很多人可能不知道,8月20日是“世界蚊子日”,且它被賦予這一意義已有100多年歷史。“蚊子日”是為了提醒人們注意,蚊子是傳播瘧疾及其他疾病的媒介。
數(shù)據(jù)顯示,全球已發(fā)現(xiàn)的蚊子種類(lèi)超3600種,它們的“足跡”遍布全球。
蚊子作為多種致命疾病的傳播媒介,瘧疾、登革熱、寨卡病毒等借由其叮咬擴(kuò)散。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)的最新數(shù)據(jù),蚊蟲(chóng)平均每年造成全球78萬(wàn)人死亡,位居最致命動(dòng)物榜第一。
面對(duì)這樣的威脅,人類(lèi)與蚊子的“攻防戰(zhàn)”已經(jīng)持續(xù)千年。從傳統(tǒng)的蚊帳、殺蟲(chóng)劑,到如今的基因編輯、生物防治,人類(lèi)的應(yīng)對(duì)方式在不斷升級(jí),卻始終未能徹底終結(jié)這場(chǎng)較量。
這場(chǎng)跨越時(shí)空的“人蚊之戰(zhàn)”,仍在等待新的解決方案。
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“以蚊治蚊”,基孔肯雅熱的另類(lèi)防疫方案
今年夏天,由白紋伊蚊傳播的基孔肯雅病毒在廣東多地點(diǎn)狀散發(fā),防蚊滅蚊成了防疫關(guān)鍵。
很長(zhǎng)一段時(shí)間里,人類(lèi)驅(qū)滅蚊蟲(chóng)主要有兩種方式,一是物理方式,如孳生地清理、掛蚊帳、裝紗窗、開(kāi)滅蚊燈等;二是化學(xué)方式,如使用蚊香片(液)、氣霧劑等。
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今年的廣東“滅蚊戰(zhàn)”中,廣州威佰昆生物科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“威佰昆”)用了一種新方式:投放感染沃爾巴克氏菌(Wolbachia)的雄蚊。它們與野生雌蚊交配后,雌蚊產(chǎn)下的卵無(wú)法正常孵化,這會(huì)從根本上減少蚊蟲(chóng)種群數(shù)量。
這被稱(chēng)為“以蚊治蚊”,為此,威佰昆還在廣州市黃埔區(qū)設(shè)立了“蚊子工廠(chǎng)”,每周培育500萬(wàn)只“絕育雄蚊”,以期逐步降低蚊媒數(shù)量,最終構(gòu)筑生物防控屏障。
在此之前,“以蚊治蚊”在廣州、佛山等地進(jìn)行,但更多是小范圍試驗(yàn)。
廣州市白云區(qū)又一居花園是廣州首個(gè)“以蚊治蚊”城市試點(diǎn)社區(qū),早在2018年6月開(kāi)始進(jìn)行此試驗(yàn)。在投放絕育雄蚊后一年內(nèi),該小區(qū)的蚊子平均數(shù)量均保持在低位,對(duì)照小區(qū)(又一居花園附近小區(qū))的平均蚊子數(shù)量則在夏季明顯升高,且持續(xù)高于又一居花園。
最近一年來(lái),進(jìn)行過(guò)“以蚊治蚊”試驗(yàn)的廣州白云區(qū)峽石村也時(shí)常見(jiàn)諸報(bào)端。這是個(gè)依山傍水的傳統(tǒng)村落,蚊蟲(chóng)本不少,此前曾發(fā)生登革熱病例。2018年起,威佰昆團(tuán)隊(duì)在該村開(kāi)展“以蚊治蚊”試點(diǎn),至今已進(jìn)入第八個(gè)年頭,過(guò)去7年里當(dāng)?shù)卦贌o(wú)登革熱案例出現(xiàn)。
據(jù)了解,項(xiàng)目實(shí)施初期,團(tuán)隊(duì)以附近村莊為對(duì)照區(qū)進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)。分析發(fā)現(xiàn),試驗(yàn)村的白紋伊蚊明顯減少,更難得的是,當(dāng)白紋伊蚊活躍的夏季多雨天氣來(lái)臨時(shí),對(duì)照區(qū)白紋伊蚊數(shù)量直線(xiàn)攀升,但試驗(yàn)區(qū)內(nèi)仍維持常態(tài)。2018年10月,這里還吸引了美國(guó)、印度、泰國(guó)等多國(guó)專(zhuān)家學(xué)者組團(tuán)前來(lái)調(diào)研。
引起全球轟動(dòng)的中國(guó)滅蚊技術(shù)
很多人看到新聞?dòng)X得不可思議——“人蚊大戰(zhàn)”終于找到技術(shù)解藥了嗎?
“20多年前,它的確是個(gè)極端冷僻的項(xiàng)目??我博士導(dǎo)師的導(dǎo)師提出了這個(gè)概念,但一直落不了地,還被說(shuō)是‘騙子’。但如果今天還有人這么說(shuō),那完全是孤陋寡聞?!鞭芍居率峭劾サ膭?chuàng)始人,也是共生菌沃爾巴克氏菌滅蚊技術(shù)開(kāi)創(chuàng)者。
圖片來(lái)源:受訪(fǎng)者提供
他告訴《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者,蚊子咬人時(shí)會(huì)傳播病毒,但只有雌蚊才會(huì)咬人。更關(guān)鍵的是,雌蚊一生只交配一次,通過(guò)儲(chǔ)精囊里儲(chǔ)存的精子持續(xù)受精、產(chǎn)卵。正因?yàn)槲米拥倪@兩個(gè)特點(diǎn),科學(xué)家才設(shè)想用絕育雄蚊實(shí)現(xiàn)“以蚊治蚊”。
然而,如何將“以蚊治蚊”從理論變成實(shí)踐,再到產(chǎn)業(yè)化,這是關(guān)鍵。
2001年,奚志勇去美國(guó)肯塔基大學(xué)攻讀醫(yī)學(xué)昆蟲(chóng)學(xué)博士時(shí),著手研究這一技術(shù)。
2003年的一天,奚志勇首次在實(shí)驗(yàn)室中成功建立了沃爾巴克氏菌與登革熱蚊媒的共生關(guān)系。其后,他得出結(jié)論:在蚊卵產(chǎn)出后的60~90分鐘內(nèi),將沃爾巴克氏菌導(dǎo)入即將發(fā)育為成蚊生殖系統(tǒng)的特定部位,即可與蚊株形成新型的穩(wěn)定共生關(guān)系。這一研究成果于2005年發(fā)表在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》上,身為第一作者的奚志勇也憑借此文,受到國(guó)際同行的關(guān)注。
應(yīng)用端突破則是近十年的事。奚志勇告訴記者,2010年他在蓋茨基金會(huì)的引薦下把技術(shù)帶到中國(guó),專(zhuān)門(mén)為中國(guó)的白紋伊蚊建立了適合它使用的共生體。他選擇與中山醫(yī)科大學(xué)的老同事合作,成立了中山大學(xué)—密歇根州立大學(xué)熱帶病防控聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室,專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)項(xiàng)目運(yùn)行。
2015年,奚志勇創(chuàng)辦威佰昆,開(kāi)始與廣東省及廣州市疾控部門(mén)合作。他們選擇在廣州的沙仔島、大刀沙島持續(xù)釋放攜帶沃爾巴克氏菌的雄蚊。至2019年,《自然》上的一篇論文將威佰昆首次帶入全球視野。
“(小島投放)當(dāng)時(shí)這項(xiàng)技術(shù)還處于早期,很多人對(duì)這個(gè)技術(shù)持有質(zhì)疑和不確定心態(tài),認(rèn)為失敗的可能性非常大。所以我們是謹(jǐn)小慎微、全面設(shè)計(jì),最終取得成功。相關(guān)文章發(fā)表在《自然》上,引起全世界的轟動(dòng)。”奚志勇說(shuō)道。
論文摘要清晰記錄了威佰昆團(tuán)隊(duì)的突破性試驗(yàn)成果:在2016年和2017年的蚊子繁殖季節(jié),奚志勇教授團(tuán)隊(duì)每周在兩個(gè)島嶼上的居民區(qū)釋放大量亞洲虎蚊,每公頃面積內(nèi)投放超過(guò)16萬(wàn)只蚊子。在兩年的時(shí)間里,野生亞洲虎蚊種群幾乎全被清除,每年野生蚊種的數(shù)量平均減少83%~94%,且在長(zhǎng)達(dá)6周內(nèi)都監(jiān)測(cè)不到蚊子。
《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者注意到,該文章已被同行引用478次,并被國(guó)內(nèi)外新聞媒體廣泛報(bào)道。
奚志勇在采訪(fǎng)中反復(fù)表示,這是威佰昆和“以蚊治蚊”技術(shù)的重要轉(zhuǎn)折點(diǎn),小島試驗(yàn)的結(jié)果,直接證明了利用共生菌沃爾巴克氏菌來(lái)滅蚊的技術(shù)是切實(shí)可行、能落地見(jiàn)效的。
“以蚊防蚊”已在全球多個(gè)國(guó)家試驗(yàn)
在全球范圍內(nèi),蟲(chóng)媒傳染病的防控都是非常急迫的課題,特別對(duì)于那些受登革熱等疾病影響的國(guó)家,“以蚊治蚊”更受關(guān)注。
巴西是登革熱、基孔肯雅熱等蚊媒疾病的重災(zāi)區(qū),這些疾病每年引起數(shù)百萬(wàn)人感染及上千人死亡。2012年開(kāi)始,巴西著手研究利用沃爾巴克氏菌防止蚊媒疾病,并于2014年開(kāi)始試點(diǎn)釋放帶菌埃及伊蚊。
今年7月,世界最大的“蚊子工廠(chǎng)”在巴西巴拉那州庫(kù)里蒂巴健康科技園建成,專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)攜帶沃爾巴克氏菌的埃及伊蚊,該工廠(chǎng)每周能生產(chǎn)1億枚蚊卵。
《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者在1967年發(fā)表于《Nature》的論文中看到,國(guó)際上最早的“絕育蚊”投放發(fā)生在上世紀(jì)六十年代的緬甸。1967年2月至5月,試驗(yàn)者每日釋放5000只沃爾巴克氏菌雄蚊,第一個(gè)月里,蟲(chóng)卵不孵化率最高僅11.6%,但進(jìn)入第10周后,蟲(chóng)卵不孵化率達(dá)到70.4%,當(dāng)年5月9日—10日,實(shí)現(xiàn)了100%不孵化,即成蟲(chóng)補(bǔ)充鏈斷裂。遺憾的是,5月11日季風(fēng)來(lái)臨,該試驗(yàn)結(jié)束。
圖片來(lái)源:論文截圖
值得一提的是,上述試驗(yàn)所釋放的庫(kù)蚊來(lái)自法國(guó),這些庫(kù)蚊體內(nèi)攜帶的菌株與緬甸當(dāng)?shù)鼐瓴煌?。此后接?0年時(shí)間里,這一試驗(yàn)始終無(wú)法復(fù)制到伊蚊身上,可偏偏,伊蚊才是傳播登革熱等傳染病的“元兇”。
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更麻煩的是,自然狀態(tài)下的伊蚊,要么根本不帶沃爾巴克氏菌,要么帶的菌株沒(méi)什么防治價(jià)值,想靠它治蚊媒疾病根本沒(méi)用。要把不育細(xì)菌“傳”到伊蚊身上,還得人工介入。
一直到2005年,奚志勇團(tuán)隊(duì)用了昆蟲(chóng)胚胎顯微注射技術(shù),才終于成功培育出了人工攜帶沃爾巴克氏菌的伊蚊品種。
也正因這一突破,奚志勇有了十足底氣。他說(shuō),當(dāng)年小島試驗(yàn)結(jié)果一公布,新加坡就專(zhuān)門(mén)派人來(lái)廣州學(xué)經(jīng)驗(yàn)。面對(duì)這些需求,他沒(méi)藏著掖著,選擇把技術(shù)公開(kāi),幾乎是毫無(wú)保留地分享經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)細(xì)節(jié)。
在他看來(lái),一項(xiàng)技術(shù)剛起步時(shí),光靠幾個(gè)人根本推不動(dòng),得讓更多人參與進(jìn)來(lái)研究,才能不斷進(jìn)步并真正成熟,進(jìn)而改變這個(gè)還很“年輕”的領(lǐng)域。
事實(shí)也確實(shí)像奚志勇希望的那樣:隨著技術(shù)一步步發(fā)展,用沃爾巴克氏菌防控伊蚊的辦法慢慢被更多人知道了,相關(guān)的成功案例也常被報(bào)道。到現(xiàn)在,全世界“蚊子工廠(chǎng)”使用的核心技術(shù),都可追根溯源至中國(guó)。
除了巴西,不育埃及伊蚊雄蚊在2016年還被釋放到美國(guó)邁阿密州南部面積近170英畝的區(qū)域內(nèi)。根據(jù)論文記載,釋放區(qū)域的埃及伊蚊種群密度相較對(duì)照區(qū)顯著下降。2018年1月,300萬(wàn)只感染沃爾巴克氏菌的埃及伊蚊雄蚊在20周內(nèi)被釋放到澳大利亞北部三個(gè)獨(dú)立區(qū)域中,與對(duì)照組相比,釋放區(qū)野生種群下降率全部遠(yuǎn)超80%。
新加坡政府也在“養(yǎng)”蚊子。由該國(guó)國(guó)家環(huán)境局運(yùn)營(yíng)的蚊子工廠(chǎng),每星期要生產(chǎn)約500萬(wàn)只雄性埃及伊蚊。如今,新加坡政府還在籌建新的“蚊子工廠(chǎng)”。
新加坡國(guó)家環(huán)境局在多地實(shí)地研究后初步發(fā)現(xiàn),釋放區(qū)內(nèi)居民感染登革熱的風(fēng)險(xiǎn)降低了約75%,埃及伊蚊數(shù)量則減少了80%~90%。到2026年,這項(xiàng)計(jì)劃將覆蓋80萬(wàn)戶(hù)家庭,占全國(guó)家庭總數(shù)的一半。
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提到新加坡的經(jīng)驗(yàn),奚志勇略有遺憾。沃爾巴克氏菌治蚊技術(shù)誕生于他領(lǐng)導(dǎo)的獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用起步于廣東廣州。2019年新冠疫情暴發(fā)之前,威佰昆在全球“風(fēng)光無(wú)兩”。但疫情之后,新加坡、美國(guó)等國(guó)的沃爾巴克氏菌治蚊術(shù)在國(guó)際上的名聲已經(jīng)超過(guò)威佰昆。
“新加坡現(xiàn)在做得很好,有中國(guó)的團(tuán)隊(duì)去學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),對(duì)方說(shuō)他們就是從廣州學(xué)的,現(xiàn)在等于是學(xué)生超過(guò)老師了,青出于藍(lán)而勝于藍(lán)?!鞭芍居抡f(shuō)道。
推廣復(fù)制還有哪些障礙?
作為一項(xiàng)為抗病而生的新技術(shù),“以蚊治蚊”誕生的目的就是為公共衛(wèi)生服務(wù),產(chǎn)業(yè)鏈最終“客戶(hù)”一般是政府、學(xué)校、旅游區(qū)、公園等。
談及威佰昆如何盈利,奚志勇說(shuō),首先收入來(lái)自政府采購(gòu),全球基本如此;其次,他們向B端(商業(yè)端)客戶(hù)提供服務(wù)——例如一些學(xué)校和旅游區(qū)等?!澳壳?,在建立攜帶沃爾巴克氏菌的蚊株上,我們是全球當(dāng)仁不讓的‘老大’。任何人想啟動(dòng)這樣的項(xiàng)目,都會(huì)第一個(gè)找到我們,拿蚊種授權(quán),買(mǎi)生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)技術(shù)。(新冠)疫情期間,我們主要的收入就是來(lái)源于此。”奚志勇介紹。
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據(jù)他介紹,沃爾巴克氏菌絕育蚊技術(shù)不僅體現(xiàn)在防控蚊蟲(chóng)上,其更大價(jià)值在于防控疾病。目前已有20~30個(gè)國(guó)家在推進(jìn),而且世衛(wèi)組織還發(fā)文,讓全球100多個(gè)有需要的國(guó)家引進(jìn)沃爾巴克氏菌技術(shù),用于登革熱防控。
但對(duì)于全球大多數(shù)城市的防疫部門(mén)而言,至少當(dāng)下,這項(xiàng)“以蚊治蚊”技術(shù)還不是他們應(yīng)對(duì)蚊媒疾病的首選方案。
卡點(diǎn)在哪?外界首先關(guān)注的是成本問(wèn)題。
奚志勇接受《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者采訪(fǎng)時(shí)坦言,這項(xiàng)技術(shù)的成本是個(gè)復(fù)雜的話(huà)題,但所謂的“高成本”其實(shí)是偽命題。因?yàn)?,傳統(tǒng)的蟲(chóng)媒病防控方法沒(méi)有很好的效果,或者至少無(wú)法產(chǎn)生可持續(xù)的效果。而且,傳統(tǒng)的殺蟲(chóng)劑滅蟲(chóng)法不夠環(huán)保,其毒性大,甚至?xí)ζ渌?,?duì)環(huán)境破壞大?!霸趥鹘y(tǒng)方法不能有效控制蚊媒病的情況下,如何來(lái)比成本?首先大家的效果一樣,才能談成本。”奚志勇認(rèn)為。
他還強(qiáng)調(diào),殺蟲(chóng)與抗病是兩碼事。傳統(tǒng)的化學(xué)滅蚊方法,關(guān)鍵在于不能持續(xù)有效地滅蚊,使蚊子的密度低至可防止疾病傳播的程度。而且,采用殺蟲(chóng)劑等化學(xué)法滅蚊,蚊子容易產(chǎn)生抗藥性。
從單個(gè)項(xiàng)目來(lái)說(shuō),沃爾巴克氏菌絕育蚊的釋放成本,與治理時(shí)間寬度、物理方位寬度有關(guān)。區(qū)域越大、時(shí)間跨度越大,則成本越低。據(jù)悉,威佰昆目前的絕育蚊投放成本在2元/平方米左右,投放3周內(nèi)可以讓投放區(qū)蚊群數(shù)量降到對(duì)比組的50%左右,6周到8周后可以降到80%,成效能持續(xù)一年。
奚志勇還介紹,地方政府還可采取“傳統(tǒng)化學(xué)滅蚊+沃爾巴克氏菌絕育蚊”二者結(jié)合的方式控蚊,這能把效果拉到最大,把成本降到最低。
在他看來(lái),更大的推廣應(yīng)用“卡點(diǎn)”是在各地政府的控蚊標(biāo)準(zhǔn)上——各地在控蚊上的傳統(tǒng)考核標(biāo)準(zhǔn)較低?!叭绻@些控蚊標(biāo)準(zhǔn)不發(fā)生變化,我這個(gè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)就顯示不出來(lái)。我們也希望通過(guò)這次(基孔肯雅熱)疫情,能夠(讓政府)把控蚊的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步優(yōu)化,使得我們這些新技術(shù)有空間、有機(jī)會(huì)成長(zhǎng)起來(lái)。否則,如果按照原有的這套控蚊標(biāo)準(zhǔn),我們沒(méi)辦法跟傳統(tǒng)滅蚊手段去競(jìng)爭(zhēng)?!鞭芍居卤硎?。
記者從某地疾控中心了解到,他們今年剛開(kāi)始小范圍應(yīng)用該技術(shù)防疫,目前還無(wú)法評(píng)估實(shí)際效果。
此外,沃爾巴克氏菌絕育蚊的投放,要走出環(huán)境簡(jiǎn)單的小島、城中村,走向環(huán)境更為復(fù)雜、人流量更大的商業(yè)中心、城市中心,這考驗(yàn)著蚊媒的釋放技術(shù)和監(jiān)測(cè)技術(shù)。越復(fù)雜的場(chǎng)景,越考驗(yàn)這項(xiàng)技術(shù)的防蚊成效。
再有,防控的長(zhǎng)期有效性也是大眾更關(guān)注的問(wèn)題。
據(jù)報(bào)道,在拉丁美洲、亞洲和大洋洲開(kāi)展的試驗(yàn)中,部分試驗(yàn)中使用了wMel菌株,該菌株的效力可能會(huì)在熱應(yīng)激下減弱。建模結(jié)果顯示,wMel菌株到本世紀(jì)三十年代的預(yù)測(cè)熱浪情景下可能依然有效,但變暖情景下的更長(zhǎng)期效果還不確定。
不過(guò),高溫影響的不僅是不育雄蚊。一旦溫度超過(guò)35℃,很多蚊子,特別是傳播基孔肯雅熱病毒的白紋伊蚊,無(wú)論是成年蚊子還是蚊子幼蟲(chóng),本就會(huì)被熱死。
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