「以蚊治蚊」：
滅蚊黑科技的生態難題
中國新聞周刊記者/杜瑋
發於2020.9.21總第965期《中國新聞周刊》
當「嗡嗡」叫的蚊子打斷了你的思緒，驚擾了你的好夢，並出其不意地「贈予」你一個奇癢無比、大小隨機的「紅包」時，你一定會有將這一物種趕盡殺絕的衝動。這一令人憎惡的傢伙還會傳播登革熱、寨卡病毒等，造成每年全球約72.5萬人死亡，被世界衛生組織稱為害蟲中的頭號「致命殺手」。
在全世界，有超過3000種的蚊子，實際叮人、傳播病毒的只佔其中一小部分。在中國，最常見的吸血「家蚊」是庫蚊，在亞洲和歐美國家，常見的吸血、傳毒者是埃及伊蚊與白紋伊蚊。讓蚊子徹底滅絕是個終極難題，而這一結果會給全球生態系統帶來的影響也尚未可知。因此，科學家們想出了一些折中的辦法來避免蚊子帶給人類的困擾。
8月26日，在印度尼西亞開展的世界首個 「以蚊治蚊」的隨機對照試驗初步結果發布：通過釋放經改造攜帶沃爾巴克氏體細菌的蚊子，可以阻斷蚊子對登革熱等病毒的傳播，使當地登革熱的發病機率降低77%。幾乎同時，美國佛羅裡達州宣布，將於明年起在該州礁島群島陸續釋放7.5億隻轉基因蚊子用以滅蚊，這也將是美國境內首次釋放轉基因蚊子。在殺蟲劑等傳統滅蚊手段效果有限的現實下，這都將帶給人們無限的期待。
「以蚊治蚊」的三條路徑
印尼開展對照試驗的地點是人口40萬的日惹市，試驗團隊將日惹市劃分為24個區域，並隨機選擇12個區域作為改良蚊子釋放地。試驗為期27個月，通過與當地診所合作，追蹤400個登革熱確診病例的居住地或活動軌跡，評估蚊子釋放地阻斷登革熱病毒的效果。
沃爾巴克氏體細菌是一些昆蟲體內所含有的共生菌，具有阻止登革熱病毒傳播的效用。當改良的雌蚊、雄蚊一起放飛後，與體內沒有沃爾巴克氏體細菌的野生蚊子交配，就會使得沃爾巴克氏體細菌擴散到原有種群中。也就是說，雖然蚊子數量沒有減少，甚至還會因放飛蚊子增多，但所有蚊子都擁有了抗登革熱病毒的沃爾巴克氏體細菌，實現了「種群置換」。關於這一試驗結果的更多信息目前尚未披露。
領銜這一試驗的是澳大利亞莫納什大學的斯科特·奧尼爾團隊。實際上，從2011年起，奧尼爾團隊就開始在澳大利亞、巴西、印尼等地嘗試「以蚊治蚊」，而此次作為金標準的隨機對照試驗結果對於世衛組織向更大範圍內推廣這一舉措有著重要意義。奚志勇是美國密西根州立大學微生物與分子遺傳學系教授、中山大學熱帶病防治研究教育部重點實驗室主任，是全球首個將沃爾巴克氏體菌株注射到蚊子體內的科學家。他對《中國新聞周刊》說，奧尼爾團隊滅蚊的優點在於將改良的蚊子養好後，直接釋放，成本低，且釋放後，沃爾巴克氏體細菌能在種群中一直存在、擴散下去，因此，這一技術適用於受蚊媒傳染病影響較嚴重，但經濟條件不算好的國家和地區。
運用沃爾巴克氏體菌株滅蚊的另一種思路是「種群壓制」。2019年7月，奚志勇團隊在《自然》雜誌上發文，首次運用給蚊子感染沃爾巴克氏體細菌和射線照射使雌蚊絕育相結合的技術，實現了對田間蚊媒種群的有效控制。田間試驗在廣州兩個相對偏遠的島嶼——沙仔島和大刀沙島進行，經過兩到三年改良蚊子的持續釋放，當地野生蚊子種群幾乎全被清除，每年野生蚊種的數量都減少了83%~94%。
與奧尼爾團隊控制蚊媒傳染病的核心差別就在於，奚志勇想通過減少野生蚊子數量，阻斷病毒傳播。具體來說，在感染了沃爾巴克氏體菌株的蚊子被釋放前，先用機械設備對雌、雄蚊分離，對分離後依然混在雄蚊中的少數雌蚊，用低量射線照射使其絕育，這樣做是為了只讓改造後的雄蚊出徵「情場」。雄蚊不叮人，但「多情」，雌蚊傳播疾病、叮咬人，一生只能交配一次。
當含有沃爾巴克氏體菌株的雄蚊和普通野生雌蚊相遇，四處「留情」後，就會導致雌蚊不育，這稱作「胞質不相容」，從而令野生蚊種「斷子絕孫」。田間試驗成功後，最近一兩年，奚志勇團隊又開始在廣州市城區一些登革熱高發點部署「滅蚊大軍」。廣州市疾控中心副主任張周斌介紹說，廣州市白雲區一小區及周邊運用這一手段滅蚊後，2018年和2019年，成蚊密度下降程度分別為59.29%和70.66%，蚊卵數下降程度分別為56.29%和69.5%。
佛羅裡達州的轉基因滅蚊計劃是在今年5月得到了美國國家環境保護局的批覆，8月下旬，又獲得了當地蚊蟲管控區的最終許可。事實上，高舉轉基因滅蚊大旗的一直是英國一家名為Oxitec的生物科技公司。2009年起，該公司就相繼在開曼群島、巴拿馬、巴西等地開展滅蚊試驗。最初，Oxitec推出的是代號為OX513A的第一代轉基因蚊，其滅蚊原理是，轉基因蚊體內有一種致死基因，在含有抗生素——四環素的實驗室環境中不表達，當雄蚊被放到野外後，與野生雌蚊交配，其後代就會因遺傳了致死基因而在成年之前死去。
這次用於佛羅裡達滅蚊的是第二代轉基因蚊，較第一代升級之處在於，轉基因蚊子和雌蚊交配後，後代中只有雌蚊死去，雄蚊依然可以存活。後代雄蚊中仍含有致死基因，可以繼續使野生雌蚊數量減少，達到削減蚊子數量的目的，讓滅蚊更持續、有效。除了佛羅裡達州，Oxitec稱，還在美國德克薩斯州布局了滅蚊計劃，並稱已得到聯邦政府的同意。但德克薩斯州當地官員表示，當地政府尚未準許。
生物安全隱憂和待解難題
儘管Oxitec的滅蚊計劃已得到佛羅裡達州官方的肯定，但這一決議還是引發了當地居民、環保組織的反對。在一個名為Change.org的請願網站上，有接近24萬人希望終止轉基因蚊在佛羅裡達州和德克薩斯州的釋放。請願聲明稱：Oxitec是想將這兩個州變為基因突變蟲類的試驗場，這些蟲類會給當地脆弱的生態系統以及民眾生命健康和安全帶來巨大威脅。一個名為「食品安全中心」的環保組織將轉基因蚊的放飛稱為「侏羅紀公園式的實驗」。早在2009年，當地一次登革熱暴發後，Oxitec就曾有向佛羅裡達州派駐「蚊子大軍」的打算，直到2016年，引進蚊子的計劃遭到了當地居民的強烈反對，只得作罷。
Oxitec聲稱，其釋放的轉基因蚊只會對目標群體進行種群壓制，不會影響其基因構成。2019年9月，美國耶魯大學生態與進化生物學系教授傑弗裡·鮑威爾等在自然出版集團旗下的《科學報告》期刊上發文質疑，通過對Oxitec在巴西釋放第一代轉基因蚊後本地種群的監測發現，轉基因蚊子的部分基因已整合到本地蚊子的種群中。按雜交優勢來講，這意味著被改變的野生蚊子有著更強生命力，更難以被消滅。而且，基因滲入過程中，還有可能有抗藥性的基因被引入。
鮑威爾等人還發現，在巴西雅科比納市釋放蚊子後18個月，野生蚊子數量幾乎反彈到釋放前的水平，這或許意味著，轉基因蚊子在交配中不佔優勢。儘管在鮑威爾等人的文章發表後，《科學報告》編輯部又發布通告稱，被指表述不清晰或缺乏證據，但這一文章還是在業內引發了極大反響。
2018年3月，細胞出版社旗下的《寄生蟲學趨勢》還刊登了一篇題為《轉基因蚊子：事實還是虛幻？》的文章，文中稱，轉基因滅蚊雖然可能在未來是有前景的方式，但目前還缺乏強有力的證據來證明其有效性和安全性。當運用這一手段壓制傳播疾病的埃及伊蚊時，也會對非目標群體的白紋伊蚊產生動態影響。此外，Oxitec還被業內人士和非政府組織等指出在開曼群島、巴西等地的試驗中設計、操作不規範，較少披露試驗數據，誇大試驗結果，成本過高，商業味過濃等。
在生物安全和有效性方面，莫納什大學奧尼爾團隊的「種群置換」策略也引發著類似的擔憂。奚志勇說，目前隨機對照試驗的有效性為77%，這意味著還有將近四分之一的登革熱發病機率存在。而且，即便有效性為77%，這樣的效果又能持續多久，隨著沃爾巴克氏體菌株與蚊子的共生適應，阻隔登革熱的效果是否會減弱也不好說。在熱帶高溫條件下，沃爾巴克氏體菌株在蚊子體內並不穩定，還有著消失的可能性。同時一些研究發現，當沃爾巴克氏體菌擴散開後，只能消滅一些低毒性的登革熱毒株，這樣就會導致一些高毒性的毒株殘留、被篩選出，進而有可能造成登革熱病毒的進化。另一個問題還在於，儘管感染了沃爾巴克氏體菌株的雌蚊子不傳病，但依舊會吸血、叮人，因此在試驗開展前，要花很大力氣給當地居民做社區教育，這也是這一技術在新加坡、中國等國難以推廣開的原因。
奚志勇團隊所採用的方法受到較為常見的批評是，因為沃爾巴克氏體菌株不能像奧尼爾團隊那樣一次釋放蚊子後就擴散開去，也不能像Oxitec轉基因蚊子的致死基因能代代相傳，因此，想要把蚊子斬草除根，就需要大量感染沃爾巴克氏體細菌蚊子的持續釋放。而為了讓改良雄蚊和本地雄蚊得以競爭，有交配優勢，奚志勇團隊之前所採用的是「蚊海戰術」，即釋放改良雄蚊和本地雄蚊的比例為5:1，但這樣做，意味著有些蚊子會「怠工」，實際上沒有去交配。現在，他考慮的是儘可能減少蚊子釋放的數量，提高有效性。在蚊子釋放前，如何將蚊子安全運輸到目的地，保證不缺胳膊少腿，同時保持強盛的戰鬥力，也是要不斷優化的問題。相較偏僻的野外，在環境、人員流動更加複雜的大城市，要將蚊子消滅，是奚志勇等面臨的更大難題。
奚志勇認為，「以蚊治蚊」只是滅蚊方式中的一種，還是要結合殺蟲劑等武器才能取得更好的效果。他希望，能嘗試著不將蚊子完全誅滅，而是能將其壓制到一個較低的數量，在蚊子存活和不影響人類安全健康間達到一種平衡。
《中國新聞周刊》2020年第34期
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