巴西將釋放上億隻轉基因蚊子觀察對抗傳染病效果

　　2016-10-31 12:31:57　來源: 科學網(北京)

　　

　　Oxitec公司的轉基因蚊子從巴西皮拉西卡巴市的一個容器中成群湧出。 圖片來源：Paulo Freidman

　　每周六上午，Maria do Carmo Tunussi會挨家挨戶地讓鄰居搜查房屋和院落，以尋找任何可能存水並為蚊子滋生提供場所的東西，比如花盆、水桶和堵住的水槽。17年來，Tunussi已成為CECAP/Eldorado當地診所的社區衛生代理人。CECAP/Eldorado是巴西皮拉西卡巴小城裡一個擁有約5000人的地區，距聖保羅西北部2小時車程。Tunussi見證了引起發燒、噁心和折磨人的關節疼痛的蚊媒登革熱病毒反覆席捲而來。因此，她的工作有時會顯得徒勞無功。「你頭一天清理了滋生地，第二天它又回來了。」Tunussi說，「這似乎永遠沒有盡頭。」

　　今年4月，CECAP成為皮拉西卡巴首個嘗試新生事物的社區，即一種Tunussi認為不僅能根除登革熱，還會阻止寨卡病毒「站穩腳跟」的蚊子控制工具——OX513A。這是一種轉基因埃及伊蚊，旨在通過將一種致死性基因傳遞給後代，減少埃及伊蚊的數量。

　　在美國佛羅里達州，培育這些昆蟲的Oxitec公司計劃釋放它們，但遭到公眾阻擾。不過，在CECAP，居民們似乎對從該公司在清晨緩慢行駛的大篷車窗戶中湧出的一團團蚊子云保持著泰然自若的態度。

　　這或許是因為登革熱在那裡是如此的普遍。去年，該病毒導致約150萬巴西人患病，而在2015年7月~今年7月，皮拉西卡巴市有1600餘人因此患病。由寨卡病毒散播引發的恐慌更是放大了當地人對殺蟲劑和清理滋生地以外的解決方法的興趣，前者在對抗埃及伊蚊上並不總是有效，而後者很難年復一年地保持下去，儘管Tunussi一直在努力。因此，在釋放全球首批轉基因蚊子的7年後，Oxitec選擇在巴西擴大試驗規模也就不足為奇了。它正從諸如在CECAP開展的小型試點項目轉向覆蓋成千上萬人的有計劃釋放。

　　培育攜帶致死性基因的蚊子

　　Oxitec在巴西的總部位於工業城市坎皮納斯。在那裡，到處散發著用於餵養蚊子幼蟲的魚飼料的氣味。該公司可在一周內讓約400萬隻蚊子經歷整個生命周期：從灰白色的粉末狀蚊卵到扭動的灰色幼蟲，然後是和米粒大小相仿的密集、黑色的蛹，最後是在和快餐盒差不多大的塑料桶中飛來飛去的成年蚊子。

　　它們大約是14年前在英國牛津大學一間實驗室中培育出來的一隻蚊子的第200代「子孫」。當時，遺傳學家Luke Alphey及其團隊將一個新基因插入到蚊子胚胎中。該基因編碼一個被稱為轉錄激活因子且通過和涉及轉錄的DNA及特定蛋白結合驅動其他基因表達的蛋白。不過，Oxitec使用的名為抑制四環素轉錄激活因子變異體（tTAV）的基因旨在驅動更多tTAV的表達，並且使該過程變成一個致命的反饋環路。

　　這個過程如何殺死蚊子尚未完全弄清楚。過多的tTAV蛋白可能阻礙了細胞的蛋白合成體系。「大致說來，它引發了基因混亂，蚊子因此死亡。」美國農業部昆蟲遺傳學家Al Handler表示。

　　Oxitec公司攜帶致死性基因的蚊子靠餵養阻礙tTAV活性但會保證蚊子存活的抗生素——四環素長大。不會咬人的雄性蚊子被釋放到鄉鎮和城市裡。在那裡，它們同野生雌性蚊子交配。產生的後代則會迅速累積這種致死性蛋白，其中大多數在成年前死去。

　　「消除登革熱」項目

　　如果說Oxitec公司的蚊子執行的是自殺式任務，那麼「消除登革熱」項目中的蚊子則是「傳教士」。後者的目的不是消滅野生蚊子群，而是改造它們。在尼泰羅伊市茹魯茹巴貧民區，一個下著毛毛細雨的清晨，研究人員在混凝土早已剝落的山坡上散開，以補足蚊卵釋放容器中的「貨源」。在當地，約有130戶人家同意放置這些容器。像超大尺寸復活節彩蛋一樣的白色塑料桶被藏在樓梯間下面、台階旁邊，以及一堆膠合板和舊自行車零件後面的壁龕里。

　　從桶里逃出來的成年蚊子攜帶有沃爾巴克氏體細菌。這是一種被認為在約60%的昆蟲物種中均會自然產生的寄生蟲。然而，直到2005年，研究人員才「誘騙」該細菌在埃及伊蚊體內「定居」。當時，「消除登革熱」項目的共同發起人、澳大利亞莫納什大學醫學昆蟲學家Scott ONeill發現，和對照組相比，被沃爾巴克氏體感染且吸食含有登革熱或基孔肯亞熱病毒的血液的蚊子，在登革熱病毒測試中呈陽性以及傳播該病毒的可能性更小。今年早些時候，來自同「消除登革熱」項目合作的巴西國立公共衛生機構——奧斯瓦爾多·克魯茲基金會的研究人員報告稱在寨卡病毒測試中發現了類似結果。

　　他們懷疑，這種寄生蟲會同病毒爭奪蚊子細胞內有限的資源。同時，沃爾巴克氏體可能激活了其宿主的免疫系統，從而幫助其對抗隨後的感染。由於沃爾巴克氏體僅通過蟲卵被傳遞給後代，因此擴散它需要釋放能咬人的雌性蚊子。不過，ONeill介紹說，正是由於這種細菌，雌性蚊子不會帶來傳播疾病的風險。

　　「消除登革熱」項目已在澳大利亞、越南、印度尼西亞、哥倫比亞和巴西的40多個地區釋放了這種蚊子，其中大部分資助來自比爾和梅林達?蓋茨基金會。研究表明，該寄生蟲能在10~20周內擴散到「定位點」，並在蚊子種群中保留至少5年。該項目旨在對蚊子種群產生永久性的改變，而這正是不同於Oxitec公司解決辦法的關鍵之處。後者不得不年復一年地進行，否則蚊子數量便會反彈。不過，兩種方法都只能在當地產生影響。沃爾巴克氏體不會在其未被釋放的地區廣泛傳播。

　　能否真的減少疾病？

　　兩個項目面臨的迫在眉睫的問題很簡單：這些對抗疾病的蚊子能否真的減少疾病？「我們的目標不是殺死蚊子，而是防止人們受到感染、生病並且死亡。」加州大學戴維斯分校流行病學家和昆蟲學家Thomas Scott表示。迄今為止，還未有證據表明，任何一種方法做到了這一點。Scott介紹說，直覺上或許會認為，傳播疾病的蚊子變少意味著傳染病變少，但僅僅少數埃及伊蚊可能便足以將疾病傳播給易感人群。

　　今年7月，Oxitec公布的數據顯示，CECAP的登革熱病例數在上一年減少了91%，即從133降至22。然而，皮拉西卡巴市其他地區的病例數僅減少了52%。不過，Scott表示，登革熱疫情的爆發是不定期的。「可能一個小鎮出現了疫情，但鄰近的小鎮沒有。而第二年，情況可能完全反過來。」

　　關於效果的最終說法來自在隨機接受蚊子或作為對照組的社區居民中監控該疾病的試驗。不過，來自這兩個群體的數據本質上都存在漏洞，因為人員是流動的。這意味著此類研究要有意義，必須是大規模的，而且花費頗高。今年3月，一個由Scott領導的世界衛生組織工作組表示，Oxitec公司和「消除登革熱」項目的策略均值得「謹慎規劃試點試驗」，但同時呼籲開展大型流行病學研究。

　　「消除登革熱」項目已在印度尼西亞日惹市開展了效果研究。該研究追蹤了24個地區（每個地區約有1.45萬人）的發病率，其中一半地區接受了沃爾巴克氏體蚊子。一個遍布日惹市的診所網路將在兩年的時間裡持續測試登革熱病毒。一項更大規模的研究正計劃在越南開展。與此同時，Oxitec公司招募了獨立專家設計初步定於2018年進行的試驗。（宗華編譯）