转基因蚊子能消灭疟疾吗?

由:茱莉亚•莱顿

蚊子是一种已经存在了3000多万年的昆虫。了解蚊子并找出减少蚊子数量的方法。

目前的预防方法疟疾尽自己最大努力,却悲惨地失败了。没有疫苗。有暴露前预防治疗接触后的医疗护理对于受这种疾病影响最严重的人来说,这两种方法都太昂贵了。迄今为止,似乎效果最好的预防方法——也是大规模实施成本最低的方法——是蚊子浸有驱虫剂的网。然而,在撒哈拉以南非洲,每30秒就有一名儿童死于疟疾。因此,突然出现一种廉价的、基于基因的预防方法是一个大新闻。

蚊媒法是一种有效的传播疟疾的方法。它是这样工作的:

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当一个女疟蚊产卵时,需要额外的蛋白质,通过吮吸来获取从脊椎动物,如鸟类,爬行动物或哺乳动物。如果她吃的动物携带疟疾寄生虫,蚊子就会把它带走。下一次她吃动物的时候,她会把寄生虫转移到动物的血液里。这种转移方式每年感染大约3亿人。

使用的想法转基因蚊子帮助消灭疟疾已经有一段时间了。从理论上讲,如果你可以创建一个“更好”,强大的蚊子,恰好是无法传播疟疾寄生虫,和你成千上万的那些更好的蚊子释放到野外,他们最终赢得了生存游戏和替换可以传播疟疾的蚊子。在这个理论解决方案中,一旦疟疾从一个特定地区被根除,它就不会再回来,因为蚊子不能把它带回来。但总有一个小故障。

激活一个基因使蚊子对任何特定的疟疾寄生虫(有很多)免疫并失去传播能力并不困难。这是一个相对便宜的实验过程。在这种情况下,科学家打开了蚊子肠道中的一个控制基因SM1肽.SM1肽是一种蛋白质,当疟原虫生活在蚊子体内时,它似乎可以阻止疟原虫的发展,使其变得无害。所以让蚊子对疟疾免疫不是问题。科学一直在回避“更好的蚊子”的资格。转基因蚊子似乎总是让它变得更弱。而更弱、抗疟疾的蚊子不会赢得生存游戏,所以没有必要把它放生到野外。它会慢慢消失。一组约翰霍普金斯大学的研究人员于2007年3月发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)杂志上的研究结果的重大意义在于,他们似乎推翻了此前有关癌症的研究健身的转基因蚊子。

当科学家们将1200只转基因蚊子和1200只“野生”蚊子与感染疟疾的老鼠放在一个笼子里时,它们开始进食。所以在实验开始时,转基因和野生的混合比例是50/50。(科学家们还触发了一种基因,使转基因蚊子的眼睛在黑暗中发光,这样他们就可以很容易地识别出哪是哪。)经过9个产卵周期后,转基因和野生的混合比例变为70/30。转基因蚊子的存活率逐渐超过了野生蚊子。研究人员认为,基因改造可能仍然削弱了抗疟疾蚊子的总体能力,但它们获得了生存优势,因为寄生虫不能在它们的肠道中生长。这似乎使它们活得更长,使它们比感染疟疾的同类产卵更多。

但现在还不是将抗疟疾蚊子释放到野外的时候。虽然这些发现很有希望,但仍存在几个问题,就实际使用转基因蚊子来阻止疟疾传播而言,这些发现还只是冰山一角。首先,约翰·霍普金斯大学的研究小组发现,当两组蚊子以未感染的老鼠为食时,它们的生存状况同样良好。这似乎是个好消息,但事实并非如此。转基因蚊子只有在疟疾寄生虫进入的情况下才有优势,而且它们在非疟疾环境下也需要“更好”。大多数雌性按蚊不会携带这种寄生虫。因此,为了让转基因蚊子取代现有的蚊子,并对疟疾传播产生真正的影响,即使在寄生虫不存在的情况下,它们也必须比蚊子活得更久。此外,最新的研究只解决了一种感染老鼠的疟疾寄生虫,这种寄生虫与感染人类的寄生虫不同,所以一些科学家说,这些结果实际上只是表明,有可能阻止疟疾在老鼠身上的传播。

在最好的情况下——随着更多的研究显示出类似的结果,随着人类疟疾寄生虫的成功引入,随着发现一种使转基因蚊子比野生蚊子更适合生存的方法,至少还要再过10年,抗疟疾蚊子才会被释放到野外。将数万只转基因动物放生到自然环境中,引起了人们极大的担忧。这种规模的行动从未发生过,也没有办法知道长期的、广泛的生态影响会是什么。其他动物种群也可能受到影响。蚊子的数量可能会增长到难以控制的水平,发展出智能并占领世界。或者,更有可能的是,疟疾寄生虫可能会适应它们新宿主的基因组成,使疾病存活下来,但以一种我们根本无法治疗的形式。

尽管如此,转基因蚊子在任何情况下都能比普通蚊子活得更长久,这是一个巨大的发现,它可能是保持这一研究方向向前发展所需的概念证明。至少,这是朝着财政可控、大规模根除疟疾的方向迈出的可能的一步。

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  • “在黑暗中发光的转基因蚊子阻止疟疾的传播。”今日医学新闻。2007年3月20日。http://www.medicalnewstoday.com/healthnews.php?newsid=65601
  • “转基因蚊子‘可以对抗疟疾’。”BBC新闻。2007年3月19日。http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/6468381.stm
  • Krishnappa Shubha。“科学家们发明了‘独特’的蚊子来对抗疟疾。”倍的钱。2007年3月20日。http://www.themoneytimes.com/articles/20070320/ scientists_come_up_with_unique_mosquitoes_ to_fight_malaria - id - 103140. - html
  • 样本,伊恩。“基因的发现可能会根除疟疾。”的年龄。2007年3月21日。http://www.theage.com.au/news/world/genetic-discovery- may-eradicate-malaria / 2007/03/20/1174153063164.html #

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