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蟑螂
【博士说药】我国杀蟑胶饵登记情况的比较分析
来源:中国卫生有害生物防制协会   时间:2023-02-23     分享:

摘要 杀蟑胶饵因其安全性和有效性较好在我国的广泛应用历史超过10余年,同时登记上市的产品也与日俱增,以及持续使用对蟑螂造成不同程度的选择压力。本研究通过数据库检索、文献检索与分析,对我国目前登记的杀蟑胶饵产品进行了多角度分析,提出了胶饵产品目前存在的问题,并对胶饵的抗药性水平与机理进行了比较分析。总之,我国胶饵产品具有生产厂家数量多、有效成分种类多等特点,同时也存在产品同质化、缺乏创新技术等不足。蟑螂对胶饵的行为抗性并非普遍现象,即使蟑螂对胶饵有效成分具有较高的抗性水平(生理抗性与代谢抗性),由于胶饵的胃毒作用方式使其有效性通常不受显著影响。

关键词 胶饵;蟑螂;农药登记证;抗药性

 

 

蟑螂作为城市环境中最普遍的一类医学昆虫,能机械性传播细菌、病毒、霉菌等40多种病原微生物与寄生虫卵(Brenner et al.1995),其排泄物与尸体会诱发人过敏性哮喘和鼻炎(Gore et al.2007),蟑螂综合防治是消除上述危害不可或缺的手段。在蟑螂综合防治措施中,滞留喷洒与毒饵是不可或缺的化学防治技术。滞留喷洒长期的使用已带来显著的抗药性,胶饵因其安全性和有效性较好,逐渐成为蟑螂防治的重要方法。目前,我国卫生登记杀蟑胶饵的种类多样,都具有审批合格、准许上市销售所需的三证(农药登记证、生产许可证、执行标准证),为了解目前相关登记产品的整体情况,本研究对所有登记有效的杀蟑胶饵进行了全面比较与分析;同时,对胶饵导致的抗药性现象进行了分析,以期客观看待胶饵使用带来的行为抗性、生理抗性的形成机理、发展现状。综合上述两方面研究结果,对于揭示蟑螂抗性产生及新型杀虫剂的开发均具有重要意义,为制定防治方案和合理用药提供科学依据,从而阻止和延缓抗药性的产生和发展,有效提高防治效果,控制蟑螂密度。

 

1 材料与方法


通过登陆中国农业信息网的农药登记数据查询页面(http://www.chinapesticide.org.cn/hysj/index.jhtml),采集截至202131日的杀蟑胶饵产品信息,涉及产品名称、生产厂家、有效成份及含量、防治对象等信息,对获取的数据信息进行多角度比较分析。


进入PubmedWeb of Science数据库,以“cockroach”“gel bait”“resistance”为关键词进行检索,对检索结果进行人工筛选,获得对杀蟑胶饵与抗药性进行研究的文献,将研究结果进行比较分析,结合本研究组的研究过程,对胶饵抗药性机理、现状及未来进行分析与展望。


2 结果

截至202131日,在中国农业信息网登记的杀蟑胶饵产品共62个,来自37个生产厂家,有效成分10种,具体分析结果如下。


2.1 生产厂家


本研究共查询到62个胶饵产品,来自37个生产厂家,江苏功成生物科技有限公司登记5个胶饵产品,广西隆华生物科技股份有限公司和浙江天丰生物科学有限公司登记了3个产品,巴斯夫欧洲公司、拜耳有限责任公司、江苏省南京荣诚生物科技有限公司、顺毅股份有限公司、苏州绿叶日用品有限公司、浙江省杭州萧山钱潮日化有限公司、中山凯中有限公司登记了2个产品,其余27个厂家(澳大利亚拜迪斯有限公司、赤峰诺华生物科技有限公司、登封市金博农药化工有限公司、福建高科日化有限公司、福建省金鹿日化股份有限公司、福建省晋江金童蚊香制品有限公司、广东宜禾宜农作物科学有限公司、广西柳州华力家庭品业股份有限公司、广西田园生化股份有限公司、广州超威日用化学用品有限公司、河北国欣诺农生物技术有限公司、河北康达有限公司、河北志诚生物化工有限公司、鹤壁全丰生物科技有限公司、黑龙江省佳木斯市恺乐农药有限公司、华植河北生物科技有限公司、济南天雨百禾植物营养技术有限公司、江门市大光明农化新会有限公司、江苏生久农化有限公司、江苏省常州晔康化学制品有限公司、江苏省无锡洛社卫生材料厂、江苏优嘉植物保护有限公司、江西生成卫生用品有限公司、开平市达豪日化科技有限公司、辽宁东峰日用品有限公司、辽宁省大连金猫鼠药有限公司、辽宁省沈阳爱威科技发展股份有限公司、柳州市白云生物科技有限公司、青岛户清害虫控制有限公司、山东洁保生物科技有限公司、石家庄市深泰化工有限公司、四川省成都彩虹电器股份有限公司、温州英杰工艺品有限公司、义乌市豪威生物科技有限公司、浙江迪乐化学品有限公司、浙江宁尔杀虫药业股份有限公司、珠海市佳弘科技有限公司)各登记了1个胶饵产品。


1 我国杀蟑胶饵登记证持有单位信息(持有量>1

Table 1 Information of the holders of registration certificate of cockroach bait in China (Holdings>1)


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37个厂家中4个厂家总部位于欧洲,1个位于澳大利亚,其余32家都来自中国,江苏13个,浙江11个,广东7个,广西6个,河北5个,辽宁、福建和山东各3个,河南2个。


2.2 有效成分


对胶饵所含有效成分进行分析,只有2个胶饵是复配成分,分别是0.667%残杀威和0.033%氟虫腈复配、4%乙酰甲胺磷和0.5%灭幼脲复配。其余60个胶饵产品,使用的有效成分包括氟虫腈(24个),吡虫啉(20个),氟蚁腙(7个),呋虫胺(4个),硼酸(2个),毒死蜱(1个),依维菌素(1个),乙酰甲胺磷(1个)(见图1),各有效成分特点分析如下。

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Figure 1 The active ingredients in 60 cockroach gel bait products


采用氟虫腈作为有效成分的胶饵有24个,且含量均为0.05%。采用吡虫啉作为有效成分的胶饵有20个,其中10个产品中含量为2.50%4个产品含量为2.15%1个产品为2.10%4个产品含量为2.00%1个产品为0.05%。采用氟蚁腙作为有效成分的胶饵有7个,其中5个产品中含量为2.00%1个产品为2.15%1个产品为2.50%。采用呋虫胺作为有效成分的胶饵有4个,其中2个产品中含量为0.50%1个产品为0.20%1个产品为0.05%。采用硼酸作为有效成分的胶饵有2个,1个产品中含量为12%1个产品为10%

此外,还有3种胶饵的有效成分是2%乙酰甲胺磷、1%毒死蜱、0.10%伊维菌素。


2.3 杀蟑胶饵抗药性

通过关键词检索,并经人工筛选去除无关文献,截至20216月共有15篇文章的主题与蟑螂胶饵的抗药性(含生理抗性、代谢抗性与行为抗性等)有关,发表时间从1993年到2021年。

蟑螂对毒饵的抗药性现象被人们所忽视,首先是长期以来一直认为配方合理的毒饵适口性与引诱性好,一次取食对个体的毒杀效果好,因而不易产生抗性,另外一个重要原因是由于目前的蟑螂抗药性生物测定方法均是采用点滴法、药膜法进行测试,而忽略了对胶饵抗性的如行为抗性、代谢抗性等的检测意识。通过文献调研,本研究发现蟑螂对胶饵的抗药性主要表现为拒食非杀虫剂成分而导致的行为抗性和二次连锁杀灭效果降低的代谢抗性。


2.3.1 行为抗性

最早报道蟑螂对胶饵产生抗性的是1993年将蟑螂行为抗性与毒饵中常规的营养素(并非杀虫剂)建立关联Silverman et al., 19931994年对12个野外品系德国小蠊证实胶饵在的葡萄糖引起厌食行为,而且敏感品系也可发展出该行为Silverman et al., 1994Cincy种群德国小蠊对含0.05%阿维菌素与含0.01%氟虫腈的两种胶饵产生了明显的行为抗性,而胶饵中的果糖、葡萄糖、麦芽糖及蔗糖等成分对敏感种群蟑螂是促食因子,却是Cincy种群德国小蠊对胶饵产生行为抗性的主要因素,经点滴法生物测定表明Cincy种群对阿维菌素与氟虫腈的生理抗性水平分别为2.5倍与8.7倍,属于中等抗性水平Wang et al., 2004


2.3.2 代谢抗性

在本研究检索的15篇文献中,排除行为抗性机制,蟑螂种群取食胶饵后死亡率降低的直接报道只有2篇,且局限于对抗药性表型的描述性研究,而没有相关机理(如因解毒酶活性增强或者靶标敏感性降低)的研究。野外采集的19个从未接触过氟虫腈杀虫剂的蟑螂种群,用氟虫腈诊断剂量(3.45ng/只)点滴处理后,有13个种群死亡率远低于99%,死亡率最高的仅为57%,最低为6%;用含0.0005%氟虫腈的正常饲料饲喂敏感种群和野外种群德国小蠊发现,前者在36h内全部死亡,而野外种群的死亡率介于25-90%之间Holbrook et al., 2003。用含氟虫腈、茚虫威和氟蚁腙有效成分的胶饵对野外PR-712蟑螂种群进行防制失效后,用点滴法测定其抗性水平分别达到5.60倍、23.21倍和3.89倍;进一步用胶饵在实验室对该种群进行汰选,经过2年后用点滴法测得其抗性水平分别达到15.92倍、13375倍和19.31倍;与敏感种群及未进行实验室筛选的种群相比,汰选后种群取食含氟蚁腙和茚虫威的胶饵后存活期显著延长,对氟虫腈胶饵无显著变化Ko et al., 2015。值得一提的是,上述现象还出现在胶饵的二次传毒过程中,即汰选种群取食3种胶饵后,其排泄的粪便对若虫的二次连锁杀灭效果显著降低,敏感种群取食胶饵后7d死亡率达到100%,而汰选种群取食胶饵后死亡率介于20-60%之间,死亡率最低的是茚虫威(约20%),死亡率最高的是氟虫腈(约60%)。


3 讨论

3.1 胶饵产品分析

本研究中检索到62个胶饵产品,来自37个生产厂家,登记产品最多的厂家有5个产品,有2个厂家各登记3个产品,有7个厂家各登记了2个产品,其与27个厂家各登记1个产品。由此可见,目前我国胶饵生产企业较多,能够满足市场对胶饵的整体需求。上述厂家中有外资背景的厂家5个,4个来自传统的欧洲企业,其余32家来自中国,这也表明我国胶饵生产起步较晚,但后续发展态势良好,这也得益于我国规范的产品登记制度和较大的市场需求。但是该现象也反映出胶饵生产的集中度分散,企业数量众多,对产品性能提升的研发可能会有差异,部分产品在市场竞争中可能面临淘汰,部分企业可能在激烈的市场竞争中将生产技术、产品性能的研发置于次要位置,而更加重视营销、价格竞争等环节,这一现象也可通过许多产品主要在线上电商平台销售部分体现。作者曾经对多种登记合格的产品进行过适口性和持效性的比较分析周小洁等,2017,同为登记合格产品,其差异较大,在现实使用中的防制效果也有较大差异。为此,需要生产企业要重视产品性能的改进提升,针对胶饵配方各种成分的筛选、含量等进行研究。在配方研发阶段,可首先针对单一的成分进行优化,采用单一组分加入琼脂等基质中作为饲料,排除其他成分干扰。例如,首先针对糖类等重要的促食剂开展,同理可以对蛋白成分王晓燕等,2010、油脂、稳定剂刘泉等,1995、增稠剂、防腐剂、保湿剂等有效成分进行测试。例如,德国小蠊对不同物质取食量中糖类麦芽糖、红糖和蔗糖显高于果糖、葡萄糖、乳糖;对不同食用粉取食量中奶粉取食量明显高于芝麻粉、炒黄豆粉、鸡精、玉米淀粉、荞麦粉、炒玉米粉、炒小麦粉;对不同蛋白取食量测定,酵母提取粉略大于干酪素和酵母浸膏,其他细菌学蛋白胨、大豆蛋白胨、胰蛋白胨、酸水解酪蛋白被取食量几乎为零李兴文等,2013。最后,根据单一成分测试结果,先进行简单组合,逐步扩大组分种类直至全部成分的组合。需要指出的是,在胶饵研发过程中,要扩大选择范围,尤其是部分对于胶饵稳定性发挥作用的助剂成分如保湿剂、塑形剂、防腐剂等,可以从精细化工、食品添加剂、药剂等领域去筛选。


3.2 胶饵有效成分

62个胶饵产品中,复配的胶饵有2种,其余均为单一有效成分,共计8种,这一情况与国外杀蟑胶饵基本一致,只有茚虫威没有相应的杀蟑胶饵产品在我国登记,目前茚虫威登记产品主要为杀蚁饵剂、杀蟑饵片(2021年底登记到期)。

采用氟虫腈作为有效成分的胶饵有24个,含量均为0.05%。氟虫腈由法国的罗纳普朗克农化公司1987年开发研制,属于苯基吡唑类杀虫剂,作用于α-氨基丁酸受体(GABA),从而起到阻断由GABA控制的神经膜氯离子通道的作用,曾在全世界及全国被大量利用。但鉴于氟虫腈对甲壳类水生生物和蜜蜂具有高风险,在水和土壤中降解慢,按照《农药管理条例》的规定,自2009101日起,除卫生用、玉米等部分旱田种子包衣剂外,在我国境内停止销售和使用用于其他方面的含氟虫腈成分的农药制剂。因此,氟虫腈目前主要用于卫生害虫尤其是蟑螂防制。对该类胶饵进行分析不难发现,产品同质化问题较为明显,在实际应用中因抗药性问题,需要轮换其他种类有效成分时要避免选择同类产品。

吡虫啉属于硝基亚甲基类内吸杀虫剂(第二代烟碱类杀虫剂),其作用靶标是烟碱乙酰胆碱受体,通过干扰害虫运动神经系统使化学信号传递异常,具有广谱、高效、低毒、低残留,害虫不易产生抗性,并有触杀、胃毒和内吸多重药效。

氟蚁腙是一种昆虫细胞线粒体呼吸阻断剂,属于脒腙类化合物,对人及非靶动物安全,主要作为胃毒杀虫剂应用于防治蟑螂、蚂蚁等。

呋虫胺属于第三代新烟碱类杀虫剂,具有触杀、胃毒作用,通过作用于害虫神经系统引起异常兴奋,最终麻痹死亡。硼酸是一种无机物,为白色粉末状结晶,可用作pH值调节剂、消毒剂、防腐剂等,同时也可用于胶饵中防制蟑螂。目前,该产品由于上市时间较短,被销售企业作为克服其他类杀虫剂抗性的优势进行宣传和销售。

乙酰甲胺磷和毒死蜱,均属于有机磷类杀虫剂,具有触杀和胃毒作用。伊维菌素是新型的广谱、高效、低毒大环内酯类杀虫剂,通过促进γ-氨基丁酸(GABA)的释放,增加氯离子通道通透性,阻断神经信号的传递,最终神经麻痹,肌肉细胞失去收缩能力,从而导致虫体死亡。仅有1个胶饵中使用乙酰甲胺磷与灭幼脲复配,灭幼脲属苯甲酰脲类昆虫几丁质合成抑制剂,为昆虫激素类农药。通过抑制昆虫表皮几丁质合成酶和尿核苷辅酶的活性,来抑制昆虫几丁质合成从而导致昆虫不能正常蜕皮而死亡。

通过比较62个胶饵、11种有效成分可知,胶饵的有效成分的选择在行业内有较为一致的认知,这与可作为胃毒剂的杀虫剂数量较少有关。对于胶饵有效成分的选用,也可以通过单一组分筛选来确定适宜作为胶饵的有效成分种类与含量杨天赐等,2006

杀蟑效果好的胶饵配方必须以胶体化学、物理化学、高分子化学知识为基础,通过引诱剂的筛选、药效、毒理研究,选出优异杀虫剂剂及基质等才能确定。较好的杀蟑胶饵,具有适口性好、引诱力强、保湿性强、附着力强、高温不流淌、低温不变硬、理化特性稳定、胶体均匀不分层等特点梁铁麟等,2009


3.3 胶饵抗药性

对现有关于蟑螂胶饵抗药性的研究进行比较分析,发现其抗药性机制主要是行为抗性与代谢抗性,前者是蟑螂对非杀虫剂成分通过味觉感知而引起,后者是对杀虫剂成分的解毒代谢能力增强导致。

本研究组曾对蟑螂基于味觉感知的行为抗性进行了全面综述,系统阐述了行为抗性的发现过程、具体表型以及相应的生理机制及相应对策周小洁等,2017。此外,本研究组几年来持续对野外采集蟑螂种群进行以蔗糖为诱食剂的有效成分,目前尚未发现明显拒食杀蟑胶饵的种群。总之,关于拒食糖类等促食剂而引起的行为抗性近年来研究较为透彻,引起了行业内的普遍关注;但同时,许多专业技术人员在面对胶饵防制蟑螂效果不理想或者失败的案例时,部分人可能将其归因于对胶饵的行为抗性和代谢抗性原因,而忽略了环境治理不到位的重要原因。Irvington种群德国小蠊对氟虫腈表现出115.1倍抗性水平(点滴法),但含0.05%氟虫腈的胶饵依然在14天内达到有效杀灭王国红等,2018,表明对氟虫腈的高抗水平并不会对含氟虫腈胶饵产生显著抗性。我国台湾地区发现20个德国小蠊野外种群对胶饵常用有效成分产生了不同程度的抗药性(点滴法),吡虫啉诊断剂量点滴后死亡率为82-100%,用胶饵处理后死亡率为22-98%(均值为69.04%);氟虫腈诊断剂量点滴后死亡率为0-36%,用胶饵处理后死亡率为15-100%(均值为76.21%);茚虫威诊断剂量点滴后死亡率3-90%,用胶饵处理后死亡率为72-100%(均值为97.58%);氟蚁腙诊断剂量点滴后死亡率为34-100%,胶饵处理后死亡率为73-100%(均值为90.95%)。该研究是较为系统的对胶饵抗性的比较研究Hu et al.2021,表明胶饵中的有效成分采用常规生物测定方法(如点滴法)不能真实反应含有该成分胶饵的现场杀灭性能,常规生物测定得到的抗性结果并不一定会导致该有效成分在胶饵中失效,该研究同时发现茚虫威和氟蚁腙是较为有效的胶饵有效成分。

截至目前,具有可靠数据支持的胶饵的代谢抗性报道较少,究其原因主要与其胃毒作用方式以及有效成分的高活性有关。以氟虫腈为例,尽管目前个别野外种群蟑螂对含氟虫腈胶饵产生了一定的抗性(非行为抗性),但仍不能认为这种抗性水平能影响含氟虫腈胶饵的杀灭效果;只要保证氟虫腈一直只用于胶饵中,其杀灭效果是完全可以得到保证的。因为德国小蠊成虫单次取食量至少为1mgReierson1995),氟虫腈在胶饵中的含量最低位0.01%,单只蟑螂1mg胶饵便摄入100ng氟虫腈,这一剂量是经点滴杀死几乎所有野外采集德国小蠊雄虫剂量的3倍,足以杀灭种群中最耐受的个体,正因如此,对胶饵中氟虫腈的抗性并不会在种群中扩散。但是,现实中存在蟑螂摄入氟虫腈的量远远低于胶饵中的浓度,例如若从取食成虫粪便,而粪便中氟虫腈的浓度就低于胶饵,进而导致连锁杀灭效果减弱,从而有可能成为抗性产生的主要选择压力;另外,部分杀蚁胶饵中氟虫腈含量低至0.001%,被部分蟑螂取食后也可能成为抗性的选择压力;第三,由于我国目前允许氟虫腈用于居家害虫如白蚁、蟑螂的滞留喷洒防制,如果环境中氟虫腈浓度不能杀死耐受个体,种群中抗性个体的频率便会逐步增加;最后,不同杀虫剂之间的交互抗性可能对胶饵中氟虫腈的活性产生削弱,包括许多在氟虫腈使用前就大量使用的同类和其他类杀虫剂及化学物质。总之,在现有的条件下蟑螂对氟虫腈的抗性可能缓慢或者不会增加,但是不能盲目乐观,因为曾经有过蟑螂对胶饵中氟虫胺产生抗性的先例(Coby, 1992.


3.4 总结

目前,蟑螂对胶饵中各类有效成分如氟虫腈、氟蚁腙等,产生了一定程度的生理、生化抗性,尤其是同时用于胶饵和滞留喷洒的杀虫剂成分(如氟虫腈)。根据已有经验,持续的喷洒使用会使蟑螂对其抗性持续升高,进而也会导致其在胶饵中的应用效果逐步降低。因此,尽管目前胶饵中的有效成分,依然可以有效控制蟑螂,但是随着连锁毒性降低、滞留喷洒应用以及不同杀虫剂之间的交互抗性,可能会导致蟑螂对胶饵的生理生化抗性逐步升高,加之部分行为抗性的引入,会导致胶饵的效果显著降低。通过本文比较研究,提示胶饵生产企业、蟑螂防制行业要尽快了解胶饵抗性的种类、产生原因,从而能够从产品配方、杀虫剂成分的使用、环境治理等角度来延缓蟑螂对胶饵抗性的产生,同时加大胶饵专用有效成分的研发和使用,通过合理轮换、综合治理来延缓或治理蟑螂抗性。

 

作者:周小洁,李静,付学锋

(北京市疾病预防控制中心,北京市预防医学研究中心,北京 100013


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