让蚊子绝后

财新记者 健康点healthpoint 2019-09-09




导读


为防控蚊虫传播疾病,科学家们想出了一些新的方法,比如用生物技术手段让蚊子“断子绝孙”。但要在实验室外做成这件事并不简单

为预防登革热,哥伦比亚正将数以百万计的蚊子放到街头,这种蚊子携带一种特殊物质,叮人后,这种物质就能阻止登革热病毒在人体内生长。 图/BBC视频


文|记者 杨睿


“蚊子改变了一切”,历史学家蒂莫西·怀恩加德(Timothy Winegard)在其新书《蚊子:终极捕食者的人类文明史》里,将蚊子与历史上的一些战争和种族灭绝事件联系起来。他估计,相比其他任何一种死因,人类历史上被蚊子杀死的人数最多——达520亿,几乎占到在地球上存在过的1080亿人口的一半。
 
蚊子对人的致命性在于其能传播包括疟疾、寨卡、登革热、黄热病等在内的虫媒传染病。近现代医学的进步已大幅降低这些疾病的死亡率,但今天在地球上的很多地方,小小的蚊子依然是一种可怕的致命性疾病传播源。微软公司创始人、著名慈善家比尔·盖茨2016年10月在他的个人博客里写道,综合数据显示,2015年蚊子共导致83万人死亡;排在第二位的是人类自己,有58万人死于“相互残杀”;至于老虎、狼和鲨鱼这些看似凶残的动物,则分别只让50、10和6人丧命。“世界上每分钟就有一个孩子死于疟疾。”盖茨称。
 
当然,并非所有蚊子都是“吸血鬼”。蚊子属于昆虫纲双翅目之下的蚊科,自然界中有3500多种蚊子,很大一部分其实是“素食主义者”。在以吸食血液为生的蚊子中,也只有约200种吸食人血。常见的传病蚊种包括按蚊、库蚊、伊蚊三类,伊蚊中常见的是白纹伊蚊和埃及伊蚊。以中国广为分布的白纹伊蚊为例,其雄蚊的日常食物来源是花蜜、露水和植物汁液,只有雌蚊才吸食血液。白纹伊蚊又称花蚊子、亚洲虎蚊,身长4-5毫米,全身黑色,身体、四肢都有呈规律分布的白色斑点,前胸有一道白色的纵纹。

实验室里的“艺术”
 
上世纪60年代,缅甸奥波市当地的一个村庄正在受一种致倦库蚊的骚扰,这种库蚊是丝虫病的传播媒介。1967年,德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学遗传学研究所的拉文(H.Laven)在欧洲找到了一种库蚊,它所携带的沃尔巴克氏体菌与缅甸当地库蚊所携带的菌不一样,互相交配后不会产生后代。
 
拉文将这种库蚊从欧洲带到了缅甸,在这个村庄成功消灭致倦库蚊,只用了12个星期。这是人类历史上首次利用胞质不相容技术(IIT)成功压制特定蚊种。
 
“拉文利用了大自然造物的神奇。但科学家们很快就不满足于只在自然界中寻找,因为传播疟疾或登革热的蚊子在自然界中都不带菌,所以不可能像拉文那么幸运能找到天然带菌的蚊株,再带到其他地方释放,以实现绝育。”奚志勇介绍,科学家们在实验室里对蚊子展开了漫长的“定向转染(transinfection)”。
 
从小岛到城市
 
奚志勇50岁上下,头发灰白,手戴一串佛珠。他回忆说,自己走出实验室,是受了导师的导师的鼓励。约10年前一次沃尔巴克氏体的国际学术会议上,斯科特·奥尼尔向奚志勇主动抛来橄榄枝:“你有没有兴趣做现场?”做现场即科研人员走出实验室,在野外进行实验。
 
当时,奥尼尔受盖茨基金会资助,正要做抵抗登革热的现场控蚊项目,希望奚志勇加入。这让奚志勇犯了难,野外环境生态复杂、温度不恒定、生物众多,会遇到很多实验室里不会遇到的棘手情况。他心里嘀咕:“我虽然有心做现场,但我们这种坐惯实验室的人还没有太接受过做现场的训练。恐怕要等我再老一点,快退休的时候再做吧。”斯科特·奥尼尔看出了他的退缩,安慰他说,“没关系,我们可以帮你”。
 
恰逢当时中山大学副校长黎孟枫也看好这个项目,认为其兼具科研价值与应用价值,广州也有意将项目引入。广州是中国登革热传播率最高的城市,更为特殊的是,白纹伊蚊是广州惟一的登革热传播媒介,世界上绝大多数国家的登革病媒蚊是埃及伊蚊。
 
蚊子工厂
 
威佰昆公司有一个更为人熟知的名字——世界上最大的“蚊子工厂”。广州高新技术产业开发区科学城内办公楼林立,落户企业众多,威佰昆公司就藏身于一座不起眼办公楼的四层,占地约3000平方米,包括幼虫饲养、成蚊饲养、雄蚊羽化等几个主要的生产车间,以及显微注射、雌雄分离、辐射、质控、分子诊断等操作间。
 
实验室里,科学家们可以因一只蚊卵被成功注入沃尔巴克氏体的共生菌而欢呼雀跃,但这只是“蚊子工厂”规模化生产的起点,后续工作包括要让这种携带共生菌的雌蚊不断繁殖出后代。由于最终释放的是带菌雄蚊,但人类又无法决定卵孵化后的性别,因此只能对蚊子进行性别筛选。严格的筛选是成功与否的关键一步,也是这种“种群压制法”的高成本所在。
 
性别筛选的第一步是通过蚊蛹的个头大小来判断雌雄。显微镜镜片下,上百只褐色的蛹在蠕动。工作人员介绍,其中个头稍小的是雄蛹,稍大的是雌蛹。雄蛹长得像一颗豆芽,头大身子小;雌蛹则整体像一只蚕宝宝,尾部比雄蛹短而平一些。
 
拯救夏威夷的鸟
 
2016年9月,全世界的控蚊新技术团队齐聚风光迤逦的夏威夷,参加为期两天的工作坊,目的是“拯救夏威夷的鸟”。这句口号背后是一场严峻的物种灾难,夏威夷的鸟类正在以惊人的速度消失,当地逾100种鸟类已只剩下42种,且其中绝大多数已濒临灭绝,包括岛上特有的色彩艳丽的旋蜜雀。肇事者就是一种能够向鸟类传播禽疟疾的蚊子——致倦库蚊。
 
科学家们纷纷拿出看家本领,欲消灭这种外来入侵的库蚊,甚至恢复“无蚊夏威夷”。在近200年前的19世纪早期,蚊子“乘坐”捕鲸船第一次来到夏威夷之前,这里的确是个没有蚊子的群岛。
 
工作坊会议结束后,参会者们编写了《重返无蚊夏威夷》白皮书。白皮书指出,传统方法无法解决夏威夷的蚊灾问题,可能的创新方法包括释放射线绝育技术(SIT)、释放携带沃尔巴克氏体的蚊子的IIT技术、IIT与SIT结合、释放经基因编辑的蚊子等。

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氤氲潮湿的南方,蚊子繁衍生息,蚊媒病防不胜防,广东就是登革热典型高发区。科学家展开想象,要在不远的将来把能够“团灭”蚊子的“特务种族”卖给广东人。
 
这些“特务蚊子”正在一所“蚊子工厂”被生产出来。然后,它们将飞进自然,消灭自己的种群。
 
从广州城中心火车站出发,穿过老城区,沿着珠江向东,一路驱车30公里抵达广州科学城,这个曾经的郊区村落,如今已经改头换面,是珠三角地区高新技术的制高点、创新文化的聚集地。世界最大“蚊子工厂”,便藏匿在这里一栋不起眼的小楼里。人类在此向蚊子“宣战”。3500平方米的生产车间内,每周约出产1000万“蚊子军团”。这些经过“加工”的雄蚊,使命简单而纯粹,他们具有“绝育”功能,放生后与野生雌蚊交配,致其不育,待生命周期结束后一同死亡,最终实现控制种群数量。


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多年来,为给蚊子绝育,科学家们想尽办法对它们进行生物技术改造。最近,《自然》杂志7月17日的一篇论文介绍了一项实验的进展:经改造的雄蚊放归自然数年后,试验地域内蚊子几乎“团灭”。该试验也在受到登革热困扰的中国广东地区进行,效果明显。
 
文章作者是密歇根州立大学教授奚志勇团队。奚志勇还有一个身份,是中山大学热带病防治研究教育部重点实验室主任。他带领团队在广州建立“蚊子工厂”来繁殖经过改造的蚊子,据了解,该基地每周生产蚊子超过1000万只。

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版面|赵今朝 朱雯卿


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