基于快速蒸发电离质谱技术的野外捕获冈比亚按蚊年龄快速鉴定新方法及其在疟疾防控中的应用

针对疟疾媒介按蚊年龄结构评估的难题，利物浦热带医学院团队采用快速蒸发电离质谱技术(REIMS)，成功实现对野外捕获冈比亚按蚊(Anopheles gambiae)的年龄分级（3-5组准确率>80%）和生殖周期判断（区分未产卵与产卵1-2次准确率87%），并首次证明该技术可检测伯氏疟原虫(Plasmodium berghei)感染，为疟疾传播风险评估和防控效果监测提供了创新工具。

　　

疟疾防控的核心在于阻断传播链，而按蚊的年龄结构直接决定其传播潜力——只有存活超过疟原虫外潜伏期(EIP)的雌蚊才具有传播能力。然而现有年龄评估方法存在明显局限：卵巢解剖耗时耗力，分子标记成本高昂，红外光谱技术(DL-MIRS)虽前景广阔但尚未成熟。更关键的是，这些方法难以同时整合多种影响传播效率的关键参数，如生理状态、感染情况等。这种技术瓶颈严重制约了我们对媒介控制措施（如杀虫剂处理蚊帐ITNs）效果的实时评估能力。

利物浦热带医学院联合伯基纳法索国家疟疾研究中心的跨国团队在《Scientific Reports》发表的研究中，创新性地将外科电刀与高分辨质谱联用的快速蒸发电离质谱技术(REIMS)应用于疟疾媒介研究。通过对实验室饲养和野外捕获的冈比亚按蚊进行系统分析，证实该技术可在80%以上准确率下区分3-5个年龄组，且不受血餐状态影响；首次证明仅用腹部样本即可完成年龄判定（准确率67%），保留其他组织用于分子检测；更突破性地实现87%准确率的生殖周期判断（区分未产卵/nulliparous与产卵1-2次个体）和95.5%准确率的伯氏疟原虫感染检测。

研究采用REIMS技术结合主成分-线性判别分析(PC-LDA)和随机森林算法，分析样本涵盖：实验室饲养的Kisumu品系按蚊（7个年龄组，含不同血餐状态）；伯基纳法索Cascades地区三个村庄采集的幼虫培育成蚊；半野外环境(SFS)中饲养的成蚊；以及房屋内捕获的野生蚊群。关键创新点包括建立可兼容不同采集方式（幼虫/成蚊）、不同饲养环境（实验室/半野外）的复合模型，其交叉验证准确率达81%。

研究结果显示，REIMS技术对复杂环境因素表现出惊人适应性：在混合来自不同地区、不同饲养条件的样本时，仍能保持>80%的年龄分类准确率（图7）。特别值得注意的是，该技术可准确识别完成不同生殖周期的个体——沿线性判别轴LD1分离产卵2次个体，LD2进一步区分未产卵与产卵1次群体（图3），这对评估媒介的潜在传播次数至关重要。在应用验证中，利用复合模型成功检测到房屋捕获蚊群随饲养时间延长的年龄结构变化（图8），证实其野外适用性。

技术优势方面，REIMS仅需单只干燥蚊虫（室温保存7-180天仍有效），单个样本分析时间短于1分钟，且证明可兼容腹部样本（保留头胸用于其他检测）。与同类技术相比，其独特价值在于能同步获取年龄、生殖状态和感染情况等多维度数据——这在伯氏疟原虫感染检测实验中得到完美体现（准确率95.5%，图S11），尽管目前仅限实验室高感染剂量条件。

讨论部分强调，该方法为评估媒介控制措施效果提供了新思路：通过监测种群年龄结构年轻化趋势，可间接反映干预措施（如ITNs）对蚊虫寿命的影响。但作者也指出需进一步研究自然条件下年龄结构的季节性波动，以区分气候因素与干预措施的影响。技术转化方面，建议开发低成本质谱设备以提升现场适用性。

这项研究标志着质谱技术在病媒监测领域的重大突破，其多参数同步检测能力为建立更精确的疟疾传播模型提供了全新工具。特别是在当前疟疾防控进入"精准打击"阶段的背景下，能够快速评估媒介种群年龄结构和感染状况的技术，将极大提升有限防控资源的配置效率。未来研究应着重验证该技术在自然感染条件下的敏感性，并探索其与红外光谱技术的互补应用场景。