人蚊大戰 轉基因登場

云無心

2016年3月11日，美國FDA（食品和藥物管理局）發布了一份進行轉基因蚊子釋放試驗的征求意見稿。試驗的目的是用一種轉基因蚊子去解決它們在自然環境中的同類，從而切斷塞卡病毒的傳播。

美國相關的主管部門仔細審議了這項試驗可能帶來的環境影響，結論是它不太可能對包括人類在內的非目標物種產生任何不利影響。因此，FDA發布了這一初步的FONSI決定（Finding Of No Significant Impact，意為“未發現顯著影響”）。在30天內收集公眾意見，然后決定試驗是否進行。

在轉基因技術如此敏感的今天，為什么FDA要批準這項試驗呢？讓我們從人類與蚊子的斗爭說起。

小小蚊子令人類疲憊而無奈

蚊子是世界上無處不在的生物。許多蚊子攜帶著病毒或者寄生蟲，當它們叮咬人類，病毒或者寄生蟲就會感染人體。比如瘧疾，就是蚊子傳播的典型疾病，每年因為瘧疾而死亡的人多達數十萬。

殺滅蚊子、切斷傳播途徑是解決這些疾病傳播的核心手段。在中國，蚊子曾經是“四害”之一，政府發起群眾運動來殺滅蚊子。

但是，蚊子的變異能力能強。對于人類對付它們的任何手段，它們都能很快產生抗性。在人蚊大戰中，人類不得不使用高毒的農藥，比如DDT。DDT為解決瘧疾作出了卓越的貢獻，但同時也帶來了嚴重的環境問題，使得許多國家不得不禁止了它的使用。這使得DDT甚至成了“曾經認為很好的科學發現，最后危害人類”的例子。但是，在瘧疾嚴重的地區，比如非洲，用DDT之外的手段對付起蚊子來力不從心。于是，在“因瘧疾而死人”和“DDT危害環境”的兩害相權之下，非洲不得不繼續使用高毒的DDT。

在世界其他地方，瘧疾已經得到了很好的控制。但是蚊子傳播的其他疾病，比如登革熱、塞卡病毒、黃熱病等等，依然讓世界各國衛生部門頭痛不已。

一種轉基因蚊子被選中

埃及伊蚊（Aedes aegypti）是蚊子的一種，是傳播登革熱和塞卡病毒的罪魁禍首。2009年和2010年，美國一些地區爆發了登革熱。雖然人類很清楚控制了埃及伊蚊就能控制這一疾病的傳播，但實際做起來還是力不從心。在花費了數百萬美元之后，蚊子還是沒有得到有效的控制。美國的衛生官員們不得不考慮其他的方案。在這種背景下，一家公司開發的轉基因蚊子被選中了。

埃及伊蚊成體 ？By Muhammad Mahdi Karim （www.micro2macro.net）

這一轉基因操作的目標并不是直接清除登革熱病毒，而是殺死埃及伊蚊——它所傳播的任何病毒，也都會被消除。所以，雖然起初選擇這一方案的目標是登革熱，但后來塞卡病毒也成為了它的目標。

被感染的埃及伊蚊叮咬人時可以傳播寨卡病毒。據估計，五分之四的感染了塞卡病毒的人沒有任何癥狀，所以不知道自己已經中了招。如果出現癥狀，最常見的是發熱、皮疹、關節痛和結膜炎（紅眼睛）。麻煩的是，塞卡病毒迄今沒有疫苗，如果懷孕婦女感染了，會傳遞給胎兒。

本來美國是沒有塞卡病毒的，但近年來隨著國際交往的頻繁，寨卡病毒而被帶進了美國，在佛羅里達爆發了。

轉基因技術如何殺滅埃及伊蚊

在FDA批準試驗的這種轉基因埃及伊蚊體內，會產生一種毒素。在實驗室里，這種毒素為四環素所抑制，所以對蚊子沒有影響。一旦把它們釋放到環境中，脫離了四環素的抑制，毒素就被激活了。

不過，這些毒素不是立即殺死蚊子。這些釋放的雄蚊子到自然界中與雌蚊子交配，產生的后代體內會含有這種毒素。在蚊子幼蟲發育的早期，毒素產生活性，從而殺死它們。也就是說，這種技術是讓交配的蚊子們失去繁殖能力來滅蚊。

這種蚊子已經在巴西、巴拿馬和加勒比海的開曼群島進行過試驗，效果達到了預期，所以開發者申請在美國進行釋放試驗。正好美國佛羅里達爆發了埃及伊蚊傳播的塞卡病毒，FDA也就打算批準在那里進行一次試驗。

毫不意外，在許多公眾對轉基因技術充滿顧慮的今天，這樣的一個打算必然面臨著許多爭議。比如，對基因改造產生的這些毒素，蚊子也可能進化出抗性或者解毒機制，從而讓這種手段失效。到那時，蚊子的繁殖又回到目前的狀態。再比如，當地已有居民反對，聲稱“不做小白鼠”。

基因偏向技術，強大得讓人擔心

其實，釋放改造過的蚊子去對付蚊子，在半個世紀前就開始了。那時候，釋放的是絕育的雄蚊子，讓它們去跟自然界的雄蚊子競爭。跟絕育蚊子交配的雌蚊子，就無法產生后代。這一方案的核心，在于有多少絕育蚊子進入環境。它們的數量不會增加，對蚊子數量能產生多大的影響，取決于它們與野生蚊子的力量對比。

實際上，我們的目標并不是消滅蚊子，而是消滅蚊子所帶的病毒或者寄生蟲。在自然界，并不是所有的蚊子都會攜帶病毒和寄生蟲——這樣的蚊子應該是有某種抗體來對抗病毒和寄生蟲。如果把這些抗體基因轉移到那些傳播病毒的蚊子體內，這些轉基因蚊子就不再助紂為虐，能夠與人類和平共處了。人類，也就不會再處心積慮地消滅它們了。

不過，按照孟德爾遺傳規律，一個能產生抗體的蚊子，到了自然界跟野生同類交配之后，第二代中攜帶這些抗體基因的只有一半，到第三代中更只有四分之一。也就是說，即使有了這樣的蚊子，釋放到自然界之后，它們的基因也會逐漸被“稀釋”。幾代之后，這些含有抗體的蚊子也就不剩下什么了。

基因驅動（gene drive）則是要打破孟德爾遺傳規律。它的目標是使所需要的目標基因在繁殖中得到優勢傳播——只要是與含有目標基因（比如經過基因改造能產生抗體）的蚊子交配，產生的后代都含有這一基因。這一設想出現在1940年代，不過一直只是設想而已。直到10年之前，英國倫敦帝國學院的教授奧斯汀？伯特（Austin Burt）提出：依靠DNA剪切技術的基因驅動操作去改變物種，從而控制疾病的傳播。不過，如何去剪，如何去改變，也還是沒有實際方案。以至于到了2014年，科學家們討論基因驅動技術潛在的風險，人們也還把它當作一個“假想的問題”。

沒想到，討論之聲猶在，2015年，美國就有兩個研究組成功地作出了基因驅動的物種，分別是蚊子和果蠅。技術的突破在于，哈佛大學和麻省理工學院共同發明了新的基因組編輯技術CRISPR/Cas9。對于采用有性繁殖方式繁衍后代的物種，這一技術都可以改變它們的任何基因，然后讓它們在野生群體中傳播下去。

在孟德爾遺傳方式下——以蚊子為例，能產生抗體的改造蚊子，與不能產生抗體的野生蚊子交配，產生的子代是雜合子——也就是等位基因中一個能產生抗體，另一個不能。而經過基因驅動的改造，那段不能產生抗體的等位基因會被自動切掉，然后按照另一條DNA上的基因進行修復。于是，得到的子代蚊子就成了能產生抗體的純合子。同樣地，它再與其他蚊子交配，不管對方能不能產生抗體，下一代都是能產生抗體的純合子。

這就意味著，只要釋放一些具有基因驅動、具有特定抗病毒基因的蚊子，經過若干代之后，這一蚊子就基本上都是帶有抗體基因的“新物種”了。這種蚊子，也就不再是傳播這種疾病的罪魁禍首。

基因驅動技術的應用遠不僅于此。除了用于改造蚊子消除瘧疾、登革熱、黃熱病等蚊蟲傳播的疾病外，它還可以用于根除入侵物種。因為外來物種的入侵破壞了當地的生態環境，美國估計每年遭受的損失高達420億美元，而且許多原生物種因為入侵物種的生長能力太過旺盛而走向滅絕。

此外，農藥和除草劑的使用會讓目標物種產生抗性。一旦抗性產生，相應的農藥和除草劑就失去功效。如果對沒有產生抗性的相應物種進行基因驅動改造，再把它們釋放到自然界中，也就可能消除這些物種的抗性。

基因驅動的研究剛剛開始。這一武器的威力實在強大——放一批出去，假以時日，會把這個物種全部改變。這種威力在科學界內部也引起了巨大的擔憂：它是否會產生人類期望之外的后果？人類是否能夠控制好它？

科學家們也在思考、爭論。