用轉(zhuǎn)基因“消滅”毒蚊子

菩提子

蚊子，屬于昆蟲(chóng)綱雙翅目蚊科，全球約有3 000種，是一種具有刺吸式口器的纖小飛蟲(chóng)，通常雌性以血液作為食物，而雄性則是吸食植物的汁液。吸血的雌蚊是登革熱、瘧疾、黃熱病、絲蟲(chóng)病、日本腦炎等病原體的中間寄主，每年向5億多人傳播80多種疾病，直接導(dǎo)致200～300萬(wàn)人死亡，是人類健康的“殺手”之一。人類與蚊子之間的戰(zhàn)爭(zhēng)，從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)，無(wú)論是物理滅蚊、化學(xué)滅蚊，每一次都是蚊子勝出。近年來(lái)，全世界科學(xué)家都在努力研究轉(zhuǎn)基因蚊子，希望能從生物方面入手，來(lái)降低其對(duì)人類的危害。

最開(kāi)始，科學(xué)家們嘗試的是最簡(jiǎn)單的基因改變，把蚊子的眼睛改成紅色。但就這小小一步，經(jīng)歷了將近上千次試驗(yàn)，仍然無(wú)法完成，原因是當(dāng)時(shí)使用的0轉(zhuǎn)位子（即讓一組DNA組織成一個(gè)器官的染色體）無(wú)法適合蚊子的基因改變。直到20世紀(jì)90年代中期，美國(guó)馬里蘭州大學(xué)的遺傳學(xué)家?jiàn)W布勞克塔從家蠅體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了另一種轉(zhuǎn)位子，才使蚊子的基因改變研究取得重大突破。

2000年，英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的科學(xué)家培育出一批轉(zhuǎn)基因蚊子。這種蚊子與自然界野蚊子的不同之處在于，它們因?yàn)檗D(zhuǎn)基因會(huì)在唾腺中分泌抗體，不讓瘧原蟲(chóng)進(jìn)入，就不會(huì)感染瘧疾，所以也就不會(huì)成為這種傳染病的載體。如果將其放歸大自然的話，繁殖能力極強(qiáng)的它們將很快取代自然界的野蚊子，徹底消滅瘧疾的傳染源。

在岡果比亞的投放實(shí)驗(yàn)證明，轉(zhuǎn)基因蚊子能成功避免瘧疾的病原體，在當(dāng)?shù)厝〉昧溯^好的效果。但是，卻出現(xiàn)了另一個(gè)問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)會(huì)在一定程度上傷害轉(zhuǎn)基因蚊子自身，使其弱化。第一代轉(zhuǎn)基因蚊子不如它們的野生近親強(qiáng)壯，很難與野生同性蚊子競(jìng)爭(zhēng)，因而無(wú)法完成交配，實(shí)驗(yàn)只得宣告失敗。

科學(xué)家們并沒(méi)有放棄，繼續(xù)投身到轉(zhuǎn)基因蚊子的研究之中，希望能夠培育出不帶病體又能成功繁育后代的蚊子來(lái)。在這個(gè)過(guò)程中，非洲大地爆發(fā)了登革熱，該病一直沒(méi)有有效的疫苗和治療方法，傳播的主要禍?zhǔn)忠彩俏米印＝?jīng)過(guò)大量的探索，科學(xué)家終于研制出不攜帶登革熱病毒的蚊子來(lái)。在實(shí)驗(yàn)中，這種轉(zhuǎn)基因蚊子對(duì)登革熱病毒產(chǎn)生了抗體，沒(méi)有絲毫的攜帶，而且也強(qiáng)化了上次抗瘧蚊子自身太弱的問(wèn)題。在開(kāi)曼群島一個(gè)25英畝的區(qū)域內(nèi)，科學(xué)家投放了19 000只轉(zhuǎn)基因蚊子。根據(jù)從捕蟲(chóng)網(wǎng)上采集到的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)基因蚊子成功預(yù)防了疾病，超過(guò)半數(shù)能夠與野生蚊子交配繁育，而二代蚊子也正如科學(xué)家預(yù)測(cè)的一樣，可以抵抗登革熱病毒。

此消息一出，舉世震驚，人們驚呼這一偉大的研究，贊揚(yáng)這是挽救無(wú)數(shù)生命的“天使研究”。但隨著觀察的深入，副作用隨之而來(lái)：以蚊子為食物的青蛙等動(dòng)物，在吃食了轉(zhuǎn)基因蚊子后開(kāi)始變異，體內(nèi)的免疫力大幅病變下降，大規(guī)模死亡。

科學(xué)家們不得不中止繼續(xù)投放轉(zhuǎn)基因蚊子的行動(dòng)。而針對(duì)前兩次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，一個(gè)新的問(wèn)題擺在他們的面前：蚊子傳染的病毒有80多種，不能單一研究針對(duì)某種病毒的轉(zhuǎn)基因蚊子，比如不傳染瘧疾的蚊子但會(huì)傳染登革熱，不會(huì)傳染登革熱病毒的蚊子又會(huì)傳染其他病毒。3 000種蚊子，80種病毒，怎么去研究？

最后，美國(guó)的科學(xué)家提出一個(gè)方案來(lái)：關(guān)注如何讓蚊子繁育率低或者直接讓蚊子不生殖，才是問(wèn)題的關(guān)鍵。

這一觀點(diǎn)通過(guò)美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》發(fā)表出來(lái)，得到了全世界科學(xué)家的認(rèn)同。從此，大家開(kāi)始在減少蚊子繁殖上下工夫。

不久后，英國(guó)科學(xué)家便研究出一種“無(wú)翅蚊子”。它是將雄蚊的基因進(jìn)行重組，使蚊子翅膀肌肉組織的生長(zhǎng)中斷，再將這種經(jīng)過(guò)基因重組的蚊子放到野外與雌蚊交配。這樣，產(chǎn)下的后代中雌性幼體將不再有翅膀，不久即死亡；而后代中雄性幼體的翅膀則不受影響，仍可攜帶相同基因繼續(xù)繁殖。

隨后，美國(guó)的研究也有了結(jié)果。他們把蚊子幼蟲(chóng)的綠色熒光蛋白增強(qiáng)，放到?jīng)]有四環(huán)素保護(hù)的野外，在與野蚊子交配后，雌性便沒(méi)有了任何生殖能力，因此不會(huì)再有后代，從而逐步走向滅亡。

這項(xiàng)研究依然并非萬(wàn)無(wú)一失，因?yàn)槿绻谌澜缤度氪罅哭D(zhuǎn)基因蚊子，那么蚊子將慢慢減少，直到完全滅絕。這樣，生物鏈又會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，由此極有可能會(huì)帶來(lái)更嚴(yán)重和廣泛的生態(tài)后果。一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)包括生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者以及他們生存的環(huán)境，缺少任何一樣都會(huì)使整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)癱瘓。比如蚊子滅絕了，對(duì)捕食蚊子的昆蟲(chóng)以及捕食昆蟲(chóng)的動(dòng)物來(lái)說(shuō)就是一場(chǎng)災(zāi)難，甚至進(jìn)而會(huì)影響到人類所食用的肉類等。另外，少了蚊子的病毒侵害，自然中一些大型動(dòng)物會(huì)過(guò)度繁殖，整個(gè)生物鏈都會(huì)受到影響而失去平衡。所以，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)只能說(shuō)是在實(shí)驗(yàn)室取得了成功，并沒(méi)有推廣的意義。

2012年，科學(xué)家們又提出了新的構(gòu)想：采取一系列措施，讓蚊子喪失傳染疾病的能力，這樣既保證了生態(tài)的平衡，又避免了傳染疾病的途徑。具體計(jì)劃是：通過(guò)基因改變，讓蚊子提高產(chǎn)生免疫抗體的能力，從而能夠識(shí)別多種病原體并把它們消滅，然后在野生蚊子中放養(yǎng)，通過(guò)種族優(yōu)勢(shì)，繁殖轉(zhuǎn)基因蚊子，淘汰有害的蚊子。