「以蚊治蚊」:釋放蚊子抗擊登革熱和寨卡

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10月下旬的一個上午,在新加坡中部一個山坡地的中產階級社區,一群人正聚集在一起做一件令人驚訝的事。政府官員、社區領袖和一群帶著相機的媒體記者聚集在一群科學家身邊,科學家帶來了一份最不尋常的禮物:一盒蚊子。

在"一、二、三"的口號聲中,他們打開了盒子,將3000隻蚊子釋放到新加坡的布萊德高地(Braddell Heights)上空。在這個有著蚊子最理想生存氣候條件的熱帶氣候國家,大多數人習慣了拍打蚊蟲,而不是把更多的蚊子釋放到環境中。

幸運的是,布萊德高地的居民提前幾個月就為這次活動做好了凖備,並支持這次釋放。他們知道這些蚊子不會叮咬,而且他們正在參與一項重要的研究,研究感染了沃爾巴克氏菌(Wolbachia)的蚊子對周邊的影響,沃爾巴克氏菌會控制昆蟲的繁殖能力,阻止像寨卡病毒(Zika)這樣的病毒傳播。

新加坡並不是唯一一個將蚊子釋放到空中的國家。在亞洲和拉丁美洲,科學家們正在嘗試用全新的方法來對付埃及伊蚊(Aedes aegypti),以及不那麼普遍的白紋伊蚊(Aedes albopictus),這是幾種傳播登革熱(Dengue)、基孔肯雅熱(Chikungunya)和寨卡病毒的蚊子。

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Image caption 在蚊子被釋放到社區之前,已經徵詢過當地社區居民的意見(圖片來源: Getty Images)

很多這類實驗都涉及到對實驗室的蚊子進行改良,通過沃爾巴克氏菌、輻射、亦或基因改良,讓它們變得無害或不育。但是,新加坡的這個項目以及在印尼日惹市(Yogyakarta)的一次更大規模的試驗,顯示在人類居住地附近釋放這些改良了的昆蟲,不僅事關科學創新,也能讓人們明白這種方法的有效性。

這種控制傳播疾病的昆蟲的新方法始於幾年前登革熱警鐘首次響起之時。傳播疾病的昆蟲又被稱為"生物媒介"。今天,登革熱被認為是世界上傳播速度最快的熱帶疾病。世界衛生組織的數據顯示,在過去50年裏,登革熱病例增加了30倍。1970年之前,它還只是在9個國家造成嚴重的疾病傳染,現在已經擴大到了超過100個國家,其中許多在亞洲和拉丁美洲。

最近出現的寨卡病毒,會對嬰兒大腦造成可怕的損傷,這使得病媒控制實驗異常緊迫。因為目前還沒有針對登革熱或寨卡病毒的治療方法。

儘管如此,公眾對於解決伊蚊的項目還是有所保留,其中部分原因與此前試圖控制這種致命昆蟲的歷史有關。20世紀中葉,面對瘧疾和黃熱病等蚊子傳播疾病的流行,人們採取了大規模的衛生計劃,廣泛使用一種強力新型殺蟲劑:滴滴涕(DDT)。

在被廣泛使用後,滴滴涕最終在2004年被禁用。其原因是它對人類健康和環境造成了影響,造成了人類癌症的增加和食肉性鳥類的減少。

自滿

不過,滴滴涕的使用還是減少了蚊子的數量。新加坡國立大學杜克醫學院(Duke-NUS Medical School)傳染病學名譽教授杜安·古博爾(Duane Gubler)認為,20世紀70年代之後,這種成功導致了人們的自滿。例如,在巴西,1958年宣佈伊蚊已經被消滅,但是,隨著措施的放寬,這種昆蟲在1970年代又重新出現。今年7月發表的一項基因研究表明,來自委內瑞拉未被根除地區的蚊子重新進入了巴西北部,接著又向南方繁殖擴散。

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Image caption 控制措施未能及時跟進那些對殺蟲劑產生抗藥性的蚊子(圖片來源: Getty Images)

與此同時,古博爾提醒,目前有兩種全球趨勢正在促成蚊子捲土重來。爆發性的、混亂的城市化進程為喜歡城市環境的伊蚊提供了完美的環境,同時也為病毒的快速傳播提供了絶佳的條件。同時,全球運輸和旅遊的增長也幫助它們實現向其它區域擴展。處理過的蚊帳通常可以用來預防瘧疾,但是對伊蚊幾乎不起作用,因為伊蚊在白天比較活躍,而它對殺蟲劑抗藥性的增強又使得問題更加嚴重。

"我們迫切需要找到一些新的辦法,"古博爾,這位世界著名的登革熱專家說。"幸運的是,很多試驗項目帶給了人們希望。"

即使在新加坡這樣一個高度發達的城市國家,也有明顯的需求。這個國家擁有世界上最好的蚊蟲控制方案,該方案已經運作了40多年,但最近登革熱又死灰複燃。新加坡研究了一系列新方法,在採用沃爾巴克氏體細菌進行試驗之前,還試驗過轉基因蚊子。

新武器

使用經過沃爾巴克氏體感染的蚊子,被一位科學家稱作"自滴滴涕以來最重要的事件"。這種方法已經成為新的控制疾病傳播媒介實驗中最普遍的一種,目前已在十幾個國家進行了實驗室研究或實地試驗。這種熱情是可以理解的:因為沃爾巴克氏體細菌似乎是對付蚊子傳播疾病的完美武器。

在半數以上昆蟲中發現了這種細菌,但是,攜帶有病毒的蚊子中很少見。這種細菌不僅可以保護宿主免受登革熱和寨卡等病毒的侵襲,還可以通過宿主群體實現快速傳播。此外,它不會傳染給人類或動物。

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Image caption 沃爾巴克氏病毒不會傳播給動物或人類(圖片來源: Getty Images)

2011年,澳大利亞莫納什大學(Monash University)的科學家們發明了一種推廣寨卡和登革熱抗藥性細菌的方法,並通過世界蚊子項目(World Mosquito Program)(此前稱作"消滅登革熱",Eliminate Dengue)進行宣傳推廣,即將雄性和雌性的沃爾巴克氏體感染的蚊子釋放到環境中。沃爾巴克氏體細菌只從雌性傳給後代,因此,釋放這種細菌就意味著它將在蚊子種群中傳播,使它們不會感染寨卡病毒和登革熱。

已經有10個國家參與使用這一方法,他們是澳大利亞、巴西、哥倫比亞、印度尼西亞、斯里蘭卡、印度、越南、基里巴斯、斐濟和瓦努阿圖。

和中國一樣,新加坡正在嘗試第二種方法,目標是只釋放雄性蚊子,以控制蚊子的數量。感染了沃爾巴克氏體的雄性蚊子無法使未感染的雌性受精。

選擇哪一種方法在一定程度上與成本有關。第二種方法更昂貴,因為它需要在實驗室裏將雄性與雌性分揀出來,而且不像第一種方法,需要至少在種群崩潰之前甚至之後持續釋放蚊子。去年,在成功進行試驗之後,中國在廣州設立了工廠,每周生產500萬隻感染有沃爾巴克氏細菌的蚊子。

公眾的接受程度對選擇哪些技術也起著重要的作用。根據以往爭論的經驗,科學家們意識到,無論是滴滴涕,還是20世紀70年代的印度不成功的蚊子絶育試驗,都導致了公眾對所使用的化學物質的恐慌感。

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Image caption 隨著登革熱病例數量的大幅增加,人們開始試驗這種新方法(圖片來源: Getty Images)

新加坡國家環境局環境衛生研究所所長、沃爾巴克氏菌項目負責人Lee Chen Ng表示,他們之所以選擇這種控制方式,部分是因為雄性蚊子不咬人,這讓新加坡人更容易接受。這也與該國嚴格的逐家逐戶檢查蚊子繁殖進而保持蚊子數量處於低水平的做法相一致。

Lee Chen Ng說,使用沃爾巴克氏菌來抑制蚊子的繁殖,也應該被認為比此前的嘗試風險小,因為這種細菌已經存在於環境中。人們發現它對人類和動物都是安全的,雖然長期的生態效應還不為人所知。去年美國南部的一個社區拒絶了轉基因蚊子的試驗,不過,沃爾巴克氏菌試驗的進展幾乎沒有受到影響。11月,美國20個州的環境保護部門批准了感染沃爾巴克氏病毒的蚊子的釋放。

社區參與

社區的重要性在位於印度尼西亞爪哇島上的房屋低矮的城市日惹(Yogyakarta)極為明顯,為任何地方所不及。這兒,亞洲最大規模的沃爾巴克氏菌試驗正在進行。加扎馬達大學(Gadjah Mada University)公共衛生項目負責人、教授阿迪·烏塔裏尼(Adi Utarini)說,他們的試驗不僅事關技術創新,也關係到社區參與。

"人們認為這是一個實驗室項目,但它只是始於—培育蚊蟲,"她說,"將這一技術引入社區同樣是個挑戰…因為,最後,是社區決定他們是否希望採用這項技術。"

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Image caption 快速城市化為攜帶疾病的蚊子提供了完美的繁殖場所(圖片來源: Getty Images)

從2011年開始,烏塔利尼和她的團隊就從澳大利亞莫納什大學進口經過感染的蟲卵。在接下來的兩年裏,他們在實驗室裏測試並培育了沃爾巴克氏菌蚊子。與此同時,他們的公關負責人貝克提·安得利(Bekti Andari)開始在斯勒曼(Sleman)地區的社區進行訪問,因為第一次釋放將在那裏進行。

烏塔利尼說,他們面臨的第一個挑戰是,必須告訴人們"與他們過去的觀點,你必須消滅蚊子所相反的理念"。他們必須傳授人們有關疾病傳播的基本知識,讓他們明白"敵人不是蚊子,敵人是病毒"。

斯勒曼的經驗決定了項目的其餘部分。在斯勒曼地區將成年蚊子(包括咬人的雌性蚊子)釋放後,研究小組轉而採用裝有感染沃爾巴克氏菌卵子的容器。使用蟲卵更容易向公眾解釋和說明。因為它們不像孵化好的蚊蟲出來時那樣惹眼,而是分不同的時段分批成熟和往外飛。同時,這也意味著可以更頻繁地釋放。

研究人員不經意間還發現了另一種獲得居民支持的策略——將盛有蟲卵的容器交給居民自己來照看。將盛有蚊卵的容器放在自家後院,會讓人們對這一過程產生好奇,並刺激他們保持蚊子容器的安全。

隨著試驗慢慢擴展至全日惹,團隊採用了所有能獲得的手段:社區會議、社區簡報、大眾媒體、電話和電子郵件、以及參觀實驗室。

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Image caption 使用雄性蚊子更容易向社區解釋和說明,因為它們不咬人(圖片來源: Getty Images)

"我們從來不向人們隱瞞什麼,"烏塔裏尼說,"必須不斷面對和克服挑戰"。在一個社區,由於14名患者感染疫情並有一人死亡,人們產生了恐慌,團隊不得不在登革熱季短暫停止了工作。待人們平靜下來之後,這個團隊又回來了。

2015年至2017年間,日惹的24個社區中有一半布滿了被沃爾巴克氏菌蚊子。另外一半則是作為試驗對照組,能這樣做是因為蚊子不會飛得太遠。

截止2017年年中,科學家已經在居民家庭後院放置了數千個蟲卵容器,每50米(164英尺)就有一個。這些容器每兩周會補充更新多達120個新卵。科學家們正在期待沃爾巴克氏菌傳播到80%的蚊子,以確定釋放蟲卵是否如他們所預期的對登革熱流行產生影響。

烏塔利尼認為,如果釋放沃爾巴克氏菌蚊子地區的發病病例比對照組低50%,結果就很良好。

"到那時候,我們就可以宣稱這樣做是起作用的,"她說。

與此同時,新加坡的早期成果也很鼓舞人心。Lee Chen Ng和她的團隊發現,沃爾巴克氏菌蚊子和野蚊子都能在城市環境中存活,並能飛到樓上、成功地與非沃爾巴克氏菌雌性蚊子交配。從研究地點採集的卵子的存活率下降了一半。Lee Chen Ng說,現在他們正在考慮擴大蚊子的生產和釋放策略。

無論是Lee Chen Ng還是烏塔利尼,他們沒有人認為沃爾巴克氏細菌是對付寨卡病毒或登革熱的靈丹妙藥。但是,採取混合干預可能會起作用。

"如果我們能使用新疫苗(登革熱和寨卡病毒)來增加群體免疫力,同時,採取像沃爾巴克氏菌和殺蟲劑這樣的新工具來減少蚊子的數量,我們就應該能夠控制這類疾病,"古博爾說。

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