中读

“广东100%的蚊子出现抗药性”,灭蚊的终极大招究竟是什么?

作者:三联生活周刊(微信公号)

08-15·阅读时长20分钟

45人看过
蚊子是有史以来最厉害的人类杀手,新一代灭蚊武器的出现有望彻底终结人蚊之战。

*本文为「三联生活周刊」原创内容


基孔肯雅热大规模流行之后,整个广东正在开展一场轰轰烈烈的灭蚊之战。

清除蚊虫孳生地、使用杀虫剂等是目前防控传播的常见方法。但一个不可否认的事实是,蚊子已经对各种灭蚊措施产生了抗性。有专家表示,“在广东特别是在广州,100%的蚊子都出现了抗药性”。目前最常用的灭蚊剂就是各类除虫菊酯和避蚊胺(DEET),蚊子已经对它们产生了一定程度的抗药性,必须要加大药量才能够起到效果。


面对蚊子的猖狂进攻,各种新型灭蚊技术也被派上场。中山大学医学院副教授张东京团队近期正在开展“以蚊治蚊”:一边释放经辐照的绝育雄蚊,让野生雌蚊“绝育”;一边培育不吸血的华丽巨蚊,让其幼虫吞噬白纹伊蚊幼虫。


蚊子是有史以来最厉害的人类杀手,新一代灭蚊武器的出现有望彻底终结人蚊之战。去年,本刊主笔袁越曾踏上寻访灭蚊新武器之路,深入了解全球最前沿的五种灭蚊技术(昆虫不育、转基因、基因驱动、共生菌、全民动员),第一站便是去广州领教“绝育雄蚊”的大招。



主笔|袁越


20245月的广州已经入夏,白天的气温始终维持在30℃以上。我乘坐的那辆出租车冷气开得很足,但车里居然混进了两只蚊子。

“今年广州雨水特别多,估计会是一个登革热大年。”我的采访对象,中山大学医学院副教授张东京对我说,“做灭蚊产品的商家肯定赚翻了,不过现在市面上那些灭蚊产品都没什么用,效果很差。”

张东京也是做灭蚊产品的,但他的产品本身就是蚊子,只不过都是被核辐射照过的。他希望核辐射能破坏雄蚊的生殖系统,产下不育的后代。

“这个技术叫昆虫不育(Sterile Insect Technique,SIT),已经有将近100年的历史了。”张东京介绍说,“不过早年间科学家们用的是化学试剂,或者从其他地方引入某个具有生殖隔离效果的姐妹种和本地品种进行杂交。现在则主要用辐照来破坏精子的染色体,或者造成受精卵的遗传密码错配,以此来达到让昆虫后代绝育的目的。”

2016年6月21日,中山大学-密歇根州立大学热带病虫媒控制联合研究中心的研究人员在检查诱捕器里的蚊卵(视觉中国 供图)

熟悉科学史的读者肯定记得,DNA双螺旋结构是在1953年才被画出来的,之前的科学界并不知道DNA是遗传物质,也不知道核辐照导致不育的机理是什么,但这并不妨碍几位美国科学家于1950年代初期开始尝试用核辐照SIT来消灭农业害虫,比如螺旋蝇和地中海果蝇等,均取得了不错的效果。

具体方法是这样的:先在实验室里大规模培养海量的雄蝇,用核辐照处理一下,然后把它们释放到目标区域,希望它们和野生雌蝇交配,生下一堆不育的卵。

从以上这段叙述可以看出,SIT必须满足以下几个条件才能成立。首先,野生雌蝇不能具备多次交配的能力,否则效果会大打折扣。其次,辐照过的雄蝇必须在求偶过程中具备一定的竞争力,否则效果也会大打折扣。第三,在大多数情况下,经过辐照的雄蝇的竞争力都会有不同程度的下降,这就需要采取淹没战术(inundation technique),也就是以量取胜。换句话说,科学家们必须释放几倍于野生雄蝇数量的辐照雄蝇才能看到效果,这就对雄蝇的大规模生产提出了很高的要求。

螺旋蝇和地中海果蝇均符合上述条件,所以很顺利地获得了各国政府的批准。其中,消灭螺旋蝇的SIT项目在其鼎盛时期每年都要放飞3亿只经过处理的螺旋蝇!结果到1982年时美国本土已经看不到螺旋蝇了,3年后就连墨西哥也没有了螺旋蝇的踪迹。

消灭螺旋蝇很可能是人类历史上最成功的一次灭虫案例。受其鼓舞,很快就有人尝试用同样的方法来消灭蚊子,可惜效果不佳,主要原因就是蚊子的身体太脆弱了,经辐照处理过的雄蚊竞争不过野生雄蚊,于是野生雌蚊仍然会倾向于选择和野生雄蚊交配。

“以前的技术确实不适合蚊子,主要原因就是大规模辐照的质量控制做得不好。”张东京对我说,“经过几年的摸索,我们已经掌握了蚊子的大规模饲养技术,并大幅提高了辐照的质控水平,因此我们的SIT具备了实用条件。”

据张东京介绍,以前大家都是用X射线来照射蚊子的卵,但他们发现这么做会导致位于下层的卵处于缺氧环境,其结果就是射线强度太高会降低蚊子质量,太低又会影响绝育效果,这个平衡点很难把控。经过一番试验后,他们决定改照蚊子成虫,即先用低温让蚊子成虫进入昏睡状态,然后再直接照射,一举解决了这个问题。

“我们对辐照后的雄蚊做过风洞逃逸测试,发现它们的飞行能力和野生雄蚊差不多。”张东京对我说,“我们还做过交配竞争测试,发现辐照雄蚊的竞争力并没有受损太多,完全可用。”

2016年6月20日,中山大学-密歇根州立大学热带病虫媒控制联合研究中心的研究人员在查看实验室培育的雄蚊(视觉中国 供图)

不过,目前这个方法只适用于传播登革热的伊蚊,因为伊蚊的性别二态性很明显,雌蚊和雄蚊的个头存在显著差异,很容易通过机器加以分类。而传播疟疾的按蚊的性别二态性很小,导致机器分类的错误率太高,其结果就是会有大量吸血的雌性按蚊被错误地释放到野外,而这显然是不行的。

之所以必须用机器来进行分类,原因在于SIT需要的蚊子数量太多了。张东京告诉我,要想实现控蚊效果,至少需要一次性释放5倍于目标区域野生蚊子数量的辐照雄蚊,这么多蚊子靠人工分类是不可能的,必须用机器。WHO出版的灭蚊纲要规定,采用SIT技术的蚊子工厂的混雌率不能超过1%,对于按蚊来说很难做到。

另外,伊蚊主要生活在城市里,正好便于集中释放。再加上核辐照SIT的成本很高,发展中国家用不起,所以目前这项技术只在新加坡进行过大规模使用,结果证明这项技术确实能够降低伊蚊的种群数量,新加坡的登革热发病率也因此而下降了70%,效果令人满意。

《少年派》剧照

“辐照SIT技术不但需要建造蚊子工厂,还要雇人去全城释放,释放后的监测工作也需要人手,算下来其综合成本是非常高的。”张东京对我说,“新加坡政府之所以愿意花这笔,是因为他们发现通过SIT技术来控蚊的成本比登革热造成的损失要低,从经济角度讲是划算的。”

中国之所以愿意投资这项技术,一方面是因为中国的核技术本来就很强,用起来很顺手。另一方面,中国国家原子能机构希望通过这项技术让老百姓体会到核技术除了用于核武器和核电站之外,也能为提高普通民众的生活质量做出贡献。除此之外,中国有关部门也希望把这个技术输出到“一带一路”的国家,从而起到一种示范作用。

说到技术输出,发展中国家最迫切的需求并不是控制伊蚊,而是控制按蚊。比如原产于印度的斯氏按蚊Anopheles stephensi)是印度疟疾的主要传播者,但由于气候变化和人员流动等原因,这种蚊子已经占领了整个阿拉伯半岛,并已开始向北非扩散。更糟糕的是,斯氏按蚊是一种具备城市定殖能力的蚊子,如果这种蚊子入侵非洲的话,会导致大量缺乏免疫力的非洲城镇人口患上疟疾,后果不堪设想。

《埃博拉前线》剧照

在国家自然科学基金委和比尔及梅琳达·盖茨基金会的联合资助下,张东京接受了挑战,开始研究如何将辐照SIT技术应用于斯氏按蚊,目前已经取得了很好的效果。比如,为了解决雌雄分离的问题,张东京尝试用含有毒性物质的血喂养蚊子,通过这个方法把吸血的雌蚊清除掉。但是,这个方法会误杀一部分雄蚊,这会影响到蚊子工厂的产量,所以张东京还在尝试其他办法。

不过,无论是伊蚊还是按蚊的辐照SIT,距离实际应用都还很远。据张东京介绍,辐照SIT从技术突破到实际应用需要经过4个阶段,中国仅走到第二阶段,即实验室小规模实验证明有效的阶段。第三阶段是大规模野外释放,科学家们需要在真正的野外环境里收集数据,以此来判断控蚊和疾控效果,推算应用成本(包括生产成本、运输释放成本和监测成本)与控制效益比(蚊媒种群控制效果、减少杀虫剂使用量及使用频率、降低蚊媒疾病发病率等等),再与传统的灭蚊方法比较,看看真实的效益比是否可以被大家接受。

“第三阶段非常重要,因为野外环境复杂多样,存在很多意想不到的变数。无论实验室的数据多么漂亮,都必须经过野外释放的考验才能确认有效。”张东京说,“但第三阶段的开展一来需要大笔的经费,二来需要有相应的监管政策支持,国内目前对这项技术的监管还是空白,所以我们不太敢去野外进行大规模释放。”

中山大学医学院副教授张东京在检查实验室培育的雄蚊,这些蚊子将被释放到野外(视觉中国 供图)

“是不是因为老百姓对核技术比较恐惧?”我问。

“我觉得SIT还好,毕竟我们照的是蚊子,不会有环境残留,而雄蚊辐照后通常会死得很快,因此也不大会扩散开来。再加上这个技术有国际原子能机构的背书,专家和民众的接受度还是很高的。”张东京回答,“即便如此,每当我们想要申请野外释放时,总会有一部分人站出来反对,所以我们必须做好社区沟通工作。当年新加坡在全城释放前政府会派人挨家挨户做宣传,电视台也会反复不停地播放科普宣传片,这才终于获得了老百姓的支持。”

确实,几乎每一项灭蚊新技术都遇到过这个问题,民众的不理解往往是科学家们所要面临的最大障碍,尤其是下一个灭蚊武器更是如此,因为这个武器名叫转基因。

(本文节选自《三联生活周刊》202435期,对另外四种灭蚊技术更深入的报道详见杂志。参考资料:朱石生,《人类与病》丛书;蒂莫西·瓦恩加德,《命运之痒:蚊子如何塑造人类历史》

点赞”“在看”,让更多人看到





 

排版:小雅 / 审核:小风


招聘|撰稿人


详细岗位要求点击跳转:《三联生活周刊》招撰稿人

本文为原创内容,版权归「三联生活周刊」所有。欢迎文末分享、点赞、在看三连!未经许可,严禁复制、转载、篡改或再发布。

大家都在看








点赞”“在看”,让更多人看到

0人推荐

文章作者

三联生活周刊(微信公号)

发表文章524篇 获得0个推荐 粉丝6140人

三联生活周刊微信公号

中读签约机构

现在下载APP,注册有红包哦!
三联生活周刊官方APP,你想看的都在这里

下载中读APP

全部评论(0)

发评论

作者热门文章

推荐阅读