与蚊子相处的科学和艺术

2020-08-25 10:05张田勘
大众健康 2020年7期
关键词:豚鼠疟原虫伊蚊

张田勘

夏天来了,蚊子又要拼命亲吻人了,不消说,后者的自然反应是,极其痛恨这种一厢情愿的偷袭式的亲吻。尽管现在尚无研究表明蚊子会传播新冠病毒(SARS-CoV-2)而致人染上新冠肺炎(COVID-19),但是蚊子对于人类来说,实在是头号罪犯,十恶不赦!

蚊子每年杀死的人很多。世界卫生组织的统计表明,每年蚊子导致约72.5万人死亡,每年仅蚊子传播的疟疾就会导致60多万人死亡,还有2亿人因感染疟疾卧床不起。

蚊子会传播大量疾病,包括流行性乙型脑炎、登革热、疟疾、丝虫病、黄热病、西尼罗河病、基孔肯雅热等,这些被称为蚊媒传染病。细分起来,有寄生虫病,如疟疾、淋巴丝虫病等;还有病毒性疾病,如乙脑、登革热、寨卡病等。

尽管人类讨厌、仇恨蚊子,但不得不与蚊子长期,甚至永远共存。蚊子演化的历史远比人类久远,2.26亿年前的三叠纪就已经演化出蚊子的始祖。而人类的演化历史不过约5000多万年。

既然人类注定了要与蚊子长久相伴,就既需要科学,也需要艺术,才能战胜蚊子。

实践和科学研究的结果表明,人与蚊子相处,可以采用以下策略避免受到伤害:一是隔离和躲避;二是消灭,包括功能性清除(灭绝)或定点清除;三是解决不了蚊子,但可以解决蚊子携带的病原体。

既往和现有的研究都表明,对蚊子首先可能做到的是和平相處,方法之一就是隔离。但是蚊子是昆虫,既不像人能听话懂理,又长着翅膀,可以自由飞翔,如何能对其隔离,以免其传播疾病呢?

新的研究提供了一种人与蚊子广泛隔离的可能性。如果人类不是过于扩张和加速城市化,蚊子也许并不喜欢叮人吸血,而是可以吸其他动物的血。例如,在非洲,作为“土著”的伊蚊更喜欢吸猴子和啮齿动物的血。

美国普林斯顿大学的罗斯研究团队,收集了非洲撒哈拉以南的27个地方的伊蚊卵,并用这些蚊卵建立实验室蚊群,再测试其后代的摄食喜好。将100只后代蚊子放入一个塑料盒子里,它们可以选择是叮咬人还是叮咬豚鼠。同时,研究团队还对389只蚊子的基因组进行排序,以了解那些有不同偏好的蚊子之间的关系。

结果显示,蚊子对人和豚鼠的血有不同的或一致的偏好,但是,这取决于它们是在哪里采集的。非洲森林是埃及伊蚊的发源地,那里的蚊子更喜欢豚鼠。只有萨赫勒地区(撒哈拉以南的半干旱地带)的蚊子一直偏爱人类。其他的伊蚊如果与萨赫勒地区伊蚊的亲缘关系越近,就越有可能吸人血。

这个研究提示,蚊子也是近朱者赤,近墨者黑。如果是在森林中,终日与动物相处,则伊蚊喜欢叮咬豚鼠、猴子;如果蚊子常有机会与人相处,当然叮咬的就是人,喜欢吃人血。因此,栖息在干燥和人口稠密地区的蚊子更喜欢吸人血。

由此,也提出了一个策略,在气候变化和城市化进程加快之时,把适当的空间让给蚊子,也就是减少城市的扩容,或者在蚊子与人类居住地划出一个隔离带,就像隔离鼠疫和新冠肺炎的传染源一样,也许能减少蚊子对人的伤害。

但是,这种做法恐怕并不现实。人类为建设绿色城市而修建的城市森林、绿化带和绿地,其实也为蚊子提供了生存的土壤和空间。

不过,一种古老的方式直到今天都值得提倡,就是蚊帐。今天看来,蚊帐的发明技术含金量并不高,但这种实用技术能流传到今天足以证明其有效性,也体现了人类生存的高超艺术。如果惹不起蚊子,也还躲得起。生活并非总是进攻,退让也是一种较好的生存法则。在蚊子面前认怂,躲进蚊帐成一统,就能避免许多致命疾病,其实也是与蚊子相处的较好的科学和艺术。

一味地躲避似乎也并非长远之计,人类也需要有一种主动进攻的方式来制约蚊子。在分子生物学发展的今天,人类想到了用基因技术来永久定点清除某一类蚊子,让它们绝育,不再危害人类。

一种方法是,利用基因剪刀将不育基因引入蚊子的DNA中并遗传下去,能让蚊子绝育。现在采用CRISPR-Cas9基因剪刀对冈比亚按蚊引入不育基因,在实验室达到了让按蚊“种族灭绝”的目标。

按蚊的雌虫传播疟疾,如果能让按蚊灭绝,也将消灭疟疾。还有一种方法是让沃尔巴克氏体菌感染伊蚊,让其绝育,同样能定点清除这类蚊子,以避免人类患黄热病、登革热和寨卡病等。

问题是,在野外,利用转基因和引入细菌的方式是否能让某类蚊子绝育。现在并没有把握,但这应当是一个方向,只是难度很大。唯一担心的是,可能引起基因漂移,从而影响自然生态安全。

不过,消灭蚊子最有效的是采用杀虫剂,这也是比较传统的方式,但也只能是部分杀灭。使用杀虫剂,如DDT消灭蚊子,也引发了生态问题。

《寂静的春天》一书予以了详细的描述,因而DDT曾被禁用很长时间。但是,考虑到非洲缺医少药,世界卫生组织于2006年9月15日提出,可以用DDT“室内滞留喷洒”的方式消灭蚊子,即把长效杀虫剂DDT喷洒在室内的墙壁、天花板和大型家具的顶上,使传播疟原虫的蚊子停留在这些地方时被杀死。这实际上是把整个房间或牲畜饲养棚变成了一顶大蚊帐。如果还是坚持禁用DDT,全球受疟疾威胁的3亿多儿童就无法摆脱蚊子的伤害。

当然,即便采用DDT也并不能完全避免蚊子的叮咬和传播疾病。因此,需要采用另一种模式,不能消灭蚊子,但是可以消灭蚊子携带的引发疾病的病原体,如疟原虫。疟原虫是在蚊子体内(胃中)经过部分发育(有性生殖),再由蚊子叮人而进入人体引发疾病的。屠呦呦等人研发的青蒿素就是杀灭疟原虫的利器,尽管不是在蚊子体内杀灭疟原虫。

现在,一些新研究体现了既是科学也是艺术的消灭疟原虫的方式。方法之一是,采用基因疫苗来预防疟疾。过去,针对疟原虫的疫苗因疟原虫的变异和抗药性而屡屡失败。

现在,研究人员正在研发一种新的疫苗,可以删除疟原虫的两个基因以减弱其致病力, 使其无法感染人。研究人员已经与美国公司(Sanaria)合作,生产这种疫苗,也就是阻断疟原虫感染肝脏并在其中发育(疟原虫进入体的第一阶段感染发生在肝脏中,第二阶段发生在血液中)。

还有研究发现,疟原虫入侵人体后具有自身的生物时钟, 它们会在感染者体内每隔2 4 小时、4 8 小时或7 2 小时就会引发一波发烧和发冷。这当然取决于哪种疟原虫虫株引起的感染。

不过,这也意味着,人类有了潜在的新的抗疟疾治疗的靶标,既可研发疫苗,又可研发药物,只要能破坏疟原虫的固有生物时钟,就可以阻止疟原虫对人体造成伤害。

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