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爲預防瘧疾科學家釋放轉基因蚊子引發爭議

來源:歐巴風    閱讀: 2.83W 次
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10月30日,《自然·生物技術》雜誌刊登了一項新的研究成果:轉基因蚊子將一種“致死基因”遺傳到它們的後代身上,這種基因就能夠使後代的蚊子在到達成年之前“自取滅亡”。這一結果連同其他研究工作,可能預示着一個時代的到來:人類通過“製造”轉基因昆蟲,來控制農業病蟲害和蟲媒性傳染病。

爲預防瘧疾科學家釋放轉基因蚊子引發爭議

然而,就像轉基因作物所引起的公衆反應一樣,這些計劃可能激起類似的反彈。被批評者點名的英國牛津技術公司所研製的“抗登革熱蚊子”,在沒有足夠的評估和諮詢的前提下,就被放入實地試驗,而這些試驗通常是在那些管理薄弱的國家進行的。英國喬治敦大學國際衛生法教授勞倫斯·高思庭說:“即便危害沒有成真,這種行動也會削弱研究機構的信譽和合法性”。

《自然·生物技術》雜誌在線討論了轉基因蚊子的首次釋放試驗:2009年發生在加勒比開曼羣島的試驗確實讓國際科學界感到吃驚,而牛津技術公司隨後又在馬來西亞和巴西釋放了這種轉基因蚊子。該公司首席科學家盧克·阿爾菲說,他們在試驗前已經將審查程序交由當地政府部門辦理了。

被“放飛”的抗登革熱蚊子

牛津技術公司研製的轉基因蚊子是爲了控制登革熱的流行,但反對者擔心,轉基因蚊子釋放到野外是在沒有完成足夠測試的情況下獲得批准的。

該公司首席科學家阿爾菲博士表示,他們只是發展了一種成功運用了幾十年的技術,這種技術的原理是:在野外釋放成百萬的不育昆蟲,使其與野生種交配,從而不能產生後代。利用這種辦法,可以抑制甚至根除害蟲。比如,用不育的地中海果蠅可以在全世界範圍內保護水果和蔬菜作物。但是,這一技術還沒有成功地用於蚊子,部分原因是通常採用輻射的方法來導致昆蟲不育,但這會傷害昆蟲自身,使其弱化,這意味着經過處理的不育蚊子很難與野生蚊子競爭,因而無法完成交配。

埃及伊蚊是登革熱病毒的主要傳播者。牛津技術公司已經研製出轉基因埃及伊蚊,如果不使用四環素對這種蚊子進行保護,這種攜帶致死基因的轉基因蚊子就會死掉。在實驗室中,由於使用了含有四環素的特殊食物,轉基因蚊子得以繼續繁衍增殖數代,然後科學家將雄蚊釋放到沒有四環素的野外,它們足以活到可以交配的階段,但是其後代會在成年之前死去。這樣,整個種羣的數量就會逐漸減少。

牛津技術公司發表的研究,考慮了實驗室培養的轉基因蚊子在野外的交配成功率。2009年,在一個月內,他們在開曼羣島一個25英畝的區域內,大約投放了19000只轉基因蚊子。根據從捕蟲網上採集的數據,轉基因雄蚊在實驗區雄蚊總羣落中佔16%,在大約10%的幼蟲中發現了致死基因。這些數據表明,轉基因雄蚊有半數成功地與野生蚊子交配,這一比例足以抑制蚊子的種羣。該公司已表示,他們2010年在開曼羣島所做的更大規模的試驗中,在三個月中減低了80%的目標蚊子種羣數量。

阿爾菲博士指出,這一技術是安全的,因爲叮人和傳播疾病的是雌蚊,而釋放的是雄蚊,應該對環境影響不大。他說:“這一技術針對的是人們試圖除掉的特定生物。”

登革熱是一種由蚊子傳播的致死性傳染病,每年有5000萬到1億的登革熱病例發生。這種傳染病既沒有疫苗可用,也無藥可醫,所以,預防工作的重點就集中到剷除這種病原的攜帶者,即單一品種的蚊子上。

但是專家稱,牛津技術公司的技術也並非萬無一失。美國夏威夷農業局的昆蟲學家託德·雪莉在《自然·生物技術》的評論文章中指出,在一次測試中,實驗室中轉基因雄蚊和野生雌蚊的雜交後代,能活到成蟲階段的比例只有3.5%。此外,揀選蚊子的雌雄性別是靠人手工完成的,這會導致0.5%的釋放蚊子爲雌性,而傳播疾病的正是雌性蚊子,因此,如果釋放的幾百萬蚊子中,就算僅有很少比例的雌蚊,也可能導致疾病傳播的增多。

牛津技術公司與加州大學歐文分校的分子生物學家安東尼·詹姆斯稱,他們已經研究出一種解決方案,採用轉基因的辦法來產生不會飛的雌蚊,這種“地面雌蚊”不能交配,也不會叮人,這樣一來,在釋放之前將雄蚊從雌蚊子中揀選出來將會變得非常容易。

由世界衛生組織召集的專家正在籌備如何進行轉基因昆蟲實地試驗管理的指南。支持者希望野外試驗將不會面臨和轉基因作物同樣的反對聲。#p#副標題#e#

“關在”實驗室裏的抗瘧疾蚊子

多年來,預防瘧疾的方法雖然很多,但還沒有一種能夠徹底奏效。迄今爲止最爲有效,而且在大規模實施上最便宜的預防方法就是使用蚊帳來防蚊。據世界衛生組織估計,2008年全球由瘧疾引起的死亡約爲100萬人,在撒哈拉沙漠以南的非洲,每30秒就有一個孩童死於瘧疾。所以,如果轉基因蚊子能夠預防瘧疾,那將成爲全球公共健康領域的熱門新聞。

蚊子傳播瘧疾的方式相當“高效”:雌蚊產卵時,需要額外的蛋白質,所以,它會吸取鳥類、爬行類和哺乳類動物的血液。如果被它吸血的動物攜帶瘧原蟲,蚊子就會染上,下一次再吸血的時候,就會傳送到被叮動物的血流中。蚊子就是用這種方式每年讓3億人染上瘧疾的。

利用轉基因蚊子幫助消滅瘧疾的想法已經醞釀很久了。從理論上講,如果你創造出一種更強壯的、不能傳播瘧原蟲的蚊子,然後將成千上萬的這種轉基因蚊子釋放到野外,它們最終能贏得這場生存遊戲,替代那些能夠傳播瘧疾的蚊子。然而事實總是和我們的想象有點出入的。

激活某一基因,讓蚊子對特定的瘧原蟲產生免疫力,並使其失去攜帶這種病原體的能力,這樣的技術並不困難。在實驗室裏,科學家們開啓了蚊子腸胃裏控制SM1肽的基因,SM1肽可以阻止蚊子體內瘧原蟲的發育。然而,這樣的轉基因蚊子似乎體質比較弱,因此不能最終在自然環境中贏得這場生存遊戲。

2007年3月,美國約翰霍·普金斯大學的一個研究小組在《美國國家科學院學報》上發表了一個研究結果:研究人員將1200只轉基因蚊子和1200只野生蚊子放在一個裝有感染瘧疾老鼠的籠子裏,蚊子開始吸血。所以,在實驗剛開始時,轉基因蚊子和野生蚊子的混合比例是50/50。科學家同時也激活了一個讓轉基因蚊子的眼睛在暗中發光的基因,這樣,他們可以很容易辨識出轉基因蚊子和普通蚊子。

在九個產卵週期之後,轉基因蚊子和野生蚊子的比例變成70/30。轉基因蚊子的生存力慢慢勝過了野生蚊子。研究人員認爲,在整體上轉基因蚊子可以比野生蚊子體弱,但是由於病原體不能在其體內發育,所以,它們獲得了生存優勢。這似乎能使他們活得更長,並且比感染了瘧疾的普通蚊子能產更多的卵。

但是,現在還不是釋放抗瘧蚊子種羣到野外的時候。約翰·霍普斯金大學的研究小組發現,當兩組蚊子都吸食未感染小鼠的血時,它們的存活率是相同的。轉基因蚊子只在瘧原蟲存在時纔有生存優勢,而人們希望它們在沒有瘧原蟲的環境中也“更強壯”,這樣才能讓轉基因蚊子有效地“取代”現有的蚊子,並阻斷瘧疾的傳播。

雖然將抗瘧蚊子釋放到野外還有待時日,但是抗登革熱的轉基因蚊子已經被釋放到野外了。人們對將成千上萬的轉基因動物釋放到自然環境顯然心存疑慮,因爲它們可能會帶來廣泛的生態後果。轉基因昆蟲所攜帶的致死基因有可能以某種方式轉移到其他對環境很重要的昆蟲上——比如那些參與授粉的昆蟲。此外,有了變異基因,蚊子種羣可能會增長到人類難以承受的數量水平。或者另一種可能是,瘧原蟲或登革熱病毒最終會適應轉基因的新寄主,從而讓疾病的傳播繼續存在下去。

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