臭虫是人类最亲密的吸血室友之一，它对用于对付它的杀虫剂具有极强的抗药性。现在，研究人员已经确定了造成这种抗药性的基因。这一发现突显了我们目前使用的化学武器已变得多么无效，并且可以帮助研究人员设计出能够更好地消灭害虫的杀虫剂。
在过去的15年中，臭虫在美国的虫害激增，这可能是由于旅行增加造成的。一旦这些昆虫“搭便车”进入新的区域，它们就会迅速传播：一只受精的雌性就可以侵扰整栋公寓楼。摆脱臭虫可能既昂贵又耗时，而且很棘手。它们薄如纸的身体使它们能够挤进家具和墙壁的缝隙中，而这些地方很难进行有效喷洒。
为了找到揭示臭虫如何能够在杀虫剂中存活的线索，肯塔基大学的研究人员团队首先对从虫害中获得的21个抗药性臭虫种群中活跃的基因进行了测序。通过将野外臭虫中活跃的基因与易感实验室培育种群中活跃的基因进行比较，他们确定了收集到的DNA中有14个基因具有与抗药性相关的变异。不同的种群携带不同组合的基因变异。该团队在3月14日发表在《科学报告》上的文章中还发现，每个测试的臭虫种群都至少携带两个抗性变异。（《大众科学》和《科学报告》均隶属于自然出版集团。）
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研究人员确定所有基因主要在昆虫坚硬的、类似指甲的角质层（即外表皮）中活跃（产生特定的蛋白质），而不是在消化道中活跃。昆虫的大多数杀虫剂抗药性机制都发生在消化道中。昆虫学教授兼这项新研究的研究人员之一的苏巴·雷迪·帕利说，这一发现是有道理的，因为只吸食血液的臭虫仅通过接触它们的外骨骼而接触杀虫剂，而现在外骨骼似乎充满了保护性基因。
接下来，该团队证明了他们鉴定的基因导致了抗药性。他们通过给幼虫注射特殊设计的RNA片段来使基因失效，这些片段专门用来沉默抗药性基因。当处理过的臭虫暴露于杀虫剂时，它们是易感的。（然而，该技术不会改变种系基因，因此下一代仍将具有抗药性。）帕利说：“其他一些论文也发现了类似的基因，但是还没有人做过功能性研究——基因沉默。”
帕利和他的同事所研究的所有种群中都存在大量的抗药性基因，“令人恐惧”，美国SRI国际免疫和传染病中心向量生物学副主任拉吉夫·瓦迪亚纳坦说，他没有参与这项研究。他补充说，臭虫具有多种破坏杀虫剂效果的方法是“毁灭性的”。
瓦迪亚纳坦说，肯塔基州研究人员的臭虫基因组研究以及其他几个小组的研究对于了解杀虫剂抗药性的分子基础“绝对至关重要”。 “这是第一步。第二步是确定杀虫剂的新靶点。”
瓦迪亚纳坦说，基因发现表明，两种机制已经被标记为臭虫杀虫剂抗药性的促成因素。其中一种涉及代谢酶细胞色素p450，它有助于分解毒素。（人类也有相同的分子。）赋予抗药性的基因变异使臭虫能够产生大量的酶。另一种机制依赖于神经细胞表面发现的一种蛋白质——一种离子通道，它告诉细胞何时放电。常用的杀虫剂会靶向该离子通道并导致神经持续放电，从而使昆虫麻痹并迅速死亡。抗药性臭虫通常在该离子通道中携带突变，从而阻止杀虫剂的结合。
肯塔基大学团队确定的其他抗药性基因的作用仍有待充分解释，尽管研究人员发现，它们中的大多数编码参与代谢、构成外骨骼或将化学物质转运到细胞内部的蛋白质。研究人员怀疑臭虫蛋白质会减缓杀虫剂通过角质层的渗透，并在化学物质到达神经细胞之前对其进行解毒。但是，多种抗药性机制的存在意味着用我们目前的化学武器打击害虫可能会“浪费时间、金钱，并且产生不必要的潜在毒副作用”，瓦迪亚纳坦说。我们需要新的想法；最近一种获准用于臭虫的杀虫剂新烟碱类杀虫剂，最早于1990年代初投放市场。
更好地了解臭虫如何耐受杀虫剂可以帮助研究人员设计针对这些防御的毒素。下一代臭虫喷雾剂可能是化学物质的混合物，其中包括使昆虫的解毒机制失效的抑制剂。帕利说：“寻找抑制剂的工作已经在进行中。”