细胞内钙处理功能障碍导致蜜蜂在经皮急性接触杀虫剂氰草酰胺后出现行为缺陷并致死

这对蜜蜂与人类有何意义

蜜蜂是我们粮食生产的重要伙伴，为许多日常依赖的作物授粉。与此同时，农民越来越多地使用新一代杀虫剂以保护产量。本研究关注其中一种产品——氰草酰胺，提出了一个简单但紧迫的问题：短暂的皮肤接触这种化学物质会对蜜蜂产生什么影响，这类损伤是否也可能发生在哺乳动物身上？通过跟踪蜜蜂的行为与肌肉细胞的内部活动，并与小鼠肌肉进行比较，研究者揭示了一种隐藏的毒性形式，现行安全检测可能未能发现。

一种新型杀虫剂正在兴起

氰草酰胺属于一种称为蒽氮二酰胺的现代杀虫剂家族。这类化合物设计为作用于细胞内释放钙离子的特定通道，钙是控制肌肉运动、神经活动和心跳的重要信号。因为昆虫与哺乳动物在这些通道上存在差异，这些产品被宣传为对脊椎动物更具选择性且更安全。然而这类药剂的使用迅速扩大，早期研究的累积证据已提示它们在低剂量下就能扰乱蜜蜂的心脏、肌肉和神经。本研究聚焦当前在欧洲广泛使用的氰草酰胺，既检验其对成年工蜂经皮接触的致死性，也研究它在远未致死前如何改变蜜蜂的运动能力。

化学物接触部位很重要

作者将少量氰草酰胺液滴置于幼年工蜂的不同体表区域：靠近心脏的腹背部、用于嗅觉和味觉的触角、覆盖飞行肌的上胸部，以及覆盖主要神经中枢的胸部下侧。单次接触后的死亡率强烈依赖于液滴落点。以每只蜜蜂计数的数十纳克量级，在施用于腹部、触角或胸部下侧时已表现出高度毒性，而法规中传统使用的测试部位——上胸部——明显不那么敏感。即便在胸部接触后蜜蜂在第一天幸存，较高剂量仍会在随后造成大量死亡，表明短期检测无法捕捉的延迟效应。

更慢、更虚弱、运动能力下降

为观察亚致死暴露如何改变日常功能，研究团队在小型试验场记录了单只蜜蜂21小时的运动情况。在对照条件下，幼蜂随着步行技能的逐步发展会逐渐变得更活跃且速度更快。接受适度胸部剂量氰草酰胺的蜜蜂出现明显的、剂量依赖的最高速度和总行程下降，尽管它们进食正常且移动的时间比例大致相同。当相同低剂量施用于不同体区时，触角暴露导致的行为问题最为显著，总行程大约减半。这表明不仅肌肉受损，感觉处理和蜜蜂响应环境线索的能力也受到影响，可能损及采集、导航和群体任务。

细胞内部：蜜蜂与小鼠的钙火花被扰乱

在细胞水平上，研究者从蜜蜂后腿分离出骨骼肌纤维，并用在钙浓度升高时发光的荧光染料加载。短暂暴露于逐步升高浓度的氰草酰胺会引起细胞内钙突增，并且在最高浓度下部分细胞发生异常收缩。团队随后询问这种扰动是否也发生在哺乳动物中。他们在成年小鼠肌纤维上做了平行实验，包括携带一种模拟人类恶性高热疾病的突变的小鼠株——该病使肌肉对触发因素异常敏感。在这些小鼠细胞中，氰草酰胺及其早期近亲氯草酰胺都诱发了钙激增，并且在突变纤维中导致强烈的收缩性痉挛。尽管所需浓度较蜜蜂高，核心效应——来自内储库的无序钙释放——在两种物种中是一致的。

这对风险评估的启示

综合来看，研究结果表明相较于现行标准测试（这些测试侧重于单一、相对不敏感的暴露部位并主要统计死亡数），氰草酰胺对蜜蜂的危险性被低估了。即便短暂接触也能在不显著致死的情况下悄然损害蜜蜂的细胞内钙控制系统，导致运动能力减弱并可能在个体死亡前长期损害关键行为。观察到小鼠肌肉也出现类似的钙紊乱，尤其是在模拟遗传性人类肌病的模型中，引发了对携带同类通道突变的哺乳动物真实安全性的疑问。作者主张应以更现实的暴露途径、关注细微行为变化以及关注易感的人类和动物群体，重新评估蒽氮二酰胺类农药的风险。

引用: Charreton, M., Mutterer, J., Pélissier, M. et al. Intracellular calcium handling dysfunction contributes to behavioural deficits leading to mortality of honey bees after acute contact exposure to the insecticide cyantraniliprole. Sci Rep 16, 13281 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43110-w

关键词: 蜜蜂, 杀虫剂, 氰草酰胺, 钙信号传导, 授粉者健康