核技術可以用來滅蚊?
聽上去似乎不相關的二者,在中山大學團隊的科研成果下產生了“強相關”,該團隊成功將核技術用在“消滅”蚊子,并獲得了國際原子能機構的高度認可,相關論文發表在Nature。
據世界衛生組織統計,“每年蚊媒傳染病造成死亡人數超過70萬”,由中山大學組建的中國國家原子能機構核技術(昆蟲不育)研發中心(以下簡稱“研發中心”)在實驗室通過射線輻照,實現了對雄蚊的“不育”,這里的射線輻照是核技術的應用之一。
隨后,研究人員將這些經過輻射后的“不育”雄蚊釋放到野外,在它們與野生雌蚊進行交配后,這些雌蚊沒有子代,從而降低了蚊媒病發病率。
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“與傳統蟲媒防治方法相比,這種做法不會產生化學污染,殺蚊選擇性強,不禍及其他有益生物或害蟲天敵,并且不會有誘導蚊子產生抗藥性,防治效果持久,是目前唯一有可能在一個區域內根除特定蚊蟲、達到控制疾病傳播目的現代生物防治技術,”研發中心主任吳忠道在接受媒體采訪時表示。
在這項技術之前,基于輻射的昆蟲不育技術(SIT)已成功抑制了幾種害蟲物種的野外種群,但其對蚊媒控制的影響仍然有限。
不育昆蟲技術(SIT)和不相容昆蟲技術(IIT)充當“蚊子節育”以減少媒介種群
而相關的不相容昆蟲技術(IIT)使用由母系遺傳的內共生細菌沃爾巴克氏體從而達到絕育的效果。這是很有前途的替代方法,但同時也有一個問題,用這種方法很可能會導致感染沃爾巴克氏體的雄性與未感染雌性交配所得合子(卵)無法發育。
該團隊首次部署了SIT和IIT聯合的方法(IIT-SIT),能夠幾乎消除世界上最具侵入性的蚊子物種白紋伊蚊的野外種群。數以百萬計的工廠飼養的成年雄蚊帶有人工三重沃爾巴克氏體感染被釋放,事先對釋放的蚊子進行蛹輻照,以防止意外釋放的三重感染雌性在野外成功繁殖。這一成功的現場試驗證明,在大面積范圍內應用IIT-SIT組合控制蚊媒的可行性。
“我們利用中山大學的學科交叉優勢,通過醫學、生物學與核物理學的多學科交叉與跨學科領域合作,爭取在不育蚊大規模生產技術和高效分離雄蚊的生產工藝等方面有重大突破,并建立成熟的絕育雄蚊標準化生產體系,為蚊媒病防控提供關鍵技術支撐。”吳忠道說。
雄蚊的釋放的野外地點、釋放時間表和幼蟲抑制釋放
而在此之前,中山大學就曾與國際在昆蟲不育技術方面展開過合作。2020年,國際原子能機構邀請到中山大學中山醫學院副教授、研發中心特聘研究員張東京到南非約翰內斯堡國家傳染病中心,以指導和支持當地昆蟲不育技術的應用。
熒光原位雜交(FISH),顯示卵巢中的沃爾巴克氏體分布和密度
“南非當地的主要困擾是按蚊,也叫瘧蚊,是瘧疾的傳播媒介。當地多次暴發瘧疾疫情,死亡率較高。他們應用昆蟲不育技術遇到難題,而我們的研究和應用在全球都處于領先地位,可以提供支持。如果當地能夠應用成功,對降低瘧疾發病率將起到重要的示范作用。”張東京說。
之后,張東京對絕育蚊大規模生產如何優化及質量控制,在野外數據統計與分析方面提供了英文研究報告,并根據當地的實際情況,為其后續的發展提供建議,相關資料提交至國際原子能機構,并反饋給了當地。
此外,為將研發中心的關鍵技術進一步產業化應用,中山大學于2020年12月建成并投產成立“蚊子工廠”,這是一家國有投資為主體的蚊媒防控技術產學研運營公司一一廣州中大核昆生物技術有限公司,地點落戶在東莞中山大學研究院。
中山大學表示,“未來,‘蚊子工廠將建成為亞洲地區絕育蚊大生產基地,預計生產車間產能達4000萬~5000萬雄蚊/周,以提供足夠的絕育蚊蟲。計劃在粵港澳大灣區建立3個~4個滅蚊示范點,并將在海外設立培訓基地。”(綜合整理報道)(編輯/多洛米)