圖片來(lái)源：pixabay

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埃及伊蚊只占佛羅里達(dá)群島蚊子總數(shù)量的4%，但造成了該地區(qū)幾乎所有的蚊媒傳播疾病。此前，由于一系列的監(jiān)管和佛羅里達(dá)州居民的反對(duì)，美國(guó)一直沒(méi)有嘗試使用過(guò)任何轉(zhuǎn)基因蚊子。這一次，他們終于決定讓蚊子飛一會(huì)……

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報(bào)道 | 《環(huán)球科學(xué)》編輯部

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就在4月下旬，Oxitec突破了重重障礙，開(kāi)始在美國(guó)佛羅里達(dá)群島3個(gè)區(qū)域的6個(gè)位置，放置裝有轉(zhuǎn)基因蚊子卵的盒子。他們預(yù)計(jì)，首批經(jīng)過(guò)改造的雄蚊將在5月的前兩周內(nèi)出現(xiàn)。在此后的12周中，每周將有大約1.2萬(wàn)只雄蚊進(jìn)入當(dāng)?shù)丨h(huán)境。Oxitec表示，在今年晚些時(shí)間的第二階段，他們將在大約16周內(nèi)釋放近2000萬(wàn)只轉(zhuǎn)基因蚊子。

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與蚊子的斗爭(zhēng)

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根據(jù)比爾及梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)的估算，蚊子每年導(dǎo)致超過(guò)70萬(wàn)人死亡。伊蚊是蚊科中最大的屬，有近1000個(gè)不同的蚊子物種，我們所熟知的“花蚊子”（白紋伊蚊），以及對(duì)人類(lèi)威脅最大的埃及伊蚊都屬于伊蚊屬。埃及伊蚊是多種致命傳染病的主要傳播媒介，它們攜帶的病毒可導(dǎo)致黃熱病、登革熱、寨卡等多種疾病。埃及伊蚊不僅危害著人類(lèi)的健康，還給全世界造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

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埃及伊蚊是登革熱、黃熱病等多種致命傳染病的主要傳播媒介。（圖片來(lái)源：Wikipedia）

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人類(lèi)最初應(yīng)對(duì)蚊子的武器是如今早已臭名昭著的殺蟲(chóng)劑DDT。DDT從上世紀(jì)40年代開(kāi)始被廣泛使用，并且取得了顯著的成效：在一些瘧疾嚴(yán)重的地區(qū)，這種致命疾病很快消失了。不過(guò)隨著人們逐漸認(rèn)識(shí)到使用DDT只是飲鴆止渴，這種化合物在上世紀(jì)70年代退出了歷史舞臺(tái)。

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另一項(xiàng)被寄予厚望的滅蚊手段是昆蟲(chóng)絕育技術(shù)（sterile insect technique，SIT）。這項(xiàng)技術(shù)的策略是在實(shí)驗(yàn)室中通過(guò)輻射破壞雄性幼蟲(chóng)的生育能力，這樣它們?cè)谝巴馀c雌性交配，產(chǎn)下的卵將無(wú)法孵化。20世紀(jì)50年代起，昆蟲(chóng)絕育技術(shù)在消滅美洲的螺旋蠅（Cochliomyia hominivorax）時(shí)大獲成功。但是，這項(xiàng)技術(shù)用于滅蚊時(shí)，卻遇到了問(wèn)題。相比于螺旋蠅，蚊子的幼蟲(chóng)更加脆弱，被輻射照射的雄蚊的生存能力也下降了，因此它們無(wú)法與足夠的雌蚊交配。

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本世紀(jì)開(kāi)始，轉(zhuǎn)基因技術(shù)逐漸成為滅蚊新武器，并且已經(jīng)在野外實(shí)驗(yàn)中取得了一些階段性的成效。2013年，Oxitec在巴西開(kāi)展了一項(xiàng)轉(zhuǎn)基因蚊子釋放實(shí)驗(yàn)。Oxitec的目標(biāo)是用轉(zhuǎn)基因手段來(lái)打造“昆蟲(chóng)殺蟲(chóng)劑”，從而控制昆蟲(chóng)（具體而言，是埃及伊蚊）的數(shù)量。

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在佛羅里達(dá)群島工作的 Oxitec 員工。（圖片來(lái)源：Oxitec 2021）

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為此，Oxitec的研究人員使用了釋放攜帶顯性致死基因昆蟲(chóng)技術(shù)（release of insects carrying a dominant lethal, RIDL）。他們?cè)谛坌园＜耙廖皿w內(nèi)植入了一種能表達(dá)四環(huán)素轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白的“致死”基因。在實(shí)驗(yàn)室中，四環(huán)素的存在抑制了致死基因的活性，因此蚊子可以正常存活。但當(dāng)它們進(jìn)入野外并與雌性交配產(chǎn)生后代后，由于野外不存在四環(huán)素，這些蚊子后代的細(xì)胞發(fā)育將受到抑制、無(wú)法存活，即使僥幸存活也“不孕不育”。

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其實(shí)早在2007年，Oxitec就通過(guò)上述策略研發(fā)出第一代轉(zhuǎn)基因蚊——OX513A。在一系列小規(guī)模的野外實(shí)驗(yàn)后，2013年起，Oxitec每周向巴西東部巴伊亞州的雅科比納市投放大約45萬(wàn)只轉(zhuǎn)基因雄蚊。在27個(gè)月的時(shí)間內(nèi)，他們總計(jì)投放近5000萬(wàn)只蚊子。這次實(shí)驗(yàn)也取得了令人驚喜的效果——根據(jù)Oxitec的報(bào)道，當(dāng)?shù)匾吧＜耙廖玫目倲?shù)下降了90%以上。不過(guò)，隨之而來(lái)的則是其他科學(xué)家的質(zhì)疑。

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與質(zhì)疑聲的斗爭(zhēng)

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按照Oxitec的設(shè)想，OX513A和當(dāng)?shù)匾吧莆媒慌浜?，下一代存活率極低，且無(wú)法擁有生育能力。然而，耶魯大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家Jeffrey Powell帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)對(duì)此進(jìn)行了獨(dú)立調(diào)查。他們?cè)谕斗藕髮?duì)當(dāng)?shù)氐囊廖糜紫x(chóng)進(jìn)行了多次采樣和基因分型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)匚米拥幕蚪M與原先相比發(fā)生了明顯的變化——樣本中大約10%到60%的個(gè)體擁有了來(lái)自O(shè)X513A的基因。

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這意味著，OX513A與野生雌蚊的后代不僅可育，還產(chǎn)生了不少擁有巴西、古巴、墨西哥的“三國(guó)混血”。而按照Oxitec原先的描述，雜交后代應(yīng)該會(huì)不孕不育，迅速死亡，因此OX513A的基因不應(yīng)該傳遞下去。也就是說(shuō)，這一切原本不應(yīng)該發(fā)生。

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不過(guò)，Oxitec公司發(fā)言人曾駁斥稱(chēng)，Powell團(tuán)隊(duì)的研究包含了“大量虛假的、推測(cè)性的和未經(jīng)證實(shí)的說(shuō)法”。在一份長(zhǎng)達(dá)三頁(yè)紙的文件中，Oxitec指責(zé)論文并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)“OX513A雄蚊的投放對(duì)當(dāng)?shù)氐娜巳夯蛘攮h(huán)境有任何實(shí)質(zhì)性的負(fù)面影響”，卻充斥著各種誤導(dǎo)性的猜測(cè)。早在野外實(shí)際投放之前，公司內(nèi)部的實(shí)驗(yàn)結(jié)果就表明向OX513A插入的“致死基因”并不會(huì)讓蚊子后代100%致死，后代仍有小概率存活。

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有專(zhuān)家曾擔(dān)心這篇論文可能會(huì)激發(fā)民眾對(duì)于轉(zhuǎn)基因生物的懷疑情緒，因此希望論文做出相應(yīng)的澄清。這并不是夸張，就在去年5月，美國(guó)佛羅里達(dá)州宣布將開(kāi)展一項(xiàng)大規(guī)模轉(zhuǎn)基因滅蚊實(shí)驗(yàn)，并獲得了佛羅里達(dá)群島的蚊蟲(chóng)管控區(qū)的最終許可。在美國(guó)環(huán)境局給出批準(zhǔn)后，Oxitec就開(kāi)始在佛羅里達(dá)群島開(kāi)始安置設(shè)備。

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實(shí)際上，雖然監(jiān)管機(jī)構(gòu)放行了，佛羅里達(dá)群島一些居民一直都強(qiáng)烈反對(duì)在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他們反對(duì)的理由也是五花八門(mén)：比如擔(dān)心被蚊蟲(chóng)叮咬，擔(dān)心昆蟲(chóng)會(huì)破壞佛羅里達(dá)的生態(tài)系統(tǒng)，或者有些人就單純地對(duì)被選為測(cè)試點(diǎn)感到不滿(mǎn)，一些人甚至威脅要在釋放點(diǎn)附近噴灑殺蟲(chóng)劑來(lái)破壞實(shí)驗(yàn)?！罢缥覀兯芟胂蟮哪菢?，大家對(duì)此情緒高漲，有人強(qiáng)烈支持，有人卻極力反對(duì)?！狈肿由飳W(xué)家Natalie Kofler說(shuō)。

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Kofler認(rèn)為許多擔(dān)憂(yōu)都源于新技術(shù)的不確定性。Oxitec一直與佛羅里達(dá)群島的社區(qū)合作，并給他們提供安全性的解釋?zhuān)绺嬖V當(dāng)?shù)厝藥в兄滤阑虻拇菩晕米臃敝车目赡苄院苄　?/p>

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Kofler說(shuō)，許多人并不是很信任他們所聽(tīng)到的內(nèi)容，僅僅因?yàn)檫@些言論來(lái)自一家公司。Kofler希望在未來(lái)能收集足夠的數(shù)據(jù)來(lái)評(píng)估轉(zhuǎn)基因蚊子的影響，包括對(duì)佛羅里達(dá)群島其他物種和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的影響，并且“以一種透明的方式進(jìn)行評(píng)估，這樣使當(dāng)?shù)厝藢?duì)此實(shí)驗(yàn)的感覺(jué)要更好”。

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現(xiàn)在，因?yàn)镺xitec還無(wú)法完全說(shuō)服所有居民，公司員工只好將裝置放在有圍欄的私有財(cái)產(chǎn)上，并且向公眾隱藏了確切位置，以此來(lái)防止破壞行為。為了監(jiān)視實(shí)驗(yàn)的進(jìn)展，研究人員將使用捕獲裝置捕獲一些蚊子進(jìn)行研究。Oxitec蚊子帶有一個(gè)熒光標(biāo)記基因，當(dāng)暴露于特定顏色的光下時(shí)，它們會(huì)發(fā)光，從而使識(shí)別更加容易。

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Oxitec 沒(méi)有向公眾透露具體的裝置位置。（圖片來(lái)源：Oxitec 2021）

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他們將測(cè)量大量數(shù)據(jù)，包括雄性蚊子從盒子離開(kāi)后行進(jìn)的距離、轉(zhuǎn)基因蚊子壽命的長(zhǎng)短、它們?nèi)绾斡行б种埔吧菩晕米拥臄?shù)量，以及所有帶有該基因的雌蚊是否死亡。這些數(shù)據(jù)將決定當(dāng)?shù)厝藢?duì)這些實(shí)驗(yàn)的態(tài)度是否會(huì)有改觀(guān)，也將幫助美國(guó)環(huán)境保護(hù)局確定Oxitec是否可以在美國(guó)更廣泛的區(qū)域釋放蚊子。

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Oxitec在過(guò)去十年中面臨著美國(guó)三個(gè)不同聯(lián)邦機(jī)構(gòu)的監(jiān)管評(píng)估，以及來(lái)自佛羅里達(dá)州居民的反對(duì)。

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2010年3月：Oxitec向美國(guó)農(nóng)業(yè)部（USDA）提出了對(duì)其轉(zhuǎn)基因蚊子進(jìn)行田間實(shí)驗(yàn)的要求。

2011年10月：美國(guó)農(nóng)業(yè)部稱(chēng)，他們對(duì)Oxitec的蚊子沒(méi)有監(jiān)管權(quán)。

2011年11月：美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）聲稱(chēng)對(duì)蚊子實(shí)驗(yàn)進(jìn)行管轄，因此Oxitec向該機(jī)構(gòu)提交了在佛羅里達(dá)群島進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的申請(qǐng)。

2016年8月：FDA批準(zhǔn)了該實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始日期取決于佛羅里達(dá)群島蚊蟲(chóng)管控區(qū)（FKMCD）董事會(huì)對(duì)蚊子釋放地點(diǎn)的批準(zhǔn)。

2016年11月：佛羅里達(dá)群島 Haven區(qū)居民在全民投票中投票反對(duì)該實(shí)驗(yàn)，但佛羅里達(dá)州門(mén)羅縣的其他地方支持進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2017年10月：FDA將Oxitec蚊子實(shí)驗(yàn)的管轄權(quán)移交給了美國(guó)環(huán)境保護(hù)局（EPA）。

2019年3月：由于技術(shù)進(jìn)步以及按照EPA的要求，Oxitec開(kāi)始使用第二代轉(zhuǎn)基因蚊子。

2020年4月：美國(guó)環(huán)境保護(hù)局批準(zhǔn)該項(xiàng)目。

2020年8月：FKMCD董事會(huì)投票決定繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

2021年4月：該實(shí)驗(yàn)在門(mén)羅縣的多個(gè)群島正式開(kāi)始，Oxitec將在這些地方釋放轉(zhuǎn)基因蚊子。

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