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(duì)攜帶瘧疾病原蟲的蚊子進(jìn)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(huì)死亡。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于9月21日出版的《科學(xué)進(jìn)展》。

論文通訊作者、英國帝國理工學(xué)院George Christophides表示，實(shí)驗(yàn)室研究和計(jì)算機(jī)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(dòng)，即在野生蚊子種群中傳播所需的基因改造。這是一種可導(dǎo)致特定DNA片段被所有后代繼承的機(jī)制，而通常情況下，遺傳信息只能被繼承一半?；蝌?qū)動(dòng)可使特定DNA在種群中傳播，即使它是不利的。

Christophides指出，這項(xiàng)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(dá)唾液腺需要10到12天，只有到達(dá)唾液腺后，蚊子叮咬才會(huì)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(gè)傳播周期。

為了做到這一點(diǎn)，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)岡比亞按蚊進(jìn)行了基因改造，使其腸道細(xì)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(shí)間才能在蚊子的頭部檢測(cè)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(jìn)一步減少了蚊子存活和具有傳染性的時(shí)間。

Christophides同時(shí)指出，這種方法還有兩個(gè)潛在的問題。隨著基因驅(qū)動(dòng)的傳播，瘧疾寄生蟲會(huì)對(duì)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(dòng)顯得尤為重要。

另一個(gè)問題是，蚊子的進(jìn)化方式可能會(huì)阻止基因驅(qū)動(dòng)的進(jìn)行。研究人員表示，基因驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)將使這種風(fēng)險(xiǎn)最小化。

坦桑尼亞的研究人員正在用這種方法改造當(dāng)?shù)匚米?，以觀察這種改造對(duì)當(dāng)?shù)丿懠布纳x傳播效果的影響如何。如果這項(xiàng)研究取得成功，研究團(tuán)隊(duì)希望在坦桑尼亞進(jìn)行實(shí)地試驗(yàn)，但目前這項(xiàng)工作僅限于實(shí)驗(yàn)室。

此外，其他研究團(tuán)隊(duì)正在研究如何利用基因驅(qū)動(dòng)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(dòng)。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(dòng)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(gè)地區(qū)的蚊子，對(duì)于任何存活下來或從另一個(gè)地區(qū)進(jìn)入的蚊子可以通過另一種方法進(jìn)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(biāo)題《科學(xué)家培育出不傳播瘧疾的蚊子》）