一個(gè)“默默無(wú)蚊”的世界，可能嗎？
白紋伊蚊（又稱(chēng)亞洲虎蚊），是我國(guó)登革熱的傳播媒介。圖源：pixabay.com
撰文 | 計(jì)永勝
責(zé)編 | 陳曉雪
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蚊子種類(lèi)繁多，全球迄今已記錄的蚊子共有3350多種（亞種）。它們不僅吸血騷擾人類(lèi)，還能傳播多種疫病，與疾病傳播最為密切的蚊子主要是按蚊（Anopheles，瘧原蟲(chóng)的傳播媒介）、庫(kù)蚊（Culex，流行性乙型腦炎的傳播媒介）和伊蚊（Aedes，黃熱病病毒、登革熱病毒和寨卡病毒等多種病原體的傳播媒介）三個(gè)屬。
WHO數(shù)據(jù)顯示，全世界有128個(gè)國(guó)家約39億人受登革熱病毒威脅（圖1）。
顯然，如果能夠減少蚊子的數(shù)量，這些疫病便可以得到很好的控制。
圖1. 2010-2016年全球登革熱病例報(bào)告數(shù)目。（圖源：WHO）
2019年7月18日，《自然》雜志發(fā)表的一項(xiàng)研究顯示，聯(lián)合使用不相容昆蟲(chóng)技術(shù)（Incompatible insect technique，IIT）和輻射昆蟲(chóng)不育技術(shù)（Radiation-based sterile insect technique，SIT）可以使環(huán)境中蚊子的數(shù)量急劇下降 [2]。
“單一的媒介控制策略不能完全控制蚊子種群，多種方法聯(lián)合使用可能效果更加顯著，該研究中使用的 IIT-SIT 聯(lián)合策略提供了一種控制蚊媒病的潛在的、強(qiáng)有力的手段。” 美國(guó)喬治城大學(xué)生物學(xué)系教授 Peter A. Armbruster 在同期《自然》發(fā)表的觀點(diǎn)文章中評(píng)論道 [3]。
IIT 是始于上個(gè)世紀(jì)60年代的一種昆蟲(chóng)不育技術(shù)。蚊子等昆蟲(chóng)感染沃爾巴克氏菌（Wolbachia，一種昆蟲(chóng)共生菌）之后，能將其傳遞給后代，但是感染該菌的雄蚊與未感染或感染不同種沃爾巴克氏菌的雌蚊交配，產(chǎn)生的卵不能孵化（圖2）。因此，理論上講，釋放感染沃爾巴克氏菌的雄蚊可以很好地壓制環(huán)境當(dāng)中野生蚊子的數(shù)量。但這種方法操作性不強(qiáng)，因?yàn)橹灰`放含同型沃爾巴克氏菌的雌蚊，滅蚊工作就會(huì)前功盡棄。
圖2. 基于沃爾巴克氏菌的IIT原理。（圖源：參考文獻(xiàn)4）
相比于 IIT，SIT 則顯得簡(jiǎn)單暴力。SIT 是運(yùn)用射線照射破壞蚊子生殖細(xì)胞的染色體，這些蚊子和其他蚊子交配產(chǎn)生的卵同樣不能正常發(fā)育。遺憾的是，輻射會(huì)降低雄蚊的生殖競(jìng)爭(zhēng)力和存活時(shí)間。
既然 IIT 和 SIT 各有利弊，能否將兩種技術(shù)聯(lián)合起來(lái)使用呢？
這正是中山大學(xué)熱帶病防治教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中山大學(xué)-密歇根州立大學(xué)熱帶病蟲(chóng)媒控制聯(lián)合研究中心教授奚志勇團(tuán)隊(duì)的研究工作。
在本研究中，科研人員首先通過(guò)顯微注射技術(shù)將源于庫(kù)蚊的沃爾巴克氏菌株 wPip 注入到白紋伊蚊（Aedes albopictus，又稱(chēng)亞洲虎蚊）卵，培育了攜帶三種沃爾巴克氏菌株（白紋伊蚊體內(nèi)本身攜帶wAlbA/wAlbB兩種）的 HC 蚊子（圖3）。
圖3. 攜帶三種沃爾巴克氏菌的伊蚊HC的培育與鑒定。（圖源：參考文獻(xiàn)2）
隨后，研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)室的蚊子工廠大規(guī)模生產(chǎn)HC雄蚊，并選擇了廣州南沙區(qū)沙仔島和小虎島作為田間滅蚊試驗(yàn)區(qū)域（圖4）。其中在沙仔島，該團(tuán)隊(duì)于2015年3月-11月進(jìn)行了HC蚊子的單獨(dú)釋放，隨后在2016年和2017年進(jìn)行了兩次 IIT-SIT 聯(lián)合釋放試驗(yàn)（即在 HC 雄蚊釋放前先將雄蚊蛹篩選出來(lái)，并用射線照射，以破壞可能混入的雌蚊的遺傳物質(zhì)），總共釋放 HC 蚊子約1.45億只；而在小虎島只進(jìn)行了兩次 IIT-SIT 聯(lián)合試驗(yàn)，總共釋放蚊子約5100萬(wàn)只。
圖4. 滅蚊田間試驗(yàn)地點(diǎn)和試驗(yàn)程序。（圖源：參考文獻(xiàn)2）
通過(guò)對(duì)蚊子種群監(jiān)測(cè)，研究人員發(fā)現(xiàn)，相比于單獨(dú)釋放 HC 雄蚊，IIT-SIT 聯(lián)合方法大大提升了對(duì)野生蚊子的種群壓制效率。在試驗(yàn)進(jìn)行的2016-2017年期間，可孵化蚊卵的平均數(shù)量降低了超94%，更有13周未檢測(cè)到蚊卵；野生雌蚊數(shù)量的年下降率達(dá)83%-94%，且在長(zhǎng)達(dá)6周內(nèi)都偵測(cè)不到任何雌蚊（圖5）。
圖5. 通過(guò)釋放HC雄蚊聯(lián)合射線照射進(jìn)行蚊子種群壓制。（圖源：參考文獻(xiàn)2）
可以說(shuō)，IIT-SIT 聯(lián)合策略降低野生蚊子數(shù)量的效果非常顯著。值得一提的是，從民眾體驗(yàn)角度來(lái)看，社區(qū)民眾被野生蚊子叮咬率明顯降低，對(duì)蚊子釋放試驗(yàn)的態(tài)度也發(fā)生了轉(zhuǎn)變（圖6）。
圖6. 社區(qū)民眾對(duì)IIT-SIT試驗(yàn)的態(tài)度及蚊蟲(chóng)叮咬率變化。（圖源：參考文獻(xiàn)2）
“該研究首次證實(shí)了 IIT-SIT 相結(jié)合的理念在控制蚊蟲(chóng)上的有效性，是蚊蟲(chóng)控制方法的重大進(jìn)展，為蚊蟲(chóng)控制增添一種重要的工具?！敝袊?guó)科學(xué)院上海植物生理生態(tài)研究所研究員王四寶對(duì)《知識(shí)分子》評(píng)論說(shuō)。
他同時(shí)表示，單從人類(lèi)的利益考慮，叮人的蚊子是害蟲(chóng)，而蚊子已在地球上生存了1億7千多萬(wàn)年，它們已成為整個(gè)地球生命系統(tǒng)的重要成員，更是食物鏈的重要一環(huán)?！耙虼?，控制蚊蟲(chóng)的目標(biāo)是將一定區(qū)域內(nèi)的蚊蟲(chóng)密度壓制到一定水平之下，而不是消滅蚊子?！?/span>
安徽醫(yī)科大學(xué)病原生物學(xué)安徽省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室教授邵偉也評(píng)論說(shuō)，“ IIT-SIT 聯(lián)合策略不失是一種是高效的滅蚊方法。但消滅蚊子所引起的生態(tài)連鎖反應(yīng)也需要進(jìn)行謹(jǐn)慎評(píng)估。如果能通過(guò)改造蚊子體內(nèi)共生菌，只將蚊子作為殺滅病原的戰(zhàn)場(chǎng)。這樣可能就更好了。”
王四寶強(qiáng)調(diào)，消滅蚊子也不現(xiàn)實(shí)，“一個(gè)區(qū)域的蚊蟲(chóng)消滅后會(huì)留下‘生態(tài)位空缺’，由于蚊蟲(chóng)生存和繁殖的環(huán)境條件沒(méi)有改變，很快被其它區(qū)域的蚊子占領(lǐng)。”
“蚊蟲(chóng)防治或蚊媒疾病防控沒(méi)有一個(gè)萬(wàn)全之策或靈丹妙藥，需要綜合運(yùn)用現(xiàn)有防治工具，”如清除蚊蟲(chóng)滋生地、化學(xué)防治、微生物防治、物理防護(hù)，以及未來(lái)的新技術(shù)，王四寶說(shuō)。
參考文獻(xiàn)：
[1] https://www.who.int/malaria/en/
[2] Xiaoying Zheng, Dongjing Zhang, Yongjun Li, et al., Incompatible and sterile insect techniques combined eliminate mosquitoes. Nature, (2019). doi.org/10.1038/s41586-019-1407-9
[3] Peter A. Armbruster, A trial to tackle tiger mosquitoes. Nature, (2019). doi.org/10.1038/d41586-019-02000-0
[4] http://www.eliminatedengue.com/our-research/wolbachia
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