人蚊大战 转基因登场

云无心

2016年3月11日，美国FDA（食品和药物管理局）发布了一份进行转基因蚊子释放试验的征求意见稿。试验的目的是用一种转基因蚊子去解决它们在自然环境中的同类，从而切断塞卡病毒的传播。

美国相关的主管部门仔细审议了这项试验可能带来的环境影响，结论是它不太可能对包括人类在内的非目标物种产生任何不利影响。因此，FDA发布了这一初步的FONSI决定（Finding Of No Significant Impact，意为“未发现显著影响”）。在30天内收集公众意见，然后决定试验是否进行。

在转基因技术如此敏感的今天，为什么FDA要批准这项试验呢？让我们从人类与蚊子的斗争说起。

小小蚊子令人类疲惫而无奈

蚊子是世界上无处不在的生物。许多蚊子携带着病毒或者寄生虫，当它们叮咬人类，病毒或者寄生虫就会感染人体。比如疟疾，就是蚊子传播的典型疾病，每年因为疟疾而死亡的人多达数十万。

杀灭蚊子、切断传播途径是解决这些疾病传播的核心手段。在中国，蚊子曾经是“四害”之一，政府发起群众运动来杀灭蚊子。

但是，蚊子的变异能力能强。对于人类对付它们的任何手段，它们都能很快产生抗性。在人蚊大战中，人类不得不使用高毒的农药，比如DDT。DDT为解决疟疾作出了卓越的贡献，但同时也带来了严重的环境问题，使得许多国家不得不禁止了它的使用。这使得DDT甚至成了“曾经认为很好的科学发现，最后危害人类”的例子。但是，在疟疾严重的地区，比如非洲，用DDT之外的手段对付起蚊子来力不从心。于是，在“因疟疾而死人”和“DDT危害环境”的两害相权之下，非洲不得不继续使用高毒的DDT。

在世界其他地方，疟疾已经得到了很好的控制。但是蚊子传播的其他疾病，比如登革热、塞卡病毒、黄热病等等，依然让世界各国卫生部门头痛不已。

一种转基因蚊子被选中

埃及伊蚊（Aedes aegypti）是蚊子的一种，是传播登革热和塞卡病毒的罪魁祸首。2009年和2010年，美国一些地区爆发了登革热。虽然人类很清楚控制了埃及伊蚊就能控制这一疾病的传播，但实际做起来还是力不从心。在花费了数百万美元之后，蚊子还是没有得到有效的控制。美国的卫生官员们不得不考虑其他的方案。在这种背景下，一家公司开发的转基因蚊子被选中了。

埃及伊蚊成体 ？By Muhammad Mahdi Karim （www.micro2macro.net）

这一转基因操作的目标并不是直接清除登革热病毒，而是杀死埃及伊蚊——它所传播的任何病毒，也都会被消除。所以，虽然起初选择这一方案的目标是登革热，但后来塞卡病毒也成为了它的目标。

被感染的埃及伊蚊叮咬人时可以传播寨卡病毒。据估计，五分之四的感染了塞卡病毒的人没有任何症状，所以不知道自己已经中了招。如果出现症状，最常见的是发热、皮疹、关节痛和结膜炎（红眼睛）。麻烦的是，塞卡病毒迄今没有疫苗，如果怀孕妇女感染了，会传递给胎儿。

本来美国是没有塞卡病毒的，但近年来随着国际交往的频繁，寨卡病毒而被带进了美国，在佛罗里达爆发了。

转基因技术如何杀灭埃及伊蚊

在FDA批准试验的这种转基因埃及伊蚊体内，会产生一种毒素。在实验室里，这种毒素为四环素所抑制，所以对蚊子没有影响。一旦把它们释放到环境中，脱离了四环素的抑制，毒素就被激活了。

不过，这些毒素不是立即杀死蚊子。这些释放的雄蚊子到自然界中与雌蚊子交配，产生的后代体内会含有这种毒素。在蚊子幼虫发育的早期，毒素产生活性，从而杀死它们。也就是说，这种技术是让交配的蚊子们失去繁殖能力来灭蚊。

这种蚊子已经在巴西、巴拿马和加勒比海的开曼群岛进行过试验，效果达到了预期，所以开发者申请在美国进行释放试验。正好美国佛罗里达爆发了埃及伊蚊传播的塞卡病毒，FDA也就打算批准在那里进行一次试验。

毫不意外，在许多公众对转基因技术充满顾虑的今天，这样的一个打算必然面临着许多争议。比如，对基因改造产生的这些毒素，蚊子也可能进化出抗性或者解毒机制，从而让这种手段失效。到那时，蚊子的繁殖又回到目前的状态。再比如，当地已有居民反对，声称“不做小白鼠”。

基因偏向技术，强大得让人担心

其实，释放改造过的蚊子去对付蚊子，在半个世纪前就开始了。那时候，释放的是绝育的雄蚊子，让它们去跟自然界的雄蚊子竞争。跟绝育蚊子交配的雌蚊子，就无法产生后代。这一方案的核心，在于有多少绝育蚊子进入环境。它们的数量不会增加，对蚊子数量能产生多大的影响，取决于它们与野生蚊子的力量对比。

实际上，我们的目标并不是消灭蚊子，而是消灭蚊子所带的病毒或者寄生虫。在自然界，并不是所有的蚊子都会携带病毒和寄生虫——这样的蚊子应该是有某种抗体来对抗病毒和寄生虫。如果把这些抗体基因转移到那些传播病毒的蚊子体内，这些转基因蚊子就不再助纣为虐，能够与人类和平共处了。人类，也就不会再处心积虑地消灭它们了。

不过，按照孟德尔遗传规律，一个能产生抗体的蚊子，到了自然界跟野生同类交配之后，第二代中携带这些抗体基因的只有一半，到第三代中更只有四分之一。也就是说，即使有了这样的蚊子，释放到自然界之后，它们的基因也会逐渐被“稀释”。几代之后，这些含有抗体的蚊子也就不剩下什么了。

基因驱动（gene drive）则是要打破孟德尔遗传规律。它的目标是使所需要的目标基因在繁殖中得到优势传播——只要是与含有目标基因（比如经过基因改造能产生抗体）的蚊子交配，产生的后代都含有这一基因。这一设想出现在1940年代，不过一直只是设想而已。直到10年之前，英国伦敦帝国学院的教授奥斯汀？伯特（Austin Burt）提出：依靠DNA剪切技术的基因驱动操作去改变物种，从而控制疾病的传播。不过，如何去剪，如何去改变，也还是没有实际方案。以至于到了2014年，科学家们讨论基因驱动技术潜在的风险，人们也还把它当作一个“假想的问题”。

没想到，讨论之声犹在，2015年，美国就有两个研究组成功地作出了基因驱动的物种，分别是蚊子和果蝇。技术的突破在于，哈佛大学和麻省理工学院共同发明了新的基因组编辑技术CRISPR/Cas9。对于采用有性繁殖方式繁衍后代的物种，这一技术都可以改变它们的任何基因，然后让它们在野生群体中传播下去。

在孟德尔遗传方式下——以蚊子为例，能产生抗体的改造蚊子，与不能产生抗体的野生蚊子交配，产生的子代是杂合子——也就是等位基因中一个能产生抗体，另一个不能。而经过基因驱动的改造，那段不能产生抗体的等位基因会被自动切掉，然后按照另一条DNA上的基因进行修复。于是，得到的子代蚊子就成了能产生抗体的纯合子。同样地，它再与其他蚊子交配，不管对方能不能产生抗体，下一代都是能产生抗体的纯合子。

这就意味着，只要释放一些具有基因驱动、具有特定抗病毒基因的蚊子，经过若干代之后，这一蚊子就基本上都是带有抗体基因的“新物种”了。这种蚊子，也就不再是传播这种疾病的罪魁祸首。

基因驱动技术的应用远不仅于此。除了用于改造蚊子消除疟疾、登革热、黄热病等蚊虫传播的疾病外，它还可以用于根除入侵物种。因为外来物种的入侵破坏了当地的生态环境，美国估计每年遭受的损失高达420亿美元，而且许多原生物种因为入侵物种的生长能力太过旺盛而走向灭绝。

此外，农药和除草剂的使用会让目标物种产生抗性。一旦抗性产生，相应的农药和除草剂就失去功效。如果对没有产生抗性的相应物种进行基因驱动改造，再把它们释放到自然界中，也就可能消除这些物种的抗性。

基因驱动的研究刚刚开始。这一武器的威力实在强大——放一批出去，假以时日，会把这个物种全部改变。这种威力在科学界内部也引起了巨大的担忧：它是否会产生人类期望之外的后果？人类是否能够控制好它？

科学家们也在思考、争论。