基因改造 细菌控蚊 人类对付蚊子出奇招
科技日报记者 刘霞
人类最致命的“敌人”,或许不是狮子、蜘蛛或蛇这些显而易见的威胁,而是那些总被轻忽的小小蚊子。它悄无声息地吸血,叮咬处令人奇痒难耐,更在叮咬间传播种种疾病。2020年,《美国国家科学院院刊》的一项研究甚至将常见于非洲农村的冈比亚按蚊称作“地球上最危险的动物物种”。
数据统计显示,蚊子平均每年夺走约76万条生命。它们传播疟疾、登革热、黄热病、基孔肯雅热和寨卡病毒等疾病,在所有传染病中,由蚊子“经手”的竟占17%。《自然》杂志更指出,过去5万年里,近一半人类死于蚊子及其传播的疾病,尤其是疟疾。世界卫生组织的数据表明,2024年全球估计出现2.82亿例疟疾病例和61万例死亡病例,遍及80个国家。
随着国际旅行日渐频繁、气候变化日益加剧,携带病原体的蚊子正迅速扩散到新的地域,很可能在原本无虞的地区引发流行病,人们对潜在健康危机的忧虑与日俱增。
那么,蚊子需要被彻底灭绝吗?如果不需要,又该如何对付这恼人的“敌人”?
“斩草除根”破坏自然平衡
美国疾病控制与预防中心前主任汤姆·弗里登博士坦言,尽管历史上蚊子杀死的人比任何动物都多,但杀光所有蚊子既无必要,也不现实。
英国利物浦热带医学院媒介生物学家希拉里·兰森同样认为,人类并不需要消灭所有蚊子。已知的约3500种蚊子中,叮咬人类的仅100种左右。而传播疟疾的按蚊、传播乙脑和西尼罗河热的库蚊,以及传播登革热、寨卡和基孔肯雅热等病毒的伊蚊等5种蚊子,就造成了约95%的人类感染。
不少蚊子对人类并无危害。据《今日昆虫学》杂志报道,脉毛蚊虽常叮人,却未发现它携带致病病原;华丽巨蚊更是不吸血,只取食花蜜和汁液,其幼虫还爱捕食其他蚊类的幼虫,堪称天然的“蚊中捕食者”。
美国佐治亚大学昆虫学家丹·皮奇强调,蚊子是生态系统运作中不可或缺的一环,贸然灭绝可能打破自然的微妙平衡。
他解释道,有些蚊子在授粉中起着关键作用,一旦缺失,许多植物将难以繁殖,生物多样性随之下降。蚊子也是蜻蜓、鸟类、蝙蝠、鱼类和两栖动物等多种动物的重要食物来源。号称“蚊鹰”的蜻蜓,一天就能吞食上百只蚊子。蚊子幼虫作为滤食者,能促进水体中有机质的转化,在维持生态系统养分平衡中扮演着重要角色。
美国芝加哥北岸蚊虫防治区执行主任罗杰·纳斯奇更是直言,杀死所有蚊子绝无可能,“无论城市或国家发动多大阵仗的灭蚊行动,总会有残存的种群在某处悄然重新繁衍。”兰森也承认,对蚊子实施“物种灭绝”的伦理问题,值得进一步讨论与商榷。
既然不能也不该“赶尽杀绝”,人类的目光便转向了那些作恶多端的传病媒介蚊,对它们如何精准打击?
基因驱动令蚊子“自相残杀”
过去20年,抗蚊武器从香茅蜡烛迅速升级为高精尖技术,其中最引人注目的便是基因驱动:通过基因改造,让蚊子将特定性状代代相传,导致内部“自相残杀”,从而令整个种群崩溃。
英国生物技术公司Oxitec与盖茨基金会资助的“打击疟疾”团队正是这一路线的先行者。他们释放基因工程雄蚊,这些雄蚊与野生雌蚊交配后,要么使雌蚊绝育,要么阻止雌性后代发育成熟。一旦释放足够多的工程雄蚊,当地蚊子数量便会断崖式下跌。
美国康奈尔大学昆虫学系主任劳拉·哈灵顿介绍,在巴西和开曼群岛开展的试验中,埃及伊蚊的密度已骤降80%。她还在研发一种更“狠”的雄蚊,凡与之交配的雌蚊都会一命呜呼。不过,哈灵顿也坦言,这种转基因蚊子培育成本高昂,而且可能每年至少需要补充释放一次。根据计划,“打击疟疾”团队将于2030年前在疟疾流行国家开展相关试验。
在大西洋彼岸,英国帝国理工学院“零扩散”团队则祭出“基因剪刀”CRISPR-Cas9。他们在《科学进展》上报告,对撒哈拉以南非洲主要传播疟疾的冈比亚按蚊进行基因改造,使其携带抗疟基因并传递给下一代。去年底,《自然》杂志刊发的实验室成果表明,他们正逼近目标,并计划于2030年启动现场试验。
然而,基因驱动的永久性与自我传播特性,也抛出了复杂的伦理和监管难题。有科学家警告,改造基因一旦意外扩散,或将引发难以挽回的生态后果。
以菌攻毒让蚊子无力“作恶”
与直接改造蚊子基因的思路不同,有科学家另辟蹊径,走出了一条“以菌攻毒”的新路。他们利用一种天然存在的沃尔巴克氏菌,让它感染埃及伊蚊。当携带这种细菌的蚊子种群足够壮大时,居民耳边恼人的嗡嗡声或许依旧,但这些蚊子已丧失传播登革热或寨卡病毒的能力。
去年,在巴西尼特罗伊市,释放携带沃尔巴克氏菌的蚊子后,当地登革热病例骤降89%。这种细菌能和平地与蚊子共生,且对叮咬的人类没有已知副作用,堪称安全又高效。
一个没有蚊子嗡嗡声的世界听上去无比美好,但蚊子身兼授粉者、食物链基石和养分循环工程师等多重角色,对其实施“焦土政策”既不现实,也不明智。真正智慧的做法,是分清“敌我”——与绝大多数无害的蚊子和平共存,而对那一小撮传播疾病的“敌人”精准歼灭。