岡比亞按蚊可以攜帶瘧疾病原蟲。圖片來源：RealityImages/Shutterstock

英國研究人員發(fā)現(xiàn)，對攜帶瘧疾病原蟲的蚊子進行基因改造，可以減緩其體內(nèi)瘧疾寄生蟲的發(fā)育，也可以縮短蚊子的壽命。最后，經(jīng)過基因改造的蚊子在傳播瘧疾之前就會死亡。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于9月21日出版的《科學進展》。

論文通訊作者、英國帝國理工學院George Christophides表示，實驗室研究和計算機模型均表明，該方法可以阻止致命寄生蟲的傳播，并消除瘧疾傳播。

值得注意的是，這種方法發(fā)揮作用的關(guān)鍵是基因驅(qū)動，即在野生蚊子種群中傳播所需的基因改造。這是一種可導致特定DNA片段被所有后代繼承的機制，而通常情況下，遺傳信息只能被繼承一半?；蝌?qū)動可使特定DNA在種群中傳播，即使它是不利的。

Christophides指出，這項新研究的依據(jù)是瘧疾寄生蟲在蚊子體內(nèi)發(fā)育并到達唾液腺需要10到12天，只有到達唾液腺后，蚊子叮咬才會使人受到感染。因此，可以通過延遲寄生蟲的生長來破壞整個傳播周期。

為了做到這一點，研究團隊對岡比亞按蚊進行了基因改造，使其腸道細胞分泌兩種先前被證明可以延緩寄生蟲發(fā)育的小蛋白質(zhì)。其中一種蛋白質(zhì)來自非洲爪蛙，另一種來自蜜蜂。

結(jié)果表明，經(jīng)基因改造的蚊子被感染后，需要多花幾天時間才能在蚊子的頭部檢測到瘧疾寄生蟲。更重要的是，這種變化還將蚊子的壽命縮短了幾天。Christophides說，這進一步減少了蚊子存活和具有傳染性的時間。

Christophides同時指出，這種方法還有兩個潛在的問題。隨著基因驅(qū)動的傳播，瘧疾寄生蟲會對這兩種蛋白質(zhì)產(chǎn)生耐藥性。但寄生蟲種群崩潰得越快，產(chǎn)生耐藥性的概率就越低。因此，為避免這種情況，使蚊子盡可能多地傳播的基因驅(qū)動顯得尤為重要。

另一個問題是，蚊子的進化方式可能會阻止基因驅(qū)動的進行。研究人員表示，基因驅(qū)動的設(shè)計將使這種風險最小化。

坦桑尼亞的研究人員正在用這種方法改造當?shù)匚米?，以觀察這種改造對當?shù)丿懠布纳x傳播效果的影響如何。如果這項研究取得成功，研究團隊希望在坦桑尼亞進行實地試驗，但目前這項工作僅限于實驗室。

此外，其他研究團隊正在研究如何利用基因驅(qū)動消滅蚊子種群。例如，讓所有雌性蚊子后代不育，而雄性后代保持生育能力，并繼續(xù)傳播基因驅(qū)動。在巴西，數(shù)百萬只轉(zhuǎn)基因雄蚊已經(jīng)被釋放，以減少野生蚊子的數(shù)量。這些轉(zhuǎn)基因蚊子攜帶一種基因，可以殺死與它們交配的任何雌性蚊子的后代。目前還沒有證據(jù)表明這種基因存在于野生動物中。

Christophides表示，這兩種方法可以一起使用。一種方法可以用來消滅一個地區(qū)的蚊子，對于任何存活下來或從另一個地區(qū)進入的蚊子可以通過另一種方法進行基因改造，以防止它們傳播瘧疾。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1126/sciadv.abo1733

（原標題《科學家培育出不傳播瘧疾的蚊子》）