鲨鱼和蚊子哪个更可怕?答案是蚊子。鲨鱼在最近 100 年里也才咬死了 1035 人,而蚊子一天就能害死 1470 个人,也便是一年 50 多万人。这是比尔盖茨屡次引证的数据。蚊子,只要雌性蚊子才是人类最大的杀手。
图 | 鲨鱼在最近 100 年里也才咬死了 1035 人,而蚊子一天就能害死 1470 个人,也便是一年 50 多万人(来历:比尔盖茨博客)
在坐落我国广州的两个岛屿上,研讨人员简直消除了国际上最具侵入性的蚊子品种——亚洲虎蚊(又称白纹伊蚊)。
广州,是我国登革热传达率最高的城市。在 2016 年和 2017 年的蚊子繁衍时节期间,中山大学—密歇根州立大学热带病虫媒操控联合研讨中心主任奚志勇教授团队每周在两个岛屿上的居民区开释很多亚洲虎蚊,每公顷面积超越 16 万只蚊子。
让蚊子来抵挡蚊子,以无害蚊群代替有害蚊群,这是奚志勇团队研讨的思路。7 月 18 日,他们的最新研讨成果在 Nature 宣布。与奚志勇团队此前的研讨比较,新的实验规划更大,是在社区中进行,且能挨近百分百铲除传病蚊群。
新的研讨手法经过机械和低剂量辐射手法进行两次挑选男女蚊子,将雌蚊绝育与雄蚊感染相结合,既能操控蚊媒种群,还绿色环保,以及低成本、高效能。
“左右开弓”
奚志勇确定的研讨对象是亚洲虎蚊。蚊如其名,亚洲虎蚊是一种全球性具有强壮攻击性和侵略性的蚊子,可传达登革病毒、基孔肯雅病毒、寨卡病毒等。他们与广州市疾控中心协作,挑选了广州市区的两个居民区进行登革热防控作用验证。
“以蚊治蚊”的原理是,开释绝育雄蚊,使其与野生雌蚊交配后,所产的卵不能发育。
此前限制亚洲虎蚊种群数量的传统战略一向收效甚微。一种办法是运用辐射让雄蚊绝育,再进行户外开释。绝育的雄蚊与户外的雌蚊交配后,雌蚊的产下卵不能孵化,所以这种蚊群经过生殖操控被限制或铲除。国际原子能组织和联合国粮农组织曾成功地大规划运用这种绝育技能来操控重要的农业害虫。
仅仅这种手法有其坏处。辐射会下降绝育雄蚊的生殖竞争力,与野生雄蚊比较缺少交配优势,因此控蚊作用并不抱负。
另一种办规律让雄蚊感染一种名为沃尔巴克氏体(Wolbachia)的共生菌,后者与未带着相同沃尔巴克氏体类型的雌蚊交配后会发生胞质不相容性,导致其卵不能孵化,由此可抑制蚊子的数量。沃尔巴克氏体是一种在天然界节肢动物体内广泛存在并能经卵传递的共生菌,它天然存在于全球约 65% 的昆虫种群和28%的蚊虫品种中,带着不同型别沃尔巴克氏体的男女昆虫交配后发生的卵也不能发育。
但这种办法也存在危险,仅仅选用机械挑选男女蚊不能做到 100% 精准。一旦感染了同型沃尔巴克氏体的雌蚊被意外开释,就会替代本地种群,影响根据沃尔巴克氏体的种群限制战略进一步施行。
奚志勇决议吸纳两个手法之长,而避其短。他和搭档对感染了沃尔巴克氏体的蚊子进行辐射,让或许被意外释 放的雌蚊绝育,一起确保低剂量辐射水平不会影响雄蚊的生殖竞争力。
关于左右开弓的使用,奚志勇解说说,假如你要寻求最大极限的种群限制,或者说种群铲除,就必须要处理少数的雌蚊对限制作用的损坏,那么引进辐射就能够到达挨近铲除雌蚊的作用。假如纯粹是用沃尔巴克氏体感染技能的话,在现在缺少具有 100% 功率的男女别离技能的状况下就无法寻求高程度的限制作用。
他们在广州展开的田间实验中开释了数百万只感染沃尔巴克氏体且受过辐射的蚊子。在 2 年的时间里,野生亚洲虎蚊种群简直全被铲除,每年野生蚊种的数量均匀削减了约 83% - 94%,且在长达 6 周内都侦测不到任何蚊子。种群遗传学剖析显现,仅剩的蚊子或许是从研讨区域之外的当地搬迁而来的。
奚志勇说,“咱们从 2014 年就开端做这个现场实验了。经过把这两个技能进行结合的办法,经过 2 年,终究到达了挨近铲除靶标蚊子的作用。”
图 | 研讨人员在实验点开释蚊子。(来历:奚志勇)
民众承受度大增
登革热是一种蚊传病毒性感染,可引起重流感样症状疾病,有时还或许形成丧命并发症,而埃及伊蚊和亚洲虎蚊带着登革热、基孔肯雅和寨卡病毒。据国际卫生组织数据,在曩昔 50 年中,登革热的发病率增加了 30 倍。现在估量每年在 100 多个盛行此病的国家发生高达 5000 万至 1 亿例感染,危及简直一半的国际人口。
广东省疾病防备操控中心副主任树立丰介绍说,本年广东省登革热疫情仍有发生,而关于登革热没有疫苗,也没有什么特效药,只能经过操控其传达前言蚊子来防备和操控该疾病的传达。
在广东省,亚洲虎蚊是首要传病前言,也是广州市及周边区域仅有的登革传达前言,而广州是登革热发病率较高的城市。据树立丰介绍,杀灭成蚊仅仅一种应急灭蚊办法,底子的防控手法是铲除蚊子孳生地,即铲除或操控积水,消除蚊虫发生的源头。
但惯例手法无法治本,所以疾控防疫部门将治本的期望寄予于生物学家身上。
生物学家有两种运用遗传学削减蚊媒的战略。其一是种群限制,即经过诱发不育等手法很多削减蚊子种群繁衍,使其不能保持病菌传达。其二是种群替换,即改动野生种群的遗传布景,下降其传达病菌的固有才能。奚志勇团队的战略是前者,即开释带沃尔巴克氏体的雄蚊,使其与野生雌蚊交配,使他们绝育。
在前几年的实验中,奚志勇将研讨限制在两个孤立的小岛上,现在他把实验室搬到了城市居民区。后者的应战在于,这儿生态环境和蚊子的孳生地状况更杂乱,需求考虑的变量更多,以及当地居民对此手法的承受度也是问题。
感染沃尔巴克氏体的蚊子对人体无害。依据显现自从地球有了人类,沃尔巴克氏体一向就与人类和平相处。沃尔巴克氏体不能经过蚊虫吸食感染人体或哺乳动物,而且其吸食的人血中未检测到抗沃尔巴克氏体抗体。沃尔巴克氏体仅在宿主细胞内生计,不能脱离昆虫在环境中独立成长,也不能使取食蚊子的天敌取得感染。根据沃尔巴克氏体的蚊媒所发生的生物安全危险简直能够疏忽。
其实让当地居民承受实验方案的最大推动力是前几年的登革热疫情。研讨人员还曾把手伸入装有蚊子的塑料罐里,对群众证明实验雄蚊不咬人。
图 | 实验前后,居民对以蚊治蚊办法支持率大增。(来历:奚志勇论文)
实验作用关于居民承受度是正向的。据调查,以蚊治蚊实验前只要 13.0% 的居民支持率,以及 76.4% 的中心态度和 10.6% 的对立率。实验后,以蚊治蚊支持率到达了 54.3%。
居民也实在感触到了科学的力气。在两个实验点,野生型亚洲虎蚊对人的吸食率别离下降了 96.6% 和 88.7%。
三年之内有望推行
图 | 雄蚊的低温运送。(来历:奚志勇)
此前有过转基因蚊子或基因修正蚊子防控寨卡病毒的研讨,但终究未见落地。奚志勇告知 DeepTech,这些研讨许多状况下被政府批阅难和民众承受难所阻挠。
奚志勇的研讨手法与转基因技能无关。树立沃尔巴克氏体感染蚊株的办法是选用显微打针,其供体是本来广泛存在于天然界的沃尔巴克氏体,并非转基因产品,因此没有向环境中引进任何新的生物。在这个手法中,蚊子的基因并未改变,不需求篡改或修正基因。
关于这种手法是否会灭绝蚊子的忧虑,奚志勇说,这个办法是专注地针对亚洲虎蚊,对其他品种的蚊子没有影响。天然界中存在的蚊子品种约有 3000 种,有很多种蚊子不传病,还有一些蚊子不吸食人或不吸血,这些蚊子都不是操控方针。此外,这些手法首要针对人类居住区的传病蚊子,而那些野生环境中未承当传病人物的亚洲虎蚊不是铲除方针。
美国乔治城大学(Georgetown University)生态学家 Peter Armbruster 在同期Nature宣布评论称,没有哪种单一的控蚊办法能彻底灭绝传病蚊群,需求控蚊东西的组合。但奚志勇团队的“左右开弓”是一种严重前进,展现了强壮的控蚊潜力。
Peter Armbruster 指出,奚志勇团队还要处理可持续性的问题。一旦感染沃尔巴克氏体的蚊子中止开释,搬迁而来的野生蚊群就不可避免会从头树立天然种群。
现在,奚志勇团队正在活跃与农业部交流,递送药效学相关数据,期望将带着沃尔巴克氏体的雄蚊作为微生物杀虫剂取得使用同意。奚志勇对此很达观,他说,此类研讨最近在美国现已取得环保署颁布的微生物杀虫剂的注册,估计我国在1年到3年内会得到同意推行。