농약농업, 수의학 및 공중 보건에 중요한 질병 매개 절지동물의 내성은 전 세계적인 매개체 방제 프로그램에 심각한 위협을 가하고 있습니다. 이전 연구에서는 흡혈 절지동물 매개체가 티로신 대사 경로의 두 번째 효소인 4-하이드록시페닐피루베이트 디옥시게나제(HPPD) 억제제가 함유된 혈액을 섭취할 경우 높은 사망률을 보인다는 사실이 밝혀졌습니다. 본 연구에서는 말라리아와 같은 전통 질병, 뎅기열 및 지카 바이러스와 같은 신종 감염병, 그리고 오로푸체 바이러스 및 우르수투 바이러스와 같은 신종 바이러스 위협을 전파하는 세 가지 주요 모기 매개체 종에 대한 β-트리케톤 제초제의 HPPD 억제제 효능을 조사했습니다.이러한 종에는 피레트로이드에 민감한 모기와 피레트로이드에 저항성이 있는 모기가 모두 포함되었습니다.
니티시돈(메소트리온, 설파디아진, 티아메톡삼은 아님)만이 흡혈 모기가 처리된 표면에 접촉했을 때 유의미한 모기 방제 효과를 나타냈다. 살충제에 민감한 아노펠레스 감비아 모기와 다중 저항 기전을 가진 모기 계통 간에 니티시돈에 대한 감수성 차이는 유의미하지 않았다. 이 화합물은 시험한 세 가지 모기 종 모두에 대해 일관된 효능을 보여 주요 질병 매개체에 대한 광범위한 효과를 나타낸다.
본 연구는 니티시돈이 기존 살충제 내성 대응 위원회(IRAC) 분류와는 다른, 혈액 소화 과정을 표적으로 하는 새로운 작용 기전을 가지고 있음을 보여줍니다. 니티시돈은 내성 균주에 대한 효능과 살충 처리된 모기장 및 실내 살충제 살포와 같은 기존 매개체 방제 조치와의 통합 가능성을 고려할 때, 말라리아, 뎅기열, 지카 바이러스 감염증 및 기타 신종 바이러스성 질병의 예방 및 통제 전략을 확대하는 데 이상적인 후보 물질입니다.
흥미롭게도, 세계보건기구(WHO)의 표준 생물검정에서는 흡혈 모기에게는 치명적이지 않을 수 있는 살충제의 판별 농도를 테스트하기 위해 설탕을 먹인 모기만을 사용합니다.[38] 이는 흡혈 모기와 비흡혈 모기 간의 유효 용량 차이를 고려하는 것이 중요함을 강조하며, 이는 잔류 효능 및 저항성 발달에 영향을 미칠 수 있습니다. 판별 용량(DD)은 일반적으로 흡혈 모기의 LD99 값을 기준으로 결정되지만, 곤충 생리의 차이가 감수성에 영향을 미칠 수 있으므로 흡혈 모기만을 테스트하는 것은 저항성 수준의 범위를 완전히 반영하지 못할 수 있습니다.
본 연구는 모기가 벽에 착륙하는 상황을 모사하고 실내 장기 지속형 살충제 처리(IRS)의 표적이 되는 흡혈 시험을 통해 아노펠레스 감비아(Anopheles gambiae), 이집트숲모기(Aedes aegypti), 큐렉스 퀸퀘파시아투스(Culex quinquefasciatus) 세 모기 종의 효능을 조사했습니다. 모든 암컷 모기는 니티시돈으로 코팅된 표면에 접촉 시 사멸했지만, 다른 HPPD β-트리케톤 억제제에는 반응하지 않았습니다. 모기 다리의 HPPD 억제제 흡수를 활용하는 것은 살충제 저항성을 극복하고 매개체 방제를 개선하는 데 유망한 전략입니다. 본 연구는 기존 살충제 스프레이를 대체할 수 있는 장기 지속형 살충제로서 니티시돈의 추가 연구 개발의 필요성을 뒷받침합니다.
니티시돈을 외용 살충제로 사용할 때의 효능을 평가하는 세 가지 방법을 비교하였다. 국소 도포, 곤충 다리 도포, 병 도포 방식 간의 차이뿐 아니라 도포 방법, 살충제 전달 방법, 노출 시간에 따른 차이도 분석하였다.
그러나 최고 용량에서 뉴올리언스와 무크자 간의 사망률 차이에도 불구하고, 다른 모든 농도에서는 24시간 후 뉴올리언스(감수성)가 무크자(내성)보다 더 효과적이었다.
혁신적인 매개체 방제 전략을 모색하기 위해, 새로운 살충 화합물을 발견하는 유망한 접근 방식은 신경계 및 해독 유전자와 같은 전통적인 표적을 넘어 곤충의 흡혈 메커니즘까지 연구 범위를 확장하는 것입니다. 이전 연구에서는 니티시돈이 흡혈 곤충에 의해 섭취되거나 (용매를 사용하여) 국소 도포 후 피부에 흡수될 경우 독성을 나타낸다는 사실이 밝혀졌습니다.
여러 검출 방법을 통해 얻은 데이터를 통합하면 살충제 효능 평가의 신뢰성을 향상시킬 수 있습니다. 그러나 고려된 세 가지 방법 중 국소 도포법이 실제 현장 조건을 가장 잘 반영하지 못한다는 점에 유의해야 합니다. 수용액을 사용하여 모기의 흉부에 살충제를 직접 도포하는 것은 Anopheles gambiae sl.의 일반적인 노출을 모방하지 못합니다.[47] 비록 특정 화합물에 대한 Anopheles의 감수성을 대략적으로 나타낼 수는 있지만 말입니다. 유리판법과 병법 모두 다리 접촉을 통해 생물 활성을 측정하지만, 그 결과는 직접적으로 비교할 수 없습니다. 노출 시간과 표면 피복률의 차이는 각 검출 방법에서 관찰되는 사망률에 상당한 영향을 미칠 수 있으므로, 살충제 효능을 정확하게 평가하기 위해서는 적절한 검출 방법을 선택하는 것이 중요합니다.
잔류효과 살충제(RIA) 분무는 모기가 흡혈 후 휴식하는 행동을 이용하여 처리된 표면과 접촉 시 살충제를 섭취하도록 유도합니다. 살충제 분해, 불충분한 분무 범위, 처리된 표면 취급(예: 처리 후 벽 세척)은 RIA의 효과를 크게 감소시킬 수 있습니다. 이러한 문제로 인해 두 가지 어려움이 발생합니다. (1) 모기는 치사량 미만의 용량에 노출되어도 생존할 수 있습니다. (2) 저항성은 주로 치사 선택에 의해 발생하지만, 치사량 미만의 용량에 반복적으로 노출되면 일부 저항성 개체가 생존하고 감수성 감소와 관련된 대립유전자가 유지되어 저항성 진화가 촉진될 수 있습니다[54]. 본 연구에서는 산업 표준인 당분 섭취 모기 대신 혈액을 섭취하는 모기를 사용했기 때문에 기존에 발표된 데이터와 직접적인 비교는 불가능했습니다. 그러나 니티시돈의 판별 용량(DD)과 용량-반응 곡선 형태를 다른 화합물의 데이터와 비교한 결과는 고무적입니다[47]. 판별 용량은 고정된 노출 시간과 바이알에 적용된 살충제의 양을 결합한 것이며, 흡착된 화합물의 양은 발에 실제로 접촉한 시간에 따라 달라집니다. 이러한 결과를 바탕으로 니티시돈은 티아메톡삼, 스피노사드, 메페녹삼, 디노테푸란보다 효능이 더 강하여[47] 추가적인 최적화가 필요한 새로운 실내 살충제 제형에 이상적인 후보 물질입니다. 용량-반응 곡선의 기울기(그림 3에서 LC95 및 LC50 기울기를 계산하여 근사화함)를 고려할 때, 니티시돈은 가장 가파른 곡선을 보여 높은 효능을 나타냅니다. 이는 다른 파리목 매개체인 체체파리(Glossina morsitans morsitans)에 대한 흡혈 및 국소 시험에서 니티시돈에 대한 이전 연구 결과와 일치합니다[26]. 우리는 키소 모기(그림 S1A) 또는 뉴올리언스 모기(그림 S1B)를 먹이 섭취 전에 니티시돈에 노출시켜 니티시돈의 효능을 유리판 시험을 통해 간략하게 검증했습니다. 니티시돈은 다리에 효과를 유지했는데, 이는 먹이 섭취 전에 니티시돈으로 처리된 벽에 모기가 착륙하는 상황을 모사한 것으로, 추가적인 연구가 필요합니다. 니티시돈(및 기타 HPPD 억제제)의 다리에 대한 효능은 다른 살충제에서 설명된 바와 같이 유채 메틸 에스테르(RME)와 같은 보조제와의 병용을 통해 향상될 수 있습니다[44, 55]. 먹이 섭취 전 *Gnaphalium affine*에 대한 RME의 효과를 시험한 결과(그림 S2), 5 mg/m² 농도에서 RME와 같은 보조제와의 병용이 모기 사망률을 유의하게 증가시키는 것을 확인했습니다.
다양한 내성 계통에서 제형화되지 않은 니티시돈에 의한 모기 사멸의 동역학은 흥미로운 주제입니다. VK7 2014 계통의 느린 사망률은 표피 비후, 혈액 섭취량 감소 또는 혈액 소화 속도 증가 때문일 수 있지만, 이러한 요인들은 본 연구에서 조사하지 않았습니다. 니티시돈은 내성 Culex muheza 모기 계통에 대해 낮은 독성을 보였으므로, 더 높은 농도(25~125 mg/m²)에서의 추가 연구가 필요합니다. 또한, Culex와 유사하게 Aedes 모기는 Anopheles보다 니티시돈에 대한 민감도가 낮으며, 이는 두 종 간의 혈액 섭취량 및 소화 속도 측면에서 생리적 차이가 있음을 시사합니다[27]. 이러한 차이는 혈액 활성 살충제를 평가할 때 종 특이적 특성을 이해하는 것이 중요하다는 점을 강조합니다. 니티시돈은 혈액 의존적이고 작용이 지연되지만, 모기가 산란하기 전에 작용하거나 전체적인 번식력을 감소시킬 수 있기 때문에 실용적인 가치가 있을 수 있습니다. 니티시돈은 4-하이드록시페닐피루베이트 디옥시게나제(HPPD)를 억제하여 티로신 분해 경로를 표적으로 하는 독특한 작용 기전을 가지고 있어, 포괄적인 매개체 방제 전략의 핵심 약물로서 유망한 가능성을 지니고 있습니다. 그러나 표적 부위의 돌연변이 또는 대사 적응으로 인한 약물 내성 발생 가능성을 고려해야 하며, 이러한 기전을 규명하기 위한 추가 연구가 현재 진행 중입니다.
본 연구 결과는 니티시돈이 흡혈 모기를 다리 접촉을 통해 사멸시킨다는 것을 보여줍니다. 이는 메소트리온, 설파디아진, 티아메톡삼에서는 관찰되지 않은 기전입니다. 이러한 살충 효과는 피레트로이드계, 유기염소계, 카바메이트계 등 다른 살충제 계열에 민감한 모기와 내성이 강한 모기를 구분하지 않습니다. 또한, 니티시돈의 표피 흡수 효율은 아노펠레스 속 모기에만 국한되지 않으며, 큐렉스 피피엔스 팔렌스와 이집트숲모기에 대한 효능을 통해 확인되었습니다. 본 연구 결과는 니티시돈의 흡수를 최적화하기 위한 추가 연구의 필요성을 뒷받침합니다. 예를 들어, 화학적으로 표피 흡수를 증진시키거나 보조제를 사용하는 방법 등이 있습니다. 니티시돈은 이러한 독특한 작용 기전을 통해 암컷 모기의 흡혈 습성을 효과적으로 이용합니다. 이러한 특성 덕분에 이 물질은 특히 피레트로이드계 살충제 내성이 빠르게 확산되어 기존 모기 방제 방법이 약화된 지역에서, 지속적인 살충 효과를 제공하는 혁신적인 실내 살충 스프레이 및 모기장에 이상적인 후보 물질이 됩니다.
게시 시간: 2025년 12월 23일