谷歌计划通过让蚊子“断子绝孙”,一劳永逸地解决蚊子叮咬传播疾病的问题

每年平均有1000人死于鳄鱼的攻击,遭到毒蛇袭击而丧生的约有5万人左右,而因蚊子传播的疾病死亡的人约在72.5万左右,感染致病的人数更是不下百万。这其中,埃及伊蚊和白纹伊蚊能够大范围传播登革病毒、寨卡病毒、黄热病病毒以及基孔肯雅热病毒。

谷歌的母公司Alphabet旗下的生命科学子公司Verily研究院,计划通过让蚊子“断子绝孙”,一劳永逸地解决蚊子叮咬传播疾病的问题。这一宏伟的计划从美国加利福尼亚州中部的弗雷斯诺县(Fresno)展开。

目前除了谷歌的母公司Alphabet,盖茨基金会以及英国帝国理工学院都有通过对蚊子进行生物改造从而达到遏制疾病传播的项目。11月29日的联合国生物多样性公约(CBD)会议上,各国否决了“暂时禁止释放基因驱动的生物体”提议,一定程度上支持这些生物计划在更大范围内施行。

Verily的设想:让蚊子灭绝

埃及伊蚊最初是一种来自非洲的蚊子,现已在包括印度在内的120多个国家的热带地区发现。与其他蚊子不同的是,埃及伊蚊在人们居住的地方生活和繁殖。自从2013年出现在弗雷斯诺县以后,埃及伊蚊成了这一区域最让人们头疼的卫生问题之一。

埃及伊蚊。东方IC 资料图

“当我们监测到埃及伊蚊的出现之后,我们从多方面付出了大量的努力,阻止这些蚊子繁衍甚至消灭它们,”弗雷斯诺县综合灭蚊区科学服务主任乔迪·霍特曼(Jodi Holeman)表示, “但所有的努力都没有回报。”2016年,弗雷斯诺县与MosquitoMate公司合作,释放了40万只带有沃尔巴克氏体细菌的蚊子。

Verily计划进一步通过沃尔巴克氏体细菌对蚊子进行隐形“绝育”。沃尔巴克氏体是一种在昆虫中自然发现的细菌,寄居在生物体的细胞中,可以增加宿主产卵的数量或者改变宿主的激素等。用沃尔巴克氏体感染雄性埃及伊蚊后,“放生”这些雄性蚊子。雄性蚊子不会叮咬人类,但与雌性蚊子交配后,就会将沃尔巴克氏体细菌传染给雌蚊子。由于沃尔巴克氏体改变了父系的精子DNA,这使得只有当受精卵中有沃尔巴克氏体时后代才会存活。受感染的雄性只会与自然产生的无沃尔巴克氏体种群接触,他们的后代在配偶发育过程中就会死去,卵无法孵化。

另一方面,雌性会将精子存储起来不断对自己的卵子受精,这意味着雌性的第一个配偶将会是所有后代的父亲。因此即使雌性再次交配,只要曾经与沃尔巴克氏体感染的雄性交配过,所有的后代都将无法孵化。

2017年,Verily参与并扩大了MosquitoMate在弗雷斯诺县开展的灭蚊项目,并释放了2000万只感染了沃尔巴克氏体细菌的蚊子,试验结果显示,能够叮咬人的雌性蚊子的数量减少了2/3。今年,Verily对计划做出了一些调整,蚊子数量整体减少了95%。

在Verily研究院的总部,有一个自动化蚊子繁殖工厂。从虫卵状态开始,这些蚊子就被“贴”上了一个数字标识符,一直到它们被释放,都能通过特定的GPS坐标跟踪到。当虫卵孵化出小蚊子后,机器人会将蚊子放入一个装有水和空气的容器中,让它们吃饱并保持暖和,这样一直培育到成年期。另一些机器人会用专门的技术将这些蚊子按性别进行排序。

“现在我们主要希望能将这个项目的成本降下来、效率提上去,”Verily的高级科学家贾克布克劳福德(Jacob Crawford)说,“这样我们就可以在较为贫困的地区进行该项目。”

Verily生命科学实验室的蚊子工厂。图来自:彭博社

让蚊子灭种,还是让更多人丧生?

每年仅按蚊传播的疟疾就让40多万人丧生,而主要感染人群是儿童;此外还会使2亿多人在数天内致残致障。其他包括登革热在内的由蚊子叮咬传播的疾病,全球每年有5000万至1亿例病例,黄热病的致死率则比登革热更高。主要发生在亚洲的日本脑炎每年造成1万多人死亡。而寨卡病毒则会通过母婴传播,对后代的神经系统产生长期的毁灭性影响。

根据巴塞罗那全球健康研究所的数据,除了南极洲外,世界各地有超过2500种蚊子的身影。蚊子非常善于适应新的环境,同时对人们采取的干预措施它们适应得也很快。例如,埃及伊蚊对城市环境的适应性非常好,它可以在各种室内室外的容器中产卵。包括按蚊在内的许多蚊子已经进化出抗杀虫剂的能力,它们甚至还并改变了掠食习性,以避免蚊帐和喷洒杀虫剂的家庭对它们带来的伤害。

基于这些原因,许多科学家和机构“退无可退”,选择用更为激进的方式对付这些杀手。

除了Verily的“灭绝计划”以外,世界各地都有尝试通过生物改造的方式,遏制疟疾、黄热病、登革热等病毒的传播。2018年6月,微软创始人比尔·盖茨旗下的盖茨基金会宣布将斥资410万美元,研发通过基因修饰改造雄性蚊子,让它们携带自限性基因并与野生环境中的雌蚊交配,以减少叮人的雌蚊子的数量,从而遏制疟疾的传播。

英国伦敦帝国理工学院进化遗传学家奥斯汀·伯特(Austin Burt)领导的“消灭疟疾”项目,也将利用基因驱动(gene drive)技术创造转基因按蚊,以减少按蚊的数量。他们打算最早于2024年在撒哈拉以南非洲进行转基因蚊子的试验,以阻止疟疾的传播。

然而,目前人们并不清楚如果蚊子灭绝了,世界会发生什么改变。除此之外,一些机构和组织依然对基因驱动技术表示担心。2012年,环保组织“地球之友”的成员埃里克·霍夫曼曾表示:“在全面客观地分析其环境、人类健康与道德风险之前,切不可对这些蚊子开展试验。”

在2018年联合国生物多样性会议召开之前,170多个国家和地区的代表提出,应当对基因驱动的生物实施暂时的“释放禁令”。当地时间11月29日联合国生物多样性大会上,该禁令被否决,但各国同意应当“审慎”地使用基因驱动技术。

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