牛津昆蟲技術(shù)公司基因編輯了10億只蚊子，將投放在佛羅里達以控制疾病傳播

美國佛羅里達州的埃及伊蚊正遭受滅頂之災。

美國環(huán)境保護署EPA授予生物科技公司oxitec（牛津昆蟲技術(shù)實驗性使用許可證，該公司從去年開始被允許在佛羅里達州投放共計超過10億只特殊的埃及伊蚊—— Friendly-rM埃及伊蚊。

埃及伊蚊中的雌蚊是登革熱、黃熱病、寨卡、基孔肯雅熱等疾病的主要傳播者，它們不滿足于只叮咬一個人或動物，在產(chǎn)卵前將在多處叮咬進食血液。因此一只攜帶病毒的埃及伊蚊可能感染很多人。不僅如此，埃及伊蚊雌蚊產(chǎn)卵次數(shù)多且分散，使埃及伊蚊比其他蚊子更難控制。

Friendly埃及伊蚊均為雄性，不僅沒有叮咬人畜的口器，還攜帶著自限性基因。這種自限性基因具有顯性致死的特征，會使細胞過度生產(chǎn)一種蛋白質(zhì)，干擾細胞生產(chǎn)其他發(fā)育必需的蛋白質(zhì)，從而使攜帶這種基因的埃及伊蚊在發(fā)育成熟前死亡。

在實驗室中，F(xiàn)riendlyTM埃及伊蚊會被飼喂解毒劑四環(huán)素得以正常存活，但它們被釋放到野生環(huán)境后，繁殖獲得自限性基因的子代會因為沒有四環(huán)素而提前死亡。

Oxitec是一家美國公司，主要研究如何控制全球傳播疾病和破壞農(nóng)作物的昆蟲，包括傳播疾病的伊蚊和破壞農(nóng)作物的地中海果蠅、大豆尺夜蛾、小菜蛾等，總部和研發(fā)機構(gòu)設(shè)在英國牛滓大學附近，最早是由牛灃大學的Luke Alphey教授和他的動物學系同事David Kelly、Paul Coleman一起成立，付出900萬英鎊的代價從牛津大學動物學系獨立出來。

2014年4月，在oxitec獲得巴拿馬國家生物安全委員會的正式批準后，第一批轉(zhuǎn)基因埃及伊蚊在巴拿馬的試點被釋放，使巴拿馬試點的埃及伊蚊減少了90%。

隨后對Oxitec青睞有加的Precigen（生物制藥公司）以1.6億美元將其收購，并繼續(xù)開發(fā)其技術(shù)。

就在2020年5月，Oxitec在巴西圣保羅州因達亞圖巴試點投放了第二代FriendlyTM埃及伊蚊（代號OX5034），帶來的效果十分顯著——經(jīng)過13周的試驗后，與同一城市未投放轉(zhuǎn)基因雄蚊的對照地點相比，投放區(qū)域95%的埃及伊蚊被抑制。

相比oxitec在巴拿馬、印度和哥倫比亞等國家釋放的第一代Friendly埃及伊蚊（代號ox503A），如今在巴西圣保羅州因達亞圖巴和美國佛羅里達釋放的是第二代埃及伊蚊具有兩個新特性：

1

第一個是雄性選擇，即與野生雌蚊交配后，其后代體內(nèi)的轉(zhuǎn)基因表達的蛋白只殺死雌蚊，而雄性后代存活;

2

第二個是這些雄性后代中還有一半攜帶自限性基因，能將這種基因再次傳遞給后代，繼續(xù)扼殺雌性后代。不過隨著繁衍的繼續(xù)，這種自限性基因在種群中占比將越來越少，直到消失。

在多個國家試驗成功的Oxitec，令深受登革熱等疾病困擾的國家感到振奮，政府紛紛向其發(fā)來訂單。

2021年惠康信托基金向Oxitec投資680萬美元用于巴西圣保羅地區(qū)的試點項目規(guī)模擴大;2018年6月比爾及梅琳達·蓋茨基金會也曾向oxitec公司發(fā)放了400萬美金的資金援助，支持其關(guān)于控制蚊蟲的項目。

在佛羅里達州釋放轉(zhuǎn)基因埃及伊蚊，是美國第一次在自然生態(tài)環(huán)境的范圍里釋放轉(zhuǎn)基因動物，但卻并不是美國第一次嘗試“以蚊治蚊”一一基韋斯特和邁阿密就曾分別釋放了另一種“工具”蚊子——攜帶沃爾巴克氏菌的蚊子。

中山大學一密歇根州立大學熱帶病蟲媒控制聯(lián)合研究中心的奚志勇教授團隊在廣州建立“蚊子工廠”，培育的就是一種攜帶沃爾巴克氏菌的白紋伊蚊（代號Hc），這種白紋伊蚊與野生蚊子交配后產(chǎn)的卵無法孵化出后代，相當于被“絕育”了。

奚志勇團隊采用的方法結(jié)合了以輻射為基礎(chǔ)的昆蟲絕育技術(shù)（SIT）和胞質(zhì)不相容技術(shù)（IIT）。

SIT是由美國昆蟲學家Raymond Bushland和Edward Knipling提出的一種消滅害蟲的手段，使用輻射破壞昆蟲的生育能力，使其后代不能存活，但缺點是會降低昆蟲的生殖和生存競爭力，效果維持時間較短。

IIT利用胞質(zhì)不相容的機制，只讓雄蚊感染上沃爾巴克氏體共生菌，由于雌雄蚊體內(nèi)共生菌的種類不同，就會出現(xiàn)胞質(zhì)不相容，導致雌蚊產(chǎn)生的蟲卵無法孵化。使用IIT也有一個難點，那就是雌雄蚊的共生菌一定不能相同，否則該共生菌寄生的蚊子會替代當?shù)匾吧N群。

奚志勇團隊為避免這兩種方法的缺陷，將兩者巧妙結(jié)合起來，利用IIT-SIT技術(shù)培育出來新型的HC蚊子攜帶3種不同的沃爾巴克氏菌，并且在孵化前會先用機器以物理方法分一遍雌雄，再用專門的X光射線儀使雌性伊蚊絕育（不影響雄性伊蚊的生殖能力和生存競爭力），保障釋放到野外的99～100%都是HC雄蚊，“漏網(wǎng)之魚”的HC雌蚊也沒有生殖能力。

2016～2017年，奚志勇團隊在廣州沙仔島和大刀沙釋放了大量HC雄蚊，使當?shù)氐囊吧准y伊蚊幾乎完全滅絕。

谷歌母公司Alphabet旗下生命科學部門Verily也在培育攜帶沃爾巴克氏菌的埃及伊蚊，不用于奚志勇團隊采用的IIT-SIT技術(shù)，他們利用計算機視覺算法和人工智能分離雌雄蚊子。

2017年Verily與加利福尼亞州弗雷斯諾縣的綜合滅蚊區(qū)（CMAD）、生物技術(shù)公司MosquitoMate合作，在弗雷斯諾縣釋放了他們培育的攜帶沃爾巴克氏菌的埃及伊蚊，并在2018年測得試點地區(qū)95%的埃及伊蚊被抑制。

此處提到的MosquitoMate是肯塔基州列克星敦的一家生物技術(shù)公司，承接攜帶沃爾巴克氏菌的白紋伊蚊的訂單，不僅為滅蚊區(qū)、市政當局、企業(yè)提供服務(wù)，位于列克星敦、路易斯維爾、法蘭克福、中途島和凡爾賽肯塔基州的普通家庭和社區(qū)也可以通過付費獲得上門滅蚊的服務(wù)。

相比Oxitec用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育蚊子，培育攜帶沃爾巴克氏菌的蚊子項目在篩選性別時付出的成本較高，不過對于民眾來說，后者更容易被接受。相比轉(zhuǎn)基因技術(shù)創(chuàng)造出新型蚊子，沃爾巴克氏菌是從前存在自然界的細菌。關(guān)于轉(zhuǎn)基因技術(shù)是否會創(chuàng)造出更加強壯的蚊子、是否會創(chuàng)造出更能傳播疾病的蚊子等問題還沒有定論，大量釋放轉(zhuǎn)基因蚊子到自然環(huán)境中讓部分民眾和專家感到疑慮。

除了以上提到的利用自限性基因和沃爾巴克氏菌，還有科學家利用CRISPR-Cas9創(chuàng)造一個突變基因，令攜帶此基因的雌性蚊子無法繁殖，但攜帶此基因的雄性可以繼續(xù)將這種導致雌性不育的基因傳播給后代，通過基因驅(qū)動技術(shù)，他們可以使這種遺傳概率最高達到100%。倫敦帝國理工學院生物學教授Andrea Crisanti的團隊正在進行此項研究。

美國弗吉尼亞理工大學的研究人員也在嘗試用CRISPR-Cas9技術(shù)把雄性決定基因加入到雌性蚊子胚胎的基因組中，使其后代更多地產(chǎn)生不叮咬人的雄蚊。

目前，研究CRISPR-Cas9技術(shù)的團隊暫時沒有公布過大規(guī)模釋放蚊子的試驗計劃。