“以蚊治蚊”:释放蚊子抗击登革热和寨卡

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10月下旬的一个上午,在新加坡中部一个山坡地的中产阶级社区,一群人正聚集在一起做一件令人惊讶的事。政府官员、社区领袖和一群带着相机的媒体记者聚集在一群科学家身边,科学家带来了一份最不寻常的礼物:一盒蚊子。

在"一、二、三"的口号声中,他们打开了盒子,将3000只蚊子释放到新加坡的布莱德高地(Braddell Heights)上空。在这个有着蚊子最理想生存气候条件的热带气候国家,大多数人习惯了拍打蚊虫,而不是把更多的蚊子释放到环境中。

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幸运的是,布莱德高地的居民提前几个月就为这次活动做好了准备,并支持这次释放。他们知道这些蚊子不会叮咬,而且他们正在参与一项重要的研究,研究感染了沃尔巴克氏菌(Wolbachia)的蚊子对周边的影响,沃尔巴克氏菌会控制昆虫的繁殖能力,阻止像寨卡病毒(Zika)这样的病毒传播。

新加坡并不是唯一一个将蚊子释放到空中的国家。在亚洲和拉丁美洲,科学家们正在尝试用全新的方法来对付埃及伊蚊(Aedes aegypti),以及不那么普遍的白纹伊蚊(Aedes albopictus),这是几种传播登革热(Dengue)、基孔肯雅热(Chikungunya)和寨卡病毒的蚊子。

Image copyright Getty Images Image caption 在蚊子被释放到社区之前,已经征询过当地社区居民的意见(图片来源: Getty Images)

很多这类实验都涉及到对实验室的蚊子进行改良,通过沃尔巴克氏菌、辐射、亦或基因改良,让它们变得无害或不育。但是,新加坡的这个项目以及在印尼日惹市(Yogyakarta)的一次更大规模的试验,显示在人类居住地附近释放这些改良了的昆虫,不仅事关科学创新,也能让人们明白这种方法的有效性。

这种控制传播疾病的昆虫的新方法始于几年前登革热警钟首次响起之时。传播疾病的昆虫又被称为"生物媒介"。今天,登革热被认为是世界上传播速度最快的热带疾病。世界卫生组织的数据显示,在过去50年里,登革热病例增加了30倍。1970年之前,它还只是在9个国家造成严重的疾病传染,现在已经扩大到了超过100个国家,其中许多在亚洲和拉丁美洲。

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最近出现的寨卡病毒,会对婴儿大脑造成可怕的损伤,这使得病媒控制实验异常紧迫。因为目前还没有针对登革热或寨卡病毒的治疗方法。

尽管如此,公众对于解决伊蚊的项目还是有所保留,其中部分原因与此前试图控制这种致命昆虫的历史有关。20世纪中叶,面对疟疾和黄热病等蚊子传播疾病的流行,人们采取了大规模的卫生计划,广泛使用一种强力新型杀虫剂:滴滴涕(DDT)。

在被广泛使用后,滴滴涕最终在2004年被禁用。其原因是它对人类健康和环境造成了影响,造成了人类癌症的增加和食肉性鸟类的减少。

自满

不过,滴滴涕的使用还是减少了蚊子的数量。新加坡国立大学杜克医学院(Duke-NUS Medical School)传染病学名誉教授杜安·古博尔(Duane Gubler)认为,20世纪70年代之后,这种成功导致了人们的自满。例如,在巴西,1958年宣布伊蚊已经被消灭,但是,随着措施的放宽,这种昆虫在1970年代又重新出现。今年7月发表的一项基因研究表明,来自委内瑞拉未被根除地区的蚊子重新进入了巴西北部,接着又向南方繁殖扩散。

Image copyright Getty Images Image caption 控制措施未能及时跟进那些对杀虫剂产生抗药性的蚊子(图片来源: Getty Images)

与此同时,古博尔提醒,目前有两种全球趋势正在促成蚊子卷土重来。爆发性的、混乱的城市化进程为喜欢城市环境的伊蚊提供了完美的环境,同时也为病毒的快速传播提供了绝佳的条件。同时,全球运输和旅游的增长也帮助它们实现向其它区域扩展。处理过的蚊帐通常可以用来预防疟疾,但是对伊蚊几乎不起作用,因为伊蚊在白天比较活跃,而它对杀虫剂抗药性的增强又使得问题更加严重。

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"我们迫切需要找到一些新的办法,"古博尔,这位世界著名的登革热专家说。"幸运的是,很多试验项目带给了人们希望。"

即使在新加坡这样一个高度发达的城市国家,也有明显的需求。这个国家拥有世界上最好的蚊虫控制方案,该方案已经运作了40多年,但最近登革热又死灰复燃。新加坡研究了一系列新方法,在采用沃尔巴克氏体细菌进行试验之前,还试验过转基因蚊子。

新武器

使用经过沃尔巴克氏体感染的蚊子,被一位科学家称作"自滴滴涕以来最重要的事件"。这种方法已经成为新的控制疾病传播媒介实验中最普遍的一种,目前已在十几个国家进行了实验室研究或实地试验。这种热情是可以理解的:因为沃尔巴克氏体细菌似乎是对付蚊子传播疾病的完美武器。

在半数以上昆虫中发现了这种细菌,但是,携带有病毒的蚊子中很少见。这种细菌不仅可以保护宿主免受登革热和寨卡等病毒的侵袭,还可以通过宿主群体实现快速传播。此外,它不会传染给人类或动物。

Image copyright Getty Images Image caption 沃尔巴克氏病毒不会传播给动物或人类(图片来源: Getty Images)

2011年,澳大利亚莫纳什大学(Monash University)的科学家们发明了一种推广寨卡和登革热抗药性细菌的方法,并通过世界蚊子项目(World Mosquito Program)(此前称作"消灭登革热",Eliminate Dengue)进行宣传推广,即将雄性和雌性的沃尔巴克氏体感染的蚊子释放到环境中。沃尔巴克氏体细菌只从雌性传给后代,因此,释放这种细菌就意味着它将在蚊子种群中传播,使它们不会感染寨卡病毒和登革热。

已经有10个国家参与使用这一方法,他们是澳大利亚、巴西、哥伦比亚、印度尼西亚、斯里兰卡、印度、越南、基里巴斯、斐济和瓦努阿图。

和中国一样,新加坡正在尝试第二种方法,目标是只释放雄性蚊子,以控制蚊子的数量。感染了沃尔巴克氏体的雄性蚊子无法使未感染的雌性受精。

选择哪一种方法在一定程度上与成本有关。第二种方法更昂贵,因为它需要在实验室里将雄性与雌性分拣出来,而且不像第一种方法,需要至少在种群崩溃之前甚至之后持续释放蚊子。去年,在成功进行试验之后,中国在广州设立了工厂,每周生产500万只感染有沃尔巴克氏细菌的蚊子。

公众的接受程度对选择哪些技术也起着重要的作用。根据以往争论的经验,科学家们意识到,无论是滴滴涕,还是20世纪70年代的印度不成功的蚊子绝育试验,都导致了公众对所使用的化学物质的恐慌感。

Image copyright Getty Images Image caption 随着登革热病例数量的大幅增加,人们开始试验这种新方法(图片来源: Getty Images)

新加坡国家环境局环境卫生研究所所长、沃尔巴克氏菌项目负责人Lee Chen Ng表示,他们之所以选择这种控制方式,部分是因为雄性蚊子不咬人,这让新加坡人更容易接受。这也与该国严格的逐家逐户检查蚊子繁殖进而保持蚊子数量处于低水平的做法相一致。

Lee Chen Ng说,使用沃尔巴克氏菌来抑制蚊子的繁殖,也应该被认为比此前的尝试风险小,因为这种细菌已经存在于环境中。人们发现它对人类和动物都是安全的,虽然长期的生态效应还不为人所知。去年美国南部的一个社区拒绝了转基因蚊子的试验,不过,沃尔巴克氏菌试验的进展几乎没有受到影响。11月,美国20个州的环境保护部门批准了感染沃尔巴克氏病毒的蚊子的释放。

社区参与

社区的重要性在位于印度尼西亚爪哇岛上的房屋低矮的城市日惹(Yogyakarta)极为明显,为任何地方所不及。这儿,亚洲最大规模的沃尔巴克氏菌试验正在进行。加扎马达大学(Gadjah Mada University)公共卫生项目负责人、教授阿迪·乌塔里尼(Adi Utarini)说,他们的试验不仅事关技术创新,也关系到社区参与。

"人们认为这是一个实验室项目,但它只是始于—培育蚊虫,"她说,"将这一技术引入社区同样是个挑战…因为,最后,是社区决定他们是否希望采用这项技术。"

Image copyright Getty Images Image caption 快速城市化为携带疾病的蚊子提供了完美的繁殖场所(图片来源: Getty Images)

从2011年开始,乌塔利尼和她的团队就从澳大利亚莫纳什大学进口经过感染的虫卵。在接下来的两年里,他们在实验室里测试并培育了沃尔巴克氏菌蚊子。与此同时,他们的公关负责人贝克提·安得利(Bekti Andari)开始在斯勒曼(Sleman)地区的社区进行访问,因为第一次释放将在那里进行。

乌塔利尼说,他们面临的第一个挑战是,必须告诉人们"与他们过去的观点,你必须消灭蚊子所相反的理念"。他们必须传授人们有关疾病传播的基本知识,让他们明白"敌人不是蚊子,敌人是病毒"。

斯勒曼的经验决定了项目的其余部分。在斯勒曼地区将成年蚊子(包括咬人的雌性蚊子)释放后,研究小组转而采用装有感染沃尔巴克氏菌卵子的容器。使用虫卵更容易向公众解释和说明。因为它们不像孵化好的蚊虫出来时那样惹眼,而是分不同的时段分批成熟和往外飞。同时,这也意味着可以更频繁地释放。

研究人员不经意间还发现了另一种获得居民支持的策略——将盛有虫卵的容器交给居民自己来照看。将盛有蚊卵的容器放在自家后院,会让人们对这一过程产生好奇,并刺激他们保持蚊子容器的安全。

随着试验慢慢扩展至全日惹,团队采用了所有能获得的手段:社区会议、社区简报、大众媒体、电话和电子邮件、以及参观实验室。

Image copyright Getty Images Image caption 使用雄性蚊子更容易向社区解释和说明,因为它们不咬人(图片来源: Getty Images)

"我们从来不向人们隐瞒什么,"乌塔里尼说,"必须不断面对和克服挑战"。在一个社区,由于14名患者感染疫情并有一人死亡,人们产生了恐慌,团队不得不在登革热季短暂停止了工作。待人们平静下来之后,这个团队又回来了。

2015年至2017年间,日惹的24个社区中有一半布满了被沃尔巴克氏菌蚊子。另外一半则是作为试验对照组,能这样做是因为蚊子不会飞得太远。

截止2017年年中,科学家已经在居民家庭后院放置了数千个虫卵容器,每50米(164英尺)就有一个。这些容器每两周会补充更新多达120个新卵。科学家们正在期待沃尔巴克氏菌传播到80%的蚊子,以确定释放虫卵是否如他们所预期的对登革热流行产生影响。

乌塔利尼认为,如果释放沃尔巴克氏菌蚊子地区的发病病例比对照组低50%,结果就很良好。

"到那时候,我们就可以宣称这样做是起作用的,"她说。

与此同时,新加坡的早期成果也很鼓舞人心。Lee Chen Ng和她的团队发现,沃尔巴克氏菌蚊子和野蚊子都能在城市环境中存活,并能飞到楼上、成功地与非沃尔巴克氏菌雌性蚊子交配。从研究地点采集的卵子的存活率下降了一半。Lee Chen Ng说,现在他们正在考虑扩大蚊子的生产和释放策略。

无论是Lee Chen Ng还是乌塔利尼,他们没有人认为沃尔巴克氏细菌是对付寨卡病毒或登革热的灵丹妙药。但是,采取混合干预可能会起作用。

"如果我们能使用新疫苗(登革热和寨卡病毒)来增加群体免疫力,同时,采取像沃尔巴克氏菌和杀虫剂这样的新工具来减少蚊子的数量,我们就应该能够控制这类疾病,"古博尔说。

请访问 BBC Future 阅读 英文原文。

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