“蚊虫指挥官”上榜“十大科学人物”,蚊子灭绝?这次可能真要实现了

2020
12/17

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熊粤蛟 / 健康界
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如果蚊子灭绝了,是否影响到生态环境的稳定性,给世界带来剧变?

近日,Nature杂志公布了“2020年度十大科学人物”。2020年确实是不平凡的一年,年度十大科学人物中7位都因在疫情防控中的突出贡献上榜,包括提出武汉封城建议的李兰娟院士、率先公布新冠病毒RNA序列的张永振教授等。其中有一位科学家在全球都在对抗新冠之时,却致力于消灭另外一种可怕的病毒引起的疾病——登革热。这位来自印度尼西亚加查马达大学的女科学家阿迪·乌塔里尼(Adi Utarini)被Nature誉为蚊虫指挥官,因为她领导了一项可能有助于消灭登革热的技术的开创性试验。

印尼“蚊虫指挥官”力战登革热

图1 阿迪·乌塔里尼(Adi Utarini)

登革热,又称波尔加热、五日热等,是由登革热病毒引起的一种急性发热性疾病,其特征为发热、关节痛、肌肉痛、皮疹、淋巴结肿大和白细胞减少,严重的患者会因中枢性呼吸衰竭等并发症死亡。

登革热在世界范围内危害巨大,严重威胁着人民健康,给多个国家带来沉重的经济负担。2013年,全球约有5000万到1亿人感染登革热病毒,约10000人因此丧生。因此而来的经济负担也是巨大的,登革热在美洲每年造成约21亿美元的损失,在东南亚每年造成约10亿美元的损失。阿迪·乌塔里尼所在的印度尼西亚是世界上登革热流行最严重的国家之一,每年因登革热病毒患病的人超过1000万,人均发病率为36~44‰。

图2 乌塔里尼团队的研究结果之一(DOI:https://doi.org/10.12688/gatesopenres.13122.1)

乌塔里尼研究团队利用改造后的埃及伊蚊,大大减少了登革热的发病率。他们将拥有近40万人口的印度尼西亚日惹市分成24个群落,并随机选择12个群落释放经过改造后的埃及伊蚊,而剩下的12个群落则作为对照。最终的结果显示,在部署蚊子两年后,试验地区的登革热病例减少了77%,这也是首次成功开展的针对埃及伊蚊和减少登革热病例的随机对照试验,随机对照试验被称作临床研究的金标准,其结果令人信服。

通过细菌,消灭病毒

这是一个鼓舞人心的结果,但是为什么释放蚊子能够消灭登革热?

登革热是一种虫媒性传染病,传播的罪魁祸首是埃及伊蚊,“恶贯满盈”的埃及伊蚊同时也是寨卡病毒、基孔肯雅病毒的传播媒介。我们都知道,要控制和消灭一种传染性疾病,需要从3个方面入手,控制传染源、切断传播途径和保护易感人群。由于目前还没有针对登革热病毒的有效疫苗,于是,消灭中间的传播媒介——埃及伊蚊就成了预防登革热的重要一环。

杀虫剂是有效防控蚊虫的重要方法,但是杀虫剂具有污染环境,价格昂贵,易造成耐药性等缺陷,不适合用作长期的防控措施,在经过数年探索之后,基于共生菌沃尔巴克氏体(Wolbachia)的生物防治方案诞生了。

沃尔巴克次体是一种自然存在于许多种类的昆虫中的共生细菌,其广泛分布于昆虫等节肢动物体内,研究发现,超过65%的节肢动物在自然状态下存在沃尔巴克氏体感染。沃尔巴克氏体感染之后,能够诱导胞质不相容性,即雌性和雄性动物如果携带不同型的沃尔巴克氏体进行交配,产生的受精卵便无法正常发育,将会在胚胎早期死亡。并且沃尔巴克氏体还具有母系遗传的特性,如果雌性感染了沃尔巴克氏体,那么产生的后代一定会携带这种病原体,这一特性有利于该细菌在种群中的快速传播。

图3 沃尔巴克氏体不断传播

遗憾的是,在自然条件下,沃尔巴克氏体并不能感染埃及伊蚊。科学家们自有解决办法,将沃尔巴克氏体感染的埃及伊蚊卵的细胞质通过显微注射法注射到伊蚊卵内,这些受精卵发育为成虫之后就携带了沃尔巴克氏体。再将携带细菌的埃及伊蚊释放到自然界中,只要释放感染某型的沃尔巴克氏体在蚊虫中的种群密度达到20%~30%,就能保证独立蚊虫种群在没有外界干预的情况下不断扩大感染范围。

这一点也在乌塔里尼的研究中得到了验证,他们在日惹市部署感染埃及伊蚊两年之后,某些地区的伊蚊沃尔巴克氏体感染率已经达到了100%。

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关键词:
nature,登革热,蚊子,乌塔里尼,蚊虫指挥官

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