給蚊子絕育！探訪世界最大“蚊子工廠”

圖片來(lái)源：攝圖網(wǎng)

“歡快的音樂(lè)，整齊的舞步，發(fā)光的電蚊拍。”社交網(wǎng)絡(luò)上，一段東北大媽自編的“曳步滅蚊廣場(chǎng)舞”從今年6月火到了9月。進(jìn)入9月，為儲(chǔ)備能量過(guò)冬，各地的秋蚊開始猖獗起來(lái)。

潮濕悶熱的天氣為蚊子提供了星級(jí)生存環(huán)境，南方依然是秋蚊“活動(dòng)”的重災(zāi)區(qū)。而居住在廣東省廣州市白云區(qū)棠景街的居民今秋卻減少了“抗蚊”的煩惱，這一切要?dú)w功于一項(xiàng)試驗(yàn)——中山大學(xué)熱帶病防治研究教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、美國(guó)密歇根州立大學(xué)教授奚志勇團(tuán)隊(duì)的“絕育蚊子”試驗(yàn)。

使蚊子絕育，是為了消除多種蚊媒傳染病。登革熱就是一種典型的蚊媒傳染病，通過(guò)帶有登革熱病毒的雌性伊蚊叮咬傳染給人類。

近年來(lái)，全球登革熱發(fā)病率快速上升，根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：2010年，全球登革熱發(fā)病數(shù)為220萬(wàn)，2016年這一數(shù)據(jù)增至334萬(wàn)。登革熱已成為發(fā)展最快的蚊媒傳染病，遍及熱帶、亞熱帶128個(gè)國(guó)家和地區(qū)。

棠景街的“絕育蚊子”就是奚志勇團(tuán)隊(duì)研究的白紋伊蚊。白紋伊蚊是國(guó)內(nèi)主要傳播登革熱的蚊子種群。由于雨水偏多且氣溫偏高的特殊環(huán)境，廣東省正是國(guó)內(nèi)登革熱多發(fā)和重點(diǎn)防控的地區(qū)。每年7-11月是廣東省登革熱發(fā)病高峰期，疫情高發(fā)區(qū)主要包括：珠三角地區(qū)、粵東潮汕地區(qū)、粵西湛江徐聞的漁港區(qū)。

根據(jù)廣東省衛(wèi)生健康委員會(huì)政府信息公開目錄：2016年-2018年，廣東省登革熱發(fā)病數(shù)分別為544、1662、3315，呈上漲趨勢(shì)。2019年截至6月12日，廣東18個(gè)地市共報(bào)告240例登革熱病例，較2018年同期（44例）相比上升明顯。

對(duì)于登革熱，目前，全球范圍沒(méi)有疫苗，也沒(méi)有特效藥，只能通過(guò)控制傳播媒介來(lái)預(yù)防。

因而，“絕育蚊子”試驗(yàn)從一開始便帶有特定的意義，奚志勇及團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)的雄性白紋伊蚊釋放后也只有一個(gè)使命——與野生雌性白紋伊蚊交配，致其不育，達(dá)到控制種群數(shù)量的目的，最終實(shí)現(xiàn)預(yù)防及控制登革熱的效果。

7月18日，《Nature》雜志刊載了奚志勇及其團(tuán)隊(duì)的最新研究成果——《昆蟲不相容和絕育技術(shù)相結(jié)合清除蚊媒種群》。該項(xiàng)研究介紹了一種最新的滅蚊方法，通過(guò)雄蚊感染沃爾巴克氏體菌與低劑量射線照射使雌蚊絕育相結(jié)合，達(dá)到“以蚊治蚊”的目的。

“經(jīng)常使用殺蟲劑導(dǎo)致了蚊蟲對(duì)殺蟲劑的耐藥性，防控效果受到影響。通過(guò)釋放沃爾巴克體，壓制自然界的蚊蟲密度，對(duì)于整個(gè)防控應(yīng)該說(shuō)是非常有意義的。”廣東省疾病預(yù)防控制中心副主任林立豐在接受媒體采訪時(shí)說(shuō)。

有人擔(dān)憂，蚊子本是生物鏈中的天然一環(huán)，這個(gè)方法是否會(huì)將它完全滅絕，生態(tài)鏈遭到破壞怎么辦？奚志勇解釋稱：“這是一種誤讀，我們針對(duì)的是人類居住地區(qū)傳播疾病的白紋伊蚊。而存在于野生環(huán)境中、不起傳播疾病作用的蚊子，不會(huì)是我們的控制目標(biāo)。”

“絕育手術(shù)”

8月份的廣州，悶熱、潮濕，走出廣州東站，濕熱氣息撲面而來(lái)，人就像一張蒸籠紙，被放進(jìn)剛燒開水的蒸籠里，時(shí)刻能擰出水來(lái)。出租車穿過(guò)老城區(qū)，沿著珠江一路駛向廣州科學(xué)城——廣州高新技術(shù)企業(yè)的聚集地。世界最大的“蚊子工廠”，就坐落在科學(xué)城加速器園區(qū)的一棟大樓內(nèi)。

走進(jìn)“蚊子工廠”，經(jīng)過(guò)辦公區(qū)，穿上隔離服，經(jīng)過(guò)注射室、診斷區(qū)、生產(chǎn)區(qū)，便可以詳細(xì)了解蚊子做“絕育手術(shù)”的全程。3500平米的工廠里，每周接受“絕育手術(shù)”的蚊卵大約有2億個(gè)，而成功被生產(chǎn)出來(lái)的雄性“絕育蚊子”大約有1000萬(wàn)只。

與普通手術(shù)不同，蚊子的“絕育手術(shù)”需要好幾個(gè)“手術(shù)室”，首先是顯微注射室。在這里，研究人員通過(guò)胚胎顯微注射技術(shù)，將一種精心挑選的沃爾巴克氏體菌注入白紋伊蚊的早期胚胎內(nèi)，感染其生殖系統(tǒng)，產(chǎn)生第一只帶菌雌蚊，并獲得第一個(gè)蚊株。

選出蚊株的工作極其復(fù)雜。“注射是非常精細(xì)的過(guò)程，篩選蚊株是繁瑣的過(guò)程。我們給一百個(gè)蚊卵注射沃爾巴克氏體菌，存活下來(lái)的只有十幾個(gè)，這十幾個(gè)存活下來(lái)的蚊卵里面，感染沃爾巴克氏體菌的也只有一半。”現(xiàn)場(chǎng)研究人員告訴經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)記者，篩選工作結(jié)束，他們會(huì)建立“種子庫(kù)”，并定期檢測(cè)沃爾巴克氏體菌是不是穩(wěn)定遺傳。

選完“種子”，“手術(shù)室”就換到了幼蟲飼養(yǎng)車間。推開幼蟲飼養(yǎng)車間的鐵門，首先傳來(lái)的是一股充斥著食物發(fā)酵的刺鼻味道，一個(gè)個(gè)托盤大小的水槽里放滿了孵化后密密麻麻的黑色幼蟲，等待成蛹。在這里，每一平方米的地面空間飼養(yǎng)著150萬(wàn)蚊子幼蟲。

幼蟲成蛹后，“手術(shù)”進(jìn)入分離環(huán)節(jié)。“通過(guò)雌雄分離儀把雄蚊蛹和雌蚊蛹分開，每天我們每個(gè)人大概可以分離340萬(wàn)只雄蛹。”現(xiàn)場(chǎng)研究人員介紹說(shuō)，雌雄分離是非常關(guān)鍵的步驟。“分離儀的準(zhǔn)確率是99.7%，如果剩下0.3%的經(jīng)過(guò)感染的雌蚊在野外與雄蚊交配，還是可以產(chǎn)下后代的。不解決這0.3%的雌蚊，就沒(méi)法進(jìn)行種群壓制，甚至還會(huì)引起種群替換，一切就前功盡棄了。”

為解決0.3%雌蚊絕育的問(wèn)題，2016年4月，世界首臺(tái)專門用于蚊子雌蛹輻射處理的X光射線儀投入“蚊子工廠”使用，處理能力可達(dá)每小時(shí)60萬(wàn)只。“低劑量射線照射，使雌蚊不育，就算釋放出去，交配后也無(wú)法產(chǎn)生后代，這樣就可以達(dá)到100%的種群清除效果了。”奚志勇說(shuō)。

分離結(jié)束后，“絕育手術(shù)”進(jìn)入尾聲。等待這些分離出來(lái)的、帶有沃爾巴克氏體菌的雄蛹羽化，再經(jīng)過(guò)包裝、質(zhì)控，最后對(duì)外釋放。

至此，從卵、幼蟲、蛹到成蟲，一只白紋伊蚊的“絕育手術(shù)”便做完了。

釋放“絕育蚊子”

任何一種技術(shù)如果不被引入實(shí)際應(yīng)用中，就失去了研究的意義。奚志勇給白紋伊蚊做“絕育手術(shù)”是為了預(yù)防登革熱。因而，在完成實(shí)驗(yàn)室階段后，奚志勇將這項(xiàng)研究轉(zhuǎn)入現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。

七年前，奚志勇便著手組織沃爾巴克氏體菌蚊子在國(guó)內(nèi)的現(xiàn)場(chǎng)釋放試驗(yàn)。那時(shí)，澳大利亞和美國(guó)也剛拿到許可，啟動(dòng)并部分完成了該項(xiàng)試驗(yàn)。

在國(guó)內(nèi)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)始于2015年3月的廣州南沙沙仔島。“其實(shí)我們當(dāng)時(shí)選了好幾個(gè)點(diǎn)，最后定沙仔島是出于綜合考慮，一方面島上生態(tài)相對(duì)封閉，島上蚊子密集，又有江水作為明顯的隔離帶，適合監(jiān)測(cè)。還有一個(gè)很重要的原因，沙仔島的居民對(duì)這個(gè)試驗(yàn)的理解和支持率高。”奚志勇解釋說(shuō)。

要釋放多少帶有沃爾巴克氏體菌的雄性白紋伊蚊才能清除該區(qū)域的白紋伊蚊？這也是困擾奚志勇及其團(tuán)隊(duì)的問(wèn)題。“后來(lái)我們根據(jù)數(shù)學(xué)模型推定，我們釋放的雄蚊與野外雄蚊比例需至少達(dá)到5：1。”奚志勇對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)記者說(shuō)，因?yàn)槲米语w行的距離在50米到75米之內(nèi)，所以團(tuán)隊(duì)在兩個(gè)島上每隔50米就設(shè)一個(gè)釋放點(diǎn)，就能很好地覆蓋釋放范圍。

第二年，奚志勇團(tuán)隊(duì)聯(lián)合廣州市疾病預(yù)防與控制中心選出了第二個(gè)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)點(diǎn)——廣州番禺大刀沙島。

根據(jù)奚志勇在《Nature》雜志上發(fā)表的研究數(shù)據(jù)，2016年-2017年，廣州沙仔島和大刀沙島兩處試驗(yàn)區(qū)白紋伊蚊的數(shù)量降幅在83%到94%。

2018年，奚志勇團(tuán)隊(duì)與廣州市疾病預(yù)防和控制中心合作，在廣州市區(qū)的部分城中村、高樓大廈選出了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)點(diǎn)釋放雄性沃爾巴克氏體菌白紋伊蚊。白云區(qū)的棠景街便是其中一個(gè)點(diǎn)。

從相對(duì)封閉的島上到人群擁擠的城區(qū)，奚志勇及團(tuán)隊(duì)面臨的是全然不同的環(huán)境，自然也遇到了更加棘手的問(wèn)題。“在島上釋放的時(shí)候有江水做隔離帶，在城區(qū)，你找不到這么好的隔離帶。還有一個(gè)讓人頭大的問(wèn)題就是釋放方法的問(wèn)題，城中村環(huán)境復(fù)雜，傳統(tǒng)的方法很難控制，我們不可能再像以前一樣人工捧著桶去釋放。而且，高樓大廈周圍的蚊子，在空間上呈垂直分布到高樓頂部。”奚志勇說(shuō)，尋找創(chuàng)新的釋放方法刻不容緩，經(jīng)過(guò)多輪探討與試驗(yàn)，無(wú)人機(jī)被選為最有效的釋放工具。目前團(tuán)隊(duì)已與一家無(wú)人機(jī)公司開始合作。

此外，社區(qū)居民的理解與支持仍是必須要解決的問(wèn)題。為了能讓現(xiàn)場(chǎng)釋放工作順利進(jìn)行，廣州市疾病預(yù)防和控制中心做了大量宣傳和知識(shí)普及工作。

“很多老百姓(73.640,-0.43,-0.58%)不知道只有雌蚊叮人，雄蚊不叮人，我們就在社區(qū)舉辦了多場(chǎng)知識(shí)講座告訴居民這一點(diǎn)。但講完之后還是有人不相信啊，怎么辦呢？那就現(xiàn)場(chǎng)演示給他們看。我們的工作人員自己把手伸進(jìn)裝滿了蚊子的蚊籠，讓他們親眼看到并相信：‘蚊子工廠’生產(chǎn)出來(lái)的雄蚊不叮人。后來(lái)，我們還組織部分居民去‘蚊子工廠’參觀，了解‘絕育蚊子’生產(chǎn)的整個(gè)過(guò)程。”廣州市疾病預(yù)防和控制中心副主任張周斌對(duì)經(jīng)濟(jì)觀察報(bào)記者說(shuō)。

商業(yè)化難題

完成了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、不同環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，“絕育蚊子”技術(shù)走向商業(yè)應(yīng)用，還欠著農(nóng)藥登記許可證這股東風(fēng)。

“目前我們正在和農(nóng)業(yè)部溝通，按要求遞交藥效學(xué)等數(shù)據(jù)資料。一旦通過(guò)農(nóng)業(yè)部許可，獲得農(nóng)藥登記證，這項(xiàng)技術(shù)就可以作為微生物殺蟲劑投入商業(yè)化應(yīng)用，估計(jì)一年到三年之內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)。”奚志勇介紹說(shuō)。

事實(shí)上，奚志勇早就有了商業(yè)化方面的設(shè)想。因?yàn)閺V東省科技廳的資助比較特殊，補(bǔ)貼到期后，奚志勇團(tuán)隊(duì)必須通過(guò)社會(huì)融資支撐項(xiàng)目及產(chǎn)業(yè)化。“沒(méi)有了政府的補(bǔ)貼，我們只能自己想辦法找錢讓項(xiàng)目進(jìn)行下去。”

在此背景下，廣州威佰昆生物科技有限公司誕生。天眼查數(shù)據(jù)顯示，該公司成立于2015年8月，注冊(cè)資本113.743萬(wàn)元，最大股東為廣州勝比亞投資合伙企業(yè)，持股70.42%，中山大學(xué)全資子公司廣州市達(dá)安基因(10.810,0.01,0.09%)科技有限公司是第二大股東，持股17.5%。截至目前，已經(jīng)獲得兩輪融資。

提及商業(yè)模式，奚志勇認(rèn)為一定是toB的模式。他構(gòu)想了三種：第一，產(chǎn)品銷售，將沃爾巴克氏體菌蚊賣給下游進(jìn)行害蟲防控的公司，教給他們方法。第二，技術(shù)服務(wù)，與政府簽訂滅蚊合同，提供全套以控病防病為目的的滅蚊技術(shù)服務(wù)，以及與居民和商業(yè)小區(qū)簽訂合同建立無(wú)蚊小區(qū)。第三，將現(xiàn)有技術(shù)延伸到農(nóng)業(yè)的害蟲和疾病控制范疇里（如黃龍病和水稻害蟲）。

小“絕育蚊子”背后是大市場(chǎng)，以商業(yè)化轉(zhuǎn)化為目標(biāo)的競(jìng)爭(zhēng)也已展開，國(guó)外也不例外。2015年，谷歌參加了奚志勇團(tuán)隊(duì)廣州的項(xiàng)目年會(huì)并參觀了“蚊子工廠”后，決定啟動(dòng)該研究。隨后，微軟也加入其中，投入大量研發(fā)促進(jìn)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

據(jù)奚志勇透露，全球殺蟲劑巨頭公司德國(guó)拜耳研究了該項(xiàng)技術(shù)的商業(yè)化前景，并希望與其合作。“他們經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一年的調(diào)查研究得出結(jié)論，這個(gè)技術(shù)已經(jīng)成熟，可在未來(lái)1-2年內(nèi)推向市場(chǎng)。未來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)將至少占據(jù)全球化學(xué)殺蟲劑市場(chǎng)份額的三分之一，僅登革熱伊蚊的控制，全球市場(chǎng)份額每年大概能達(dá)到1億多歐元。”

不過(guò)，在商業(yè)化的道路上，還有技術(shù)難題待解。

奚志勇說(shuō)，世界衛(wèi)生組織和各國(guó)政府更希望看到的是登革熱發(fā)病率的下降和控制。“從理論上講，沒(méi)有伊蚊就沒(méi)有登革熱，但是如果沒(méi)法清除，大家都會(huì)問(wèn)到底蚊媒數(shù)量降低到多少才能降低或阻斷疾病傳播？這是一個(gè)至今在科學(xué)上還沒(méi)有回答的問(wèn)題。”

上述疑問(wèn)相關(guān)的證據(jù)需要通過(guò)隨機(jī)分塊試驗(yàn)獲取。即：選出試驗(yàn)地，將其劃分為眾多區(qū)域，隨機(jī)選擇一半釋放沃氏體蚊，另一半作為對(duì)照。但隨之而來(lái)的，是所有技術(shù)商業(yè)化過(guò)程中需要面對(duì)的另一個(gè)難題：資金。

“這項(xiàng)研究不光費(fèi)錢，還耗時(shí)。一般要經(jīng)過(guò)4-5年的現(xiàn)場(chǎng)研究，花費(fèi)1000萬(wàn)美元。這是我們希望下一步能完成的。”奚志勇說(shuō)。