一個“默默無蚊”的世界，可能嗎？
白紋伊蚊（又稱亞洲虎蚊），是我國登革熱的傳播媒介。圖源：pixabay.com
撰文 | 計永勝
責編 | 陳曉雪
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蚊子種類繁多，全球迄今已記錄的蚊子共有3350多種（亞種）。它們不僅吸血騷擾人類，還能傳播多種疫病，與疾病傳播最為密切的蚊子主要是按蚊（Anopheles，瘧原蟲的傳播媒介）、庫蚊（Culex，流行性乙型腦炎的傳播媒介）和伊蚊（Aedes，黃熱病病毒、登革熱病毒和寨卡病毒等多種病原體的傳播媒介）三個屬。
WHO數(shù)據顯示，全世界有128個國家約39億人受登革熱病毒威脅（圖1）。
顯然，如果能夠減少蚊子的數(shù)量，這些疫病便可以得到很好的控制。
圖1. 2010-2016年全球登革熱病例報告數(shù)目。（圖源：WHO）
2019年7月18日，《自然》雜志發(fā)表的一項研究顯示，聯(lián)合使用不相容昆蟲技術（Incompatible insect technique，IIT）和輻射昆蟲不育技術（Radiation-based sterile insect technique，SIT）可以使環(huán)境中蚊子的數(shù)量急劇下降 [2]。
“單一的媒介控制策略不能完全控制蚊子種群，多種方法聯(lián)合使用可能效果更加顯著，該研究中使用的 IIT-SIT 聯(lián)合策略提供了一種控制蚊媒病的潛在的、強有力的手段。” 美國喬治城大學生物學系教授 Peter A. Armbruster 在同期《自然》發(fā)表的觀點文章中評論道 [3]。
IIT 是始于上個世紀60年代的一種昆蟲不育技術。蚊子等昆蟲感染沃爾巴克氏菌（Wolbachia，一種昆蟲共生菌）之后，能將其傳遞給后代，但是感染該菌的雄蚊與未感染或感染不同種沃爾巴克氏菌的雌蚊交配，產生的卵不能孵化（圖2）。因此，理論上講，釋放感染沃爾巴克氏菌的雄蚊可以很好地壓制環(huán)境當中野生蚊子的數(shù)量。但這種方法操作性不強，因為只要誤放含同型沃爾巴克氏菌的雌蚊，滅蚊工作就會前功盡棄。
圖2. 基于沃爾巴克氏菌的IIT原理。（圖源：參考文獻4）
相比于 IIT，SIT 則顯得簡單暴力。SIT 是運用射線照射破壞蚊子生殖細胞的染色體，這些蚊子和其他蚊子交配產生的卵同樣不能正常發(fā)育。遺憾的是，輻射會降低雄蚊的生殖競爭力和存活時間。
既然 IIT 和 SIT 各有利弊，能否將兩種技術聯(lián)合起來使用呢？
這正是中山大學熱帶病防治教育部重點實驗室、中山大學-密歇根州立大學熱帶病蟲媒控制聯(lián)合研究中心教授奚志勇團隊的研究工作。
在本研究中，科研人員首先通過顯微注射技術將源于庫蚊的沃爾巴克氏菌株 wPip 注入到白紋伊蚊（Aedes albopictus，又稱亞洲虎蚊）卵，培育了攜帶三種沃爾巴克氏菌株（白紋伊蚊體內本身攜帶wAlbA/wAlbB兩種）的 HC 蚊子（圖3）。
圖3. 攜帶三種沃爾巴克氏菌的伊蚊HC的培育與鑒定。（圖源：參考文獻2）
隨后，研究人員通過實驗室的蚊子工廠大規(guī)模生產HC雄蚊，并選擇了廣州南沙區(qū)沙仔島和小虎島作為田間滅蚊試驗區(qū)域（圖4）。其中在沙仔島，該團隊于2015年3月-11月進行了HC蚊子的單獨釋放，隨后在2016年和2017年進行了兩次 IIT-SIT 聯(lián)合釋放試驗（即在 HC 雄蚊釋放前先將雄蚊蛹篩選出來，并用射線照射，以破壞可能混入的雌蚊的遺傳物質），總共釋放 HC 蚊子約1.45億只；而在小虎島只進行了兩次 IIT-SIT 聯(lián)合試驗，總共釋放蚊子約5100萬只。
圖4. 滅蚊田間試驗地點和試驗程序。（圖源：參考文獻2）
通過對蚊子種群監(jiān)測，研究人員發(fā)現(xiàn)，相比于單獨釋放 HC 雄蚊，IIT-SIT 聯(lián)合方法大大提升了對野生蚊子的種群壓制效率。在試驗進行的2016-2017年期間，可孵化蚊卵的平均數(shù)量降低了超94%，更有13周未檢測到蚊卵；野生雌蚊數(shù)量的年下降率達83%-94%，且在長達6周內都偵測不到任何雌蚊（圖5）。
圖5. 通過釋放HC雄蚊聯(lián)合射線照射進行蚊子種群壓制。（圖源：參考文獻2）
可以說，IIT-SIT 聯(lián)合策略降低野生蚊子數(shù)量的效果非常顯著。值得一提的是，從民眾體驗角度來看，社區(qū)民眾被野生蚊子叮咬率明顯降低，對蚊子釋放試驗的態(tài)度也發(fā)生了轉變（圖6）。
圖6. 社區(qū)民眾對IIT-SIT試驗的態(tài)度及蚊蟲叮咬率變化。（圖源：參考文獻2）
“該研究首次證實了 IIT-SIT 相結合的理念在控制蚊蟲上的有效性，是蚊蟲控制方法的重大進展，為蚊蟲控制增添一種重要的工具。”中國科學院上海植物生理生態(tài)研究所研究員王四寶對《知識分子》評論說。
他同時表示，單從人類的利益考慮，叮人的蚊子是害蟲，而蚊子已在地球上生存了1億7千多萬年，它們已成為整個地球生命系統(tǒng)的重要成員，更是食物鏈的重要一環(huán)?！耙虼耍刂莆孟x的目標是將一定區(qū)域內的蚊蟲密度壓制到一定水平之下，而不是消滅蚊子。”
安徽醫(yī)科大學病原生物學安徽省重點實驗室教授邵偉也評論說，“ IIT-SIT 聯(lián)合策略不失是一種是高效的滅蚊方法。但消滅蚊子所引起的生態(tài)連鎖反應也需要進行謹慎評估。如果能通過改造蚊子體內共生菌，只將蚊子作為殺滅病原的戰(zhàn)場。這樣可能就更好了。”
王四寶強調，消滅蚊子也不現(xiàn)實，“一個區(qū)域的蚊蟲消滅后會留下‘生態(tài)位空缺’，由于蚊蟲生存和繁殖的環(huán)境條件沒有改變，很快被其它區(qū)域的蚊子占領。”
“蚊蟲防治或蚊媒疾病防控沒有一個萬全之策或靈丹妙藥，需要綜合運用現(xiàn)有防治工具，”如清除蚊蟲滋生地、化學防治、微生物防治、物理防護，以及未來的新技術，王四寶說。
參考文獻：
[1] https://www.who.int/malaria/en/
[2] Xiaoying Zheng, Dongjing Zhang, Yongjun Li, et al., Incompatible and sterile insect techniques combined eliminate mosquitoes. Nature, (2019). doi.org/10.1038/s41586-019-1407-9
[3] Peter A. Armbruster, A trial to tackle tiger mosquitoes. Nature, (2019). doi.org/10.1038/d41586-019-02000-0
[4] http://www.eliminatedengue.com/our-research/wolbachia
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