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为了攻克登革热,科学家开始求助蚊子……

作者:新发现杂志
用蚊子来消灭由蚊虫传播的登革热?没错,一种超强细菌将帮助科学家攻克这一医学难题!

被叮了奇痒无比,就连半夜嗡嗡叫也扰得人无法合眼,蚊子真是离我们越远越好。然而近几年,在世界上一些地方,居然有人养殖蚊子,还把它们投放到大自然中!其实,这是“世界蚊虫计划”(World Mosquito Program)组织的项目。实验最早于2011年在澳大利亚凯恩斯市开展,之后相继在其他国家进行:2013年在越南,2014年在印度尼西亚和巴西,2015年在哥伦比亚……到2019年,距法国本土16000千米的法属新喀里多尼亚首府努美阿市也开始了这项实验。从该年7月起,经常能见到项目组的科学家手提塑料管奔走在努美阿市的大街小巷,投放在实验室里培育的蚊子。每隔100米左右,他们便打开手中的管子,一次投放100到150只蚊子,任由它们在城市各个角落繁殖生长。

听起来有些荒诞?其实不然。科学家们表示,投放蚊子有助于根除登革热这种传染病。

为了攻克登革热,科学家开始求助蚊子……

“世界蚊虫计划”的一位工作人员正在向新喀里多尼亚当地的孩童介绍根除登革热的措施。

#1

每年新增3.9亿病例

登革热具有潜在致命性,会引起一系列并发症,如发热、呕吐、出血、关节和肌肉疼痛等。它的传染性极强,每年造成近3.9亿人感染,导致超过2.5万人死亡。目前人们还没找到有效对抗这种疾病的药物和治疗方法。

登革热是由病毒感染引起的。登革病毒通过伊蚊,尤其是可怕的埃及伊蚊传播给人类。埃及伊蚊的腿部有白色条纹,胸部图案与里拉琴相似,常见于全球热带地区,其中包括法国的海外领地,如法属安的列斯群岛、法属圭亚那、马约特岛和新喀里多尼亚。

为了攻克登革热,科学家开始求助蚊子……

孟加拉国的这家医院挤满了登革热患者(2019年8月,每日新增感染人数多达2000人)。

为了攻克登革热,科学家开始求助蚊子……

伊蚊如何传播登革热?

这就是传播登革病毒的埃及伊蚊。在繁殖期,雌蚊(雄蚊不叮人)靠大量吸血来积聚能量。如果雌蚊吸了登革病毒携带者的血,它也会同时吸入病毒。病毒在蚊虫的消化系统内繁殖,然后进入唾液腺。它对蚊子本身并无影响,但会通过蚊虫叮咬传给人类。沃尔巴克氏体的作用是消灭病毒,避免其繁殖,从而阻断传播。

努美阿市居民打开自家院门迎接的正是埃及伊蚊。协助传播登革病毒的蚊子繁殖?这听起来和消灭登革热背道而驰。事实上,这些在实验室培育的伊蚊比其野生同胞多了沃尔巴克氏体(Wolbachia)这一秘密武器。

1924年,两位美国科学家在尖音库蚊体内发现了沃尔巴克氏体。这种细菌靠潜伏在宿主体内生存。一旦脱离宿主单独存在土壤或是水中,它们就会立即死亡。由于沃尔巴克氏体不会给宿主带来任何疾病,它们的存在几乎被忽略。

在1990年代,科学家发现,沃尔巴克氏体具备超凡的能力!首先,它们天然寄生于多数动物体内,比如蜘蛛、甲壳类,以及近60%的昆虫。沃尔巴克氏体之所以能成功潜伏在众多宿主体内,是因为它会操控宿主的繁殖。雌性宿主自动将该细菌遗传给后代,雄性宿主则不具备该功能。假如一个雄性宿主和未感染的雌性个体交配,沃尔巴克氏体会直接杀死卵子!因此,沃尔巴克氏体只需寄生于一个动物种群的若干个体,便能随着世代交替,大规模扩散。更何况沃尔巴克氏体还能保护宿主:为了迅速实现对整个种群的寄生,沃尔巴克氏体绝不允许其他微生物抢占自己的位置,抑或伤害甚至杀死宿主……在给蚊子注射了不同种类的病毒后,研究人员发现,携带有沃尔巴克氏体的蚊子比其他个体更顽强!虽然相关机制尚未明确,但沃尔巴克氏体显然能阻止其他病毒在其宿主体内繁殖,还会将病毒一举歼灭!

到了2000年代末,科学家考虑利用沃尔巴克氏体的这两大属性来阻断登革病毒的传播。具体来说,让感染该细菌的雌蚊与野生蚊交配,从而将细菌传给后代。由于沃尔巴克氏体传播速度极快,会有越来越多的蚊子对登革病毒有“抗性”,如此一来就可以大幅降低病毒传给人类的概率。

这一设想堪称完美……只不过,尽管沃尔巴克氏体天然寄宿于60%的昆虫体内,埃及伊蚊偏偏属于另外的40%。别担心,办法总是比问题多!科学家发明了一种技术,能将沃尔巴克氏体从其天然宿主体内转移至埃及伊蚊。随后,将登革病毒注入携带沃尔巴克氏体的蚊虫体内,果然不出所料,入侵的病毒被消灭了。

难以攻克的登革热

全球超过40%的人生活在登革热感染高风险地区。目前,既没有药物也无有效的疫苗可以对抗登革病毒。唯一预防感染的办法就是尽量减少被蚊虫叮咬的可能。一般建议包括装置纱窗(埃及伊蚊在白天活跃),尽量穿长袖长裤,使用驱虫剂,移走住所附近所有利于蚊虫产卵的积水容器或装置。卫生防疫部门有时会对蚊虫滋生区域大量喷洒驱蚊剂,但这种做法不太环保,会在杀死蚊子的同时错杀其他昆虫。更别提上述措施只能减少感染,而不能真正阻断病毒的传播。当前,所有的希望都寄托于沃尔巴克氏体。
为了攻克登革热,科学家开始求助蚊子……

在尼泊尔首都加德满都,疫情期间,人们只能通过大量喷洒杀虫剂来清除蚊子。

#2

胶囊里的蚊卵

于是,研究人员着手培育能抗病毒的蚊子,再将其装入塑料管释放到饱受登革热困扰的地区,比如新喀里多尼亚。为了追踪沃尔巴克氏体的繁殖情况,项目科学家在投放区设置陷阱,定期收集捕获的蚊子,根据感染沃尔巴克氏体的个体数,来推断群体中携带该细菌的蚊虫比例。“在努美阿市,首次投放一年半后,大概有近一半的埃及伊蚊感染了沃尔巴克氏体。”该组织高级媒体顾问戴尔·阿姆特伯格(Dale Amtberg)表示。

为了攻克登革热,科学家开始求助蚊子……
为了攻克登革热,科学家开始求助蚊子……

研究人员正在检测收集回来的蚊子是否感染了沃尔巴克氏体(右图蓝色部分)。

在一些传播效果不太理想的地区,科学家将在3到6个月内再次投放。新一次的投放和之前的相比有所有改进。他们会在水域布放装有蚊虫卵的胶囊。这种新方法的效果已在印度尼西亚得到证实:在“野生”状态下长大的蚊子,其成活率更高;而在实验室养大的蚊子,有一部分在到达释放地的路上就已死亡。

项目科学家的目标是在一到两年内让努美阿市所有的埃及伊蚊都感染沃尔巴克氏体, 从而彻底消灭该市的登革热疫情。这可不是妄想。在凯恩斯市进行的实验大获成功:自2011年首次投放后,该市登革热病例在8年内减少了97%,此后也并未发现新的病毒传染案例。

如此不起眼的细菌竟能创下这般丰功伟绩!更值得期待的是,研究人员已经瞄准了另外两种通过埃及伊蚊传播的病毒——寨卡病毒和基孔肯亚病毒,沃尔巴克氏体或许还能再立新功。

撰文 Alexane Roupioz

编译 邹伶俐

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