转基因蚊子“放飞”以后

吕静

10月30日，《自然•生物技术》杂志刊登了一項新的研究成果：转基因蚊子将一种“致死基因”遗传到它们的后代身上，这种基因就能够使后代的蚊子在到达成年之前“自取灭亡”。这一结果连同其他研究工作，可能预示着一个时代的到来：人类通过“制造”转基因昆虫，来控制农业病虫害和虫媒性传染病。

然而，就像转基因作物所引起的公众反应一样，这些计划可能激起类似的反弹。被批评者点名的英国牛津技术公司所研制的“抗登革热蚊子”，在没有足够的评估和咨询的前提下，就被放入实地试验，而这些试验通常是在那些管理薄弱的国家进行的。英国乔治敦大学国际卫生法教授劳伦斯•高思庭说：“即便危害没有成真，这种行动也会削弱研究机构的信誉和合法性”。

《自然•生物技术》杂志在线讨论了转基因蚊子的首次释放试验：2009年发生在加勒比开曼群岛的试验确实让国际科学界感到吃惊，而牛津技术公司随后又在马来西亚和巴西释放了这种转基因蚊子。该公司首席科学家卢克•阿尔菲说，他们在试验前已经将审查程序交由当地政府部门办理了。

被“放飞”的抗登革热蚊子

牛津技术公司研制的转基因蚊子是为了控制登革热的流行，但反对者担心，转基因蚊子释放到野外是在没有完成足够测试的情况下获得批准的。

该公司首席科学家阿尔菲博士表示，他们只是发展了一种成功运用了几十年的技术，这种技术的原理是：在野外释放成百万的不育昆虫，使其与野生种交配，从而不能产生后代。利用这种办法，可以抑制甚至根除害虫。比如，用不育的地中海果蝇可以在全世界范围内保护水果和蔬菜作物。但是，这一技术还没有成功地用于蚊子，部分原因是通常采用辐射的方法来导致昆虫不育，但这会伤害昆虫自身，使其弱化，这意味着经过处理的不育蚊子很难与野生蚊子竞争，因而无法完成交配。

埃及伊蚊是登革热病毒的主要传播者。牛津技术公司已经研制出转基因埃及伊蚊，如果不使用四环素对这种蚊子进行保护，这种携带致死基因的转基因蚊子就会死掉。在实验室中，由于使用了含有四环素的特殊食物，转基因蚊子得以继续繁衍增殖数代，然后科学家将雄蚊释放到没有四环素的野外，它们足以活到可以交配的阶段，但是其后代会在成年之前死去。这样，整个种群的数量就会逐渐减少。

牛津技术公司发表的研究，考虑了实验室培养的转基因蚊子在野外的交配成功率。2009年，在一个月内，他们在开曼群岛一个25英亩的区域内，大约投放了19000只转基因蚊子。根据从捕虫网上采集的数据，转基因雄蚊在实验区雄蚊总群落中占16%，在大约10%的幼虫中发现了致死基因。这些数据表明，转基因雄蚊有半数成功地与野生蚊子交配，这一比例足以抑制蚊子的种群。该公司已表示，他们2010年在开曼群岛所做的更大规模的试验中，在三个月中减低了80%的目标蚊子种群数量。

阿尔菲博士指出，这一技术是安全的，因为叮人和传播疾病的是雌蚊，而释放的是雄蚊，应该对环境影响不大。他说：“这一技术针对的是人们试图除掉的特定生物。”

登革热是一种由蚊子传播的致死性传染病，每年有5000万到1亿的登革热病例发生。这种传染病既没有疫苗可用，也无药可医，所以，预防工作的重点就集中到铲除这种病原的携带者，即单一品种的蚊子上。

但是专家称，牛津技术公司的技术也并非万无一失。美国夏威夷农业局的昆虫学家托德•雪莉在《自然•生物技术》的评论文章中指出，在一次测试中，实验室中转基因雄蚊和野生雌蚊的杂交后代，能活到成虫阶段的比例只有3.5%。此外，拣选蚊子的雌雄性别是靠人手工完成的，这会导致0.5%的释放蚊子为雌性，而传播疾病的正是雌性蚊子，因此，如果释放的几百万蚊子中，就算仅有很少比例的雌蚊，也可能导致疾病传播的增多。

牛津技术公司与加州大学欧文分校的分子生物学家安东尼•詹姆斯称，他们已经研究出一种解决方案，采用转基因的办法来产生不会飞的雌蚊，这种“地面雌蚊”不能交配，也不会叮人，这样一来，在释放之前将雄蚊从雌蚊子中拣选出来将会变得非常容易。

由世界卫生组织召集的专家正在筹备如何进行转基因昆虫实地试验管理的指南。支持者希望野外试验将不会面临和转基因作物同样的反对声。

“关在”实验室里的抗疟疾蚊子

多年来，预防疟疾的方法虽然很多，但还没有一种能够彻底奏效。迄今为止最为有效，而且在大规模实施上最便宜的预防方法就是使用蚊帐来防蚊。据世界卫生组织估计，2008年全球由疟疾引起的死亡约为100万人，在撒哈拉沙漠以南的非洲，每30秒就有一个孩童死于疟疾。所以，如果转基因蚊子能够预防疟疾，那将成为全球公共健康领域的热门新闻。

蚊子传播疟疾的方式相当“高效”：雌蚊产卵时，需要额外的蛋白质，所以，它会吸取鸟类、爬行类和哺乳类动物的血液。如果被它吸血的动物携带疟原虫，蚊子就会染上，下一次再吸血的时候，就会传送到被叮动物的血流中。蚊子就是用这种方式每年让3亿人染上疟疾的。

利用转基因蚊子帮助消灭疟疾的想法已经酝酿很久了。从理论上讲，如果你创造出一种更强壮的、不能传播疟原虫的蚊子，然后将成千上万的这种转基因蚊子释放到野外，它们最终能赢得这场生存游戏，替代那些能够传播疟疾的蚊子。然而事实总是和我们的想象有点出入的。

激活某一基因，让蚊子对特定的疟原虫产生免疫力，并使其失去携带这种病原体的能力，这样的技术并不困难。在实验室里，科学家们开启了蚊子肠胃里控制SM1肽的基因，SM1肽可以阻止蚊子体内疟原虫的发育。然而，这样的转基因蚊子似乎体质比较弱，因此不能最终在自然环境中赢得这场生存游戏。

2007年3月，美国约翰霍•普金斯大学的一个研究小组在《美国国家科学院学报》上发表了一个研究结果：研究人员将1200只转基因蚊子和1200只野生蚊子放在一个装有感染疟疾老鼠的笼子里，蚊子开始吸血。所以，在实验刚开始时，转基因蚊子和野生蚊子的混合比例是50/50。科学家同时也激活了一个让转基因蚊子的眼睛在暗中发光的基因，这样，他们可以很容易辨识出转基因蚊子和普通蚊子。

在九个产卵周期之后，转基因蚊子和野生蚊子的比例变成70/30。转基因蚊子的生存力慢慢胜过了野生蚊子。研究人员认为，在整体上转基因蚊子可以比野生蚊子体弱，但是由于病原体不能在其体内发育，所以，它们获得了生存优势。这似乎能使他们活得更长，并且比感染了疟疾的普通蚊子能产更多的卵。

但是，现在还不是释放抗疟蚊子种群到野外的时候。约翰•霍普斯金大学的研究小组发现，当两组蚊子都吸食未感染小鼠的血时，它们的存活率是相同的。转基因蚊子只在疟原虫存在时才有生存优势，而人们希望它们在没有疟原虫的环境中也“更强壮”，这样才能让转基因蚊子有效地“取代”现有的蚊子，并阻断疟疾的传播。

虽然将抗疟蚊子释放到野外还有待时日，但是抗登革热的转基因蚊子已经被释放到野外了。人们对将成千上万的转基因动物释放到自然环境显然心存疑虑，因为它们可能会带来广泛的生态后果。转基因昆虫所携带的致死基因有可能以某种方式转移到其他对环境很重要的昆虫上——比如那些参与授粉的昆虫。此外，有了变异基因，蚊子种群可能会增长到人类难以承受的数量水平。或者另一种可能是，疟原虫或登革热病毒最终会适应转基因的新寄主，从而让疾病的传播继续存在下去。