兹卡病毒持续蔓延,基因改造灭蚊的时代来了?

兹卡病毒持续蔓延,基因改造灭蚊的时代来了?
A female Aedes aegypti mosquito is shown in this 2006 Center for Disease Controlphotograph released to Reuters on October 30, 2013. The mosquito, known to carry such potentially deadly diseases as dengue and yellow fever, has been detected for the first time in California, raising concerns among public health officials and prompting intense efforts to prevent the spread of the potentially deadly diseases. REUTERS/James Gathany/CDC/Handout via ReutersATTENTION EDITORS - THIS IMAGE HAS BEEN SUPPLIED BY A THIRD PARTY. IT IS DISTRIBUTED, EXACTLY AS RECEIVED BY REUTERS, AS A SERVICE TO CLIENTS. FOR EDITORIAL USE ONLY. NOT FOR SALE FOR MARKETING OR ADVERTISING CAMPAIGNS - RTX14UD6

在历史上,因为控制害虫而衍生的灾难并不罕见,栖息在夏威夷群岛的猫鼬就是最好的例子。在 19 世纪 80 年代,当地的製糖工业深受鼠患所害,人们用尽所有办法都不能阻止甘蔗被老鼠啃食的局面。最终,人们决定引入猫鼬以遏制老鼠的猖獗。

由于当地老鼠众多,猫鼬自然可以饱餐一顿,但问题在于老鼠是活跃于夜间的动物,而猫鼬的活动时期则以日间为主。和猫鼬错开活动时期的老鼠因此得以避过灭顶之灾,而猫鼬则将捕食目标调整为当地的小鸟和鸟蛋,鼠患也未能得到缓解。

在 20 世纪 30 年代,澳大利亚也犯了同样的错误,当地的农民想要透过引入有毒的蟾蜍以遏制甘蔗地的甲虫祸害。最终毒蟾的横行给多种本土生物带来了难以磨灭的灾难,但虫祸仍旧在上演。

即便是在今天,类似的灾难依然在频频上演。面对极为複杂的生态系统,人类的干预往往只会产生负面影响。随着灾难发生的次数逐渐变多,人们不禁停下手头上的工作,并开始思考自己所採取的措施究竟是否可行。因为一旦我们对环境实施干预,不论最终效果如何,一切都不可能被撤回。但这终究不是一个容易回答的问题。

今天想要控制害虫的数量,科学家们无需再依赖猫鼬和毒蟾,他们可以对目标物种进行基因控制,继而控制害虫的数量。在埃及斑蚊身上的实验证明了基因控制的确是一种行之有效的方式,它可以在极大程度上减少害虫的数量。

埃及斑蚊是兹卡病毒的主要宿体,这种由蚊虫携带的病毒让全世界的医疗机构都如坐针毡。自去年以来,巴西已经发生多起由于母亲携带兹卡病毒而导致婴儿夭折的案例。公共卫生官员表示兹卡病毒已经让全球处于紧急状态,并预测巴西的感染案例将会高达数千起。在美国等地,随着蚊虫滋生季节的到来,兹卡病毒想必会进一步爆发。

与此同时,在佛罗里达州基韦斯特岛附近的一个小型社区内,美国食品药品监督管理局正在考虑由生物技术公司 Oxitec 所提出的方案。Oxitec 提议将经过基因改造的雄性埃及斑蚊投放至本土的蚊群之中,一旦方案成功,本土的所有埃及斑蚊将会灭绝,进而扼杀兹卡病毒在本土传播的可能性。目前美国食品药品监督管理局正在就该方案公开谘询意见。

Oxitec 计划为蚊卵注入包含致死基因的 DNA,进而将由这些蚊卵孵化出来的雄性埃及斑蚊释放至野外,并让其与野外的雌蚊进行配对。由于雄性埃及斑蚊不以吸血为生,因此释放雄蚊并不会加剧兹卡病毒的扩散。经过基因改造的雄蚊和雌蚊的后代会继承变异的 DNA,这些幼虫不能存活至成年。如果一切可以如计划进行,埃及斑蚊的数量价会在极大程度上得到控制。在巴西皮拉西卡巴的实地测试显示 Oxitec 的方案切实可行,为期 8 个月的测试周期过后,埃及斑蚊的数量减少了 82%。

目前我们迫切需要使用这种方法以控制埃及斑蚊的数量,除了兹卡病毒以外,这种蚊子还会携带登革热、黄热病以及基孔肯雅热等多种病毒。「埃及斑蚊的存在让全球 40% 的人口都暴露在这些病毒的威胁之中,这种蚊子所带来的危害丝毫不亚于老鼠。」昆虫学家 Andrew McKemey 表示,他也是 Oxitec 实地测试专案的领导者。

但不论如何,现有的蚊虫控制措施显然还不足够,对于美国而言更是如此。在美国,各州和联邦政府会就针对兹卡病毒的基金发起政治斗争,共和党更是出手阻止了应急基金的成立。「在我看来,正确的做法是对埃及斑蚊的数量进行控制。但我们甚至连这项工作也没有进展,我并不认为单纯依靠政治可以阻止病毒的传播。」贝勒医学院热带医学学院院长 Peter Hotez 说,「控制这个病毒需要耗费许多人力,我们需要清除所有的积水,关好门窗,并逐户喷洒杀虫剂。」此外,Hotez 还补充称应对兹卡病毒的工作需要各单位的合作努力,和美国以往的防蚊措施有很大区别。随着气候逐渐变暖,蚊虫也会跟着滋生,到时对于有爆发危机的城市而言,想要採取预防措施或许已经太迟。在支持者眼中,释放经过基因改造的雄性埃及斑蚊无疑是一项切实可行的措施。

但也有人对基因改造技术表示担忧。之所以会出现这种情况,其中一部分原因是由于部分科学家对于这项技术也存在疑虑,但更重要的是人们普遍对基因改造技术存在误解,大众文化对于这项技术也存在抵触的心理。安纳伯格公共政策中心在二月份曾经做过一项民意调查,发现有超过三分之一的美国人相信兹卡病毒的传播和经过基因改造的蚊虫有关。当然,这种观念是错误的。甚至有人表示听到「基因改造」这个词彙后,第一时间想到的是电影《侏罗纪公园》。也有不少人认为天然的事物才是最好的。

「公众对基因工程表露出担忧情绪,几乎所有政治家对此都一无所知。」纽约大学医学院医学伦理学中心的创始主任 Arthur Caplan 说,「我认为此事和经济无关。一切的喧嚣都和愚昧、疑虑以及恐惧有关,人们会因为无知而感到恐惧,同时也会担忧使用生物技术去抗击害虫会最终会导致不利局面的发生。」

「化学喷雾也会引发类似的担忧情绪,这种措施确实存在一定的缺陷。」Caplan 补充,「过去的技术没有明确的针对性,时常会走火,效果很难保持。而基因工程则更像是一款来福枪,精度很高,而且对使用者而言风险极小。」

分子遗传学家 Nina Fedoroff 和前美国农业部长 John Block 皆认为透过基因工程对蚊虫进行改造是抗击兹卡病毒的最有效武器,二人还针对这个主题在本月的《纽约时报》上发表了一篇文章。许多科学家认为除了兹卡病毒以外,蚊虫还会给人类健康带来多种威胁。最明智的方法无疑是让这个物种完全灭绝,儘管这种措施所带来的影响尚处于未知状态。

「我们需要在心里谨记几个事实。」进化生物学家 Oliva Judson 在 2003 年的《纽约时报》专栏中写道,「首先我们目前所採取的防蚊措施其实非常残酷,受害的除了蚊虫之外还有其他物种。如果存在可以导致蚊虫灭绝的基因,至少这种方式可以更加精确地杀死蚊虫,效果也更为彻底。其次,让有害的物种灭绝并不是一种罪行,一直以来都有物种走向灭绝。少数物种的消失会给我们带来遗憾,但生态系统并不会因此而承受重大打击,我们也不会因为某个物种的灭绝而陷入绝境。抹去某个物种确实有可能会让其他物种在数量上发生变化,但变化并非意味着事情一定会往更糟糕的方向演变。」

Oxitec 认为和传统的杀虫剂相比,他们的方法会更为高效,且成本也和以往的灭蚊方法相当,甚至更低。昆虫学家 McKemey 表示这种方法的成本会随着使用地区所处的地理位置,该地区的人口以及蚊虫数量等因素的差异而有所差异,因此他不能给出準确的成本预测。

但科学家对于 Oxitec 所採取的措施依然存在疑问。

「我并不会过于担心安全问题,我认为最大的问题在于这项措施可以取得怎样的成果。」Hotez 表示,「这种措施目前只经过小规模测试,儘管测试成果显示埃及斑蚊的数量会因此而减少 80% 至 90%,但在现实世界中我们或许要消灭 99% 的埃及斑蚊才能取得胜利。」

换言之,让埃及斑蚊的数量减少 80% 到底能否遏制兹卡病毒的传播?关于这个问题的答案,我们并不清楚。

想要阻止病毒传播,我们在对埃及斑蚊进行数量控制时需要考虑多个因素,包括蚊虫数量、人口数量、现有患者数量以及曾经患病进而对病毒免疫的人口数量等等。

「我们的技术可以控制蚊虫的数量,但可以控制蚊虫数量并不意味着可以控制疫情。」McKemey 说,「兹卡病毒是一种全新的病毒,我们并不清楚疫情爆发的蚊虫及人口的数量。但只要我们成功控制蚊虫的数量,我们将有可能打破疫情传播的周期。」

另一个问题是这种方法的适用範围到底有多广泛。Oxitec 公司的测试地区是人口总数只有 60,000 的皮拉西卡巴,测试结果也显示释放经过基因改造的雄性埃及斑蚊可以有效减少当地埃及斑蚊的总量。但这种方法能否在人口密度更高的地区,又或者是规模庞大的城市群中取得相似的效果呢?

「在不到一年的时间里,一只雌性埃及斑蚊可以产下超过 10 亿颗蚊卵。」McKemey 说,「蚊子的生物构造非常适合传宗接代,正因为如此它们才会成为祸害,蚊子实在是太多产了。我们不能单凭假设去断定控制方法的适用性,更不能以线性的目光去推测一个国家或者整片大陆的控制效果。在此之前,我们也曾经尝试过各种针对害虫的控制措施,但大多都与农业相关。」

在农业範畴内,我们不乏一些成功的案例。在 20 世纪 60 年代,苍蝇曾经给美国畜牧业带来沉重打击。为了从根本上抹去这个威胁,当时科学家用基因改造技术为苍蝇幼虫实施绝育,最终成功消除蝇灾。后来美国科学家在果蝇身上採取了相似的措施,并取得最终胜利。给害虫做绝育手术可以带来许多好处:这项措施可以让有害的物种自行灭绝,害虫不会透过遗传及变异产生新的害虫。「我们所做的一切其实非常安全。」McKemey 说,「我们向周围所释放的雄蚊会自行消失殆尽。」

有人提议尝试对蚊子进行基因改造,以便降低蚊子传播病毒的能力,但依然可以保障蚊子的生育能力。但 McKemey 认为这种方式并不具备可操作性。

「想要实现这种效果,你需要降低释放经基因改造雄蚊的频率。但这种方法的缺点是不可预见的情况太多。」他说道。

但 Oxitec 公司所採取的方式同样有可能引发一些不可预见的情况。

「你需要关注一些自己并不了解的情况。」新墨西哥大学医学院教授 Ravi Durvasula 表示,「从科学角度看,Oxitec 公司所採取的方式本身并没有任何问题。但我们需要多考虑其他情况,万一这种方式并不奏效,致使疫情继续扩散,我们应该以何种措施应对?」

Durvasula 所指的是万一基因突变没有按照我们预想的方向发展,我们向外界释放的蚊子会演变成全新的品种。一旦这种情况出现,兹卡病毒或许会进一步恶化。Durvasula 认为这是最值得关注的一种情况,但发生的概率很低。

「接受过基因改造的蚊子不大可能会再次发生变异,并演变成让人们感到头疼的品种。」他补充,「小範围测试显示经过基因改造的蚊子状态非常稳定,它们很好得完成了自己的使命,并没有像人们所恐惧的那样变异成像小鸟一样大的巨蚊或者其他怪物。Oxitec 公司进行过多项严格测试,但没有人能百分百保证意外情况不会发生。」

基因改造有可能会改变蚊子的行为,使它们更具攻击性,又或者会改变它们的进食习惯。经过基因改造的蚊子是否可能致使其他物种发生连锁的基因突变?万一这类蚊子致使其他物种发生基因突变,我们又该如何应对?这类问题通常会出现在经过基因改造的细菌身上,科学家曾尝试透过改造细菌的基因以抗击兹卡病毒。Durvasula 表示,埃及斑蚊会因为基因改造而绝育,因此跨物种的基因突变出现的机率并不大。

「你可以大肆想像基因改造有可能造成的后果,但我们不可能在实验室测试完每一种情况。」他说,「一旦我们将经过基因改造的蚊子释放至野外,这些蚊子就不可能被回收,人们正是因此而感到担忧。确实,和基因有关的事物一直很容易让人感到恐惧。」

纽约大学生物伦理学家 Caplan 认为,这种恐惧会使针对埃及斑蚊的改造方案受到阻碍。但在恰当的条件下,公众的恐惧或许也可以构成支撑这个方案的理由。

儘管对基因改造技术存在误解的人并不少,但民意调查仍发现约有 43% 的人认为基因改造技术可以有效遏制兹卡病毒的扩散。今年 3 月份的一次民意调查发现,有 53% 的受访人群强烈支持通过释放经基因改造的雄蚊抗击兹卡病毒。另外几项民意调查也发现有众多佛罗里达州市民对这项措施持支持态度。由普渡大学和美联社发起的一项调查发现使用基因改造技术抗击兹卡病毒的支持率高达 78%。

「以兹卡病毒为例,这种病毒会在数周内爆发,还有可能致使婴儿出现畸形症状,我们并不了解这种病毒的性传播机制。每当谈及恐惧的时候,人们会倾向于考虑事情的两面性。我们会对该基因蚊子感到恐惧,而与此同时,我们也会担心兹卡病毒的快速传播。目前针对兹卡病毒的疫苗尚处于开发状态,我们还没有找到针对该种病毒的治疗方法。通过权衡比较,人们无疑会选择基因改造方案,因为至少这种方案看起来并没有那幺邪恶。」

「你应该思考人们目前所採取的灭蚊方法。」他补充,「人们会在方圆数公里的区域投放杀虫剂,又或者是在城市内乘坐摩托车喷洒灭蚊药物,这些措施所使用的材料带有毒性。随着人们对杀虫剂副作用的了解更加深入,他们或许会更加支持基因改造方案,至少没有人会因为蚊子的绝育而死亡。更多同类型病毒的出现有可能会使全球陷入危机,我认为人们终将会醒悟,并同意尝试新的应对方案。」

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