今年5月，美國環境署批準了英國牛津昆蟲技術公司轉基因蚊子的生産。8月份，美國佛羅裡達州政府批準了該公司生産的7.5億經過基因改造的埃及伊蚊可以放生野外。8月18日，這一計劃得到了佛羅裡達群島蚊蟲管控區的最終批準，從明年起開展一項為期兩年的利用轉基因蚊讓蚊子斷子絕孫的滅蚊行動。

利用轉基因蚊子達到消滅蚊子的目的，這種思路由來已久。那麼目前都有哪些具體的技術途徑？又引發了怎樣的争議？我們邀請著名科普作者張田勘就有關問題向讀者解讀。

問：這一次野外釋放的英國牛津昆蟲技術公司轉基因蚊子是用什麼原理消滅蚊子的？

答：生産轉基因蚊子有多種技術手段，其中一種是研發時間較長、應用得比較廣泛的技術，稱為昆蟲顯性緻死釋放技術。牛津昆蟲技術公司在2007年就成功研發出轉基因蚊，在後來的幾年中陸續進行了野外投放試驗，收到了良好的較果，但也引發了争議。

顯性緻死基因攜帶昆蟲釋放技術的核心就是要構建一個複合轉座子，複合轉座子是一個顯性緻死基因。在實驗室中，研究人員把複合轉座子插入蚊子基因組，産生轉基因蚊子。由于在實驗室給蚊子飼喂四環素，轉基因蚊的雄蚊和雌蚊都能正常存活。然後，通過技術選擇去除雌蚊，再把雄蚊單獨大量釋放到野外，轉基因雄蚊就可以與野生雌蚊交配。

轉基因雄蚊與野生雌蚊交配産下的也是擁有複合轉座子這種轉基因的蚊子，而在野外沒有四環素，後代無論是雄蚊還是雌蚊體内的複合轉座子活性都會開啟，蚊子就無法存活，達到初步消滅蚊子的目标。

由于轉基因雄蚊與野生雌蚊産生的後代的雄性和雌性都會因為緻死性基因而死亡，因此，需要反複向野外投放在實驗室産生的轉基因雄蚊，以達到與野生雌蚊交配而讓蚊子減少，甚至滅絕的目的，也就可能阻絕蚊子叮咬人并傳播疾病。

牛津昆蟲技術公司的第一代轉基因蚊稱為OX513A，是一種轉基因埃及伊蚊，應用的是一種可以讓後代蚊子不分雌雄都因為轉入的緻死性基因而死亡的技術。這種轉基因蚊在2007年研發出來。2010年，OX513A轉基因蚊在馬來西亞一些地方釋放，從2011年起在巴西一些地方釋放，2014年，在印度、巴拿馬、開曼群島等國的一些地方進行試驗。

其中，效果較好的是從2013年起，牛津昆蟲技術公司每周向巴西東部巴伊亞州的雅科比納市投放大約45萬隻轉基因雄蚊。在兩年多的時間裡，總計反複投放近5000萬隻轉基因蚊。根據後來的試驗統計結果，當地野生埃及伊蚊的總數下降了90%以上。在開曼群島的試驗結果是，OX513A轉基因蚊對野生蚊子種群的抑制率達95%。而在馬來西亞等地的試驗表明，OX513A轉基因與當地野生雄蚊具有同等的競争和交配能力，并且能夠顯著降低當地野生埃及伊蚊的種群密度。

但是，這一技術也引發争議，最大的争議是，人們擔心讓蚊子滅絕。最好的目标是讓轉基因技術滅掉雌蚊，因為隻有雌蚊才叮咬人并傳播多種疾病，而雄蚊采集花蜜或以樹汁為食，不叮咬人。為此，牛津昆蟲技術公司研發了第二代轉基因蚊，稱為OX5034。與第一代OX513A轉基因蚊相比，第二代轉基因蚊OX5034有兩個顯著優點。它們的雄蚊與野生雌蚊交配後，其後代體内的轉基因表達的蛋白隻殺死雌蚊，使其不能叮人和傳播病原體。其次，在雄蚊後代中，隻有一半攜帶緻命基因，它們能将這種基因繼續傳遞給後代，開啟種群的自我消滅程序。但是，随着蚊子後代的增加，這種緻命基因的比例會在蚊子體内逐漸降低，然後慢慢消失。

問：據說我國科學家也在探索用類似的方法滅蚊，具體是怎麼回事兒？

答：研究人員也在探索其他類似的方式來滅蚊，其中一種是把某一微生物，如某種細菌轉入蚊子體内，也可以讓蚊子的後代絕育。這種技術也可稱為細胞（胚胎）轉染。

現在，已經有一些國家的研究人員在從事這項技術研究，中國中山大學的奚志勇教授團隊在這一領域的研究取得了一些成果，他們的團隊于2013年、2015年和2019年分别在《科學》雜志和《自然》雜志發表了研究結果。

沃爾巴克氏體是一種在自然界節肢動物體内廣泛存在的一種廣義上的共生菌。如果雄性蚊子感染沃爾巴克氏體，與沒有感染的雌蚊交配，就會出現生殖不親和，讓胚胎死亡，無法傳宗接代。

奚志勇團隊把一種優質沃爾巴克氏體菌型注入白紋伊蚊的胚胎中，産生第一隻帶菌雌蚊，獲得第一個蚊株——HC蚊株，再由它在實驗室中與雄蚊交配産生後代。經過大規模飼養至後代蚊子的蛹期，進行雌雄分離。把攜帶有沃爾巴克氏體的後代雄蚊投放到野外與野生雌蚊交配，可以導緻雌蚊的胚胎100%死亡，因此可以讓蚊子絕育。

當然，在實驗室篩選的過程中可能有極少部分雌蚊會漏網，經過沃爾巴克氏體感染的雌蚊在野外與雄蚊交配，仍可産下後代。為了徹底阻斷蚊子的生育，還可以采用另一種方法，對雌蚊進行低劑量射線照射，使雌蚊不育。後者即使釋放到環境中，與野生雄蚊交配後也無法産生後代。因此，用沃爾巴克氏體轉染并結合輻照，可以逐漸讓某一蚊子種群滅絕。

2015年、2016年，在獲得相關許可和居民知情同意後，奚志勇團隊分别選擇了廣州沙仔島和大刀沙島作為試驗點，小虎島、觀龍島作為對照點進行試驗。

持續釋放HC雄蚊兩三年後，與對照區相比，這兩個野外試驗點的蚊子種群基本消除，幼蟲和雌蚊的平均抑制效果分别達到94%和89%，兩個試驗點蚊子叮咬率平均分别下降了96.6%和88.7%。僅僅是野外釋放沃爾巴克氏體轉染的雄蚊，就可以讓特定區域的蚊子幅度減少，自然也減少了蚊子對人的叮咬和多種傳染病的傳播。

問：有報道稱，基因剪刀技術在以蚊滅蚊中也有應用，是怎麼做到的？

答：現在，生物技術中最著名和最有發展前景的基因剪刀是CRISPR-Cas9，可以對特定基因進行增添、删除、破壞或者修飾，從而讓某些基因在某一生物群體如蚊子中擴散，讓其滅種。

2015年，研究人員發現了雄性蚊子有一種名為Nix的基因，是一種雄性決定基因。現在，美國弗吉尼亞理工大學的研究人員嘗試用CRISPR-Cas9技術把Nix基因加入到雌性蚊子胚胎的基因組中，如此就會産生更多的雄性蚊子或不育的雄性蚊子，從而減少雌性蚊子的數量，也會減少蚊子叮咬人和傳播疾病。

這種用基因剪刀來控制蚊子後代的性别可能比對蚊子的“種族滅絕”更“蚊道”一些，不是讓蚊子不育或斷子絕孫，而是讓蚊子後代的雌性大大減少，以減少雌蚊對人類的叮咬和傳播疾病。但是，這種方式是否具有明顯效果，還需要更多的研究來證明。

問：消滅蚊子會不會造成生态危害？這方面有怎樣的争議？

答：人類現在要采用轉基因技術或其他技術滅絕蚊子，這種做法是否妥當？站在人的立場，好像滅絕蚊子有充分理由，最大的理由是，蚊子是人類最大的敵人，它每年害死的人最多。

蚊子傳播的疾病有登革熱、瘧疾、流行性乙型腦炎、黃熱病、基孔肯雅熱、寨卡病毒、絲蟲病、日本腦炎、西尼羅河病毒等數十種傳染性疾病。所有蚊子傳播的疾病加起來每年可以讓全世界約7億人染病，每年因蚊子傳播疾病而被奪走性命的就達到72.5萬人。因此，蚊子是當今世界人類的第一殺手。從預防優于治療的角度看，從源頭上消滅蚊子可以防治數十種蚊媒病。因此，消滅蚊子理由充足。

然而，如果滅絕蚊子，是否會切斷地球上生态鍊上的一個環節，對生态和環境造成危害？蚊子盡管很小，但在自然生态中占有重要的位置。如果蚊子滅絕了，那麼以蚊子為生的壁虎、蜥蜴、蜘蛛、蝙蝠、蜻蜓、青蛙、魚、燕子和麻雀等生物是否會跟着衰亡和滅絕？

即便壁虎、蜥蜴、蜘蛛、蝙蝠、蜻蜓等生物可能找到其他食物來代替蚊子，不會滅絕，但是，當這些生物在吃轉基因蚊子的時候會不會受到傷害，或者由于被動接受有害的轉基因，造成這些動物的絕育？現有的研究表明，上述種種轉基因技術，不會橫向影響其他昆蟲種族。即便是青蛙或蝙蝠吃了轉基因蚊子，也不會中毒，更不會影響它們的生育。

不過，這一次在佛羅裡達群島投放轉基因蚊子，也引來了許多反對聲音，認為釋放轉基因蚊子将會給佛羅裡達居民、當地環境和瀕危物種帶來不必要的風險，特别是在目前新冠疫情的大背景下。但是，英國牛津昆蟲技術公司的一名科學家表示，他們在過去幾年其實已經向野外釋放了10億隻轉基因蚊子，并沒有對環境和人類造成任何潛在的風險。

對于轉基因滅蚊，世界衛生組織的态度是，在鼓勵嘗試用轉基因蚊來滅蚊的同時，也要進行更多的風險測評。

(來源:北京日報客戶端)