圖源：Pixabay

　　撰文 |梅寶

　　責編 | 李珊珊

　　哪種動物殺死的人類最多?答案不是犀牛、老虎，甚至也不是鯊魚，而是幫助瘧原蟲(Plasmodium)傳播的微小的蚊子。為了應對這種疾病，人們發現了奎寧和青蒿素，學會了使用疫苗、殺蟲劑噴霧，以及蚊帳，然而，時至今日，盡管人類進行了諸多干預，每年仍有2.63億人感染瘧疾，有超過60萬人死于這種蚊媒疾病。壞消息還不止如此，研究顯示，蚊子們正在對殺蟲劑產生抗藥性，且耐藥的瘧原蟲正在出現。

　　不過，近日來自加州大學、圣保羅大學和約翰·霍普金斯大學的研究人員發現了一種對抗瘧疾的潛在新工具——通過基因改造，他們將一種在某些蚊子體內自然存在的基因插入蚊子體內，使其能夠抵抗瘧疾寄生蟲。他們還利用一種名為“基因驅動”的基因技術，在實驗室中加速這種基因變體在蚊子群體中的傳播。

　　上個月，這項研究成果發表在了《自然》雜志上[1]。這種新工具也許有望讓人類在戰勝瘧疾的道路上看到曙光。

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　　傳播瘧疾的關鍵基因

　　在上述研究中，通過改變蚊子遺傳信息中所對應的一個氨基酸，研究人員創造了一種不能作為瘧原蟲宿主的蚊子，換句話說，一種不傳播瘧疾的蚊子誕生了。

　　“這種特殊變異會產生如此巨大的影響，這似乎很不可思議，”該研究的主要作者伊森·比爾(Ethan Bier)說，“老實說，我仍然無法相信這一點。”

　　瘧疾傳播依賴于瘧原蟲在吸血后成功入侵按蚊中腸，賓夕法尼亞州立大學瘧疾研究中心聯合主任斯科特·林德納(Scott Lindner)向媒體解釋：一種名為FREP1(蚊子纖維蛋白相關基因1)的基因對蚊子能夠正常傳播瘧原蟲至關重要。正常狀態下FREP1L224，基因負責調控瘧原蟲從蚊子腸道向唾液腺的轉移過程，正是通過這個階段，蚊子將瘧原蟲傳播給了人類。雖然林德納并未參與此項研究，但他曾針對瘧原蟲在蚊子與哺乳動物之間的傳播開展過研究。

　　之前的一項研究表明，一個自然出現的FREP1變異體(僅存在單個氨基酸差異，FREP1Q224)可能有助于減少蚊子傳播瘧原蟲的能力，但沒有干擾和削弱蚊子的正常適應能力。本次研究中，研究人員通過對比兩種蚊子，發現含FREP1Q224的蚊子不僅阻斷了惡性瘧原蟲(Plasmodium falciparum)的感染途徑，還成功抑制了另一種瘧疾病原體的感染。比爾說：“這表明，通過這種改變，你可以獲得非常廣泛的保護，而且它對不同的蚊子也是一樣的。”

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　　強勢的基因驅動體系

　　造就一群超級蚊子

　　利用CRSPR技術，比爾和他的團隊將這種單個氨基酸的變異(Q224)植入到另一種蚊子中，創造出一種對傳播瘧原蟲具有高度抗性的蚊子。然而，通常而言，特定突變傳遞給后代的幾率只有50%，為了將這種變異傳播給更多的蚊子，研究小組開發了一套基因驅動體系，即：等位基因驅動(allelic drive)，這個基因驅動盒會使得特定的突變或基因能夠強勢地傳給幾乎所有的后代，而不僅僅是50%。

　　后續的籠養實驗中，這種方法使FREP1變體的傳播速度遠超自然遺傳。研究小組報告稱，在 10 代中，它占FREP1基因總拷貝數的比例從 25% 上升到 94% 以上。 這也就意味著，最理想的狀態，正常的FREP1L224基因將被突變型FREP1Q224徹底打敗，從而在蚊群中消失。[3]

　　剩下能做的，就是用這種方法改造蚊子，然后將它們放歸野外。

　　如該研究的共同作者、約翰·霍普金斯大學生物學家、喬治·迪莫普洛斯對美國國家廣播電臺(NPR)所言：“這些蚊子會自行擴散，并逐漸將傳播瘧疾的蚊子種群轉變為不能傳播瘧疾的蚊子種群。”[4]

　　這樣做的結果是不讓蚊子傳播瘧疾，而且幾乎不會給蚊子種群帶來其他基因變化的風險。“如果我們能改變蚊子，使它們更不容易感染瘧原蟲，”林德納說，“這將減少受感染的蚊子的數量，從而減少被感染的人數。”

　　當然，并沒有聲稱這項技術將成為消滅瘧疾的最后一根稻草，而且它還遠未準備好投入使用。至少還需要幾年時間才能進行實地試驗，并且需要獲得當地社區和政府的支持和批準。但他認為，需要新的基因工具來消滅這種疾病，因為現有的蚊帳和抗瘧藥物等工具還無法將每年導致60萬人死亡的瘧疾徹底消滅。