轉基因蚊子的使命——消滅瘧疾

岡比亞按蚊可以攜帶瘧疾病原蟲。圖片來源：RealityImages/Shutterstock

英國帝國理工學院的研究人員發現，對攜帶瘧疾病原蟲的蚊子進行基因改造，可以減緩其體內瘧疾寄生蟲的發育，也可以縮短蚊子的壽命。最后，經過基因改造的蚊子在傳播瘧疾之前就會死亡。相關研究結果發表于9月21日《科學進展》。

論文通訊作者、英國帝國理工學院George Christophides表示，實驗室研究和計算機模型均表明，該方法可以阻止致命寄生蟲的傳播，并將消除瘧疾傳播。

值得注意的是，這種方法發揮作用的關鍵是基因驅動，即在野生蚊子種群中傳播所需的基因改造。這是一種可導致特定DNA片段被所有后代繼承的機制，而不是通常情況下只繼承遺傳信息的一半。基因驅動可使特定DNA在種群中傳播，即使它是不利的。

Christophides指出，這項新研究的依據是瘧疾寄生蟲在蚊子體內發育并到達唾液腺需要10到12天，只有到達唾液腺后，蚊子叮咬才會感染人。因此，可以通過延遲寄生蟲的生長來破壞整個傳播周期。

為了做到這一點，研究團隊對岡比亞按蚊進行了基因改造，使其腸道細胞分泌兩種先前被證明可以延緩寄生蟲發育的小蛋白質。其中一種蛋白質來自非洲爪蛙，另一種來自蜜蜂。

結果表明，基因改造后的蚊子被感染后，需要多花幾天時間才能在蚊子的頭部檢測到瘧疾寄生蟲。更重要的是，這種變化還將蚊子的壽命縮短了幾天。Christophides說，這進一步減少了蚊子存活到具有傳染性的時間的機會。

Christophides同時指出，這種方法還有兩個潛在的問題。隨著基因驅動的傳播，瘧疾寄生蟲會對這兩種蛋白質產生耐藥性。但寄生蟲種群崩潰得越快，產生耐藥性的幾率就越低。因此，為避免這種情況，使蚊子可以盡可能多地傳播基因改造顯得尤為重要。

另一個問題是，蚊子的進化方式可能會阻止基因驅動的進行。研究人員表示，基因驅動的設計將使這種風險最小化。

坦桑尼亞的研究人員正在用相同的方法改造當地的蚊子，以觀察這種改造對當地瘧疾寄生蟲的傳播效果如何。如果這些研究取得成功，研究團隊希望在坦桑尼亞進行實地試驗，但目前這項工作僅限于實驗室。

此外，其他研究團隊正在利用基因驅動研究如何消滅蚊子種群。例如，讓所有雌性蚊子后代不育，而雄性后代保持生育能力，并繼續傳播基因驅動。在巴西，數百萬只轉基因雄蚊已經被釋放，以減少野生蚊子的數量。這些轉基因蚊子攜帶一種基因，可以殺死與它們交配的任何雌性蚊子的后代。目前還沒有證據表明這種基因存在于野生動物中。

Christophides表示，這兩種方法可以一起使用。例如，一種殺手驅動可以用來消滅一個地區的蚊子，然后任何存活下來或從另一個地區進入的蚊子可以通過另一種驅動進行基金修改，以防止它們傳播瘧疾。