近日,我校生命科學學院陳斌教授主編的英文專著《中華按蚊基因組生物學及其擬除蟲菊酯抗性機制》(Genome Biology and Pyrethroid Resistance Mechanism of Anopheles sinensis)在美國科學研究出版社(Scientific Research Publishing, Inc., USA)正式出版,并在世界范圍內公開發行。該專著共492頁,25章,49.2萬字。該專著系統地介紹和總結了陳斌教授及其團隊在該領域的研究成果,是國際上首部該領域研究的專著,填補了昆蟲基因組學和殺蟲劑抗性分子機制研究在該領域的空白。

蚊蟲是瘧疾、登革熱、乙型腦炎和絲蟲病等80多種傳染病的傳播媒介,蚊媒病是人類健康的重要威脅,全球每年約有7億人感染蚊媒病,并造成100多萬人死亡。蚊媒病的控制主要依賴于媒介蚊蟲的控制,殺蟲劑則是媒介蚊蟲控制的主要措施。但隨著殺蟲劑的廣泛使用,世界各地的蚊蟲已經對殺蟲劑產生了抗藥性。抗藥性的不斷擴散和增強,極大地降低了殺蟲劑的有效性,已成為國際上媒介蚊蟲及其蚊媒病控制的最大單一障礙。中華按蚊是中國及東南亞國家瘧疾的主要傳播媒介,同時也傳播絲蟲病和乙型腦炎。擬除蟲菊酯是媒介蚊蟲等有害生物控制的主要殺蟲劑。世界衛生組織曾啟動了一項殺蟲劑抗性管理的全球規劃,呼吁開發新方法以進一步了解殺蟲劑抗性的分子機制并加強抗性監測。殺蟲劑抗性分子機制是急需揭示的重要科學難題。
近20年來,陳斌教授及其團隊先后獲得3項美國NIH項目、3項國家自然科學基金項目的資助,以中華按蚊為模式種,以擬除蟲菊酯為代表性殺蟲劑系統地開展了媒介蚊蟲殺蟲劑抗性的分子機制研究,已發表相關論文70多篇。課題組建立了一系列基因組和功能基因組研究的實驗技術和平臺;測序和注釋了中華按蚊的基因組、轉錄組和非編碼RNA;基于不同地理種群抗性和感性蚊蟲,通過表達譜和重測序分析鑒定了與擬除蟲菊酯抗性相關的基因和遺傳變異;研究了相關基因(及其家族)和遺傳變異的特征、功能和調控。
研究表明,蚊蟲對擬除蟲菊酯類殺蟲劑的分子機制主要有4個:靶標抗性、代謝抗性、表皮抗性和行為抗性。這些機制包括靶標位點變異導致的不敏感性,基因重復和擴增事件導致的表達量增加,順式和反式因子調控基因的上調,以及結構變化導致的蛋白活性提高。多種機制往往同時發生,以進一步增強殺蟲劑抗性。這些結論對弄清擬除蟲菊酯類殺蟲劑抗性的分子機制,開發抗藥性監測的分子技術,阻止抗藥性的擴散,研發新型的殺蟲劑,最終控制媒介蚊蟲和蚊媒病具有重要的理論和應用價值。