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Science:巴西将释放上亿只转基因蚊子对抗传染病

摘要 : 每周六上午,Maria do Carmo Tunussi会挨家挨户地让邻居搜查房屋和院落,以寻找任何可能存水并为蚊子滋生提供场所的东西,比如花盆、水桶和堵住的水槽。

 

Oxitec公司的转基因蚊子从巴西皮拉西卡巴市的一个容器中成群涌出。

每周六上午,Maria do Carmo Tunussi会挨家挨户地让邻居搜查房屋和院落,以寻找任何可能存水并为蚊子滋生提供场所的东西,比如花盆、水桶和堵住的水槽。17年来,Tunussi已成为CECAP/Eldorado当地诊所的社区卫生代理人。CECAP/Eldorado是巴西皮拉西卡巴小城里一个拥有约5000人的地区,距圣保罗西北部2小时车程。Tunussi见证了引起发烧、恶心和折磨人的关节疼痛的蚊媒登革热病毒反复席卷而来。因此,她的工作有时会显得徒劳无功。“你头一天清理了滋生地,第二天它又回来了。”Tunussi说,“这似乎永远没有尽头。”

今年4月,CECAP成为皮拉西卡巴首个尝试新生事物的社区,即一种Tunussi认为不仅能根除登革热,还会阻止寨卡病毒“站稳脚跟”的蚊子控制工具——OX513A。这是一种转基因埃及伊蚊,旨在通过将一种致死性基因传递给后代,减少埃及伊蚊的数量。

在美国佛罗里达州,培育这些昆虫的Oxitec公司计划释放它们,但遭到公众阻扰。不过,在CECAP,居民们似乎对从该公司在清晨缓慢行驶的大篷车窗户中涌出的一团团蚊子云保持着泰然自若的态度。

这或许是因为登革热在那里是如此的普遍。去年,该病毒导致约150万巴西人患病,而在2015年7月~今年7月,皮拉西卡巴市有1600余人因此患病。由寨卡病毒散播引发的恐慌更是放大了当地人对杀虫剂和清理滋生地以外的解决方法的兴趣,前者在对抗埃及伊蚊上并不总是有效,而后者很难年复一年地保持下去,尽管Tunussi一直在努力。因此,在释放全球首批转基因蚊子的7年后,Oxitec选择在巴西扩大试验规模也就不足为奇了。它正从诸如在CECAP开展的小型试点项目转向覆盖成千上万人的有计划释放。

培育携带致死性基因的蚊子

Oxitec在巴西的总部位于工业城市坎皮纳斯。在那里,到处散发着用于喂养蚊子幼虫的鱼饲料的气味。该公司可在一周内让约400万只蚊子经历整个生命周期:从灰白色的粉末状蚊卵到扭动的灰色幼虫,然后是和米粒大小相仿的密集、黑色的蛹,最后是在和快餐盒差不多大的塑料桶中飞来飞去的成年蚊子。

它们大约是14年前在英国牛津大学一间实验室中培育出来的一只蚊子的第200代“子孙”。当时,遗传学家Luke Alphey及其团队将一个新基因插入到蚊子胚胎中。该基因编码一个被称为转录激活因子且通过和涉及转录的DNA及特定蛋白结合驱动其他基因表达的蛋白。不过,Oxitec使用的名为抑制四环素转录激活因子变异体(tTAV)的基因旨在驱动更多tTAV的表达,并且使该过程变成一个致命的反馈环路。

这个过程如何杀死蚊子尚未完全弄清楚。过多的tTAV蛋白可能阻碍了细胞的蛋白合成体系。“大致说来,它引发了基因混乱,蚊子因此死亡。”美国农业部昆虫遗传学家Al Handler表示。

Oxitec公司携带致死性基因的蚊子靠喂养阻碍tTAV活性但会保证蚊子存活的抗生素——四环素长大。不会咬人的雄性蚊子被释放到乡镇和城市里。在那里,它们同野生雌性蚊子交配。产生的后代则会迅速累积这种致死性蛋白,其中大多数在成年前死去。

“消除登革热”项目

如果说Oxitec 公司的蚊子执行的是自杀式任务,那么“消除登革热”项目中的蚊子则是“传教士”。后者的目的不是消灭野生蚊子群,而是改造它们。在尼泰罗伊市茹鲁茹巴贫民区,一个下着毛毛细雨的清晨,研究人员在混凝土早已剥落的山坡上散开,以补足蚊卵释放容器中的“货源”。在当地,约有130户人家同意放置这些容器。像超大尺寸复活节彩蛋一样的白色塑料桶被藏在楼梯间下面、台阶旁边,以及一堆胶合板和旧自行车零件后面的壁龛里。

从桶里逃出来的成年蚊子携带有沃尔巴克氏体细菌。这是一种被认为在约60%的昆虫物种中均会自然产生的寄生虫。然而,直到2005年,研究人员才“诱骗”该细菌在埃及伊蚊体内“定居”。当时,“消除登革热”项目的共同发起人、澳大利亚莫纳什大学医学昆虫学家Scott ONeill发现,和对照组相比,被沃尔巴克氏体感染且吸食含有登革热或基孔肯雅热病毒的血液的蚊子,在登革热病毒测试中呈阳性以及传播该病毒的可能性更小。今年早些时候,来自同“消除登革热”项目合作的巴西国立公共卫生机构——奥斯瓦尔多·克鲁兹基金会的研究人员报告称在寨卡病毒测试中发现了类似结果。

他们怀疑,这种寄生虫会同病毒争夺蚊子细胞内有限的资源。同时,沃尔巴克氏体可能激活了其宿主的免疫系统,从而帮助其对抗随后的感染。由于沃尔巴克氏体仅通过虫卵被传递给后代,因此扩散它需要释放能咬人的雌性蚊子。不过,ONeill介绍说,正是由于这种细菌,雌性蚊子不会带来传播疾病的风险。

“消除登革热”项目已在澳大利亚、越南、印度尼西亚、哥伦比亚和巴西的40多个地区释放了这种蚊子,其中大部分资助来自比尔和梅林达•盖茨基金会。研究表明,该寄生虫能在10~20周内扩散到“定位点”,并在蚊子种群中保留至少5年。该项目旨在对蚊子种群产生永久性的改变,而这正是不同于Oxitec公司解决办法的关键之处。后者不得不年复一年地进行,否则蚊子数量便会反弹。不过,两种方法都只能在当地产生影响。沃尔巴克氏体不会在其未被释放的地区广泛传播。

能否真的减少疾病?

两个项目面临的迫在眉睫的问题很简单:这些对抗疾病的蚊子能否真的减少疾病?“我们的目标不是杀死蚊子,而是防止人们受到感染、生病并且死亡。”加州大学戴维斯分校流行病学家和昆虫学家Thomas Scott表示。迄今为止,还未有证据表明,任何一种方法做到了这一点。Scott介绍说,直觉上或许会认为,传播疾病的蚊子变少意味着传染病变少,但仅仅少数埃及伊蚊可能便足以将疾病传播给易感人群。

今年7月,Oxitec公布的数据显示,CECAP的登革热病例数在上一年减少了91%,即从133降至22。然而,皮拉西卡巴市其他地区的病例数仅减少了52%。不过,Scott表示,登革热疫情的爆发是不定期的。“可能一个小镇出现了疫情,但邻近的小镇没有。而第二年,情况可能完全反过来。”

关于效果的最终说法来自在随机接受蚊子或作为对照组的社区居民中监控该疾病的试验。不过,来自这两个群体的数据本质上都存在漏洞,因为人员是流动的。这意味着此类研究要有意义,必须是大规模的,而且花费颇高。今年3月,一个由Scott领导的世界卫生组织工作组表示,Oxitec公司和“消除登革热”项目的策略均值得“谨慎规划试点试验”,但同时呼吁开展大型流行病学研究。

“消除登革热”项目已在印度尼西亚日惹市开展了效果研究。该研究追踪了24个地区(每个地区约有1.45万人)的发病率,其中一半地区接受了沃尔巴克氏体蚊子。一个遍布日惹市的诊所网络将在两年的时间里持续测试登革热病毒。一项更大规模的研究正计划在越南开展。与此同时,Oxitec公司招募了独立专家设计初步定于2018年进行的试验。

原文链接:

Brazil will release billions of lab-grown mosquitoes to combat infectious disease. Will it work?

原文摘要:

 

Every Saturday morning, Maria do Carmo Tunussi goes door to door asking her neighbors to scour their houses and yards for flowerpots, buckets, clogged gutters—anything that could collect water and offer mosquitoes a place to breed. For 17 years, Tunussi has been a community health agent at the local clinic in CECAP/Eldorado, a district of about 5000 people in the small city of Piracicaba, 2 hours northwest of São Paulo, Brazil. She has seen many surges of the mosquito-borne dengue virus, which causes fever, nausea, and agonizing joint pain. The task sometimes feels futile. "You remove the breeding site one day, and the next day, it's back," she says. "It never ends."

来源: Science 浏览次数:0

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