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為了攻克登革熱,科學家開始求助蚊子……

作者:新發現雜志
用蚊子來消滅由蚊蟲傳播的登革熱?沒錯,一種超強細菌将幫助科學家攻克這一醫學難題!

被叮了奇癢無比,就連半夜嗡嗡叫也擾得人無法合眼,蚊子真是離我們越遠越好。然而近幾年,在世界上一些地方,居然有人養殖蚊子,還把它們投放到大自然中!其實,這是“世界蚊蟲計劃”(World Mosquito Program)組織的項目。實驗最早于2011年在澳洲凱恩斯市開展,之後相繼在其他國家進行:2013年在越南,2014年在印度尼西亞和巴西,2015年在哥倫比亞……到2019年,距法國本土16000千米的法屬新喀裡多尼亞首府努美阿市也開始了這項實驗。從該年7月起,經常能見到項目組的科學家手提塑膠管奔走在努美阿市的大街小巷,投放在實驗室裡培育的蚊子。每隔100米左右,他們便打開手中的管子,一次投放100到150隻蚊子,任由它們在城市各個角落繁殖生長。

聽起來有些荒誕?其實不然。科學家們表示,投放蚊子有助于根除登革熱這種傳染病。

為了攻克登革熱,科學家開始求助蚊子……

“世界蚊蟲計劃”的一位從業人員正在向新喀裡多尼亞當地的孩童介紹根除登革熱的措施。

#1

每年新增3.9億病例

登革熱具有潛在緻命性,會引起一系列并發症,如發熱、嘔吐、出血、關節和肌肉疼痛等。它的傳染性極強,每年造成近3.9億人感染,導緻超過2.5萬人死亡。目前人們還沒找到有效對抗這種疾病的藥物和治療方法。

登革熱是由病毒感染引起的。登革病毒通過伊蚊,尤其是可怕的埃及伊蚊傳播給人類。埃及伊蚊的腿部有白色條紋,胸部圖案與裡拉琴相似,常見于全球熱帶地區,其中包括法國的海外領地,如法屬安的列斯群島、法屬蓋亞那、馬約特島和新喀裡多尼亞。

為了攻克登革熱,科學家開始求助蚊子……

孟加拉國的這家醫院擠滿了登革熱患者(2019年8月,每日新增感染人數多達2000人)。

為了攻克登革熱,科學家開始求助蚊子……

伊蚊如何傳播登革熱?

這就是傳播登革病毒的埃及伊蚊。在繁殖期,雌蚊(雄蚊不叮人)靠大量吸血來積聚能量。如果雌蚊吸了登革病毒攜帶者的血,它也會同時吸入病毒。病毒在蚊蟲的消化系統内繁殖,然後進入唾液腺。它對蚊子本身并無影響,但會通過蚊蟲叮咬傳給人類。沃爾巴克氏體的作用是消滅病毒,避免其繁殖,進而阻斷傳播。

努美阿市居民打開自家院門迎接的正是埃及伊蚊。協助傳播登革病毒的蚊子繁殖?這聽起來和消滅登革熱背道而馳。事實上,這些在實驗室培育的伊蚊比其野生同胞多了沃爾巴克氏體(Wolbachia)這一秘密武器。

1924年,兩位美國科學家在尖音庫蚊體内發現了沃爾巴克氏體。這種細菌靠潛伏在宿主體内生存。一旦脫離宿主單獨存在土壤或是水中,它們就會立即死亡。由于沃爾巴克氏體不會給宿主帶來任何疾病,它們的存在幾乎被忽略。

在1990年代,科學家發現,沃爾巴克氏體具備超凡的能力!首先,它們天然寄生于多數動物體内,比如蜘蛛、甲殼類,以及近60%的昆蟲。沃爾巴克氏體之是以能成功潛伏在衆多宿主體内,是因為它會操控宿主的繁殖。雌性宿主自動将該細菌遺傳給後代,雄性宿主則不具備該功能。假如一個雄性宿主和未感染的雌性個體交配,沃爾巴克氏體會直接殺死卵子!是以,沃爾巴克氏體隻需寄生于一個動物種群的若幹個體,便能随着世代交替,大規模擴散。更何況沃爾巴克氏體還能保護宿主:為了迅速實作對整個種群的寄生,沃爾巴克氏體絕不允許其他微生物搶占自己的位置,抑或傷害甚至殺死宿主……在給蚊子注射了不同種類的病毒後,研究人員發現,攜帶有沃爾巴克氏體的蚊子比其他個體更頑強!雖然相關機制尚未明确,但沃爾巴克氏體顯然能阻止其他病毒在其宿主體内繁殖,還會将病毒一舉殲滅!

到了2000年代末,科學家考慮利用沃爾巴克氏體的這兩大屬性來阻斷登革病毒的傳播。具體來說,讓感染該細菌的雌蚊與野生蚊交配,進而将細菌傳給後代。由于沃爾巴克氏體傳播速度極快,會有越來越多的蚊子對登革病毒有“抗性”,如此一來就可以大幅降低病毒傳給人類的機率。

這一設想堪稱完美……隻不過,盡管沃爾巴克氏體天然寄宿于60%的昆蟲體内,埃及伊蚊偏偏屬于另外的40%。别擔心,辦法總是比問題多!科學家發明了一種技術,能将沃爾巴克氏體從其天然宿主體内轉移至埃及伊蚊。随後,将登革病毒注入攜帶沃爾巴克氏體的蚊蟲體内,果然不出所料,入侵的病毒被消滅了。

難以攻克的登革熱

全球超過40%的人生活在登革熱感染高風險地區。目前,既沒有藥物也無有效的疫苗可以對抗登革病毒。唯一預防感染的辦法就是盡量減少被蚊蟲叮咬的可能。一般建議包括裝置紗窗(埃及伊蚊在白天活躍),盡量穿長袖長褲,使用驅蟲劑,移走住所附近所有利于蚊蟲産卵的積水容器或裝置。衛生防疫部門有時會對蚊蟲滋生區域大量噴灑驅蚊劑,但這種做法不太環保,會在殺死蚊子的同時錯殺其他昆蟲。更别提上述措施隻能減少感染,而不能真正阻斷病毒的傳播。目前,所有的希望都寄托于沃爾巴克氏體。
為了攻克登革熱,科學家開始求助蚊子……

在尼泊爾首都加德滿都,疫情期間,人們隻能通過大量噴灑殺蟲劑來清除蚊子。

#2

膠囊裡的蚊卵

于是,研究人員着手培育能抗病毒的蚊子,再将其裝入塑膠管釋放到飽受登革熱困擾的地區,比如新喀裡多尼亞。為了追蹤沃爾巴克氏體的繁殖情況,項目科學家在投放區設定陷阱,定期收集捕獲的蚊子,根據感染沃爾巴克氏體的個體數,來推斷群體中攜帶該細菌的蚊蟲比例。“在努美阿市,首次投放一年半後,大概有近一半的埃及伊蚊感染了沃爾巴克氏體。”該組織進階媒體顧問戴爾·阿姆特伯格(Dale Amtberg)表示。

為了攻克登革熱,科學家開始求助蚊子……
為了攻克登革熱,科學家開始求助蚊子……

研究人員正在檢測收集回來的蚊子是否感染了沃爾巴克氏體(右圖藍色部分)。

在一些傳播效果不太理想的地區,科學家将在3到6個月内再次投放。新一次的投放和之前的相比有所有改進。他們會在水域布放裝有蚊蟲卵的膠囊。這種新方法的效果已在印度尼西亞得到證明:在“野生”狀态下長大的蚊子,其成活率更高;而在實驗室養大的蚊子,有一部分在到達釋放地的路上就已死亡。

項目科學家的目标是在一到兩年内讓努美阿市所有的埃及伊蚊都感染沃爾巴克氏體, 進而徹底消滅該市的登革熱疫情。這可不是妄想。在凱恩斯市進行的實驗大獲成功:自2011年首次投放後,該市登革熱病例在8年内減少了97%,此後也并未發現新的病毒傳染案例。

如此不起眼的細菌竟能創下這般豐功偉績!更值得期待的是,研究人員已經瞄準了另外兩種通過埃及伊蚊傳播的病毒——寨卡病毒和基孔肯亞病毒,沃爾巴克氏體或許還能再立新功。

撰文 Alexane Roupioz

編譯 鄒伶俐

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