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最后更新时间 - 责任编辑 - 赵跃松

使蚊子绝育,是为了消除多种蚊媒传染病。登革热就是一种典型的蚊媒传染病,通过带有登革热病毒的雌性伊蚊叮咬传染给人类。


欢快的音乐,整齐的舞步,发光的电蚊拍。 社交网络上,一段东北大妈自编的 曳步灭蚊广场舞 从今年6月火到了9月。进入9月,为储备能量过冬,各地的秋蚊开始猖獗起来。

潮湿闷热的天气为蚊子提供了星级生存环境,南方依然是秋蚊 活动 的重灾区。而居住在广东省广州市白云区棠景街的居民今秋却减少了 抗蚊 的烦恼,这一切要归功于一项试验 中山大学热带病防治研究教育部重点实验室主任、美国密歇根州立大学教授奚志勇团队的 绝育蚊子 试验。

使蚊子绝育,是为了消除多种蚊媒传染病。登革热就是一种典型的蚊媒传染病,通过带有登革热病毒的雌性伊蚊叮咬传染给人类。

近年来,全球登革热发病率快速上升,根据世界卫生组织的统计数据:2010年,全球登革热发病数为220万,2016年这一数据增至334万。登革热已成为发展最快的蚊媒传染病,遍及热带、亚热带128个国家和地区。

棠景街的 绝育蚊子 就是奚志勇团队研究的白纹伊蚊。白纹伊蚊是国内主要传播登革热的蚊子种群。由于雨水偏多且气温偏高的特殊环境,广东省正是国内登革热多发和重点防控的地区。每年7-11月是广东省登革热发病高峰期,疫情高发区主要包括:珠三角地区、粤东潮汕地区、粤西湛江徐闻的渔港区。

根据广东省卫生健康委员会政府信息公开目录:2016年-2018年,广东省登革热发病数分别为544、1662、3315,呈上涨趋势。2019年截至6月12日,广东18个地市共报告240例登革热病例,较2018年同期(44例)相比上升明显。

对于登革热,目前,全球范围没有疫苗,也没有特效药,只能通过控制传播媒介来预防。

因而, 绝育蚊子 试验从一开始便带有特定的意义,奚志勇及团队生产的雄性白纹伊蚊释放后也只有一个使命 与野生雌性白纹伊蚊交配,致其不育,达到控制种群数量的目的,最终实现预防及控制登革热的效果。

7月18日,《Nature》杂志刊载了奚志勇及其团队的最新研究成果 《昆虫不相容和绝育技术相结合清除蚊媒种群》。该项研究介绍了一种最新的灭蚊方法,通过雄蚊感染沃尔巴克氏体菌与低剂量射线照射使雌蚊绝育相结合,达到 以蚊治蚊 的目的。

经常使用杀虫剂导致了蚊虫对杀虫剂的耐药性,防控效果受到影响。通过释放沃尔巴克体,压制自然界的蚊虫密度,对于整个防控应该说是非常有意义的。 广东省疾病预防控制中心副主任林立丰在接受媒体采访时说。

有人担忧,蚊子本是生物链中的天然一环,这个方法是否会将它完全灭绝,生态链遭到破坏怎么办?奚志勇解释称: 这是一种误读,我们针对的是人类居住地区传播疾病的白纹伊蚊。而存在于野生环境中、不起传播疾病作用的蚊子,不会是我们的控制目标。

绝育手术

8月份的广州,闷热、潮湿,走出广州东站,湿热气息扑面而来,人就像一张蒸笼纸,被放进刚烧开水的蒸笼里,时刻能拧出水来。出租车穿过老城区,沿着珠江一路驶向广州科学城 广州高新技术企业的聚集地。世界最大的 蚊子工厂 ,就坐落在科学城加速器园区的一栋大楼内。

走进 蚊子工厂 ,经过办公区,穿上隔离服,经过注射室、诊断区、生产区,便可以详细了解蚊子做 绝育手术 的全程。3500平米的工厂里,每周接受 绝育手术 的蚊卵大约有2亿个,而成功被生产出来的雄性 绝育蚊子 大约有1000万只。

与普通手术不同,蚊子的 绝育手术 需要好几个 手术室 ,首先是显微注射室。在这里,研究人员通过胚胎显微注射技术,将一种精心挑选的沃尔巴克氏体菌注入白纹伊蚊的早期胚胎内,感染其生殖系统,产生第一只带菌雌蚊,并获得第一个蚊株。

选出蚊株的工作极其复杂。 注射是非常精细的过程,筛选蚊株是繁琐的过程。我们给一百个蚊卵注射沃尔巴克氏体菌,存活下来的只有十几个,这十几个存活下来的蚊卵里面,感染沃尔巴克氏体菌的也只有一半。 现场研究人员告诉经济观察报记者,筛选工作结束,他们会建立 种子库 ,并定期检测沃尔巴克氏体菌是不是稳定遗传。

选完 种子 , 手术室 就换到了幼虫饲养车间。推开幼虫饲养车间的铁门,首先传来的是一股充斥着食物发酵的刺鼻味道,一个个托盘大小的水槽里放满了孵化后密密麻麻的黑色幼虫,等待成蛹。在这里,每一平方米的地面空间饲养着150万蚊子幼虫。

幼虫成蛹后, 手术 进入分离环节。 通过雌雄分离仪把雄蚊蛹和雌蚊蛹分开,每天我们每个人大概可以分离340万只雄蛹。 现场研究人员介绍说,雌雄分离是非常关键的步骤。 分离仪的准确率是99.7%,如果剩下0.3%的经过感染的雌蚊在野外与雄蚊交配,还是可以产下后代的。不解决这0.3%的雌蚊,就没法进行种群压制,甚至还会引起种群替换,一切就前功尽弃了。

为解决0.3%雌蚊绝育的问题,2016年4月,世界首台专门用于蚊子雌蛹辐射处理的X光射线仪投入 蚊子工厂 使用,处理能力可达每小时60万只。 低剂量射线照射,使雌蚊不育,就算释放出去,交配后也无法产生后代,这样就可以达到100%的种群清除效果了。 奚志勇说。

分离结束后, 绝育手术 进入尾声。等待这些分离出来的、带有沃尔巴克氏体菌的雄蛹羽化,再经过包装、质控,最后对外释放。

至此,从卵、幼虫、蛹到成虫,一只白纹伊蚊的 绝育手术 便做完了。

释放 绝育蚊子

任何一种技术如果不被引入实际应用中,就失去了研究的意义。奚志勇给白纹伊蚊做 绝育手术 是为了预防登革热。因而,在完成实验室阶段后,奚志勇将这项研究转入现场试验。

七年前,奚志勇便着手组织沃尔巴克氏体菌蚊子在国内的现场释放试验。那时,澳大利亚和美国也刚拿到许可,启动并部分完成了该项试验。

在国内,现场试验始于2015年3月的广州南沙沙仔岛。 其实我们当时选了好几个点,最后定沙仔岛是出于综合考虑,一方面岛上生态相对封闭,岛上蚊子密集,又有江水作为明显的隔离带,适合监测。还有一个很重要的原因,沙仔岛的居民对这个试验的理解和支持率高。 奚志勇解释说。

要释放多少带有沃尔巴克氏体菌的雄性白纹伊蚊才能清除该区域的白纹伊蚊?这也是困扰奚志勇及其团队的问题。 后来我们根据数学模型推定,我们释放的雄蚊与野外雄蚊比例需至少达到5:1。 奚志勇对经济观察报记者说,因为蚊子飞行的距离在50米到75米之内,所以团队在两个岛上每隔50米就设一个释放点,就能很好地覆盖释放范围。

第二年,奚志勇团队联合广州市疾病预防与控制中心选出了第二个现场试验点 广州番禺大刀沙岛。

根据奚志勇在《Nature》杂志上发表的研究数据,2016年-2017年,广州沙仔岛和大刀沙岛两处试验区白纹伊蚊的数量降幅在83%到94%。

2018年,奚志勇团队与广州市疾病预防和控制中心合作,在广州市区的部分城中村、高楼大厦选出了现场试验点释放雄性沃尔巴克氏体菌白纹伊蚊。白云区的棠景街便是其中一个点。

从相对封闭的岛上到人群拥挤的城区,奚志勇及团队面临的是全然不同的环境,自然也遇到了更加棘手的问题。 在岛上释放的时候有江水做隔离带,在城区,你找不到这么好的隔离带。还有一个让人头大的问题就是释放方法的问题,城中村环境复杂,传统的方法很难控制,我们不可能再像以前一样人工捧着桶去释放。而且,高楼大厦周围的蚊子,在空间上呈垂直分布到高楼顶部。 奚志勇说,寻找创新的释放方法刻不容缓,经过多轮探讨与试验,无人机被选为最有效的释放工具。目前团队已与一家无人机公司开始合作。

此外,社区居民的理解与支持仍是必须要解决的问题。为了能让现场释放工作顺利进行,广州市疾病预防和控制中心做了大量宣传和知识普及工作。

很多老百姓(73.640,-0.43,-0.58%)不知道只有雌蚊叮人,雄蚊不叮人,我们就在社区举办了多场知识讲座告诉居民这一点。但讲完之后还是有人不相信啊,怎么办呢?那就现场演示给他们看。我们的工作人员自己把手伸进装满了蚊子的蚊笼,让他们亲眼看到并相信: 蚊子工厂 生产出来的雄蚊不叮人。后来,我们还组织部分居民去 蚊子工厂 参观,了解 绝育蚊子 生产的整个过程。 广州市疾病预防和控制中心副主任张周斌对经济观察报记者说。

商业化难题

完成了实验室试验、不同环境的现场试验, 绝育蚊子 技术走向商业应用,还欠着农药登记许可证这股东风。

目前我们正在和农业部沟通,按要求递交药效学等数据资料。一旦通过农业部许可,获得农药登记证,这项技术就可以作为微生物杀虫剂投入商业化应用,估计一年到三年之内就能实现。 奚志勇介绍说。

事实上,奚志勇早就有了商业化方面的设想。因为广东省科技厅的资助比较特殊,补贴到期后,奚志勇团队必须通过社会融资支撑项目及产业化。 没有了政府的补贴,我们只能自己想办法找钱让项目进行下去。

在此背景下,广州威佰昆生物科技有限公司诞生。天眼查数据显示,该公司成立于2015年8月,注册资本113.743万元,最大股东为广州胜比亚投资合伙企业,持股70.42%,中山大学全资子公司广州市达安基因(10.810,0.01,0.09%)科技有限公司是第二大股东,持股17.5%。截至目前,已经获得两轮融资。

提及商业模式,奚志勇认为一定是toB的模式。他构想了三种:第一,产品销售,将沃尔巴克氏体菌蚊卖给下游进行害虫防控的公司,教给他们方法。第二,技术服务,与政府签订灭蚊合同,提供全套以控病防病为目的的灭蚊技术服务,以及与居民和商业小区签订合同建立无蚊小区。第三,将现有技术延伸到农业的害虫和疾病控制范畴里(如黄龙病和水稻害虫)。

小 绝育蚊子 背后是大市场,以商业化转化为目标的竞争也已展开,国外也不例外。2015年,谷歌参加了奚志勇团队广州的项目年会并参观了 蚊子工厂 后,决定启动该研究。随后,微软也加入其中,投入大量研发促进技术的产业化。

据奚志勇透露,全球杀虫剂巨头公司德国拜耳研究了该项技术的商业化前景,并希望与其合作。 他们经过长达一年的调查研究得出结论,这个技术已经成熟,可在未来1-2年内推向市场。未来,这项技术将至少占据全球化学杀虫剂市场份额的三分之一,仅登革热伊蚊的控制,全球市场份额每年大概能达到1亿多欧元。

不过,在商业化的道路上,还有技术难题待解。

奚志勇说,世界卫生组织和各国政府更希望看到的是登革热发病率的下降和控制。 从理论上讲,没有伊蚊就没有登革热,但是如果没法清除,大家都会问到底蚊媒数量降低到多少才能降低或阻断疾病传播?这是一个至今在科学上还没有回答的问题。

上述疑问相关的证据需要通过随机分块试验获取。即:选出试验地,将其划分为众多区域,随机选择一半释放沃氏体蚊,另一半作为对照。但随之而来的,是所有技术商业化过程中需要面对的另一个难题:资金。

这项研究不光费钱,还耗时。一般要经过4-5年的现场研究,花费1000万美元。这是我们希望下一步能完成的。 奚志勇说。


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