抗药性概论.ppt

抗药性 我国地处亚热带 温带区域 地域辽阔 幅员广大 各地环境 气候和自然条件差异很大 医学昆虫的种类繁多 据调查 我国已知蚊类有370多种 蝇类1500种 室内蟑螂11种 蚤类520多种 蜱类110种 螨类534种 白蛉类40种 蠓类280多种 蚋类约100多种 这些医学昆虫分布十分广泛 栖息环境复杂 在自然界对人类健康有着重大影响 目前有利于医学昆虫传播疾病的因素全球温室效应温度变化改变疾病的分布全球人口1999年10月11日 世界人口达到60亿 人口密度的增加到疾病的流行 有两方面的因素 第一 城市化和由此造成的人口密度提高 增加了寄主的数量 第二 由于需要生活空间 人们不得不进入医学昆虫侵害严重的地方居住 快速和自由的旅行现在有更多的人进行国际间旅行 而且每年还在增加 这好象有些矛盾 我们的世界在缩小 而世界上的人口在增加 飞机旅行数目的增加导致了所谓的 机场疟疾 如 1997年英国发现了2000多例疟疾患者 都是由于旅行而得病的 抗性长期使用 不正确使用 缺乏防治计划 会降低害虫防治工作的有效性 据报道 世界各地疟疾媒介蚊虫有87种 其中产生抗性的蚊种占66 7 有些地区高达80 90 蚊类的抗药性对防治疟疾的影响最大 已成为消灭疟疾的最大障碍 我国自1963年首次报道淡色库蚊对DDT和六六六产生抗性以来 已有多种医学昆虫产生抗药性 其中高抗性的虫种是淡色库蚊 致乏库蚊 家蝇和德国小蠊等 这些害虫几乎对各类杀虫剂已产生抗性 而对拟除虫菊酯的抗性尤为突出 一 卫生杀虫剂概况 1945年以前 卫生杀虫剂主要是一些无机类化合物 如 砒酸钠 亚砒酸钙等 不仅对哺乳动物高毒 且有长残留 能对环境造成污染 1945年以后 被称为高效低毒的有机氯杀虫剂问世 如DDT 六六六 进入有机化合物的高效价段 但由于这类化合物有长残留和能蓄积在人体等问题 70年代起禁用 1 卫生杀虫剂的过去 有机磷和氨基甲酸酯类高效有机杀虫剂在50年代问世 在有机磷杀虫剂中 敌敌畏对昆虫既有胃毒 触杀 又有熏杀作用 但缺点是挥发快 持效短 对哺乳动物的口服毒性大 家庭中使用不安全 适用于防治医学昆虫的有马拉硫磷和双硫磷等 拟除虫菊酯类超高效有机药剂对昆虫的活性 比有机磷和氨基甲酸酯类高效有机药剂高5 10倍 有的甚至达几十倍 拟除虫菊酯大多数是神经毒剂 它们作用昆虫体内某些酶系而致死亡 这些酶系也同样存在于哺乳动物体内 所以对人 畜有伤害 拟除虫菊酯目前使用最多的是 富右旋反式烯丙菊酯 胺菊酯 氯菊酯 氯氰菊酯 炔丙菊酯和溴氰菊酯等 随着空间立体结构拆分技术的不断成熟 将不断涌现成本低 质量好的高活性体 如炔丙菊酯 富右旋反式炔丙菊酯等 由于害虫对拟除虫菊酯在一些地区已产生不同程度的抗性 而且有交互抗性 从而影响了它的使用 但是由于它具有低毒 高效等许多优点 在一段时间内 很难被其它品种取代 2 卫生杀虫剂原药情况 有机磷杀虫剂中的敌敌畏由于价格较低 且击倒作用与杀灭能力较强 又有自然挥发功能 所以是产量最大 应用最广的品种 但敌敌畏和毒死蜱已处于限制使用状态 为此 1999年 湖南化工研究院 根据WHO的推荐 研制开发了广谱 速效杀虫的甲基嘧啶磷 可用于防治蚊 蝇 蟑螂和螨等害虫 氨基甲酸酯类以残杀威 仲丁威用量较大 但据有关资料表明 仲丁威其分解产物异氰酸甲酯有毒性问题 该产品未被列入世界卫生组织1997年公布的家用卫生杀虫剂产品名单 且除我国外 世界上尚无其它国家将该产品用于家用卫生杀虫剂产品 昆虫生长调节剂类研究者甚多 品种也不少 如灭幼脲 除虫脲 氟铃脲 吡虫啉等 一些地区用于防治蚊 蝇和蟑螂等 取得良好效果 正在逐步推广应用 近年来 复旦大学等单位 研究合成了家蝇信息素 武汉大学研究开发了蟑螂细小病毒 这些其应用前景十分广阔 微生物杀虫剂产品在发展 如 苏云金杆菌 球形芽孢杆菌 金龟子绿僵菌等已作为卫生产品获得登记 目前 我国卫生杀虫剂登记有效状态的农药有效成分共计95个 其中 拟除虫菊酯类50个 有机磷类8个 氨基甲酸酯类5个 无机物类5个 微生物类4个 有机氯类1个 其它类型22个 表1 菊酯类 50个 顺式氯氰菊酯高效氟氯氰菊酯高效氯氰菊酯Bi 生物烯丙菊酯生物烯丙菊酯生物苄呋菊酯氯烯炔菊酯氟氯氰菊酯氯氰菊酯苯醚氰菊酯精苯醚氰菊酯富右旋反式苯醚氰菊酯 右旋烯丙菊酯溴氰菊酯右旋苯醚菊酯富右旋反式苯醚菊酯右旋胺菊酯右旋苄呋菊酯富右旋反式胺菊酯右旋烯炔菊酯富右旋反式烯炔菊酯SR 生物烯丙菊酯S 氰戊菊酯醚菊酯 在我国已登记的卫生杀虫剂名单 95个 氰戊菊酯右旋炔呋菊酯炔咪菊酯噻恩菊酯高效氯氟氰菊酯甲醚菊酯戊烯氰氯菊酯富右旋反式戊烯氰氯菊酯氯菊酯苯醚菊酯炔丙菊酯 富右旋反式炔丙菊酯除虫菊素富右旋反式烯丙菊酯S 生物烯丙菊酯氟硅菊酯环戊菊酯胺菊酯戊菊酯四氟苯菊酯四溴菊酯zeta 氯氰菊酯 有机磷类 8个 乙酰甲胺磷甲基吡噁磷毒死蜱敌敌畏 杀螟硫磷马拉硫磷辛硫磷甲基嘧啶磷 氨基甲酸酯类 5个 噁虫威甲萘威仲丁威残杀威噁虫酮微生物类 4个 苏云金杆菌球形芽孢杆菌蟑螂病毒金龟子绿僵菌 有机氯类 1个 三氯杀虫酯无机物类 5个 硅藻土全氟辛基磺酸锂钼酸钠钨酸钠硼酸 其它类 22个 灭幼脲避蚊胺除虫脲避蚊酯d 柠檬烯氟虫腈氟蚁腙氟铃脲驱蚊酯氟磺酰胺 氟虫胺对二氯苯百部碱桉叶油吡丙醚吡虫啉硫酰氟环氧乙烷邻苯苯酚樟脑 规定严 结构复杂 机率低 研制时间长 开发经费大 通过剂型的研究 可以达到预期的目的 a 由于改进杀虫剂的物理性质 可提高筛选机率 b 通过剂型改造 可提高药效和安全性 c 通过新剂型和混合制剂的开发 可扩大现有药剂的应用范围 延长现有药剂的寿命 扩大现有药剂的销路 d 通过新剂型的开发 增强市场的竞争力等 3 卫生杀虫剂剂型的情况 剂型研究的方向是 水性化 粒状化 控制释放和功能化等 国外对杀虫剂型的开发非常重视 开发的品种很多 据报道 美国农药制剂商品达54000多种 卫生杀虫剂原药一般不能直接应用 必须经过一定的加工过程转变成不同的使用形态 具有特定的物理化学性能 以便针对不同防治对象 不同环境条件和不同方法进行使用 常用固态剂型有 粉剂 可湿性粉剂 颗粒剂 毒饵 蚊香 烟剂等 常用半固态剂型有 膏剂 糊剂 霜剂等 常用液态剂型有 乳油 水乳剂 气雾剂等 二 害虫抗药性的发展状况 昆虫对农药抗药性的历史 通常从1908年美国发现梨圆蚧对石流合剂 产生抗药性之后算起的 1917年又发现苹果蠹蛾对砷酸铅的抗药性 直到1938年前 仅有7种害虫产生抗药性 当时并未引起人们的足够重视 直到上世纪40年代后有机杀虫剂的合成应用之后 瑞士人发现DDT防治家蝇失效 家蝇对DDT的抗性达到了100 200倍 这时才引起国际上的重视 椐统计 1954 1985年 抗性害虫已由10种猛增到432种 自1963年首次报道我国淡色库蚊对氯化烃类杀虫剂产生抗性以来 至今我国已有45种害虫产生了抗性 其中农业害虫36种 卫生害虫9种 唐振华 2000 抗性突出的害虫有棉蚜 棉铃虫 二化螟 小菜蛾 家蝇 淡色库蚊 德国小蠊等 这些害虫对不同类型的多种杀虫剂产生了抗性 并且抗性水平较高 至1986年止 各种昆虫和螨类历年发生抗性的情况见表1 唐振华 1993 表1节肢动物对一种或几种药剂发生抗性的情况 1908 1986 Table1Thenumbersofarthropodspeciesdevelopedresistancetopesticides 产生抗药性害虫数发展趋势 1914 1988 就1984年后报道的同翅目抗性害虫作粗略估计 约44种 其中以蚜虫居多 对不同药剂产生了抗性 约占统计数量的52 3 对各类药剂产生抗性的种类比例依次为 有机磷 86 4 氨基甲酸酯 54 5 拟除虫菊酯 43 2 有机氯 27 3 其它 20 5 昆虫生长调节剂 4 5 从杀虫剂发展的历史来看 各种昆虫和螨类对各类杀虫剂产生抗性的速度越来越快 从表2可以看出 对各药剂产生抗性的虫数以5为基数 则从5 160种止 平均翻一翻所需的时间依次为越来越少 对近20年来新发展的氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯发生抗性虫种的速度越来越快 唐振华 1993 表2昆虫对不同杀虫剂的抗性增长速度Table2Theincreasingspeedofresistancetodifferentclassinsecticidesininsectpests 害虫的抗药性与农药的发展有着密切的关系 由于DDT同系物 环戊二烯 有机磷 氨基甲酸酯 拟除虫菊酯以及其他一些新的杀虫剂的应用 有抗性的种类不断发生 在世界范围内 对家蝇抗性的连续试验表明 一般只要经过两年就会对DDT产生抗性 环戊二烯只要1年 有机磷4 5年 这种抗性往往兼有对氨基甲酸酯类的多种抗性 而且在有些种群中 对拟除虫菊酯和类保幼素也有多种抗性 三 抗药性的概念 1957年WHO定义抗药性为 昆虫在正常群体中能忍受杀死大部分个体的剂量 而在其种群中发展起来的现象 昆虫对农药的抗药性有两个不同的概念 2 健壮抗性 由于害虫的营养条件好 环境条件适宜 昆虫的生命活动 生理代谢增强 对药剂的耐受力增强 产生的抗药性称为健壮抗性 它是不稳定的 不能遗传的 1 昆虫的耐药性 tolerance 1 自然抗性 有些昆虫对某些药剂有一种天然的抗药性 即敏感度低 它是可以遗传的 这是由于生物的不同 或同是一个种而在不同的发展阶段 不同的生理状态 或具有特殊的行为而对药剂产生了不同的耐力 这称为自然抗性 例如用DDT防治蚜虫效果很差 而用来防治蚊蝇则效果很好 2 昆虫的抗药性 resistance 在多次使用药剂后 害虫对某种药剂的抗药力比原来正常情况下的抗药力明显增加 这种抗药性的增加是药剂作用的结果 也称为获得性抗性 是可以遗传的 世界卫生组织 WHO 1957年对害虫抗药性的定义是 昆虫具有耐受杀死正常种群大部分个体的药量的能力并在其种群中发展起来的现象 这个定义指出的抗性是种群的特性 而不是个体昆虫改变的结果 我们通常所指的害虫抗药性是指使用过一段农药后 用同样的剂量防治害虫效果明显的下降 可以说害虫对此药产生了抗性 不能一次见到防效不好 就认为产生了抗性 害虫是否产生抗药性要有4个先决条件 1 使用的药剂有效成份理化性能前后是否一致 2 喷药的均匀度 喷药技术是否前后一致 3 害虫的虫态令期及生理状态等是否前后一致 4 前后施药的环境条件是否一致 在一个害虫的种群中 每个个体对药剂的敏感性是不一样的 有些较敏感 有些较差 多数处于中间状态 而害虫的死亡率的比例是随药剂的比例增加的 抗药性 一般通过比较抗性品系和敏感品系的致死中量倍数来确定 把害虫的死亡率查表变成几率值 把药剂的浓度换算成对数 这样害虫死亡率的几率值与药剂的对数值成为一个直线关系 即剂量对数 几率值直线 LD P line 做这条直线 药剂的量不少于5个等级 并有比例关系 5个浓度 剂量 5个死亡率 分别换成几率值和对数值 在坐标上找出五个点 作回归直线 这5个点到直线的垂直距离要最小 也可以用最小二乘法 根据这条直线就可以求出各种药剂的LD50 LD50是在人为控制条件下 对杀虫剂求得一个可以重复的毒力测度 它不能作为田间防治的指标 是目前抗性测定中衡量抗性强度的指标 分析本地区害虫抗药性增加了多少 需要两个LD50来比较 一个是未用过药剂的同种害虫的LD50 敏感害虫 一个是被测定害虫的LD50 二者比值则为当地害虫的抗药性的增加倍数 也称抗性指数 对农业害虫来说 如果提高5倍以上 一般来说已产生了抗药性 如果是卫生害虫 蚊 蝇 其抗性倍数达5 10倍 认为产生了抗性 测定抗性必须使用相同的方法才能比较 常用的方法有点滴法 浸渍法等 抗性抗性指数级别 倍数 无抗性 5低抗 5 10中抗 10 40高抗 40 160极高抗 160 四 抗性分类 由于在同一地区连续使用药剂而引起的害虫抗药性的提高 而形成了抗药性 药剂不同产生的抗药性也不同 分为以下几种抗性 1 交互抗性 crossresistance 2 多种抗性 multipleresistance 3 负交互抗性 negativecrossresistance 昆虫的一个品系由于同一机制 对某种药剂产抗性后而对其它从未用过的药剂也发生了抗性 这种现象称为交互抗性 主要是由于杀虫剂的作用机理相同造成的 抗内吸磷的棉蚜对乐果 磷胺 对硫磷 西维因等都产了抗性 抗氰戊菊酯的玉米螟对溴氰菊酯有交互抗性 1 交互抗性 crossresistance 2 多种抗性 multipleresistance 是指昆虫的单一品系由于不同机制 对各种药剂产生了抗药性 也就是指某些昆虫对用过的多种杀虫剂同时产生抗药性 是由于长期的 连续的大量地使用不同药剂造成的 是对多种作用机理相同或不同的药剂的抗性 例如小菜蛾对有机氯 DDT 有机磷 敌百虫 氨基甲酸酯类 西维因 杀虫剂产生了抗性 3 负交互抗性 negativecrossresistance 是指有些昆虫对一种杀虫剂产生抗后 反而对另一种杀虫剂表现特别敏感的现象 称为负交互抗性 如中科院北京动物研究所测定甲基1605对内吸磷抗性棉蚜有负交互抗性 抗有机磷的山楂红蜘蛛对杀螨酯有负交互抗性 但是并不是一种害虫对各种药剂都能产生交互抗性 一般来说 凡是作用机制相同或相近的药剂就容易产生交互抗性 而不同类型的药剂 由于对昆虫毒杀机制的不同 因而不易产生交互抗性 如抗内吸磷的棉红蜘蛛对有机氯杀螨剂三氯杀螨醇就不易产生交互抗性 有些不是同一类杀虫剂 但作用机制一致 也可产生交互抗性 各类杀虫剂的交互抗性 抗性增加极为显著 结果不显著 抗性增加显著 抗性增加不显著 五 抗性形成学说 1 基因学说 认为害虫抗药性在一定的程度受环境的影响 但产生抗药性的基本原因是在生物体内就存在着抗性基因 并且是可以遗传的 也叫抗性遗传因子 对于抗性因子来说有三种学说 1 基因选择学说2 诱导变异学说3 基因复增学说 2 选择学说 抗药性的形成过程 是依据药剂的选择压力的作用 选择压就是选择的优势 例如1000个个体只选择留下了一个选择压就是0 001 而1000个个体留下10个 选择压就是0 01 0 001是一个高选择压 而0 01就比较低了 0 1则更低 抗性的形成或任何新种群的形成与选择压的大小有关 选择压越大 抗性形成越快 反之则慢 六 抗性发展的条件及持续性 与抗性发展速度有关的主要因子 1 遗传因子2 害虫的生物学特性 3 操作因子 世代活动性食性栖息场所 药剂药剂的使用量及次数使用范围 害虫的生物学特性害虫的种类 习性 世代均影响其抗性 1 世代 卫生害虫 农业害虫 仓库害虫 2 活动性 活动性小 活动性大 迁飞的害虫 3 食性 寡食性 多食性 4 害虫的栖息场地 栖息地少 栖息场所多变 操作因子包括人为因子 药剂的性质 使用方法 次数 浓度 剂量等 1 药剂性质 残效期短的药剂易分解 残效期长的不易分解 易造成抗药性 缓释剂残效期更长 则易产生抗药性 2 药剂的使用量 次数 高剂量 次数多的产生抗药性 它可使敏感种群被淘汰 抗性种群得以发展 3 使用范围 范围越大越易产生抗药性 昆虫行为机制 感觉到不安全而飞离 例如在喷洒菊酯类药剂的地方 蚊子在未接触到足够的药量前就迅速飞离 以致不能致死 即昆虫受到杀虫剂的刺激而改变了习性 对药剂的敏感度增加 使昆虫 总之 形成抗性的原因是多种多样的 各种抗性机制也是相互影响 相互制约的 绝不是简单的相加或相减的结果 在抗性的发展过程中 常有几种因素联合在一起 形成更高的抗性 如高抗性的棉红蜘蛛 常因体壁穿透率降低及解毒酶活性增加以及AChE变性等原因结合 会使抗性的倍数增加几千倍 我市抗药性开展情况 2015年培训 学习 准备2016年建立实验室 试开展实验2017年独立开展实验 实验室建设 白纹伊蚊抗药性监测工作 1 依据和方法 蚊虫抗药性检测方法生物测定法 GB T26347 2010 幼虫 浸渍法成蚊 药膜接触法 1 试虫标本采集 确定监测区域试虫采集 鉴定 选择 收集 运输 2 试虫饲养繁殖 F0F1 F3吸血 产卵 孵化 饲养 羽化 3 实验 幼虫 预实验 10 90 正式实验 5个梯度 每梯度60条试虫 24h 成蚊 分3个接触筒 60只雌蚊 1h 24h 3 数据分析 幼虫 5个梯度浓度 mg L 死亡数统计软件实验LD50 敏感系LD50成蚊 直接计算死亡率 4 判定标准幼虫 幼虫的抗性倍数 3为敏感 3 抗性倍数 10为低抗 10 抗性倍数 40为中抗 抗性倍数 40为高抗 标准系 成蚊 死亡率介于98 100 为敏感 死亡率介于98 87 为可能抗性 死亡率低于87 为抗性 八 克服抗性的途径 1 综合治理2 负交互抗性农药的应用3 农药的混合使用4 农药的交替使用5 两种杀虫剂的棋盘式用药6 换用新药剂7 增效剂的使用 1 综合治理根据有害生物综合防治 IPM 的原则 加强预测预报 把农业技术 化学防治与生物防治结合起来 减少杀虫剂的使用量 害虫综合治理强调自然控制因素的作用 强调各种防治方法必须与自然控制相协调 主张用那些与自然因子不矛盾的方法 化学方法尽可能的不用 除非到万不得已时再用 合理用药主要是两种情况 用选择性杀虫剂 只杀死害虫 而不杀死其天敌 选择性用药 即药剂本身不具有选择性 但通过恰当地使用方法 使其不伤害或少伤害天敌 常用的方法有 1 调节使用剂量 2 调节施药时期 3 局部用药 4 减少施药次数 例如不用杀死99 而只要求用杀死80 的剂量 后者虽对天敌有些伤害 但杀死的较少 这样使留下来的20 被天敌自然控制 调整用药时期就是在害虫