有一天，当蚊子走上断头台

“蚊子断头台”背后的想法是这样的：至少按照18世纪的标准来说，如果你要对某人处以刑罚，完全可以有效、人道地做到这一点。用斧头或剑斩首，可能会受到一些谴责——在“文明”社会中，用这种方式执行正义是不可接受的。但另一方面，断头台是一种彻头彻尾的、手术般的、有条不紊的结束生命的方法。

疟疾——这一在2016年造成44万人死亡的疾病，让蚊子得到了同样的“人道”待遇。为了生产可大规模部署的疫苗，生物技术公司“萨那利亚”人工将每一种带有疟原虫的蚊子斩首，并收集其唾液腺。

为了加快这个过程，他们与约翰·霍普金斯大学的医疗机器人专家合作，设计了一种蚊子断头台，技术人员据此可一次性斩首30只蚊子。这是实现全自动机器人断头台最终目标的第一步，有助于萨那利亚大规模生产有效疟疾疫苗。

01

疟疾肆虐

尽管已经研发了数十年，但疟疾疫苗至今还没有广泛可用性。第一个原因就是导致疟疾的微生物——恶性疟原虫的复杂生命周期。与通常具有相对简单的生命周期的细菌或病毒不同，这种原生动物寄生虫在蚊子和人类生命体中都会进化，尤其是先寄生于一种特定细胞类型，然后再侵入另一种细胞。比如说，它们从肝脏进入红细胞，而且每个阶段都非常短暂。

“我们没有任何针对寄生虫的可供人类广泛使用的疫苗，”PATH疟疾疫苗机构主管阿什利·波尔凯特说，“它们非常复杂。”

第二个原因是，这一疫苗的设计思路是，鼓励身体自身的免疫系统来对抗入侵者。例如，流感疫苗使用一种失活的病毒来诱骗你的身体增加抗体，从而保护你免受真正的流感病毒的侵害。

但是研究人员发现，若要免受疟原虫侵害，所需要的免疫反应，远远高于细菌或病毒疫苗引起的反应。“在某些情况下，我们所说的免疫反应要高出几个数量级。”波尔凯特说。

保护性反应可能只持续6个月。“开发更有效的疟疾疫苗的关键挑战之一，就是了解我们如何才能诱导免疫反应，使得这些反应可持续多年，以提供所需要的高水平保护。”波尔凯特说。

由GSK制造的一种名为“RTS,S”的可靠疟疾疫苗，在非洲进行了试验。它使用来自寄生虫的单一蛋白质，这种蛋白质被认为可以诱导抗体产生，从而阻止寄生虫进入肝细胞——在那里，疟疾病毒会大量复制。

在一组5个月至17个月大的儿童中，“RTS,S”使疟疾发生率减少了约40%，这意味着它可以预防四成的疟疾病例。因此，世界卫生组织正在协调试验性引进该疫苗；预计该疫苗将覆盖加纳、肯尼亚和马拉维约100万的儿童。

02

解剖蚊子

萨那利亚正在开发的疫苗，和“RTS,S”有点不同。它们不是使用来自寄生虫的单一蛋白质，而是使用整个寄生虫——其中含有超过5000种蛋白质——并通过低剂量辐射“灭活”。

萨那利亚的疫苗，称为PfSPZ，被认为可以诱导杀伤性T细胞攻击人体内的寄生虫。

为了制造目前处于第二阶段临床试验的PfSPZ，萨那利亚的工作人员需要整只蚊子。技术人员在手工解剖蚊子的精细操作上，受过高强度训练。“一个接一个地，我们抓住每只蚊子的腹部，然后将头从身体上切下来，并挤出腺体，”萨那利亚的疫苗提取、免疫学和模型系统总经理苏玛纳·查克拉马提说，“挤压过程只是确保腺体和周围的物质会从蚊子的腹部流出来，这是每只蚊子最珍贵的地方。”

处理蚊子的手术人员每周训练6小时，训练了两个月，好变成“熟练工”。当萨那利亚开始疫苗生产时，解剖器可以每小时从大约60只蚊子中提取出寄生虫。现在，经过所有培训，相关工作人员每小时平均可以处理300只蚊子。

把这个过程自动化，哪怕只是部分过程自动化，就可以使效率大大提高。

因为，一只蚊子只能用于制作一支PfSPZ疫苗。全世界有32亿人暴露在疟疾风险之中，而每年约有2亿人患上这种疾病。加快疫苗的研制速度是非常必要的。

03

断头台用处大

蚊子断头台应运而生。“将蚊子放到药筒中，让蚊子的头部、颈部以及胸部恰好卡在药筒的合适位置，再一次性切下所有蚊子的头部，并挤压腺体，然后把腺体全部收集起来，这样就方便多了。”协助开发了这个系统的约翰·霍普金斯大学工程师鲁斯·泰勒说。

手动解剖，要达到每小时处理300只蚊子的水平，需要60~120个小时的训练；而使用该设备，仅仅需要4~6小时的训练。

但是，也有人提出了疑问。“RTS,S”疫苗不是也可以使用吗？为什么要花这么多精力与资源，发明“蚊子断头台”呢？如果两种疫苗都可以显示出疗效，为什么不挑操作起来更简单的去使用？

△“蚊子断头台”

“在整个疟疾季节，PfSPZ疫苗已经被证明可以降低成人感染疟疾的风险，而‘RTS,S’则没有被证实可以做到这一点。”在美国国立卫生研究院研究疟疾的帕特里克·达菲说，他过去曾与萨那利亚在实地药效试验中合作过。

另一方面，“RTS,S”已经被证明可以减少儿童的临床疟疾，而PfSPZ没有被证明可以做到，达菲补充道。

两种疫苗各有所长。这才坚定了科学家们发明“蚊子断头台”的信心。

几十年前，有很多人怀疑疟疾疫苗是否可行。“我认为是否接种疫苗这个问题已经不复存在，”达菲说，“以后的问题是，我们可以让疟疾疫苗走多远？”

编译 |  Sora

编辑 | 荣智慧 [e-mail]

排版 | 范芷萱，Keith

点击发现更多好文