灭蚊上Nature？中国科学家真的做到了-医荟园

　　炎炎夏日，若说最令人享受的，无非就是空调wifi西瓜几样;可若说最令人讨厌乃至深恶痛绝的，想必也就是蚊子了。

　　倘若只是吸血，也许人类犯不上与其水火不容，大动干戈。但蚊子真正可恶的是其所携带的多种多样的病毒和致病微生物——据统计，

　　死于蚊子叮咬引发的感染的人数已经超过了两次世界大战的死亡人口数，蚊子已然成为当今世界不折不扣的人类头号杀手。

　　而近日，在中国广州的两个岛屿上，研究人员几乎消灭了世界上最具入侵性的蚊子——亚洲虎蚊(白纹伊蚊)。

　　广州地处中国南端，是中国登革热传播率最高的城市。因而控蚊灭蚊对当地卫生防疫工作极为重要。

　　在2016年和2017年的蚊子繁殖高峰期，中山大学—密歇根州立大学热带病虫媒控制联合研究中心主任奚志勇和他的团队的饲养设施每周产生超过500万只雄性蚊子，并在试验场地每周每公顷释放超过16万只蚊子。

　　他们首次在实地试验中结合了两种有希望的控制技术：“双管齐下”——其团队于7月17日发表在《自然》杂志上。此法将雌性亚洲虎蚊的绝育与雄性蚊子的感染结合在一起，并巧妙利用了细菌阻碍昆虫繁殖和传播登革热和寨卡病毒等致病病毒的能力。为灭蚊控蚊工作带来了新的思路与方法。

　　1.策略

　　抑制蚊媒病传播通常采用两种遗传学方法。一种是种群替换，改变野生环境下蚊子种群的遗传背景，即用人工培育的种群逐渐替换原有种群。另一种则为种群抑制，即通过多种手段抑制蚊子繁殖，控制其数量来减少病菌传播。

　　白纹伊蚊是具有高度入侵性的物种。

　　在过去的40年里，它迅速地从其亚洲本土传播到除南极洲以外的所有大陆。

　　其抗干燥的卵和幼虫较强的环境适应能力更是极大增加了灭蚊工作的的困难程度

　　白纹伊蚊幼虫

　　此前人们常用利用辐射作为亚洲虎蚊(白纹伊蚊)的处理方式，即利用辐射让雄蚊绝育，再将绝育雄蚊放归野外，以期抑制蚊子繁殖。

　　但这种方法存在很大弊端。被释放的绝育雄蚊可能在数量上并不比自然存在野生雄蚊占优势，且其更低的生殖竞争力也令其处于交配劣势地位，因而难以达到令人满意的控蚊效果。

　　在另一种方法中，工作人员用沃尔巴克氏菌株感染实验室蚊子，这种菌株自然存在于包括白纹伊蚊在内的几种昆虫物种中。

　　当感染某种组合的沃尔巴克氏菌株的雄性蚊子与携带不同组合的野生雌性蚊子交配时，这种昆虫就不能繁殖后代。

　　白纹伊蚊在产卵

　　但奚志勇称，只有感染这种特定组合的雄性蚊子被释放到野外才能取得效果。

　　如果携带这些沃尔巴克氏菌的雌性也被释放，它们可以与携带相同沃尔巴克氏菌的雄性交配并生育后代。

　　它们的后代最终可能会取代当地的蚊子种群，使得未来依靠沃尔巴克氏菌控制蚊子数量变得更加困难。

　　也正是如此，奚志勇和其团队决定将两者结合：

　　利用特定沃尔巴克氏菌组合使蚊子难以正常繁衍后代，同时在生产制备时采用射线照射来令混入雄蚊中的少量雌蚊失去生育能力，“双管齐下”令试验得以成功。

　　2.沃尔巴克氏菌

　　沃尔巴氏克菌属的细菌生活在昆虫的细胞中，是母系遗传的，以一种既能抑制种群繁衍又能在每代个体中纵向传播的方式影响寄主的繁殖。

　　例如，当感染某些沃尔巴氏菌株的雄性蚊子被释放并与未感染相同沃尔巴氏菌的野生雌性蚊子交配时，雌性蚊子就不能生产出可存活的卵(图a)。或者释放所有感染了沃尔巴克氏菌株的雄性和雌性蚊子，使蚊子传播病毒的能力降低，这可能导致该菌株在野生种群中传播(图b)。

　　事实上，目前有五个国家正在进行以沃尔巴克氏菌为基础的控制伊蚊的实地试验。此外，之前对几种不同种类蚊子种群，沃尔巴克氏菌抑制试验也同样取得了一定的成果。

　　奚志勇和他的团队采用了从另一种类蚊子——库蚊身上分离出的被称为wPip的第三种沃尔巴克氏菌株感染了亚洲虎蚊，以此来产生一个实验室蚊子种群——他们称之为HC种群。

　　当雄性HC群体中的白纹伊蚊与本地双重感染的雌性交配后，所有的胚胎都死亡了——与预测一致，因为雌性没有感染感染雄性的wPip菌株(图1a)。然而，当wPip感染的雄性与同样感染了wPip菌株的雌性交配时，这种胚胎却并未死亡(图1b)。

　　因此，实际上奚志勇团队的方法的风险是，如果任何感染wPip的雌性和雄性被一起释放，它们将通过野生种群迅速传播wPip菌种，从而消除了感染wPip的雄性个体的种群抑制效应。

　　好在另一个发现缓解了这一风险，即HC雌性比野生雌性更不易受登革热和寨卡病毒感染。因此，尽管他们的目标是种群抑制，但如果意外释放了HC雌性，最坏的情况则是种群替代(图1b)——但仍然能为公共卫生事业带来益处。

　　3.效果与评价

　　这些释放实验连续两年产生了惊人的效果。与对照地点相比，两年来，试验地点野生蚊虫产生的活卵平均数量下降了94%，两个试验点诱捕的野生成年雌性蚊虫数量分别下降了83%和94%。

　　值得注意的是，估计得出的人类叮咬率下降了96.6%。当地社区中最初对试验持怀疑态度或漠不关心的居民，此后对释放的调查支持率也从13%上升到54%。

　　华盛顿乔治敦大学(Georgetown University)蚊子生态学家彼得·阿姆布鲁斯特(Peter Armbruster)说，这是迄今为止最成功的白纹伊蚊根除试验之一。他还为这项研究撰写了评论。他说，此种方法可与农药等其他控制方法结合使用，且这种双重方法在蚊子数量控制方面可能是一种非常强大的工具。

　　“这太令人印象深刻了，”斯蒂芬·多布森说。他是列克星敦肯塔基大学的医学昆虫学家，同时也是Mosquitomate的创始人。Mosquitomate是一家将沃尔巴克菌商业化并将该菌种变成一种控制亚洲虎纹的工具的公司。“像本文所描述的那样的新工具是非常需要的，”他说。

　　但是，澳大利亚布里斯班市贝格霍夫医学研究所的分子生态学家戈尔达娜·拉西奇说，将这项技术推广到大区域的有效公共卫生战略是一项挑战。认为他们的方法仍然存在长期可持续性问题。

　　例如，一旦释放停止，迁徙的蚊子将不可避免地重新建立自然种群。虽然这种种群再生成可能通过有针对性地释放少量雄性或通过其他传统的媒介控制方法来阻止，但这些额外努力所需的劳动强度和成本尚不清楚。

　　同样未知的是这种方法在空间上的扩展程度。开发自动化释放技术和以及有效的性别分离方法(例如，见参考文献7)的确可以大大提高蚊子生产和释放的能力。然而，要在大城市乃至全国范围内减少蚊媒疾病的传播，这些技术进步是否能够克服实施这些大规模方案所带来的财务和后勤挑战，仍有待进一步观察。

　　然而，毋庸置疑的是，奚志勇和他的团队的工作代表了一个巨大的进步，并展示了一个强有力的新工具在对抗蚊子传播的传染病方面的潜力。是中国科学家为世界控蚊乃至医疗卫生事业做出的卓越贡献。

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