队跑遍了新疆阿勒泰、西藏墨脱、云南西双版纳、吉林珲春等边境地区,在虫子多的环境中测试实际使用效果。

产品开发的“最后一公里”

问:传统研究多在实验室完成,驱蚊测试为何执着于野外?第一次试验是在哪里?  

郑爱华:实验室里的蚊子没有抗药性、习性温和,与野外蚊子差异很大。野外测试才能贴近真实场景。

第一次野外测试是2023年7月在新疆额尔齐斯河边防线,那里被称为“蚊虫王国”,每立方米蚊子、蚋可达上千只。团队最初就是在路边做测试,吸引了巡边员注意。通过与巡边员交流,我们找到了蚊子最多的地方。

团队在当地做对照试验,发现喷了药的裸露皮肤5小时内几乎没有蚊子停留,没喷药的地方很快落满蚊子。这个试验吸引了当地民兵、职工的关注。当地人很了解被蚋咬上一口能痒几周的难受,他们很希望能解决这个问题,就主动来当志愿者参与试验。

正是这次测试,让团队发现复配配方的驱蚊液还有对蚋的驱避效果。这是在实验室里发现不了的,因为蚋幼虫只能在流水里存活,实验室无法饲养,传统的研究方法没法开展蚋的驱避研究,该领域长期空白。

问:从研发到产品,哪个阶段最艰难?  

郑爱华:最难的是产品开发的“最后一公里”。筛选活性分子并不难,但要做成人人能用的产品,需攻克稳定性、挥发性、适用性等一系列问题。

最初,团队研发出的单一成分效果不如避蚊胺,差点放弃,直到尝试复配才有了进展,不仅高效而且广谱。开发家用电蚊香时,我们在实验室设计的样品直接拿到家里测试。把窗户打开放蚊子进来,晚上体验驱蚊的效果,从有蚊子咬到连蚊子叫都听不到,持续优化和记录所用溶剂、稳定剂的配比,最终有了现在的配比。

还有地域适配问题。南方高温高湿,驱避剂挥发快、易被汗水冲掉,需要调整稳定剂;新疆阿勒泰和西藏墨脱蚊虫密度极高,需要定制高浓度配方。

团队数次濒临放弃,但地方需求和志愿者提供了关键动力。如新疆生产建设兵团第十师一八五团农业和林业草原中心工作人员赵庆虎积极协助测试,并发现驱蚊液对蚋效果显著;西藏墨脱边防战士帮助测试抗蚋、旱蚂蝗效果。每当受挫,我看到战士被蚋咬至过敏的照片,觉得再难也要做下去。

创新的价值

问:有新驱避成分的产品离普通消费者还有多远?  

郑爱华:产品开发已基本完成,专利正处于实质审查阶段。正式面向消费者,还需通过农药批号审批,按现行流程这一过程可能超过3年。

当前主要瓶颈是,2024年起规定原则上不批准以食品添加剂或农药助剂作为有效成分的新农药登记,而我们的新驱避成分也用于食品添加剂。同时,现行电热蚊香液标准核心是“击倒”等杀虫效果指标,与产品的“驱避”特性不匹配,新趋避成分创新登记受阻。

因此我们正在与农业农村部农药检定所持续沟通,希望可以考虑在新疆、西藏、云南等蚊虫高发区域进行局部产品试用,满足地方需求并积累实效数据。在此基础上,团队还希望与管理部门讨论、设计新产品效果和安全性评价方法,从而进一步推动政策调整以适配创新成果。

问:研发过程中,志愿者的帮助起到了什么作用?  

郑爱华:没有他们,很多成果和突破根本无法获得和实现。团队去广州采集蚊虫时碰到一位谭姐,她得过两次登革热,特别招蚊子。她主动帮我们在家里测试电蚊香和驱蚊液的效果,不断调整,已经基本实现了零叮咬。还有西双版纳州疾病预防控制中心副主任李园园,帮团队协调了600个家庭参与登革热干预测试。从收集到的问卷反馈看,88%的参与者认为新型驱避成分产品有效。

这些志愿者不仅是测试者,还是发现者。比如赵庆虎提醒团队关注蚋;谭姐反馈南方高温高湿对药效的影响;墨脱的边防官兵反馈了对旱蚂蝗的效果,他们让产品更贴近真实需求。

从实验室走向边境线,从科学家深入田野到普通志愿者的倾力相助,这款新型驱避剂的研发之路紧密连接科研一线与现实需求,也是中国科研创新的一个小缩影。正如郑爱华所说:“能让大家晚上不用起来打蚊子,能帮边防战士少受叮咬之苦,这就是创新的价值。只要蚊子叮不到,登革热和基孔肯雅热就传不起来。”

目前,该产品已在安徽合肥完成成果转化,在内蒙古鄂伦春设厂生产,未来或将辐射东北、西北和西南等蚊虫高发区。而它面临的规则突破等挑战,也折射出我国公共卫生产品创新的深层命题。

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