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美国将释放7.5亿只转基因蚊子阻止蚊媒疾病,存在哪些未知风险?

DY MedSci梅斯 2020-10-24

导语:支持还是反对?



The scientist

今年8月份,新加坡暴发史上最重登革热疫情,单周确诊人数突破千人关口,累计造成十余人死亡。目前病例总数超20000例,是2019年(14910例)的1.5倍,2018年(3285例)的近7倍。而在我国深圳一小区也发现登革热病例,风险指数跳至III级,上海也出现9例患者,江西等高风险地区疾控中心接连发布提醒!


登革热是由登革病毒引起的急性传染病,是全球传播最为广泛的蚊媒传染病之一。临床特征为起病急骤,高热,全身肌肉及关节痛,极度疲乏,部分患可有皮疹、出血倾向和淋巴结肿大。少数患者会因出血性休克或中枢性呼吸衰竭而死亡。

除登革热外,蚊媒还会传播寨卡病毒、黄热病等。这类疾病给人类健康和经济造成巨大损失,特别是在第三世界国家。有效的疫苗和药物仅适用于少数几种,因此控制这些疾病的主要手段是控制传播它们的蚊子。8月18日,在世界灭蚊日(8月20日)前两天,美国佛罗里达州批准在2021年和2022年向佛罗里达群岛释放7.5亿只经过基因改造的蚊子,希望通过让蚊子“断子绝孙”的方式,减少当地携带登革热或寨卡病毒等疾病的伊蚊数量

2009年和2010年,当地曾暴发由伊蚊传播的登革热。尽管做出大量努力——从空中、卡车喷洒杀虫剂到使用食蚊鱼,但这些措施基本上没有效果,而且往往花费高额代价。

2012年,该区向英国生物技术公司Oxitec公司寻求帮助。该公司开发了一种名为OX513A的不育雄性蚊子。因为只有雌蚊吸食血液,促使卵成熟,而雄性仅以花蜜为食,因此不是疾病的携带者。由于一种条件致死的基因变异,OX513A雄性蚊子与野生雌蚊交配后产生的后代雌蚊将会在成年前,即开始咬人之前死亡,从而限制种群增长

转基因(GM)蚊子是指在蚊子中植入基因或细菌,从而破坏蚊子后代的正常生长、发育。除了培育不育的雄蚊(OX513A)外,另一种形式的转基因蚊子被植入了名为Wolbachia的细菌来对抗登革热。Wolbachia菌能阻止登革热病毒在蚊子体内复制,使登革热无法传染给人类。Wolbachia菌的体积较大,无法通过蚊子的探针传播到人类,因此相对人类较安全。

此前OX513A已经在开曼群岛、巴拿马和巴西进行了实地测试,Oxitec报告说,每次释放都有很大的成功率。例如,在巴西城市地区进行的试验将伊蚊的数量减少了95%

研究者在巴西城市Juazeiro的郊区Itaberaba释放了OX513A。该研究历时一年多,与相邻的无释放控制区相比,OX513A强烈地抑制了目标野生种群。提示持续释放OX513A雄性可能是抑制关键登革热病媒的广泛有效方法。观察到的抑制水平很可能足以防止在测试地点和其他类似地区发生登革热流行。

2012年3月至2012年9月,随着转基因蚊子释放量增加,相对诱蚊指数和估计野生雄性种群明显下降,而对照区的诱蚊指数保持相对稳定
Suppression of a Field Population of Aedes aegypti in Brazil by Sustained Release of Transgenic Male Mosquitoes.https://doi.org/10.1371/journal.pntd.0003864


Oxitec科学家Kevin Gorman指出,"多年来,我们已经释放了超过10亿只蚊子。对环境和人类没有潜在的风险"。

然而2019年9月发表在《科学报告》(Scientific Reports)上的一项研究认为,Oxitec的转基因蚊子的雌性后代在巴西并没有如期死亡

https://doi.org/10.1038/s41598-019-49660-6

该研究的作者不隶属于Oxitec,他们在部署转基因蚊子之前、期间和之后对巴西的蚊子进行采样,发现一些转基因蚊子的后代存活下来,并产生了成熟的后代。他们通过创建基因面板,将野生型蚊子与引进的蚊子区分开来,并在释放停止两年多后发现一些野生型蚊子继承了一些修改后的基因组片段,即存在的后代是野生和转基因(或OX513A)系的组合。且大约10%到60%的个体都有一些OX513A基因组。

虽然研究结果并没有提供任何证据表明,杂交蚊子对人们构成的风险比野生蚊子更大,或者说它们将意味着Oxitec的计划不起作用

然而,“重要的是发生了一些意想不到的事情”,研究作者Powell说,“当人们开发转基因系或任何东西时,几乎所有的信息都来自实验室研究......事情并不总是按照你的预期进行”。

因此研究作者确实提出,基因改造可能会使蚊子种群“更强壮”,可能会更耐杀虫剂或更能传播疾病。

Oxitec对Powell的研究提出异议,该公司已经进行的实验显示,一旦转基因雄性和野生雌性交配,约有3%的后代能够存活。Powell及其团队并没有测试这些杂交种是否对农药有更强的抗性,或者更有可能传播疾病。因此在研究发表后不到一周,就附加了一篇关于批评研究结论的编辑说明。该说明于2020年5月正式发布,内容涉及研究设计和错误或误导性的说法。

https://doi.org/10.1038/s41598-020-62398-w

说明中明确指出,该研究的取样没有在释放计划后的几周内进行,因此,文章中没有证据证明来自释放菌株的非转基因、内推序列是否随着时间的推移仍然存在于群体中。此外,一些研究表明,随着时间的推移,转基因会从种群中消失,但文章没有披露这一信息。

Oxitec报告称,该公司已委托进行了25项研究,以获得美国疾控中心、美国环境保护局(EPA)以及佛罗里达州七个州和地方机构的批准。然而随着消息在佛罗里达群岛传播,当地民众的反弹是迅速的。超过240000人签署了Change.org请愿书反对这项提议。当地环保组织也担心,转基因雄性蚊子扩散到野生种群中,可能会对以蚊子为食的鸟类、昆虫和哺乳动物等受威胁和濒危物种造成潜在伤害


来源:梅斯医学综合报道

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