Wolbachia介导的不相容昆虫技术（IIT）对白纹伊蚊种群抑制的生态动力学研究及其在登革热防控中的应用

　　为解决Wolbachia介导的不相容昆虫技术（IIT）应用中可能引发的种群替换风险及生态影响问题，研究人员在广州沙仔岛开展野外试验，释放经wPip三重感染的白纹伊蚊HC雄蚊。研究发现，在不利田间条件下，Wolbachia相关的适合度成本使单独IIT能够有效抑制蚊群而不引发种群替换，且释放量可降至之前的20%。长期抑制未改变雌蚊交配偏好，也未影响非目标物种致倦库蚊种群。该研究证明了IIT作为一种可持续、成本效益高且生态安全的蚊媒疾病控制工具的潜力。

　　

蚊媒及其传播的疾病每年给人类健康和全球经济带来沉重负担。尽管防控努力持续，蚊媒疾病的上升趋势仍未扭转。近年来，通过大量释放不育雄蚊以诱导非生殖交配来控制蚊媒种群，已成为综合蚊虫管理计划中有前景的策略。其中，基于Wolbachia的不相容昆虫技术（IIT）在多个国家实施，显著降低了伊蚊种群数量，减少了蚊虫叮咬，从而有助于减轻蚊媒疾病负担。然而，IIT面临种群替换的风险，即意外释放的感染Wolbachia的雌蚊可能通过细胞质不相容性（CI）的生殖优势导致Wolbachia入侵目标种群。为防止这一风险，通常将IIT与辐照或先进的性别分离技术结合，但成本较高限制了广泛应用。此外，IIT抑制的生态后果尚不充分了解。

在此背景下，研究人员于2018至2019年在广州南沙区沙仔岛开展野外试验，每周每公顷释放约16,000只Wolbachia wPip转染的白纹伊蚊HC雄蚊，以评估单独IIT在真实条件下能否有效抑制种群而不引发替换，并解决关键生态问题。研究建立了包含Wolbachia诱导适合度成本的常微分方程二维系统预测种群动态，评估了三年抑制后雌蚊交配偏好变化及对非目标物种致倦库蚊的影响。

研究主要技术方法包括：在沙仔岛和大刀沙岛等研究区域，使用BG-Sentinel诱捕器和诱卵器监测蚊群；通过PCR检测wPip感染频率；进行幼虫存活率、成虫寿命、滞育诱导等适合度实验；通过数学建模分析释放比率和抑制效率；开展双选择交配实验评估雌蚊交配偏好。

研究结果显示，在不利田间条件下，Wolbachia转染的HC蚊虫表现出显著适合度成本。与野生型GUA相比，oHC（outcrossed HC）和HC线在营养不良和高温循环条件下幼虫存活率显著降低，雌虫寿命缩短，滞育卵比例减少。数学模拟表明，单独IIT策略可抑制高达83%的野生蚊群，年感染频率为3.07%，释放比率为5时不会触发种群替换。轻微增加释放比率可能导致种群替换和抑制效率下降。田间试验中，2018和2019年分别以每周每公顷约16,500和15,400只的释放量，实现了88.3%和87.7%的成虫抑制效率，释放比率分别为8.07和12.13，与之前结合IIT-SIT的试验相似。wPip阳性幼虫比例在2018和2019年分别为1.43%和2.33%，与往年无显著差异，且释放停止后2020年未检测到阳性，表明无种群替换。

雌蚊交配偏好实验表明，经历三年抑制的沙仔岛雌蚊未出现对HC雄蚊交配偏好的改变，选择指数和时间无显著差异。非目标物种致倦库蚊种群在抑制期间无显著影响，与对照点种群大小强相关。释放停止后，蚊群部分反弹，第一年恢复至对照点约50%，第二年似乎完全恢复，恢复速率可能受人口流动相关的蚊虫迁移影响。

研究结论强调，Wolbachia相关适合度成本和不利田间条件使单独IIT能有效抑制蚊群而无种群替换风险，释放量可大幅减少，操作参数优化可显著节约成本。长期抑制未导致雌蚊交配偏好进化，也未影响非目标物种。种群恢复受迁移和局部控制措施影响。结果支持IIT作为可持续、成本效益高和生态安全的蚊媒控制工具的稳健性，未来研究将聚焦整合种群抑制和替换策略，以及识别不同环境下最适Wolbachia菌株。

本研究为Wolbachia介导的蚊虫控制提供了实地证据，强调了在真实条件下评估蚊虫适合度的必要性，推动了IIT在疾病防控中的广泛应用。