讨厌蚊子没事科学家有办法让它们灭绝

依托蚊子传达的病毒，包含登革热、屈公病和寨卡病毒，都是对公共卫生防疫很大的要挟[1]。因为大部分蚊媒病毒都没有疫苗或特效药，病媒操控——遏止传达病毒的蚊虫种群——依然是削减疾病迸发的首要手法。白纹伊蚊（也叫亚洲虎蚊，Aedes albopictus）近年来敏捷散布到了更多地域，在人口密布的城市环境中也逐步流行起来，并且它们对传统病媒操控手法的抵抗力很强[2]。在《天然》宣布的文章中，郑小英等介绍了一种新的计划，简直将白纹伊蚊在两个户外实验站消除殆尽，这对未来操控白纹伊蚊和其它载病蚊类具有必定的提振作用[3]。

曩昔二十年间，呈现出了各式各样削减蚊媒病毒和其它致病微生物传达的新计划[4]。这些计划的方针或许是操控蚊子种群数量（称为种群按捺），或许是经过在天然种群中分散改造的基因或病菌感染使野生蚊子无法传达流行症（称为种群置换）。

沃尔巴克氏体属（Wolbachia）细菌寄生在昆虫宿主的细胞内，会从母体传递到下一代，影响宿主的繁衍进程，这使得它们能一起完成种群按捺和种群置换。举例来说，当感染某种沃尔巴克氏体的雄性伊蚊和未被感染的雌蚊交配，雌蚊将无法产下有活性的卵（图1a）。别的，开释一些一起感染了会下降伊蚊病毒传达才能的沃尔巴克氏体的雄蚊和雌蚊，可以形成该菌株在整个种群中分散（图1b）。事实上，依托沃尔巴克氏体对白纹伊蚊的近亲埃及伊蚊（Aedes aegypti）进行种群置换的郊野实验正在五个国家进行[4]。除此之外，曾经也有一些依托沃尔巴克氏体对其它蚊类进行种群按捺的实验获得了成功[4]。

图1 用沃尔巴克氏体细菌来操控传达疾病的伊蚊种群。

a 一种操控办法叫作种群按捺，即开释被一种沃尔巴克氏体感染的雄蚊，它们无法和未感染同一菌种的雌蚊发生有生育才能的子孙。郑小英等人研讨的一个方针便是用这种办法按捺白纹伊蚊的种群数量，他们开释了带有沃尔巴克氏体的wPip菌株的雄性白纹伊蚊，这个菌株来自于另一种蚊子尖音库蚊（Culex pipiens）。

b 被特定沃尔巴克氏体菌株感染的雌蚊可以发生有活性的卵，不论与之交配的雄蚊有没有被同一菌株感染。所以，假如感染了wPip菌株的雌蚊被意外开释，野生雌蚊比wPip雌蚊能发生子孙的数量少，wPip菌株的感染规模会敏捷在种群中扩展，完成种群置换。可是，郑小英等人的研讨标明，感染wPip的伊蚊比野生蚊带着致病病毒的几率更小。因此，种群置换也可以削减病毒的传达。

白纹伊蚊的侵略性极强，曩昔40年里，它们现已从原住地亚洲飞速分散到了除南极洲之外的一切大洲[5]。这种伊蚊很难操控，部分原因是它们的幼虫能在五花八门的人工场所中发育，很难用杀虫剂彻底杀灭，并且它们的卵有防水性，能在休眠状态下存活很长时刻。

郑小英和搭档们的计划是开释被某种沃尔巴克氏体感染的雄性白纹伊蚊，以此按捺居民区中安稳存活的伊蚊种群，实验点在我国广州市一条河中的两个小岛上。野生的白纹伊蚊种群中有两种不会阻断病毒传达的沃尔巴克氏体感染[6]。研讨者们所以用第三种沃尔巴克氏体感染了白纹伊蚊，这个菌株叫做wPip，来自于另一种蚊子尖音库蚊（Culex pipiens），由此在实验室中培养的一群伊蚊被他们命名为“HC群”。

当HC群的雄性白纹伊蚊和野生双菌株感染的雌蚊交配，发生的一切胚胎均会逝世，好像估计的相同，因为雌蚊没有被相同的wPip菌株感染（图1a）。可是，胚胎逝世的现象在感染了wPip的雄蚊和相同感染wPip的雌蚊交配后不会呈现（图1b）。因此，这些研讨者的办法中有一个危险，假如在开释的wPip雄蚊中混入了wPip雌蚊，它们就会将wPip感染敏捷传达到整个野生种群，然后损坏靠开释wPip雄蚊来按捺种群数量的初衷。但这个危险不是很大，因为他们一起发现HC群的雌蚊比野生雌蚊更难感染登革热和寨卡病毒。所以，虽然开始的意图是种群按捺，假如意外开释了一些HC雌蚊，最差的状况也是完成种群置换（图1b）——关于公共卫生来说依然是有利的。

白纹伊蚊的全球猜测散布图（赤色代表散布密度高，蓝色代表散布密度低） |Psychomédia

郑小英和搭档们最大的立异之处在于他们培养HC群伊蚊的办法。在大规模培养蚊子的设备中，雄蚊蛹和雌蚊蛹往往是依据尺度不同来机械别离的。用这种办法得到的雄蚊中有必定的雌蚊混入率，大约是0.2-0.5%，因此需求选用额定一步人工查看来去除雌蚊蛹——靠它们不同的解剖结构来分辩。可是，这种工作量极大的人工查看严峻约束了能制备的伊蚊总量。郑小英等人取消了人工查看这一步，用低剂量的放射线处理HC群蚊蛹，这会使雌蚊绝育，而对雄蚊的生育才能影响不大。因为取消了人工查看的过程，他们可以开释的雄蚊数量提高了十多倍。

种群按捺计划的关键因素是开释的雄蚊和野生雄蚊的份额。因此，郑小英等人用数学模型和笼养实验预算了开释雄蚊的最佳数目和时刻。在繁衍高峰期，繁育设备每周产出了500多万只雄蚊，换算到实验点是每周每公顷逾16万只。在实验点和邻近对照地（无HC雄蚊开释），郑小英等人监测了野生蚊的产卵数量与活性，以及成年蚊的数量和叮人率。

开释雄蚊的实验接连两年取到了惊人的作用。比较对照地，实验点的野生蚊活卵数两年均下降了94%，一起用设备捕获的野生成年雌蚊数在两个实验点别离下降了83%和94%（只要雌蚊会吸血）。更值得一提的是，预算的叮人率下降了96.6%之多。据调查，开始当地居民对开释实验的情绪大多是置疑或许漠然置之，后来他们的支持率从13%上升到了54%。

郑小英和搭档们的实验非常超卓，他们在实验点简直消除了这种臭名远扬又极难操控的病媒蚊。可是，这个办法的长时间可持续性还有一些疑问。例如，一旦开释中止，别地迁移来的伊蚊重建天然种群仍不可避免。这类种群重建或许能靠定向开释少数雄蚊或许其它传统的病媒操控手法来防治，但这些额定举动所需求的强度和本钱依然不知道。别的，仍不清楚这个办法可以扩展到多大的空间规模。关于主动开释技能和性别别离办法的一些研讨，将会大大提高选育和开释的才能（见参考文献7）。可是，这些技能进步能否打败财政和制度上的应战，应用于首要城市群甚至全国来隔绝疾病传达，仍是一个不知道数。

没有任何单一的病媒操控计划可以彻底操控病媒蚊；将多种手法整合起来或许才是最有用的[8]。不过，郑小英和搭档们的研讨成果代表着一项重大进展，展示了一种新式强壮东西对立蚊媒流行症的潜力。

参考文献：

1. Weaver, S. C., Charlier, C., Vasilakis, N. & Lecuit, M. Ann. Rev. Med. 65, 395–408 (2018).

2. Bonizzoni, M., Gasperi, G., Chen, X. G. & James, A. A. Trends Parasitol.29, 460–468 (2013).

3. Zheng, X. et al. Nature 572, 56–61 (2019).

4. Flores, H. A. & O’Neill, S. L. Nature Rev. Microbiol. 16, 508–518 (2018).

5. Lounibos, L. P. Ann. Rev. Entomol. 47, 233–266 (2012).

6. Armbruster, P. et al. J. Med. Entomol.40, 356–360 (2003).

7. Gilbert, J. A. & Melton, L. Nature Biotechnol.36, 781–782 (2018).

8. World Health Organization. Global Vector Control Response 2017–2030 (WHO, 2017).

题图来历：Giorgia Guglielmi, World’s most invasive mosquito nearly eradicated from two islands in China, Credit: Gordon Zammit/Alamy

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