甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽，簡(jiǎn)稱甲維鹽，是1984年美國(guó)默克公司對(duì)4″-(α-1-齊墩果糖基)-α-1-齊墩果糖上的羥基進(jìn)行衍生化研究的結(jié)果。甲維鹽作為一種新型抗生素類生物源殺蟲劑，具有廣譜、高效、低毒、低殘留等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)鱗翅目害蟲具有良好的殺蟲效果，甲維鹽對(duì)一些鱗翅目昆蟲的LC90值范圍在0.002～0.89 mg/L。與其先導(dǎo)化合物阿維菌素相比較，甲維鹽的毒性更低，對(duì)大鼠的毒性僅為阿維菌素的1/6，常規(guī)劑量下對(duì)人、畜等安全，且易降解。
在過去的幾十年里，由于新型殺蟲劑甲維鹽具有獨(dú)特的作用方式，且對(duì)鱗翅目害蟲幼蟲表現(xiàn)出很好的毒性，如小菜蛾、菜青蟲等重要蔬菜害蟲，尤其對(duì)小菜蛾、甜菜夜蛾有特效，同時(shí)對(duì)螨類害蟲有較高活性，我國(guó)引入其來控制鱗翅目害蟲的危害，最初應(yīng)用于甘藍(lán)、白菜和蘿卜等蔬菜上防治小菜蛾，后逐步推廣到經(jīng)濟(jì)作物，乃至大田作物。其在防治效果上對(duì)很多害蟲顯示出其他農(nóng)藥無(wú)法比擬的活性：對(duì)小菜蛾、甜菜夜蛾、二化螟和朱砂葉螨的相對(duì)毒力分別是阿維菌素的10.54、10.50、1.50、0.69；對(duì)亞熱帶黏蟲的毒力比滅多威、硫雙威和氰戊菊酯毒力高1,720、884、268倍；對(duì)鱗翅目害蟲殺蟲活性比阿維菌素高1,500倍，如甜菜夜蛾；對(duì)灰翅夜蛾、煙草夜蛾及谷類夜蛾的胃毒毒力分別是阿維菌素的1,166、43、105倍。
盡管我國(guó)鱗翅目害蟲對(duì)阿維菌素類殺蟲劑抗藥性的發(fā)展還沒有引起明顯的田間防治失敗，大規(guī)模的阿維菌素類殺蟲劑抗性暴發(fā)還未出現(xiàn)，但是近年的研究和田間抗性監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，部分蔬菜害蟲已經(jīng)對(duì)其產(chǎn)生了抗性，且抗藥性有逐步升高的趨勢(shì)。所以必須高度重視這一潛在風(fēng)險(xiǎn)，以防防治失敗造成作物大面積減產(chǎn)甚至絕收。為了延緩害蟲對(duì)甲維鹽抗藥性的產(chǎn)生及發(fā)展，延長(zhǎng)其使用壽命，必須對(duì)其作用機(jī)制、抗性現(xiàn)狀和抗性機(jī)理進(jìn)行深入研究。
1 甲維鹽抗性發(fā)展研究概況
目前，甲維鹽/阿維菌素常用于防治蔬菜害蟲，如小菜蛾、甜菜夜蛾、斜紋夜蛾等，由于其防治效果良好，在十字花科蔬菜害蟲防治上得到廣泛應(yīng)用且有效控制了鱗翅目害蟲種群的發(fā)生規(guī)模，延緩了其對(duì)傳統(tǒng)殺蟲劑的抗性演化速度。但是，鱗翅目害蟲對(duì)甲維鹽等十六元大環(huán)內(nèi)酯類殺蟲劑抗性的適應(yīng)性進(jìn)化問題使該類殺蟲劑對(duì)鱗翅目害蟲的可持續(xù)控制作用面臨重大挑戰(zhàn)，已有抗藥性相關(guān)報(bào)道證實(shí)小菜蛾對(duì)該類殺蟲劑的抗性發(fā)展日趨嚴(yán)重。尹勇對(duì)部分地區(qū)甜菜夜蛾田間種群進(jìn)行了抗藥性監(jiān)測(cè)工作，發(fā)現(xiàn)某些地區(qū)的甜菜夜蛾種群已對(duì)甲維鹽產(chǎn)生低等到中等水平抗性。司升云等報(bào)道了宜昌地區(qū)甜菜夜蛾田間種群對(duì)甲維鹽的抗性已達(dá)中等抗性水平。Che等也報(bào)道了部分甜菜夜蛾田間種群對(duì)甲維鹽具有高水平抗性（上海及云南等地）。
2 甲維鹽的抗性機(jī)理研究概況
現(xiàn)有研究認(rèn)為，節(jié)肢動(dòng)物和線蟲對(duì)大環(huán)內(nèi)酯類藥劑，如阿維菌素，甲維鹽的抗藥性，大多數(shù)情況下與多個(gè)遺傳因素有關(guān)。主要機(jī)制包括：代謝抗性，包括解毒代謝酶中的細(xì)胞色素P450單氧酶（P450）、谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶（GST）和酯酶（EST）；減少殺蟲劑的角質(zhì)層滲透；靶標(biāo)位點(diǎn)不敏感，如門控氯通道的構(gòu)象變化；細(xì)胞膜上三磷酸腺苷結(jié)節(jié)盒轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（簡(jiǎn)稱ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，ATP-binding cassette transporter，ABC-transporter）在phase Ⅲ的解毒過程中，ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以主動(dòng)將細(xì)胞內(nèi)的有毒物質(zhì)泵出細(xì)胞，有助于昆蟲抵抗異生物質(zhì)。
2.1 解毒代謝酶抗性
研究人員認(rèn)為甲維鹽的作用機(jī)制與其類似物阿維菌素相似或相同，也可由多功能氧化酶活性的變化引起。郭煒通過增效劑試驗(yàn)證實(shí)了稻縱卷葉螟解毒代謝酶對(duì)甲維鹽的解毒代謝作用，說明解毒代謝酶活性的變化可能導(dǎo)致稻縱卷葉螟對(duì)甲維鹽抗性的形成。有報(bào)道通過增效劑試驗(yàn)證明小菜蛾對(duì)阿維菌素抗性與多功能氧化酶相關(guān)，同樣的結(jié)果也在馬鈴薯甲蟲中有所發(fā)現(xiàn)。還有研究發(fā)現(xiàn)，三大解毒代謝酶的活性變化是西花薊馬對(duì)甲維鹽產(chǎn)生抗藥性的主要原因。
2.2 靶標(biāo)抗性
趙衛(wèi)東等報(bào)道，乙酰膽堿酯酶活性變化是導(dǎo)致二斑葉螨對(duì)阿維菌素產(chǎn)生抗藥性的重要原因之一，同樣的結(jié)果在西花薊馬甲維鹽抗性種群中也得到了驗(yàn)證。但是，乙酰膽堿酯酶活性的改變作為昆蟲對(duì)阿維菌素類殺蟲劑抗藥性機(jī)理的報(bào)道較少。
大多數(shù)研究仍認(rèn)為該類藥劑是作用于半胱氨酸換配體門控離子通道家族基因，通過破壞寄生蟲神經(jīng)肌肉系統(tǒng)達(dá)到殺蟲目的。在最初的研究中，并不知道寄生蟲存在谷氨酸門控氯離子通道（GluCls），大環(huán)內(nèi)酯類殺蟲劑的作用靶標(biāo)被認(rèn)為是GABA受體。大約10年后，在秀麗隱桿線蟲中克隆出2個(gè)GluCl亞基，并在非洲爪蟾蜍卵母細(xì)胞中成功表達(dá)。這2個(gè)亞基能夠形成對(duì)谷氨酸、鵝膏蕈氨酸鹽、伊維菌素和其他阿維菌素類敏感的雜聚肽通道。Etter等認(rèn)為α亞基可以為谷氨酸提供1個(gè)結(jié)合位點(diǎn)，但是不能打開離子通道。GluCl α1基因在咽肌細(xì)胞pm4、pm5和一些神經(jīng)中表達(dá)，GluCl β在pm4中表達(dá)。Vassilatis等發(fā)現(xiàn)伊維菌素和谷氨酸均能降低谷氨酸受體的敏感性，點(diǎn)突變可導(dǎo)致結(jié)合能力下降。
在非洲爪蟾蜍卵母細(xì)胞中表達(dá)捻轉(zhuǎn)血矛線蟲的GluCl亞基，該亞基被伊維菌素和莫昔克丁緩慢的不可逆轉(zhuǎn)的激活。盡管GluCl作為靶標(biāo)位點(diǎn)似乎被更廣泛的接受，然而，人們普遍認(rèn)為，阿維菌素類藥劑對(duì)GABA和GluCl都起作用。Arena等的研究發(fā)現(xiàn)：阿維菌素和米爾貝霉素可以與線蟲GluCl結(jié)合并激活，表明GluCl是阿維菌素和米爾貝霉素在線蟲的主要靶標(biāo)位點(diǎn)。伊維菌素對(duì)捻轉(zhuǎn)血矛線蟲GluCl具有高親和力，進(jìn)一步證明這種受體是伊維菌素在線蟲的靶標(biāo)位點(diǎn)。其他阿維菌素類藥劑與伊維菌素在GluCl上的結(jié)合位點(diǎn)相同，但是其親和力相對(duì)較低�？辔抖�、氟蟲腈和谷氨酸與GluCl通道上的其他位點(diǎn)結(jié)合。伊維菌素可不可逆轉(zhuǎn)地激活秀麗隱桿線蟲GluCl α和GluCl β通道以及果蠅GluCl通道，但是伊維菌素?zé)o法與捻轉(zhuǎn)血矛線蟲和秀麗隱桿線蟲的GluCl β亞基相結(jié)合，表明線蟲GluCl α亞基對(duì)藥物具有選擇性。使用抗-HcGluCl α/β和抗-GABA抗體，HcGluCl α和β亞基定位在捻轉(zhuǎn)血矛線蟲GABA運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，進(jìn)一步證明這2個(gè)亞基構(gòu)成受體的形式。用特定的抗體定位捻轉(zhuǎn)血矛線蟲GluCl3α，發(fā)現(xiàn)其定位在線蟲的主要化學(xué)感覺器官??頭感器。上述研究結(jié)果均可證明GluCl及GABA是大環(huán)內(nèi)酯類藥劑的主要作用靶標(biāo)。
2.3 ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白誘導(dǎo)抗性產(chǎn)生
ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白作為超家族跨膜蛋白，從原核生物到人類均保守存在，基于序列的相似性，這些蛋白被分為8個(gè)亞家族，用A～H表示。這類跨膜蛋白不僅可以轉(zhuǎn)運(yùn)多種底物，還有其他作用，如細(xì)胞信號(hào)和核糖體的組裝和翻譯�，F(xiàn)有研究認(rèn)為ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以將毒性物質(zhì)經(jīng)過初級(jí)和次級(jí)代謝（PhaseⅠ和Ⅱ）形成的極性產(chǎn)物或螯合物強(qiáng)制性排出胞外（Phase Ⅲ），有時(shí)候ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白還能直接將有毒物質(zhì)排出胞外（Phase 0），ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白這種排出作用可減少胞內(nèi)藥物的積累，實(shí)現(xiàn)解毒，導(dǎo)致耐藥性產(chǎn)生。據(jù)報(bào)道，ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白與27種分屬不同種類的殺蟲或殺螨劑的抗性有關(guān)，主要是ABCB、ABCC和ABCG 3個(gè)亞家族的基因，既有基因突變?cè)斐膳c底物親和力下降，也有增加表達(dá)量引起對(duì)藥物或其代謝產(chǎn)物的排出作用增強(qiáng)。
隨著研究的深入，有證據(jù)表明ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白可以吸收、結(jié)合和消除宿主和寄生蟲中的大環(huán)內(nèi)酯類藥劑，其中包括P-glycoproteins（P-gps，ABCB1）。1976年首次在倉(cāng)鼠卵巢細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)P-glycoproteins，其由MDR/ABCB1編碼。其在保護(hù)組織免受有毒異物和內(nèi)源性代謝物傷害中起著至關(guān)重要的作用，也影響許多重要藥物的吸收和分布。P-gp的底物廣泛且具有特異性，阿維菌素類藥劑，如甲維鹽、伊維菌素均是其底物。P-gp被證實(shí)參與了許多寄生蟲和昆蟲對(duì)阿維菌素類殺蟲劑的抗藥性形成。此外，P-gp的過量表達(dá)已導(dǎo)致多種昆蟲產(chǎn)生抗藥性種群，如二斑葉螨、鮭魚海虱、煙草蚜蟲。
使用ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白抑制劑維拉帕米處理鮭魚海虱和昆蟲，均證實(shí)ABCB HTs/P-gp可通過協(xié)同作用抑制大環(huán)內(nèi)酯類的毒性。用大環(huán)內(nèi)酯類藥劑處理人類體虱、海虱成蟲和小菜蛾均可誘導(dǎo)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)上調(diào)，其中甲維鹽/阿維菌素處理海虱成蟲/小菜蛾導(dǎo)致其ABCB FT/P-gp表達(dá)量上調(diào)。Okechukwu通過ATPase活力測(cè)定以及競(jìng)爭(zhēng)性抑制試驗(yàn)證明了甲維鹽與ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白相互作用，大多數(shù)的大環(huán)內(nèi)酯類藥物可刺激ABCB FT/P-gp介導(dǎo)的Rhodamine 123流出，通過劑量-時(shí)間方式誘導(dǎo)ABCB FTs/P-gp表達(dá)，直接激活鈣離子通道，間接地激活氯離子通道提高胞內(nèi)鈣水平。使用RNAi敲減在人類體虱中上調(diào)表達(dá)的ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白基因驗(yàn)證其功能，發(fā)現(xiàn)這些基因在對(duì)伊維菌素的代謝及抗藥性產(chǎn)生中起到了至關(guān)重要的作用。這些發(fā)現(xiàn)均表明，阿維菌素/甲維鹽是P-gp的底物，能誘導(dǎo)ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)增加，P-gp mRNA表達(dá)量的增加可能導(dǎo)致阿維菌素類藥劑的有效性降低。
3 結(jié)語(yǔ)
綜上，昆蟲對(duì)甲維鹽的抗藥性機(jī)理是復(fù)雜的，不同昆蟲種群的抗藥性機(jī)理也不盡相同，因此研究昆蟲對(duì)甲維鹽的抗性機(jī)理可為科學(xué)合理地使用該類殺蟲劑，延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命提供重要的科學(xué)依據(jù)。甲維鹽可與其他多種不同作用機(jī)理的殺蟲劑進(jìn)行混用或輪換使用，以延緩昆蟲對(duì)其抗藥性的產(chǎn)生及發(fā)展。在部分阿維菌素類藥劑抗性水平較高地區(qū)應(yīng)立即停用或暫緩使用該類藥劑，等到該地區(qū)對(duì)阿維菌素類藥劑抗性水平下降再重新策劃使用方案，以防田間害蟲抗性基因頻率增加，喪失該類藥劑對(duì)害蟲的可控力。
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