利用蚊子的偏爱,开发出一款环境友好型特异性杀蚊剂
撰文 | 王聪 编辑 | 王多鱼 排版 | 水成文
据世界卫生组织 (WHO) 报告,2020年全世界共有2.41亿人感染疟疾,这一数字高于2019年的2.19亿,其中估计有超过62万人因此死亡,其中96%发生在非洲,5岁以下儿童约占这些死亡人数的80%。 青蒿素 及其衍生物的发现和使用,挽救了数以百万计的疟疾患者。但在广大非洲地区,药物普及率低,而且耐青蒿素疟原虫突变已经出现并流行。因此,除了药物治疗、物理隔离 (蚊帐) 之外,消灭疟疾的传播源头——蚊子,也是对抗疟疾的重要手段。 疟疾不仅使人生病甚至死亡,那些感染疟疾的人对蚊子更有吸引力,这助推了蚊子将疟疾传播给越来越多的人。蚊子为什么更喜欢叮咬感染疟疾的人,之前一直没搞清楚,直到2017年 Science 发表的一项研究才揭开谜底。 2017年2月,瑞典斯德哥尔摩大学的 Noushin Emami 等人在 Science 期刊发表论文,他们发现了蚊子更喜欢叮咬疟疾感染者的原因:恶性疟原虫会在人体内产生一种名为 HMBPP 的代谢物,该物质会诱导人类红细胞产生和释放更多的CO 2 、醛类和单萜类物质,从而更吸引蚊子叮咬,而且该物质还能刺激蚊子吸食更多血液。
HMBPP
他们发现,将 HMBPP 添加到任何溶液中,该溶液都会对蚊子充满吸引力。因此,如果将 HMBPP 与杀蚊剂结合,就能特异性吸引蚊子,从而更好地杀死蚊子。 2021年10月,Noushin Emami 等人在 Communications Biology 期刊发表论文,该论文证实这种想法的可行性,他们在甜菜汁中掺入微量的 HMBPP 和杀蚊剂,能够有效吸引并杀死蚊子,而不影响其他昆虫。 甜菜汁
Noushin Emami 等人成立了一家名为 Molecular Attraction 的公司,致力于将他们的这项发现转化为新型环境友好型杀蚊剂,替代目前对人类和环境有害的杀蚊剂,进而消灭蚊子,控制疟疾。 他们使用红色的甜菜汁代替人类血液,然后添加微量杀蚊剂和 HMBPP,这种混合物对蚊子充满了致命吸引力。
添加了杀蚊剂和 HMBPP 的甜菜汁 迄今为止,杀死蚊子最有效的方法仍然是使用杀蚊剂,然而,杀蚊剂不仅可以杀死蚊子,还会杀死其他昆虫等生物。而且,有证据显示,杀蚊剂的效果正在变得越来越差,据WHO统计,在2010年到2019年间,蚊子已经对最常用的四种杀蚊剂中的至少一种表现出抗药性。 而这一基于 HMBPP 的杀蚊方式,可以精准地吸引蚊子,从而不对其他生物造成影响,对生态环境友好,而且价格相对便宜,可能会彻底改变当前人类对抗蚊子传播疾病的斗争格局。
Noushin Emami 实际上,该公司之前就已经准备好了进行现场试验,在真实自然环境中测试杀蚊效果,但由于新冠疫情导致现场试验一再推迟。 当然,也有研究人员表示对这种方法持“谨慎乐观态度”,这种方法需要覆盖足够大的区域才能产生效果,而疟疾主要在非洲贫困及战乱冲突地区,这显然面临困难。此外,蚊子繁殖速度相当快,使用这种方法即时效果很好,一旦停止,蚊子会很快卷土重来。 除了 Molecular Attraction 公司之外,一家名为 Oxitec 的美国公司更为激进,该公司通过转基因技术开发了一种特殊的埃及伊蚊—— Friendly™ 埃及伊蚊 。这种雄性Friendly™ 埃及伊蚊携带了自限性基因 (self-limiting gene) 。这些雄蚊被投放大自然界中,与野生雌蚊交配后,这种自限性基因表达的蛋白只杀死雌蚊后代,而雄蚊后代携带该自限性基因并继续传递给后代,直到雌蚊越来越少,整个种群消失。 目前,Oxitec 公司已在巴西、印度、哥伦比亚、美国等地释放大量转基因的Friendly™ 埃及伊蚊,并取得了非常好的效果。
论文链接 : https://www.science.org/doi/10.1126/science.aah4563 https://www.nature.com/articles/s42003-021-02689-8
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