杀灭钉螺药物的研究进展*

李幼子,戴建荣

钉螺是日本血吸虫惟一的中间宿主,杀灭钉螺是预防和控制血吸虫病流行的重要措施之一。主要的杀螺方法有生物、物理和药物杀螺,而药物杀螺仍是控制钉螺的主要方法,包括化学杀螺药和植物性杀螺药,本文就当前杀螺药物的研究进展作一综述。

1 化学杀螺药

1.1 氯硝柳胺 氯硝柳胺是一种高效杀软体动物剂,最早由德国Bayer AG开发生产,并得到大面积推广应用,是1972年以来WHO唯一推荐使用的杀螺药[1]。氯硝柳胺是目前杀螺活性最高的一种杀螺药,高于五氯酚钠5～8倍[2],世界上血吸虫病流行的70多个国家和地区均普遍使用它杀灭钉螺。但氯硝柳胺难溶于水和一般溶剂,故制成多种剂型用于杀螺。

1.1.1 50%氯硝柳胺乙醇铵盐可湿性粉剂(WPN)氯硝柳胺原药难溶于水,其现场应用受到限制[3]。WPN是将固体原药与载体、填料和表面活性剂(润湿剂)混合后粉碎成很细的固体粉状制剂,WPN可在水中崩解,形成微小药粒悬浮于水体中。刘心胜等[4]对其进行了实验室浸杀和现场喷洒杀螺试验,WPN1、1.5、2mg/L 浸杀 3、5、7d 钉螺死亡率均为100%;WPN2g/m2与五氯酚钠 10g/m2喷洒3、7、15d杀螺效果无统计学差异(χ2分别为0.22、1.78、2.09,P均＞0.05),30d的杀螺效果强于五氯酚钠(χ2=35.79 P＜0.01)。但在水源缺乏的钉螺孳生区,喷洒杀螺存在困难,直接喷粉或拌沙法更符合现场实际的需要。也有文献报道,喷粉法比拌沙法在人力、物力投入上有明显的经济效益[5]。但是,无论是直接喷粉还是拌沙法,对于缺水环境的杀螺都是一种比较适用的方法,具有推广价值。

1.1.2 4%氯硝柳胺乙醇铵盐粉剂(强螺杀粉剂)黄轶昕等[6]研制了4%氯硝柳胺乙醇胺盐粉剂,采用喷粉杀螺。实验室观察撒施4%氯硝柳胺乙醇胺盐粉剂杀螺效果与WPN喷洒效果相近;现场手工撒施3d后前者杀螺效果低于后者,而7d后两者钉螺死亡率均达90%以上。方益民[7]等在皖南山丘型地区观察了该剂型对残存钉螺的杀灭效果。其喷粉效果与WPN喷洒法效果一致,而且不需用水、不需清理环境,特别适合山丘地区的杀螺工作。可以认为在缺水和复杂有螺环境使用4%氯硝柳胺乙醇胺盐粉剂灭螺具有较高的实用价值和明显的经济优势,但对鱼类仍属高毒性,在水产养殖周围地区杀螺时应注意防护。

1.1.3 25%氯硝柳胺悬浮剂(SCN) 当前杀螺药的研究主要是从研制新杀螺药和对现有杀螺药剂型改造着手,而氯硝柳胺剂型改造的主要目标是降低价格,使之易溶解于水,减少对鱼类毒性。戴建荣[8-11]等用氯硝柳胺原药与润湿剂、分散助悬剂、增稠剂、黏度调节剂、防冻剂、防腐剂和消泡剂等以一定的比例混合后,以超微湿性研磨,制成一种成本低,毒性低,性能稳定、分散均匀的SCN,现场浸杀和喷洒有效药量为 WPN的 1/4时,即能达到与WPN相同的杀螺效果;可与水以任意比例混合,便于在山区、江滩及雨后潮湿地区等各种复杂环境直接喷洒较高浓度悬浮剂进行杀螺;属于低毒类农药,经口、经皮雌、雄性大鼠LD50均大于5 000mg/kg,经呼吸道的LC50均大于5 000 mg/m3,兔眼和皮肤均无刺激性,对鱼急性毒性很低。最近,戴建荣等还进一步研究了其对曼氏血吸虫中间宿主光滑双脐螺及其螺卵的杀灭效果,发现无论是光滑双脐螺成螺还是螺卵,SCN都有与WPN同样的杀螺效果,并且,随着杀螺时间的延长,前者比后者有更强的杀螺能力。李叶芳[12]等对低水量高浓度SCN喷雾进行了实验室和现场试验,发现随着水量减少,浓度增加,钉螺死亡率越高,这种低水量高浓度喷雾杀螺,既减少用水量又可达到较好的杀螺效果,大大节省杀螺费用,同样适用于水源缺乏或远离水源地区的应用需要。可见,SCN作为一种高效、价廉、方便、实用的杀螺药物新剂型,不但存储和使用方便,而且降低了现场杀螺的用药量,减少了费用;低水量高浓度也可达到较好的杀螺效果;同时SCN还具有对环境无污染、对生产者和使用者安全等优点,对鱼类的毒性也明显降低,是一种绿色环保型的新灭螺药,值得推广应用。

1.2 四聚乙醛 四聚乙醛,通用名Metaldehyde,化学名称为2,4,6,8-四甲基1,3,5,7-四氧杂环辛烷。四聚乙醛是一种神经毒物,主要用于杀灭蜗牛、蛞蝓等软体动物,世界卫生组织评定其为低毒农药(大鼠口服 LD50为 500-1 000mg/kg)[13]。1937年S.G.Jary首次报道了将四聚乙醛制造成固体燃料,对蜗牛和蛞蝓等软体动物有引诱和毒杀作用,包括1990年代龙沙公司广州农药厂登记注册正式生产的6%四聚乙醛颗粒剂,均用于杀灭蛞蝓、蜗牛、福寿螺等软体动物,通过对四聚乙醛杀软体动物活性的研究及对其剂型的改进,发现四聚乙醛对湖北钉螺有良好的杀灭效果[14]。

1.2.1 四聚乙醛原药 四聚乙醛是国内外早有研究的农用杀螺剂,它对棉田蜗牛、菜地细钻螺和蛞蝓等软体动物具有良好的杀灭活性。1960年代,上海市农药研究所对四聚乙醛进行研制,但并未对其进行杀螺试验,1980年代,国内开始将其试用于杀灭钉螺,发现四聚乙醛对钉螺有强的触杀和胃毒作用。湖北省血吸虫病防治研究所高士农[15]等对其进行了现场杀灭钉螺效果评价,发现四聚乙醛杀螺效果强于五氯酚钠;而且对接触部位皮肤、呼吸道粘膜均无刺激和过敏反应,对草木植物也无损害作用。四聚乙醛现场使用时采用喷粉杀螺,适合用于缺水有螺环境。不足是该药易结成块,难以喷粉均匀;同时吸入人体后,对肝肾有损伤,使用时应做好个人防护。

1.2.2 蜗克星Ⅳ 江苏徐州溶剂厂生产蜗克星Ⅳ为灰白色粉剂,属四聚乙醛系列产品,其中含杀螺主要药用成份四聚乙醛6%。刘汉成[16]等对其喷粉杀螺效果进行了观察,在室温25～29℃条件下,蜗克星Ⅳ和四聚乙醛原药在施药72 h后均表现出明显的杀螺作用,前者10g/m272h后钉螺死亡率达到80%,后者4g/m272h钉螺死亡率为85%。因此,蜗克星Ⅳ减少了四聚乙醛用量而并未影响到药效的发挥。

1.2.3 杀螺灵 1991年徐国余[17]在其研究和应用的天然杀螺剂硼镁石粉的基础上,首次用四聚乙醛(1～5%)和矿石(PS、PM)粉等制成了一种复配剂—杀螺灵,并对其杀螺效果进行了初步观察。室内20℃条件下,10g/m2用药3d和7d后的钉螺死亡率分别为 80%、93%;20g/m2时分别为 87%和100%。杀螺卵效果也很好,持效半个月螺卵死亡率达100%。现场40 g/m2撒粉,3、7和15d土表钉螺死亡率分别为85%、94%和 96%;土层为93%、95%和100%。螺卵死亡率92.8%～100%。

1.2.4 密达 广州农药厂与瑞士龙沙公司合作开发生产了有效成分为四聚乙醛的杀蜗牛剂-密达,剂型为6%颗粒剂,外观浅蓝色,遇水软化,主要用来杀灭蛞蝓、蜗牛、福寿螺等软体动物[18]。为了将四聚乙醛用于杀灭湖北钉螺,遂开发了10%四聚乙醛沙粒剂和75%四聚乙醛可湿性粉剂。黄轶昕[19]等对密达沙粒剂的杀螺效果进行了评价,室内撒施1.6 g/m2以上7d钉螺死亡率均超过93%,江滩现场实验显示3.2g/m2以上杀螺效果较明显,同时还显示增大用药量似可提高效果,一定剂量范围钉螺死亡率随施药时间的延长也呈现上升趋势,但杀螺效果不及75%可湿性粉剂。密达沙粒剂易于撒施,75%可湿性粉剂可配成溶液喷洒,计量准确,使用方便,两者均具有明显的杀螺效果,而且四聚乙醛对非靶生物、特别是对水生物具有良好的安全性,值得进一步研究并推广应用。

1.2.5 密达利 新研制的密达产品——密达利(META-Li)是一种四聚乙醛基质含量为40%的水剂悬浮剂,降解后终产物为二氧化碳和水,不污染环境[20]。朱丹等[21]对密达利杀灭湖北钉螺的效果进行了实验室和现场评价。结果发现密达利喷洒灭螺3d LC50为0.46g/m2。浸杀灭螺时浓度大于25mg/L时才能完全抑制钉螺上爬,喷洒试验中钉螺接触药物后活动受到明显抑制。现场喷洒试验结果表明密达利的杀灭成螺效果与氯硝柳胺相近。

1.3 荣宝、荣芽 荣宝是湖南省血吸虫病防治所与宁夏大荣实业集团有限公司合作筛选出的一种具有良好杀螺效果的新型杀螺药,荣芽是其下游产品。荣芽与荣宝均是兼有农田肥料作用的杀螺药,同时对血吸虫虫卵和尾蚴也有较好的杀灭作用。前者是一种碱性氮素肥料,而后者是一种植物生长调节剂,均对农作物有增产作用;同时两者剂型不同,前者为固体,主要成分是氰氨化钙,后者为25%的液体,主要成分是单氰胺[22]。李广平等[23]对两者的杀螺效果及其对鱼类的毒性进行了评价,发现两者对钉螺均有很好的杀灭作用,而且在杀螺的有效剂量范围内对鱼类安全。室内荣宝80 mg/L和荣芽50 mg/L浸杀钉螺2 d,钉螺死亡率分别为90%和100%,分别喷洒荣宝 30g/m2和荣芽12.5g/m21d均为100%;现场自然沟渠中50 mg/L浸杀钉螺7d钉螺死亡率分别为97.18%和100%;而荣宝30g/m2喷洒和喷粉 15d钉螺死亡率分别为 74.15%和81.11%,喷粉效果优于喷洒,而且相对于氯硝柳胺而言,荣宝药效较缓慢,但持效时间长。也有报道[24],按照目前的推荐剂量:荣宝喷洒法为 30 g/m2,浸杀法为50 g/m3,氯硝柳胺喷洒法和浸杀法分别采用2 g/m2和2 g/m3,两者无论在现场还是实验室,两种杀螺方法杀螺效果均相似,但喷洒和浸杀杀螺时前者费用分别高出0.114元/m2和0.127元/m3,而后者对鱼类毒性较大,不利于鱼塘附近杀螺,所以应根据实际情况酌情选择。

对杀螺药的要求是高效、价廉以及对非靶生物无害,历史上有些化学杀螺药,如石灰氮、硫酸铜、五氯酚钠、溴乙酰胺、氯代水杨胺等等,其曾被大规模使用,但最终均因对非靶生物的毒性、生产工艺复杂、价格昂贵、环境污染以及储存和使用的不方便等因素而停止使用。

2 植物性杀螺药

植物性杀螺药指对于某些含有杀螺活性成分的植物资源,利用一定分离手段对其根、茎、叶、花、果、籽中的杀螺有效成分进行提取,用于杀灭钉螺。植物性杀螺药物因具有低毒、环境污染小、来源丰富、易降解等优点而日益受到重视,WHO推荐开发使用植物性杀螺药[25]。1933年Archibsld第一次应用植物果实进行杀螺,至今已有1 000多种植物用于杀螺试验,有近百种植物性杀螺药物有效成分的化学结构基本阐明,分属于皂素、鞭质、黄酮、菇、吠喃香豆素及生物碱等,其中20多种杀螺效果很好,国内报道的有一定杀螺作用的植物性杀螺药约有50余种[26]。

2.1 皂苷类植物性杀螺药 Amusan1995年报道了[27]非洲药用植物苞萼木,又称“非洲百合树”,研究发现其根、叶甲醇提取物和水提取物均含有皂苷成分,有一定的杀螺活性。绞股蓝(Gynostemma pentaphyllum makino)为葫芦科绞股蓝属植物,多年生攀援草本,名七叶胆、甘茶蔓,具有消炎解毒、止咳祛痰的作用,主要化学成分是绞股蓝皂甙,此外还含有芦丁、商陆素等黄酮类成分[28]。项秀丽[29]等从绞股蓝的叶和茎中提取、分离、纯化,得到杀螺活性物质绞股蓝总皂甙,并通过浸杀试验对其杀螺活动进行了研究,结果显示:绞股蓝总皂甙对钉螺具有一定的毒杀作用,并且钉螺死亡率随溶液浓度和浸杀时间的增加而升高,120、240、480 mg/L的溶液具有40%～100%的杀灭效果,60 mg/L低浓度溶液处理96 h后,钉螺的死亡率能达到50%以上。也有报道我国特有的黄姜的根状茎中含有皂苷元(俗称皂素),可抑制钉螺上爬,杀螺效果较好。

2.2 生物碱类植物性杀螺药 HL是华中师范大学从300余种甾体生物碱植物中筛选出的可湿性杀螺药,实验室初步试验显示有较好的杀螺效果,达到WHO对植物性杀螺药物的要求[30]。HL室内浸杀钉螺48 h和 72 h的 LC50分别为10.6 mg/L、9.9 mg/L,100 mg/L,钉螺死亡率均达100%。HL为可湿性粉剂,现场使用方便,现场使用80 g/m2喷洒7d钉螺死亡率达到80%,40 g/m3浸杀3d钉螺死亡率80%,具有现场推广应用价值[31]。喜树是一种亚热带植物,在我国资源也非常丰富。尹蔚琳[32]等通过将喜树叶烘干、研磨、浓缩、萃取并结晶得到淡黄色结晶状物质喜树碱,并对其进行了实验室浸杀钉螺效果以及机理研究。结果发现 200、400、800 mg/L在第4 d钉螺死亡率均达到80%以上。

2.3 (异)黄酮类植物性杀螺药 天然植物Millettia thonningii提取液杀螺活性显著,主要有效成分是 Alpinumisof lavone,为吡喃异黄酮类化合物。李洁[33]等报道了其杀螺活性及其对非靶生物的毒性。浓度为 200、100、50、25、12.5 mg/L 浸杀 24 h,钉螺死亡率分别为 100.0%、97.2%、74.0%、53.4%、33.3%。用斑马鱼观察对鱼的急性毒性,24、48、72、96 h 斑马鱼无死亡现象,LC50＞100 mg/L。

植物性杀螺药具有高效、低毒、易降解等优点,早在1956年刘世炘等便开始将茶子饼用作杀螺试验,以及后来的巴豆、麻风树籽、闹羊花等等都有较好的杀螺效果。但是,我国目前对植物性杀螺药的研究仍停留在实验室筛选及其有效成分的测定,很少进行现场杀螺试验,相关的长期毒性研究也很少见。

3 展 望

综上所述,对杀螺药的要求高效、低毒、价廉及方便使用。化学杀螺药有较好的杀螺效果,对非靶生物存在毒性;而植物性杀螺药来源丰富,毒性较低,但杀螺效果不及化学杀螺药,因此,在研制新杀螺药和对现有杀螺药进行剂型改造时如何发挥两者各自的优缺点,为我们开发出适应需求的杀螺药提供了一个切入点。再者,目前对杀螺药杀螺机理的研究较少,对其杀螺机理进行深入研究可以为我们进行杀螺药的筛选以及使用提供直接的理论依据。

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