7.5亿只转基因蚊子放飞，将消灭当地蚊群？

本文来自微信公众号：环球科学（ID：huanqiukexue），作者：吴非，头图来自：unsplash

世界上最危险的动物是什么？从不同角度考虑，这个问题的答案五花八门。但要用数据说话，选出人类的头号杀手，蚊子当之无愧。下图直观展现了各种动物每年致死的人数：根据比尔及梅琳达·盖茨基金会的估算，蚊子每年导致超过70万人死亡，远远超过包括我们人类自身在内的其他动物（在不同来源的统计中，这一数字有所差异，但无一例外，蚊子都是最致命的动物）。

蚊子致人死亡的关键就在于它们携带的超过15种病原体。通过雌蚊的叮咬，这些病原体可以传染给人类。其中，最危险的疟疾每年可能导致60多万人丧命，而黄热病、登革热、流行性乙型脑炎等疾病也都会造成上万人死亡。此外，淋巴丝虫病、寨卡等疾病虽然通常不会致命，但也可能造成终身伤残。与此同时，蚊子造成的经济损失也同样惊人。仅仅在巴西，登革热每年造成的直接医疗和间接经济损失就高达13.5亿美元，这还没有算上每年为控制登革热而投入的10亿美元。

不顺利的灭蚊之路

人类与蚊子的斗争可谓“自古以来”。进入20世纪，随着现代化学与生物技术的介入，拥有了更多灭蚊武器的人类，开始从防蚊转为试图大规模消灭蚊子种群。不过，杀灭蚊子的早期尝试并不顺利。

最初的武器是如今早已臭名昭著的杀虫剂DDT。在人们深刻认识到DDT带来的环境与健康问题之前，DDT从上世纪40年代开始被广泛使用，并且的确取得了显著的成效：在一些疟疾严重的地区，这种致命疾病很快消失了。不过随着人们逐渐认识到使用DDT只是饮鸠止渴，这种化合物在上世纪70年代退出了历史舞台。

另一项被寄予厚望的灭蚊手段是昆虫绝育技术（sterile insect technique，SIT）。这项技术的策略是在实验室中通过辐射破坏雄性幼虫的生育能力，这样它们在野外与雌性交配，产下的卵将无法孵化。20世纪50年代起，昆虫绝育技术在消灭美洲的螺旋蝇（Cochliomyia hominivorax）时大获成功。当时，这类能够在牲畜（尤其是牛）身上的小伤口中产卵、孵化，并造成宿主死亡的食肉蝇，每年仅仅给美国畜牧业造成的损失就超过2亿美元。在应用这项技术后，美洲各国的螺旋蝇数量急剧下降，1982年，螺旋蝇在包括美国在内的一些中北美国家被完全消灭。

但是，这项技术用于灭蚊时，却遇到了问题。相比于螺旋蝇，蚊子的幼虫更加脆弱，被辐射照射的雄蚊的生存能力也下降了，因此它们无法与足够的雌蚊交配。目前在苏丹等地，通过昆虫绝育技术灭蚊的研究仍在实验阶段。

转基因灭蚊实验

时间来到21世纪，转基因技术逐渐成为灭蚊新武器，并且已经在野外实验中取得了一些阶段性的成效。就在上周，美国佛罗里达州宣布，将开展一项大规模转基因灭蚊实验。该计划最初于今年5月获得美国环境局的批准，并在上周获得了佛罗里达群岛的蚊虫管控区的最终许可。根据这项计划，自2021年起，在为期两年的时间内，研究人员将在佛罗里达群岛分批释放共7.5亿只转基因雄性埃及伊蚊（这类蚊子是登革热、黄热病、寨卡等疾病的传播媒介）。

看到这里，一些读者可能会产生一丝担心：转基因技术会不会造成意想不到的后果？其实，这并不是转基因蚊子的首次登场。早在2013年，一项著名的转基因蚊子释放实验就在巴西开展。而这两项转基因蚊子野外实验背后，都是一家名为Oxitec的英国生物技术公司。

2002年，这家原名为牛津昆虫技术（Oxford Insect Technologies）的公司成立。Oxitec的目标是用转基因手段来打造“昆虫杀虫剂”，从而控制昆虫（具体而言，是埃及伊蚊）的数量。为此，Oxitec的研究人员使用了释放携带显性致死基因昆虫技术（release of insects carrying a dominant lethal, RIDL）。他们在雄性埃及伊蚊体内植入一种能表达四环素转录调控蛋白的“致死”基因。在实验室中，四环素的存在抑制了致死基因的活性，因此蚊子可以正常存活。但当它们进入野外并与雌性交配产生后代后，由于野外不存在四环素，这些蚊子后代的细胞发育将受到抑制、无法存活，即使侥幸存活也“不孕不育”。

2007年，Oxitec通过上述策略研发出第一代转基因蚊——OX513A。在一系列小规模的野外实验后，2013年起，Oxitec每周向巴西东部巴伊亚州的雅科比纳市投放大约45万只转基因雄蚊。在27个月的时间内，他们总计投放近5000万只蚊子。这次实验也取得了令人惊喜的效果——根据Oxitec的报道，当地野生埃及伊蚊的总数下降了90%以上。

这项实验也遭到了一些质疑，例如耶鲁大学的演化生物学家Jeffrey Powell就在《科学报告》上发表文章质疑称，很多当地蚊子都拥有来自转基因蚊子的遗传物质、这些蚊子对杀虫剂的抗性也可能增强了。不过，Oxitec反驳称文中充满了不负责任、有误导性的猜测，并且文中提到的“交配偏向”现象在全球范围内从未被观测到。今年3月，《科学报告》发表了一篇编辑部关切，表示Powell的文章存在一些不清晰、具有误导性的表述或是缺乏证据的观点。

在之前研究的基础上，Oxitec公司又于近年升级了其转基因蚊子技术。相较于初代技术，这款名为OX5034的第二代转基因蚊子实现了对“工具蚊”的重复利用。在第一代技术中，转基因雄蚊的后代无论性别，都几乎无法存活；而第二代技术仅仅杀死吸血、传播病原体的雌蚊，而在雄蚊后代中，有一半携带致命基因，它们能将基因继续传递给后代，开启种群的自我毁灭程序。随着繁殖代数的增加，这种基因的比例都会降低，直至从环境中消失。

2018年，OX5034首先在巴西圣保罗州进行了小规模野外实验，结果当地蚊子种群数量下降了96%。而此次佛罗里达州通过的，正是基于OX5034转基因蚊子的野外释放实验。此外，一项在美国得克萨斯州的OX5034转基因蚊子投放实验也已经获得美国环境局的批准，正在等待州政府的最后批准。

Oxitec公司的科学家Kevin Gorman表示，截至目前，该公司已经在全球释放了超过10亿只转基因蚊子，没有观测到任何负面效应。而新一代转基因蚊子的效果如何，能否安全、高效地减少当地蚊子种群数量，这两项即将启动的实验将带给我们答案。

参考链接：

https://www.the-scientist.com/news-opinion/750-million-gm-mosquitoes-will-be-released-in-the-florida-keys-67855

https://www.oxitec.com/en/news/oxitec-response-scientific-reports-article

https://www.oxitec.com/brazil

https://www.fda.gov/files/animal%20&%20veterinary/published/Oxitec-Mosquito---Draft-Environmental-Assessment.pdf

转基因蚊子试验惹争议：想让蚊子不孕不育，却产生了新变种？

本文来自微信公众号：环球科学（ID：huanqiukexue），作者：吴非