新煙堿類殺蟲劑
由于新煙堿類殺蟲劑作用機(jī)制獨(dú)特、對(duì)害蟲殺滅的高效光譜性以及較好的環(huán)境相容性,因此自拜耳公司首次將新煙堿類殺蟲劑蚍蟲啉( Imidacloprid)推出以來(lái),已衍生出眾多品種,如噻蟲嗪( thiamethoxam)、噻蟲胺( clothianidin)、呋蟲胺( dinotefuran)等,并在短短數(shù)年內(nèi)就成為了蔬菜水果和糧食作物上應(yīng)用較為廣泛的一類殺蟲劑。
新煙堿類殺蟲主要是通過(guò)對(duì)昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)的煙堿型乙酰膽堿受體( nicotinic acetylcholine receptors,nAChRs)高親和性結(jié)合,誘導(dǎo)神經(jīng)元亢奮,進(jìn)而導(dǎo)致昆蟲在短時(shí)間內(nèi)死亡。這類化合物的分子結(jié)構(gòu)決定了其與昆蟲 nAChRs的結(jié)合具有極強(qiáng)的特異性,所以對(duì)高等動(dòng)物毒性較低。然而在新煙堿類殺蟲劑使用過(guò)程中,很快便發(fā)現(xiàn)了針對(duì)于蜜蜂的毒性作用(急性和慢性毒性),并可能與對(duì)蜜蜂種群危害性極大的蜂群崩潰綜合征( colony collapse disorder, CCD)的發(fā)生密切相關(guān)。
對(duì)此,歐盟已于 2013年出臺(tái)相關(guān)禁令,禁止噻蟲胺、蚍蟲啉和噻蟲嗪這三種新煙堿類殺蟲劑在部分作物上的使用。今年 4月 27日,相關(guān)的禁令范圍已進(jìn)一步擴(kuò)大,這三種殺蟲劑將被禁止以室外用途的使用。而在近期,就多個(gè)歐盟成員國(guó)在緊急授權(quán)下對(duì)這三種殺蟲劑的使用情況,歐盟又相應(yīng)展開(kāi)了新一輪的評(píng)估工作。中國(guó)和美國(guó)也一直關(guān)注著新煙堿類殺蟲劑的所引起的蜜蜂毒性,并發(fā)布了針對(duì)多個(gè)新煙堿類殺蟲劑的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告,由此可見(jiàn)“蜂毒”仍將持續(xù)影響新煙堿類殺蟲劑相關(guān)產(chǎn)品的登記與上市過(guò)程。
由于新煙堿類殺蟲劑獨(dú)特的作用機(jī)制,特別對(duì)刺吸式口器害蟲殺滅效果顯著,就目前而言,甚至未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一個(gè)時(shí)間段內(nèi),不太可能存在能夠完全替代的相關(guān)產(chǎn)品。因此近些年來(lái),新煙堿類殺蟲劑一直是中國(guó)等國(guó)家和地區(qū)農(nóng)藥登記的熱點(diǎn)產(chǎn)戊吡蟲胍和氟吡呋喃酮等。然而隨著各國(guó)和地區(qū)日趨嚴(yán)苛的農(nóng)藥登記法規(guī)的頒布和實(shí)施品。這不僅僅包括對(duì)第一代新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉來(lái)推陳出新的新試劑,以及噻蟲啉和呋蟲胺這兩種熱門登記品種,還涌現(xiàn)出了一些低“蜂毒”的新煙堿類殺蟲劑新品種,如,“蜂毒”之外,新煙堿類殺蟲劑登記過(guò)程中所面臨的一些新趨勢(shì)應(yīng)得到進(jìn)一步關(guān)注。
新煙堿類殺蟲劑的抗藥性
新煙堿類殺蟲劑蚍蟲啉從 1991年上市后,于 1996年就在西班牙溫室場(chǎng)景下的使用過(guò)程中首次發(fā)現(xiàn)了棉粉虱對(duì)其的抗藥性。近些年來(lái),隨著各種類型殺蟲劑的大量使用,害蟲的抗藥性普遍增加,許多農(nóng)作物甚至已到了無(wú)藥可用的境地,這對(duì)于新煙堿類殺蟲劑來(lái)說(shuō)尤為嚴(yán)重?,F(xiàn)有的研究已表明,新煙堿類農(nóng)藥的抗性機(jī)制主要是通過(guò)代謝抗性形成,即在施藥過(guò)程中昆蟲體內(nèi)通過(guò)遺傳變異等途徑發(fā)展出相應(yīng)的新煙堿類殺蟲劑的代謝酶。由于這種作用機(jī)制的存在,將直接導(dǎo)致新煙堿類殺蟲劑在針對(duì)代謝能力較強(qiáng)的昆蟲類型時(shí)會(huì)造成藥效的直接降低。根據(jù)近兩年全國(guó)農(nóng)業(yè)有害生物抗藥性監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看,褐飛虱這種水稻有害生物已對(duì)第一代新煙堿類殺蟲劑蚍蟲啉表現(xiàn)為高水平抗性(抗性水平 >2000),而褐飛虱對(duì)第二代的噻蟲嗪和第三代的呋蟲胺的抗藥性也不容樂(lè)觀,基本達(dá)到中等至高水平抗性。
包括中國(guó)在內(nèi),多個(gè)國(guó)家和地區(qū)在農(nóng)藥登記過(guò)程都需要提供抗性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估資料,如美國(guó)國(guó)家環(huán)境保護(hù)局( EPA) 2017年正式發(fā)布的《農(nóng)藥抗性管理 -標(biāo)簽指南》( PRN 2017-1)中指出,若登記的農(nóng)藥存在抗性,必須要按照 FIFRA 6( a)和 40CFRPart159的要求提交農(nóng)藥抗性報(bào)告。在中國(guó)農(nóng)藥中,抗性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估資料由室內(nèi)抗性風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)資料和田間抗性風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)方法兩部分構(gòu)成,但目前僅有關(guān)于殺菌劑、殺蟲劑和除草劑的室內(nèi)抗性風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布( NYT 1859.1-2010(總則), NYT 1859.2-2012、 NYT 1859.3-2012、 NYT 1859.2-2012)。因此,隨著新煙堿類殺蟲劑抗性的發(fā)展,已逐漸開(kāi)始影響針對(duì)于該類產(chǎn)品的登記過(guò)程。總體而言,由于 抗性風(fēng)險(xiǎn)試驗(yàn)檢測(cè)內(nèi)容多,復(fù)雜性高,周期長(zhǎng)( 1~2年),且國(guó)內(nèi)外能展開(kāi)相應(yīng)試驗(yàn)內(nèi)容的單位少 ,所以在展開(kāi)具體的試驗(yàn)工作前,應(yīng)詳細(xì)對(duì)農(nóng)藥的抗性進(jìn)行評(píng)估,了解潛在的抗性機(jī)理,再有針對(duì)性的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并在有能力的試驗(yàn)單位中開(kāi)展。
新煙堿類殺蟲劑的內(nèi)分泌干擾效應(yīng)
盡管在 Tox21/ToxCast離體毒理學(xué)計(jì)劃中,并沒(méi)有觀察到新煙堿類殺蟲劑及其某些代謝產(chǎn)物能夠激活包括雌激素受體在內(nèi)的多種核受體,然而自 2010年起,已持續(xù)有研究關(guān)注到蚍蟲啉和噻蟲胺等新煙堿類殺蟲劑具有顯著的內(nèi)分泌干擾效應(yīng),如降低精子生成量、減少懷孕率、下調(diào)激素水平等。
隨著今年 6 月 7 日, 歐盟內(nèi)分泌干擾物識(shí)別標(biāo)準(zhǔn)配套指南文件的發(fā)布 ,從 2018年 11月 10日起, 歐盟農(nóng)藥( PPP)正在申請(qǐng)或新申請(qǐng)的產(chǎn)品也需要提交內(nèi)分泌干擾評(píng)估資料 。受這一因素影響,有關(guān)于新煙堿類殺蟲劑相關(guān)產(chǎn)品的歐盟農(nóng)藥登記,需要額外展開(kāi)針對(duì)于內(nèi)分泌干擾特性的評(píng)估工作。根據(jù)相關(guān)指南,就化合物內(nèi)分泌干擾特性的判定具有極強(qiáng)的科學(xué)性與邏輯性,一方面必需以證據(jù)鏈的方式準(zhǔn)備化合物的內(nèi)分泌干擾效應(yīng)和有害損傷的兩類試驗(yàn)數(shù)據(jù),另一方面又必需通過(guò)分析化合物的內(nèi)分泌干擾的作用機(jī)制,來(lái)關(guān)聯(lián)這兩類試驗(yàn)數(shù)據(jù)以得到最終的判定結(jié)論。所以,這樣的內(nèi)分泌干擾效應(yīng)的評(píng)估方式對(duì)新煙堿類殺蟲劑相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)具有較大的挑戰(zhàn)性。 總結(jié)
面對(duì)新煙堿類殺蟲劑產(chǎn)品在登記過(guò)程中所面臨的新趨勢(shì),本文就新煙堿類殺蟲劑的抗藥性和內(nèi)分泌干擾效應(yīng)進(jìn)行了介紹,而這兩點(diǎn)也是生產(chǎn)企業(yè)在今后相關(guān)產(chǎn)品登記過(guò)程中將主要面對(duì)的困難與挑戰(zhàn)。
小知識(shí)
蜂群崩潰綜合征( Colony Collapse Disorder, CCD)又稱蜂群衰竭失調(diào)指由不明原因引起的,導(dǎo)致大批蜂巢內(nèi)的工蜂突然消失的現(xiàn)象,而造成這一現(xiàn)象可能由多種誘因共同導(dǎo)致,如病毒感染,新煙堿類等殺蟲劑暴露,由喂食玉米糖漿或玉米糖導(dǎo)致的免疫力下降等。
來(lái)源:瑞歐科技