「环球科学」转基因蚊子出征！美国一地决定释放7.5亿只，将消灭当地蚊群？环球科学2020-08-25 11:52:480阅
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图1/2埃及伊蚊（图片来源：James Gathany/wikipedia）世界上最危险的动物是什么？从不同角度考虑 ， 这个问题的答案五花八门 。 但要用数据说话 ， 选出人类的头号杀手 ， 蚊子当之无愧 。 下图直观展现了各种动物每年致死的人数：根据比尔及梅琳达·盖茨基金会的估算 ， 蚊子每年导致超过70万人死亡 ， 远远超过包括我们人类自身在内的其他动物（在不同来源的统计中 ， 这一数字有所差异 ， 但无一例外 ， 蚊子都是最致命的动物） 。
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图2/2蚊子致人死亡的关键就在于它们携带的超过15种病原体 。 通过雌蚊的叮咬 ， 这些病原体可以传染给人类 。 其中 ， 最危险的疟疾每年可能导致60多万人丧命 ， 而黄热病、登革热、流行性乙型脑炎等疾病也都会造成上万人死亡 。 此外 ， 淋巴丝虫病、寨卡等疾病虽然通常不会致命 ， 但也可能造成终身伤残 。 与此同时 ， 蚊子造成的经济损失也同样惊人 。 仅仅在巴西 ， 登革热每年造成的直接医疗和间接经济损失就高达13.5亿美元 ， 这还没有算上每年为控制登革热而投入的10亿美元 。
不顺利的灭蚊之路
人类与蚊子的斗争可谓“自古以来” 。 进入20世纪 ， 随着现代化学与生物技术的介入 ， 拥有了更多灭蚊武器的人类 ， 开始从防蚊转为试图大规模消灭蚊子种群 。 不过 ， 杀灭蚊子的早期尝试并不顺利 。
最初的武器是如今早已臭名昭著的杀虫剂DDT 。 在人们深刻认识到DDT带来的环境与健康问题之前 ， DDT从上世纪40年代开始被广泛使用 ， 并且的确取得了显著的成效：在一些疟疾严重的地区 ， 这种致命疾病很快消失了 。 不过随着人们逐渐认识到使用DDT只是饮鸠止渴 ， 这种化合物在上世纪70年代退出了历史舞台 。
【「环球科学」转基因蚊子出征！美国一地决定释放7.5亿只，将消灭当地蚊群？环球科学2020-08-25 11:52:480阅】另一项被寄予厚望的灭蚊手段是昆虫绝育技术（sterile insect technique ， SIT） 。 这项技术的策略是在实验室中通过辐射破坏雄性幼虫的生育能力 ， 这样它们在野外与雌性交配 ， 产下的卵将无法孵化 。 20世纪50年代起 ， 昆虫绝育技术在消灭美洲的螺旋蝇（Cochliomyia hominivorax）时大获成功 。 当时 ， 这类能够在牲畜（尤其是牛）身上的小伤口中产卵、孵化 ， 并造成宿主死亡的食肉蝇 ， 每年仅仅给美国畜牧业造成的损失就超过2亿美元 。 在应用这项技术后 ， 美洲各国的螺旋蝇数量急剧下降 ， 1982年 ， 螺旋蝇在包括美国在内的一些中北美国家被完全消灭 。
但是 ， 这项技术用于灭蚊时 ， 却遇到了问题 。 相比于螺旋蝇 ， 蚊子的幼虫更加脆弱 ， 被辐射照射的雄蚊的生存能力也下降了 ， 因此它们无法与足够的雌蚊交配 。 目前在苏丹等地 ， 通过昆虫绝育技术灭蚊的研究仍在实验阶段 。
转基因灭蚊实验
时间来到21世纪 ， 转基因技术逐渐成为灭蚊新武器 ， 并且已经在野外实验中取得了一些阶段性的成效 。 就在上周 ， 美国佛罗里达州宣布 ， 将开展一项大规模转基因灭蚊实验 。 该计划最初于今年5月获得美国环境局的批准 ， 并在上周获得了佛罗里达群岛的蚊虫管控区的最终许可 。 根据这项计划 ， 自2021年起 ， 在为期两年的时间内 ， 研究人员将在佛罗里达群岛分批释放共7.5亿只转基因雄性埃及伊蚊（这类蚊子是登革热、黄热病、寨卡等疾病的传播媒介） 。
看到这里 ， 一些读者可能会产生一丝担心：转基因技术会不会造成意想不到的后果？其实 ， 这并不是转基因蚊子的首次登场 。 早在2013年 ， 一项著名的转基因蚊子释放实验就在巴西开展 。 而这两项转基因蚊子野外实验背后 ， 都是一家名为Oxitec的英国生物技术公司 。
2002年 ， 这家原名为牛津昆虫技术（Oxford Insect Technologies）的公司成立 。 Oxitec的目标是用转基因手段来打造“昆虫杀虫剂” ， 从而控制昆虫（具体而言 ， 是埃及伊蚊）的数量 。 为此 ， Oxitec的研究人员使用了释放携带显性致死基因昆虫技术（release of insects carrying a dominant lethal ，RIDL） 。 他们在雄性埃及伊蚊体内植入一种能表达四环素转录调控蛋白的“致死”基因 。 在实验室中 ， 四环素的存在抑制了致死基因的活性 ， 因此蚊子可以正常存活 。 但当它们进入野外并与雌性交配产生后代后 ， 由于野外不存在四环素 ， 这些蚊子后代的细胞发育将受到抑制、无法存活 ， 即使侥幸存活也“不孕不育” 。
2007年 ， Oxitec通过上述策略研发出第一代转基因蚊——OX513A 。 在一系列小规模的野外实验后 ， 2013年起 ， Oxitec每周向巴西东部巴伊亚州的雅科比纳市投放大约45万只转基因雄蚊 。 在27个月的时间内 ， 他们总计投放近5000万只蚊子 。 这次实验也取得了令人惊喜的效果——根据Oxitec的报道 ， 当地野生埃及伊蚊的总数下降了90%以上 。
这项实验也遭到了一些质疑 ， 例如耶鲁大学的演化生物学家Jeffrey Powell就在《科学报告》上发表文章质疑称 ， 很多当地蚊子都拥有来自转基因蚊子的遗传物质、这些蚊子对杀虫剂的抗性也可能增强了 。 不过 ， Oxitec反驳称文中充满了不负责任、有误导性的猜测 ， 并且文中提到的“交配偏向”现象在全球范围内从未被观测到 。 今年3月 ， 《科学报告》发表了一篇编辑部关切 ， 表示Powell的文章存在一些不清晰、具有误导性的表述或是缺乏证据的观点 。
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