圖源：Pixabay

　　撰文 |梅寶

　　責編 | 李珊珊

　　哪種動物殺死的人類最多?答案不是犀牛、老虎，甚至也不是鯊魚，而是幫助瘧原蟲(Plasmodium)傳播的微小的蚊子。為了應(yīng)對這種疾病，人們發(fā)現(xiàn)了奎寧和青蒿素，學會了使用疫苗、殺蟲劑噴霧，以及蚊帳，然而，時至今日，盡管人類進行了諸多干預，每年仍有2.63億人感染瘧疾，有超過60萬人死于這種蚊媒疾病。壞消息還不止如此，研究顯示，蚊子們正在對殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性，且耐藥的瘧原蟲正在出現(xiàn)。

　　不過，近日來自加州大學、圣保羅大學和約翰·霍普金斯大學的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種對抗瘧疾的潛在新工具——通過基因改造，他們將一種在某些蚊子體內(nèi)自然存在的基因插入蚊子體內(nèi)，使其能夠抵抗瘧疾寄生蟲。他們還利用一種名為“基因驅(qū)動”的基因技術(shù)，在實驗室中加速這種基因變體在蚊子群體中的傳播。

　　上個月，這項研究成果發(fā)表在了《自然》雜志上[1]。這種新工具也許有望讓人類在戰(zhàn)勝瘧疾的道路上看到曙光。

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　　傳播瘧疾的關(guān)鍵基因

　　在上述研究中，通過改變蚊子遺傳信息中所對應(yīng)的一個氨基酸，研究人員創(chuàng)造了一種不能作為瘧原蟲宿主的蚊子，換句話說，一種不傳播瘧疾的蚊子誕生了。

　　“這種特殊變異會產(chǎn)生如此巨大的影響，這似乎很不可思議，”該研究的主要作者伊森·比爾(Ethan Bier)說，“老實說，我仍然無法相信這一點。”

　　瘧疾傳播依賴于瘧原蟲在吸血后成功入侵按蚊中腸，賓夕法尼亞州立大學瘧疾研究中心聯(lián)合主任斯科特·林德納(Scott Lindner)向媒體解釋：一種名為FREP1(蚊子纖維蛋白相關(guān)基因1)的基因?qū)ξ米幽軌蛘鞑ク懺x至關(guān)重要。正常狀態(tài)下FREP1L224，基因負責調(diào)控瘧原蟲從蚊子腸道向唾液腺的轉(zhuǎn)移過程，正是通過這個階段，蚊子將瘧原蟲傳播給了人類。雖然林德納并未參與此項研究，但他曾針對瘧原蟲在蚊子與哺乳動物之間的傳播開展過研究。

　　之前的一項研究表明，一個自然出現(xiàn)的FREP1變異體(僅存在單個氨基酸差異，F(xiàn)REP1Q224)可能有助于減少蚊子傳播瘧原蟲的能力，但沒有干擾和削弱蚊子的正常適應(yīng)能力。本次研究中，研究人員通過對比兩種蚊子，發(fā)現(xiàn)含F(xiàn)REP1Q224的蚊子不僅阻斷了惡性瘧原蟲(Plasmodium falciparum)的感染途徑，還成功抑制了另一種瘧疾病原體的感染。比爾說：“這表明，通過這種改變，你可以獲得非常廣泛的保護，而且它對不同的蚊子也是一樣的。”

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　　強勢的基因驅(qū)動體系

　　造就一群超級蚊子

　　利用CRSPR技術(shù)，比爾和他的團隊將這種單個氨基酸的變異(Q224)植入到另一種蚊子中，創(chuàng)造出一種對傳播瘧原蟲具有高度抗性的蚊子。然而，通常而言，特定突變傳遞給后代的幾率只有50%，為了將這種變異傳播給更多的蚊子，研究小組開發(fā)了一套基因驅(qū)動體系，即：等位基因驅(qū)動(allelic drive)，這個基因驅(qū)動盒會使得特定的突變或基因能夠強勢地傳給幾乎所有的后代，而不僅僅是50%。

　　后續(xù)的籠養(yǎng)實驗中，這種方法使FREP1變體的傳播速度遠超自然遺傳。研究小組報告稱，在 10 代中，它占FREP1基因總拷貝數(shù)的比例從 25% 上升到 94% 以上。 這也就意味著，最理想的狀態(tài)，正常的FREP1L224基因?qū)⒈煌蛔冃虵REP1Q224徹底打敗，從而在蚊群中消失。[3]

　　剩下能做的，就是用這種方法改造蚊子，然后將它們放歸野外。

　　如該研究的共同作者、約翰·霍普金斯大學生物學家、喬治·迪莫普洛斯對美國國家廣播電臺(NPR)所言：“這些蚊子會自行擴散，并逐漸將傳播瘧疾的蚊子種群轉(zhuǎn)變?yōu)椴荒軅鞑ク懠驳奈米臃N群。”[4]

　　這樣做的結(jié)果是不讓蚊子傳播瘧疾，而且?guī)缀醪粫o蚊子種群帶來其他基因變化的風險。“如果我們能改變蚊子，使它們更不容易感染瘧原蟲，”林德納說，“這將減少受感染的蚊子的數(shù)量，從而減少被感染的人數(shù)。”

　　當然，并沒有聲稱這項技術(shù)將成為消滅瘧疾的最后一根稻草，而且它還遠未準備好投入使用。至少還需要幾年時間才能進行實地試驗，并且需要獲得當?shù)厣鐓^(qū)和政府的支持和批準。但他認為，需要新的基因工具來消滅這種疾病，因為現(xiàn)有的蚊帳和抗瘧藥物等工具還無法將每年導致60萬人死亡的瘧疾徹底消滅。