消灭寨卡可能需要更多蚊子

2016-11-14 08:37 作者:南方都市报

    从黄热病、登革热到最新的寨卡病毒,世界最可怕的一些传染病均由蚊子传播。为了扑灭蚊子人们耗费了大量金钱和时间。不久前一群科学家和卫生工作者赢得了1800万美元的经费,然而他们工作不是杀灭蚊子,而是将更多的埃及伊蚊释放到巴西和哥伦比亚等人口密集地区。这些被释放的蚊子体内被种植了一种能够抵抗寨卡和登革热病毒的细菌,并且能够在蚊子群体中快速传播,从而阻止蚊子传播寨卡、登革热、黄热病、基孔肯雅症等疾病。澳大利亚、越南等地的初步实验取得了非常好的效果。

    用细菌克制病毒

    埃及伊蚊作为寨卡和登革热病毒携带者而臭名昭著。杀灭这些疾病传染源的努力耗费了大量的时间、金钱和人力。然而,奇怪的是,一个由科学家和医务人员组成的团队刚刚赢得1800万美元的经费,用于向寨卡感染严重的区巴西和哥伦比亚部分地区投放更多埃及伊蚊。

    这些将要被释放的昆虫并非普通的蚊子。它们的体内被植入一种名叫沃尔巴克氏体(Wolbachia)的细菌。实验证明,这种细菌能够有效阻止寨卡、登革热、黄热病、基孔肯雅等疾病的传播。科学家还不清楚具体的作用机制,有可能这种细菌和病毒争夺营养,或是有助提升昆虫的免疫系统。在被这种细菌寄生后,蚊子不再具有传染性,变成了病毒传播的死胡同。

    更妙的是沃尔巴克氏体细菌非常擅长在群体中传播,操控其宿主,增加它遗传给下一代的几率。如果将少量的被沃尔巴克氏体细菌感染的蚊子释放到一个地区,短短几个月内,几乎所有的本地蚊子都会携带这种细菌,再也无法传播多种人类疾病。

     这种技术是澳大利亚莫纳什大学的斯科特·奥尼尔的构想。他从上世纪80年代开始研究这种方法,在经过一系列的挫折之后,终于取得成效。他说,“这可能是因为我的个性问题,一旦认准什么就不愿放弃。”首先,他和他的团队花了几十年时间才成功将沃尔巴克氏体细菌植入蚊子卵。他形容这个过程就好比用针刺破一个气球,然后将针拔出来,还得保证气球不会爆炸。

     2006年终于成功将细菌植入蚊子卵后,奥尼尔的团队开始了野外实验。2011年1月和2月,他们在澳大利亚凯恩斯的两个郊区释放了30万只被感染的埃及伊蚊。同年5月,沃尔巴克氏体细菌已经成功感染当地大多数的蚊子,证明这种方法是有效的。研究人员又进行了更大范围的实验。随后,奥尼尔和同事们创建了名为“消灭登革热”的公益组织,并开始在印度尼西亚、巴西、柬埔寨和越南等地开始野外实验。

    对付寨卡更加有效

    最初,这个组织的主要目标是消灭登革热。今年年初寨卡病毒大爆发后,“消灭登革热”的研究人员很快发现沃尔巴克氏体细菌同样可以遏制寨卡的传播,效果甚至比防止登革热更好。随着成功数据的累积,该组织刚刚赢得比尔和梅琳达·盖茨基金会、英国维康基金会、美国、英国、巴西和哥伦比亚政府授予的1800万美元经费。这笔钱既是恩赐也是挑战:接下来的难题在于证明这一方法同样适合大规模应用。

     迄今为止,实验结果非常理想。在释放了沃尔巴克氏体蚊子的地区,研究团队已经观察不到任何登革热感染迹象,即使疾病在周围地区爆发也丝毫不受影响。在越南芽庄岛(试点地区之一),去年仅发生了两起登革热感染病例,而在过去平均每年有数十人感染。

    这一切都非常令人鼓舞,但算不上确凿证据。为了获得更有力的证据,“消灭登革热”在印度尼西亚日惹地区开展了随机控制实验,将蚊子释放到部分地区,再和没有释放蚊子的地区对比,看前者的登革热感染率是否下降。“这将提供传染病学家需要的金质证据。”奥尼尔说。

    要获得所有实验的确切结果还需要几年时间。但登革热和寨卡却不会乖乖等待;它们都是急需现成解决方案的紧迫问题。因此,团队决定扩大规模。他们之前曾在巴西里约热内卢郊区和哥伦比亚安蒂奥基亚展开了小型试验。现在,他们决定将范围扩大,覆盖每座城市的250万居民。

    这类城市是埃及伊蚊的主要聚居地。“这是一种完全适应了城市生活的蚊子,据说每个水坑、每个花盆中都生活着埃及伊蚊,”比尔和梅琳达·盖茨基金会全球健康部主席特雷弗·蒙代尔说。除了用杀虫剂进行地毯式的扑杀,很少有其他办法能够除掉城市伊蚊。即使是进行一家一户地灭蚊,也很难从根本上减少蚊子数量。

     只需一次性部署

    但是,虽然其他方法失败了,沃尔巴克氏体细菌却可能成功。在释放被感染的蚊子后,要确保细菌的传播只需等待它们和其他蚊子交配,而没有比蚊子更擅长找到其他蚊子的了。埃及伊蚊只和其他伊蚊交配,因此这种方式不会将沃尔巴克氏体细菌传染给其他物种。“不同于杀虫剂,这种方法不会伤害环境中的其他物种,”蒙代尔说。

    这种方法的另一大优势在于,携带沃尔巴克氏体细菌的蚊子无需不断地补充。它们具有自我持续性,只需要释放一次。奥尼尔认为,由于这一特点,这种方法很容易从郊区扩大到整座城市。理论上,只要一次部署到位就能奏效。

    然而,要扩大规模同样面临难题。首先,团队需要找到方法繁殖足够多的携带沃尔巴克氏体细菌的蚊子,再合理地分配它们。但在奥尼尔看来,最大的困难是如何调动如此庞大的群体的参与。而人们的配合对于“消 灭登革热”至关重要。“消灭登革热”组织1/4的预算被用于上门宣传、举办公民会议和回答咨询。在澳大利亚,这个工作早在成功感染第一只蚊子之前就开始了。在哥伦比亚,他们设立了“沃尔巴克氏体细菌战士”计划,让8至11岁的学童自己喂养并释放蚊子。

    由于这些充分准备,团队在试点地区赢得了积极的支持。“关键不在于推销,而是倾听,”奥尼尔强调说。例如,有的人担忧沃尔巴克氏体细菌可能被传染给以蚊子为食的鱼和鸟类,为此,他们专门做了针对性实验来消除人们的疑虑。“宣传工作跟上项目规模非常重要,”他说。同样重要的是削减成本。目前这一技术的人均花费约6美元,奥尼尔希望能够降低到1美元。

    “他拥有的技术已经非常接近最终上市,”美国国际开发署的加快创新和影响中心负责人温迪·泰勒说,“我认为这是一种革命性的方法。”

     如果沃尔巴克氏体的效用和团队预计的一样,将能很快看到效果。伦敦帝国学院的尼尔·弗格森估计,通过细菌的大面积同步传播,在被感染蚊子释放6个月后,实验覆盖范围内的疾病传播率就应大幅下降。(由于蚊子的飞行距离只有几百米,因此要覆盖整个城市将需要释放大批蚊子。)因此,在未来几年,团队将严密监测实验地区的寨卡、登革热和基孔肯雅症感染率。蒙代尔说,“实话说,3至6个月内,我们就应该能够知道这种方法究竟是否有效。”

    基础科研的胜利

    在经过几十年的挫折后,奥尼尔的研究终于要快速进入实用阶段———尤其是和其他更异想天开的蚊子控制方法相比。例如,通过CRISPR等基因剪辑工具让蚊子这个物种灭绝的方案备受关注。但这类“基因驱动”依然处于研究初期,甚至未能通过实验室测试。相比之下,“消灭登革热”团队用过去5年的实验数据清楚地说明了感染沃尔巴克氏体细菌的蚊子在真实野外条件下的行为方式。

    他们已经拥有如此成熟的技术证明了基础科研(不以任何实际应用为目的,纯粹为了获得知识而进行的研究)的胜利。1924年,科学家在用显微镜观察另一个种类的蚊子时发现了沃尔巴克氏体细菌。他们当时并不知道自己看到的是什么东西。后来,其他昆虫学家在40%的昆虫体内都找到了这种细菌;于是科学家意识到这种细菌极其常见,而且具有惊人的生物学优势,但是,他们找不到它的任何实际用途。在奥尼尔开始对这种细菌进行研究时他根本不知道最终会将他引向何处。

    “历史告诉我,投资基础科研是推动人类进步的主要动力,”比尔和梅琳达·盖茨基金会的首席执行官苏·德斯蒙德-赫尔曼说,“人们无法预知问题会在何时、何地或以何种方式出现,但基础科学研究告诉我们事物的基本工作原理。最终在问题出现后有助于提供快速解决方案。”

    不仅是沃尔巴克氏体细菌的研究,“还有很多其他实验室在进行基础研究,以了解蚊子的生态学、病毒的生物学、以及社会及其文化的作用体系,”维康基金会负责人杰瑞米·法拉尔说,“缺少这些基础认识将无法取得飞跃性进步。”

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