轉(zhuǎn)基因蚊子或切斷“蚊疫”？讓蚊子無“毒”可傳

野生埃及伊蚊。

 

春末夏初，正是蚊子滋生繁殖的“大好時節(jié)”。然而，生活在美國南部佛羅里達州的埃及伊蚊，卻可能享受不到這樣的好日子了，它們甚至面臨“滅門之災(zāi)”。

 

近日，美國食品藥品管理局（FDA）發(fā)布了一份在佛羅里達州基黑文地區(qū)進行轉(zhuǎn)基因蚊子投放試驗的征求意見。根據(jù)意見，英國牛津昆蟲技術(shù)公司將在該地區(qū)投放代號為OX513A的轉(zhuǎn)基因蚊子。這一試驗旨在研究轉(zhuǎn)基因蚊子幫助消除寨卡熱、骨痛熱等由蚊子傳播的多種疾病的有效性。

 

FDA稱，這種轉(zhuǎn)基因蚊子不會對人和環(huán)境產(chǎn)生“顯著影響”。

 

在“轉(zhuǎn)基因”屢屢被推上風(fēng)口浪尖的今天，F(xiàn)DA為什么要“逆流而上”？轉(zhuǎn)基因蚊子對控制寨卡病毒等傳染病的傳播，到底有沒有效？會不會給人和環(huán)境帶來潛在的風(fēng)險？

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每年數(shù)百萬人 命喪“蚊疫”

 

在地球上，對人類最致命的生物是什么？省疾病預(yù)防控制中心有害生物防制所所長黃鋼給出的答案，竟然是蚊子。“這種貌不驚人而分布廣泛的昆蟲給人類帶來的，不僅僅是噪音擾眠和痛癢難耐，以蚊子為媒介傳播的疾病每年造成數(shù)百萬人喪生。”

 

據(jù)介紹，蚊子屬于節(jié)肢動物門昆蟲綱雙翅目蚊科，迄今全世界已記錄蚊子共有3亞科、38屬、3350個種和亞種，我國亦已發(fā)現(xiàn)21屬、401種（包括亞種）。目前，我省共記錄蚊子7屬21種，其中按蚊、庫蚊、伊蚊3個屬的蚊類占半數(shù)以上，并與傳播人類疾病的關(guān)系最為密切。

 

“蚊子傳播的疾病達幾十種之多，常見的、危害比較大的疾病包括瘧疾、流行性乙型腦炎、登革熱以及目前正在美洲流行的寨卡熱等。”黃鋼舉例說，據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計，目前瘧疾仍在92個國家和地區(qū)高度和中度流行，每年發(fā)病人數(shù)達到1.5億，死于瘧疾者逾200萬人。

 

蚊子是怎么傳播疾病的呢？據(jù)了解，蚊子傳播疾病的方式相當(dāng)“高效”。雌蚊產(chǎn)卵時，需要額外的蛋白質(zhì)，所以，它會吸取鳥類、爬行類和哺乳類動物的血液。如果被它吸血的動物攜帶一些傳染病毒，下一次再吸血的時候，病毒就會傳送到被叮動物或人的血流中。

 

更可怕的是，雌蚊一生只交配一次就可以快速生產(chǎn)大量的卵，并繁衍出成千上萬的后代。據(jù)介紹，雌蚊飽吸一次血能產(chǎn)一次卵，一生可產(chǎn)卵6至8次，每次200至300粒。這種強大的生存和繁衍能力對全球蚊媒疾病的防治工作構(gòu)成嚴重威脅。

 

“城市家庭可以通過物理方法防治蚊子。”黃鋼介紹，蚊子的幼蟲最易撲滅，因為蚊幼蟲必須生活在水中，只要對家中可能積水的器皿和雜物等及時清理，使蚊幼蟲無處生存，滅蚊就一定會收到較好效果。

 

然而，一旦某個地區(qū)出現(xiàn)蚊媒疾病疫情，需要進行大規(guī)模滅蚊行動時，人們往往力不從心。上世紀以來，世界各地在滅蚊行動中往往采用滴滴涕（DDT）等化學(xué)藥物，并取得了一定的效果。當(dāng)時，人們甚至樂觀地認為瘧疾等蚊媒疾病的滅絕指日可待。如今，幾十年過去了，瘧疾等疾病沒有滅絕，蚊子的抗藥性也顯著提高。在近年爆發(fā)的登革熱、寨卡熱等疫情中，人類甚至面臨無藥可治的尷尬局面。

 

FDA的轉(zhuǎn)基因蚊子投放試驗計劃，就是在佛羅里達州寨卡病毒持續(xù)肆虐并進入公共衛(wèi)生緊急狀態(tài)的背景下宣布的。

 

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轉(zhuǎn)基因技術(shù)讓蚊子無“毒”可傳

 

“其實，轉(zhuǎn)基因蚊子并不是新鮮事物。”河北醫(yī)科大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師呂占軍介紹，早在幾年前，科學(xué)家就研制出轉(zhuǎn)基因蚊子，并在世界各地進行了多次投放試驗。

 

據(jù)了解，英國牛津昆蟲技術(shù)公司擬投放的轉(zhuǎn)基因蚊子是一種改造后的埃及伊蚊，其體內(nèi)會產(chǎn)生一種毒素。在實驗室里，這種毒素被四環(huán)素所抑制，所以它對蚊子沒有影響。一旦把轉(zhuǎn)基因蚊子釋放到自然環(huán)境中，脫離了四環(huán)素的抑制，毒素就被激活了。

 

然后，這種雄蚊與自然環(huán)境中的雌蚊交配，產(chǎn)生的后代體內(nèi)就會含有這種毒素。在蚊子幼蟲發(fā)育早期，有活性的毒素會殺死它們。這樣，整個種群的數(shù)量就會逐漸減少從而達到滅蚊效果。

 

無獨有偶，2015年5月，中山大學(xué)—密歇根州立大學(xué)熱帶病蟲媒控制聯(lián)合研究中心奚志勇教授團隊，在廣州南沙沙仔島陸續(xù)釋放“絕育蚊子”，用“以蚊治蚊”的方式控制蚊媒疾病，取得了較好的試驗效果。

 

與英國牛津昆蟲技術(shù)公司不同，奚志勇團隊采用的是沃爾巴克氏體抗登革熱基本原理。沃爾巴克氏體，天然存在于全球約65%的昆蟲種群和28%的蚊蟲種類中，攜帶不同型別沃爾巴克氏體的雌雄昆蟲交配后產(chǎn)生的卵不發(fā)育。

 

奚志勇團隊從果蠅、庫蚊等體內(nèi)提取沃爾巴克氏體，將其導(dǎo)入登革熱媒介白紋伊蚊體內(nèi)，建立穩(wěn)定的攜帶新型沃爾巴克氏體的蚊株。攜帶了新型沃爾巴克氏體的雄蚊與自然界的雌性白紋伊蚊交配后，所產(chǎn)的卵不能發(fā)育。因此，通過大量釋放攜帶新型沃爾巴克氏體的雄蚊，可以使白紋伊蚊種群降低至不足以引起登革熱流行的數(shù)量。

 

轉(zhuǎn)基因昆蟲技術(shù)起源于20世紀中期，它試圖對病原性昆蟲和農(nóng)業(yè)害蟲進行基因改造，將某些特定基因片段插入昆蟲現(xiàn)有的DNA中，使昆蟲原本的功能發(fā)生改變或降低昆蟲的生命力，這樣它們就不那么容易傳播疾病或損害農(nóng)作物了。

 

據(jù)介紹，轉(zhuǎn)基因昆蟲技術(shù)有種群抑制策略和種群替代策略兩種研究思路，前面講的兩種轉(zhuǎn)基因蚊子屬于種群抑制策略。種群替代策略則是通過基因編輯技術(shù)，讓蚊子不再攜帶某種病毒，失去“媒介”能力。然后，將一定數(shù)量的轉(zhuǎn)基因蚊子放生，在一定時間內(nèi)打敗乃至替代普通蚊子。這樣，它們雖然還會咬人，但是不會再傳播那些疾病了。不過，這種轉(zhuǎn)基因蚊子的培育仍處在不斷探索和小范圍試驗階段，離實際應(yīng)用還有一段距離。

 

3

轉(zhuǎn)基因蚊子會引發(fā)不良生態(tài)后果嗎

 

轉(zhuǎn)基因技術(shù)可能是預(yù)防瘧疾等傳染病的有效方法，然而，許多人也對將其釋放到自然環(huán)境中可能帶來的不良生態(tài)后果心存疑慮。

 

轉(zhuǎn)基因蚊子所攜帶的致死基因，有沒有可能以某種方式轉(zhuǎn)移到其他對環(huán)境很重要的昆蟲上，比如那些參與授粉的昆蟲，對它們造成致命傷害？

 

如果某種蚊子滅絕了，那么以該種蚊子為生的壁虎、蜘蛛、蝙蝠、蜻蜓、青蛙等生物是否會跟著衰亡和滅絕?

 

即使埃及伊蚊滅絕了，寨卡熱或登革熱等病毒會不會轉(zhuǎn)移到其他種類的蚊子上，從而讓疾病的傳播繼續(xù)存在下去？

……

 

“從理論上講，這些轉(zhuǎn)基因蚊子對人類是安全的。”呂占軍介紹，釋放的這些轉(zhuǎn)基因蚊子都是雄蚊，而雄蚊并不咬人，其后代也在未成年時死亡，當(dāng)然也不會咬人。因此，這些轉(zhuǎn)基因蚊子與人類不會有直接接觸。

 

此外，這些轉(zhuǎn)基因蚊子采用的是昆蟲特異轉(zhuǎn)座子，其活性結(jié)構(gòu)在插入到蚊子基因組后便被徹底摧毀，不會在昆蟲之間發(fā)生水平傳播。而且，這些轉(zhuǎn)基因蚊子釋放到野外后只會與同類蚊子交配，與其他蚊子種類都是生殖隔離的，幾乎不可能將毒素傳遞給非目標(biāo)種群。

 

至于埃及伊蚊被抑制甚至根除，產(chǎn)生的空余生態(tài)位是否會被其他更加危險的蚊子占據(jù)，還沒有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)來回答，不過，埃及伊蚊在大多數(shù)地區(qū)屬于外來生物，理論上講也不會產(chǎn)生巨大的生態(tài)位空余。

 

“其實，基因變異在自然界中普遍存在，人工培育的不育蚊子投放后不會引起人類疾病，所以社會沒有必要對此感到恐慌。”呂占軍從遺傳學(xué)角度分析了基因變異防治蚊蟲的安全性，“轉(zhuǎn)基因蚊子應(yīng)該在實驗室驗證的基礎(chǔ)上，進行更大規(guī)模的野外試驗，來驗證它的安全性和有效性。”

 

“其實，我們對蚊子在生態(tài)系統(tǒng)中的地位并沒有十分詳盡的了解，因為我們一直在試圖殺滅它們，而不是觀察它們。”有專家表示，轉(zhuǎn)基因當(dāng)然值得一試，但是應(yīng)建立健全從試驗審批到風(fēng)險評估的監(jiān)管流程。同時，把轉(zhuǎn)基因蚊子作為眾多治蚊途徑中的一種，以開放的心態(tài)探索各種可能的途徑。本報記者 王敬照 本報通訊員 王坤