生化蚊子助人類兵不血刃？

史軍

10年前我們一幫生物系學(xué)生去西雙版納實習(xí)，臨行之前，每人領(lǐng)到一個白色藥片，只有吃了藥片才能成行。當(dāng)時，想也沒想，就把藥片吞了下去?，F(xiàn)在回想起來，那個藥片應(yīng)當(dāng)就是抗瘧疾藥物的氯喹了。

8年前，筆者跟著向?qū)Т┬杏谫F州的密林之間。每每觀察記錄之時，總會有長嘴長腳的黑白花蚊子落在身上，只要不到1分鐘的時間，它們就可以取走血液，并留下一個腫包。

最近聽到了一個好消息，英國的Oxitec公司正試圖一勞永逸解決蚊蟲問題。

英美兩國的科研人員正在培育有基因缺陷的蚊子，并將它們送入蚊群，與正常的蚊子進行交配。這樣，交配后產(chǎn)生的后代會因為基因缺陷在成年前死亡，無法產(chǎn)生后代。通過這種方法，使蚊子的種群自然滅絕。

這個計劃看似天衣無縫，并且極端誘人——我們有可能因此擺脫那些嗡嗡叫的討厭蟲。但是，千萬不要忘記，50年前，手握化學(xué)武器的人類一度認(rèn)為自己戰(zhàn)勝了蚊子，但是最終的結(jié)果給了所有人一記響亮的耳光。

化學(xué)戰(zhàn)曾帶來樂觀一片

如今，我們已經(jīng)知道，蚊子是多種疾病的傳播者，包括瘧疾，黃熱病，登革熱等。其影響之大，非其他害蟲可比，每年感染登革熱的病人總數(shù)高達(dá)1.5億。

實際上，蚊子的襲擾從古至今一直存在，想當(dāng)年諸葛孔明南征孟獲，碰到瘴氣多半就是瘧疾之類的蚊媒傳染病了。只是當(dāng)時的人，根本不知道蚊子身上帶有如此邪惡的“殺人兇手”。直到1897年，英國人羅斯在蚊子體內(nèi)找到了瘧原蟲。在隨后的幾十年中，蚊子身上攜帶的病毒、寄生蟲陸續(xù)被發(fā)現(xiàn)，多種熱帶病的病因也浮出水面，傳播這些疾病的蚊子自然成了眾矢之的。

20世紀(jì)50年代，化學(xué)合成技術(shù)迅猛發(fā)展DDT、環(huán)戊二烯類、六六六以及有機磷農(nóng)藥等殺蟲劑相繼誕生。滅蚊似乎進入了一個黃金時期，意大利1945年時有瘧疾病例40萬，到1950年已無一例發(fā)病，斯里蘭卡的患者人數(shù)野蔥1955年的100萬直線下降到了1964年的17例。蚊蟲制造的瘴氣似乎已經(jīng)被人類強大的科技驅(qū)散。世界衛(wèi)生組織樂觀地把原來的《瘧疾控制規(guī)劃》改為《瘧疾消滅規(guī)劃》，并且計劃在1963年完全消滅瘧疾。

然而，以DDT為代表的化學(xué)制劑就像是把雙刃劍，不僅殺滅了蚊子，更對整個生態(tài)系統(tǒng)帶來了災(zāi)難，比如促使蛋殼變薄，降低雛鳥孵化率；降低精子質(zhì)量等等。于是，在滅蚊形式一片大好的形式下，DDT等藥劑被打入冷宮。結(jié)果就是我們看到蚊媒疾病卷土重來。1978年，世界衛(wèi)生組織尷尬地通過了《〈瘧疾消滅規(guī)劃〉改回〈瘧疾控制規(guī)劃〉的決議》。

生物滅蚊看上去很美

雖然，后來開發(fā)出了以除蟲菊酯為代表的生物殺蟲劑。但是，這些殺蟲的使用條件都比較苛刻，而且殺滅的效力也遠(yuǎn)不如化學(xué)藥劑穩(wěn)定，成本更是比傳統(tǒng)化學(xué)藥劑高昂。所以，很難大規(guī)模應(yīng)用。雖然在部分地區(qū)重新啟用DDT進行滅蚊，但是用量和用法都受到嚴(yán)格控制，投鼠忌器的陰影始終無法散去。于是，人類將目光投向了蚊子的天敵。

實際上，早在1948年，就開始研究食蚊魚（如柳條魚，鳉魚等）的繁殖，并將其應(yīng)用到滅蚊工程之中。在貴州稻田試驗中，只要保證每平方米有3-5條食蚊魚，就可以讓蚊蟲數(shù)量下降96%。將蚊蟲轉(zhuǎn)化為魚類的餌料看似一個兩全齊美的做法，但是這樣的做法同樣受到水域環(huán)境的限制，另外，蚊蟲繁殖場所很多都是季節(jié)性水塘不利于魚類的長期繁殖防蚊，于是，食蚊魚吃蚊子只能是個“看上去很美”的方法。

與食蚊魚等捕食者相比，細(xì)菌和真菌等微生物武器似乎更靠譜一些，比如通過讓蚊子感染大鏈壺菌，可以影響幼蟲體內(nèi)的脂類物質(zhì)的積累，并對幼蟲組織造成破壞，也最愛幼蟲的發(fā)育和生命活動，從而置蚊蟲于死地。但是目前選取的微生物還缺乏自身循環(huán)繁殖的能力，同時生產(chǎn)和運輸這些微生物制品都需要進一步研究，至于大規(guī)模使用就更需時日了。

雌蚊會接受生化雄蚊嗎？

通過人工釋放雄性昆蟲來控制控制昆蟲數(shù)量，并不是什么新鮮事。這種方法的基本原則就是，讓這些人工養(yǎng)殖的雄性個體盡可能多地與環(huán)境中的雌性個體交配，并且產(chǎn)下直接死亡或者無法正常發(fā)育的后代，最終控制野生昆蟲種群的數(shù)量。

之前，在柑橘小食蠅等害蟲身上都進行了類似的工作。只不過，并沒有動用轉(zhuǎn)基因手段。只是用輻射的方法將雄性的繁殖結(jié)構(gòu)破壞，使其不能產(chǎn)生正常的精子，那最終的結(jié)構(gòu)就可想而知了。這種被成為昆蟲不育技術(shù)（SIT）的方法曾一度受到推崇。

然而，這種技術(shù)的缺陷也是顯而易見的。人工釋放的雄蟲必須經(jīng)常補充，因為它們不會自然產(chǎn)生后代。實際上，這些改造的雄蟲更像是發(fā)射出去的子彈，一旦出膛就再也沒有回頭路了。在小規(guī)模防控中，飼養(yǎng)雄蟲的工作量還可以接受，但是一旦將戰(zhàn)場擴大到全球范圍。這種簡單的昆蟲不育技術(shù)就顯得力不從心了。

于是，改良版的生化蚊子登場了。這些轉(zhuǎn)基因雄蚊的生殖系統(tǒng)是正常的，但是它們產(chǎn)生的精子又是非正常的。簡單來說，就是它們攜帶了雌性致死基因。這個基因并不會殺死它們的交配對象。但是，在正常雌蚊與這些生化戰(zhàn)士交配之后，產(chǎn)下的后代中只有雄性能正常發(fā)育，而所有的雌性都會因為雌性致死基因的存在一命嗚呼了。并且，這些繁育出來的雄性仍然可以同自然界中的雌蚊進行交配，如此反復(fù)，蚊子家族就崩潰了。在Oxitec公司的小規(guī)模試驗中，轉(zhuǎn)基因蚊子確實起到了降低野生蚊子數(shù)量的作用。

也許有人會問，雌蚊是死掉了，但是雄蚊子還活著，怎么辦？這個問題很簡單，因為叮人的只有雌蚊，而雄蚊是不會騷擾人類的。

更有意思的是，通過基因改造，人類可以為轉(zhuǎn)基因蚊子找到合適的伴侶，讓它們一起產(chǎn)生更多的后代，這些生活在實驗箱里面的雌性蚊子也有特殊的基因。它們產(chǎn)下的雌性后代有一半會存活。于是，就能源源不斷地生產(chǎn)出雄蚊生化戰(zhàn)士了。但是，實驗的問題，恰恰處在這個實驗室的繁育系統(tǒng)中。

原則上，實驗者只會把改造后的雄蚊放歸自然，讓它們破壞蚊子種群。但是，雌雄的判別機制還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到完美的境界。于是，大約有0.5%的轉(zhuǎn)基因雌蚊會混雜其中，偷偷溜到野外，雖然這個數(shù)量看似不多。但是，一旦讓這些雌蚊建立起自己的王國，平靜地產(chǎn)下那些可生育的雌性后代，那么我們之前所做的工作就前功盡棄了。

還好，科學(xué)家們還有更多的備選方案，隨著蚊基因組測序的完成。我們有更多的選擇，比如一個名為“Actin-4”的基因就成了科學(xué)家們的目標(biāo)。通過基因工程，對蚊子的這個基因進行改造，就會導(dǎo)致雌蚊翅膀肌肉無法正常發(fā)育，而雄蚊是正常的。這樣一來，即使實驗室的雌蚊意外遺漏，也不會造成負(fù)面影響。

不過，以上都是科學(xué)家們的美好愿望。我們根本沒有考慮到雌蚊的感受，它們究竟愿不愿意接受這些臥底雄蚊還是個未知數(shù)。如果，這些臥底在同正常雄蚊的競爭中毫無優(yōu)勢，那科學(xué)家的所有計劃都將化為泡影。

除了以上的致命絕招，科學(xué)家們還在琢磨新的絕招。比如，轉(zhuǎn)Bt基因藍(lán)藻（這項技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于馬鈴薯，棉花等農(nóng)作物），讓蚊子的幼蟲吃下毒藥?；蛘呃棉D(zhuǎn)基因技術(shù)給蚊子種下瘧疾疫苗，讓蚊子成為干凈的吸血者。

但是，這些方法的結(jié)果都是未知數(shù)。比如，帶毒藥的藍(lán)藻會不會毒害其他的水生昆蟲，而昆蟲的崩潰會不會導(dǎo)致魚類的崩潰。而干凈蚊子同樣面臨與臟蚊子的競爭，誰勝誰負(fù)更是難以預(yù)料。

很多蚊子的幼蟲是魚類幼苗的重要食物。如果，這類生物完全消失，那整個水生生態(tài)系統(tǒng)會不會受到影響，仍然值得深思。

實際上，用一些簡單的方法就可以大幅降低蚊媒傳染病的發(fā)生。比如使用蚊帳就可以有效阻斷瘧疾的傳染，在尼日利亞瘧原蟲檢測陽性的人口比率已由之前的42%降至35%。不管怎樣，人類與蚊的斗爭還將持續(xù)下去?？梢钥隙ǖ氖?，不管是直接消滅，還是改造基因，蚊蟲這個已經(jīng)在地球上存在了上億年家族都不會輕易屈服。也許尋求一種共處的平衡點，才是完全之策。