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宋世超
撰稿人 | 科普作者 
科普与科幻是我的双重底色,我爱好用通俗的语言讲透硬核科学,也喜欢以天马行空的想象构建未来图景。我相信只有让严谨的科技同时拥有温度,才能激发出最强筋的浪漫与可能。
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事关你我!一文读懂登革热毒蚊,科学家将用科技围剿它

事关你我!一文读懂登革热毒蚊,科学家将用科技围剿它

埃及伊蚊是登革热病毒的主要传播者

埃及伊蚊是登革热病毒的主要传播者(图片来源:NIAID)

你知道全世界每年杀人最多的动物是什么吗?不错,就是蚊子。

在我国南方,每年都需要严防埃及伊蚊传播登革热,而在北方,类似的白纹伊蚊也是最主要的病原体传染源之一。

很多人痛恨蚊子,尤其是花蚊子、毒蚊子。但鲜有人知的是,全世界破坏性最强的传染病散播源之一——埃及伊蚊其实只是原本生活在非洲森林中的普通蚊子,而它们的崛起之路,竟然是人类自己造成的——人类的定居、储水和贸易活动促使其进化成了全球最危险的病毒传播者之一。

那之后,埃及伊蚊促使爆发了登革热、寨卡、黄热病等传染病……面对越来越难以控制的蚊媒疫情,现如今,科学家正通过疫苗、细菌、基因工程等手段,发起一场前所未有的围剿战役。

一、完美蚊子的起源:竟出自人类的一手“栽培”

很久以前,在非洲西北部的森林里,有一种远离人类活动,生活在树洞积水旁,以吸食动物血液为生的蚊子。它一直过着自己相对安逸的生活,直到大约5000年前,萨赫勒地区逐渐变得炎热,并开始出现长达数月的干旱。这对于严重依赖水源来繁殖(蚊子的幼虫生存在水里)的蚊子而言是灾难性,按照正常的逻辑,它们大概率会灭绝,然而这些蚊子却遇到了自己的“大贵人”——人类。

彼时的人类,刚开始从游牧式生活转向定居式生活,正逐渐开始种植作物、储存水源。但他们或许想不到,自己用来发展文明的工具——陶罐、水缸、容器,都意外成为了蚊子的“完美育儿房”。更可怕的是:不同于自然界的许多临时性水源,人类所提供的水源全年都会稳定存在。

由于人类活动对蚊子的繁衍高度有利,最终自然选择驱使这些蚊子做出了一次关键进化选择——紧贴人类生活

具体来说,这种蚊子的触角逐渐对“人体气味”愈发敏感,甚至比对其他动物的体味更加敏感。换句话说,它们开始“专门找人吸血”了。这就是后来让近乎全人类都闻风丧胆的——埃及伊蚊 (Aedesaegypti)。

当演化进入到这个阶段,埃及伊蚊就不再只是自然界的一种昆虫,而是成为了“人类生态系统的一部分”,开始频繁骚扰当地人的生活。而后来,当人类加快跨地域交流与全球化进程,贸易、航海和殖民方面的发展和扩张,又让这种蚊子得以“搭乘”水桶、船舱积水、轮胎舱,甚至是奴隶船,游遍世界。最终造成了如今的这种局面——哪里有人类,哪里就有它

埃及伊蚊的世界分布

埃及伊蚊的世界分布(图片来源:CDC, KnowableMagazine)

二、少食多餐还圈养病毒,埃及伊蚊是传染病的绝佳搭档

蚊子虽然大都很烦人,但并不是所有蚊子都会造成致命危险。然而埃及伊蚊是个例外,它几乎天生就是为“传播病毒”而生的。

首先,这种花蚊子很“贪”——普通蚊子吸一次血就“满足”了,而它却经常一顿饭还要“多次进食”,这就导致它更容易在短时间内叮咬多个部位,甚至不同的人。因此,它获取到病毒,并传播给不同的人的概率也都会相对更高。

其次,埃及伊蚊是“病毒友好体质”,它的免疫系统杀毒能力较弱,因此像登革热、寨卡、基孔肯雅、黄热病等病毒,在其体内不仅能存活,甚至还能大量复制。这就意味着在感染病毒后,这种蚊子将终身带毒,并不断补充毒量——那之后它的每一次叮咬,都大概率会进行一次传播。

正在吸血的埃及伊蚊

正在吸血的埃及伊蚊(图片来源:James Gathany)

最后,埃及伊蚊还有个更麻烦的特点——大多数的普通蚊子都是夜行性的,而这家伙却是个“白天行动派”。这直接让传统的防蚊机制——蚊帐或蚊香的有效性大幅降低——因为那通常都是在夜间才会架立起来的手段。

总结以上种种,你大概就会发现,埃及伊蚊的特点让它能促成一个极其棘手的传染病蔓延闭环:埃及伊蚊喜欢在白天活动,并且专咬人类,还会分多人多次吸血,并且在其一次感染病毒后,还会终身成为病毒的复制和传播机器。这正是登革热能借助它在全球范围内飞速蔓延的原因。

在2024年,全球曾爆发史上最严重的登革热疫情之一,感染人数超过1400万,死亡超1.2万人——这在很大程度上是拜埃及伊蚊所赐。而更糟的是,这种趋势还在蔓延和加速。气候变暖、城市化、全球流动都会让这种蚊子不断向新的地区扩张。

三、灭蚊为何这么难?

看了埃及伊蚊如此多的坏处,你可能回想:不就是只蚊子吗?用杀虫剂或者苍蝇拍杀死不就可以了,真有这么难处理吗?但现实是——人类与蚊子的大规模战争已经至少打了几十年,而人类从未真正成功。

想要集中喷药、灭蚊子幼虫、清积水?首先,蚊子太会藏。一个咖啡杯、一个罐头盒、一段排水管,都可以成为它们的繁殖地。而且雌蚊还“懂得”把卵分散到多个地方,分担风险,目的就是确保“总有能活下来的”。

埃及伊蚊生命周期示意图,展示其从卵、幼虫、蛹到成蚊的完整发育过程

埃及伊蚊生命周期示意图,展示其从卵、幼虫、蛹到成蚊的完整发育过程(图片来源:CDC)

释放杀虫剂?事实上,埃及伊蚊已经被来自人类的压力锻炼得相当“抗药”了。抗药基因通过一代代的筛选与繁衍而积累,如今很多常用的杀虫剂(比如拟除虫菊酯)在一些地区的有效性已大幅降低。

即便狠下心来,用最狠的杀虫剂,地毯式地除蚊,在消耗了巨大的财力、精力实施这种操作后,侥幸生存下来的蚊子依然可以在一段时间后,逐步恢复数量。你杀一波,它就再长一波。要持续地采用大规模灭杀手段,恐怕没有国家的财力能维持得住。

传统的单一灭蚊手段控制效果非常有限

传统的单一灭蚊手段控制效果非常有限(图片来源:ProjectManhattan)

四、高科技齐上阵围剿毒蚊,科学家打出组合拳

要降低埃及伊蚊对人类的伤害,一种最基础也是最难执行的手段,是让人类接种传染病疫苗。对于一些疾病,比如黄热病,其疫苗早在上世纪就已经成功研发,大规模的接种直接让疫情下降了30%以上。但很遗憾,登革热疫苗却难以复现这种效果,原因是这种疾病的罪魁祸首并非单一类别的病毒,而是4种不同的亚型,这样疫苗的研发难度和接种成本陡增。

更麻烦的是,登革热疾病还存在一个反常特点:第一次感染的结果往往较轻,第二次反而更容易造成重症。这是因为感染过程会触发“抗体依赖增强效应”(ADE):第一次感染所产生的抗体在面对不同型别的病毒时并不完全中和,反而可能“绑住病毒”,把它带入免疫细胞内部,造成像特洛伊木马一样的“帮助病毒复制”的效果,从而放大病情。

疫苗的原理本质上就是模拟一次“可控感染”,让免疫系统提前建立起防御。因此,在部分未感染人群中,曾观察到某些登革热疫苗反而提高重症风险的情况,这也让相关疫苗的使用必须非常谨慎。

所以显然,要解决这个威胁着全人类安全的宿敌,传统手段完全不够看,必须换一套更高级的策略。因此,科学家现在正在着手构建一种“多层打击系统”,也可以理解为是人类针对这些害虫打出的一套组合拳。

首先,科学家打算“以牙还牙”,通过让蚊子感染一种被称为Wolbachia的细菌让其“大幅削弱传播能力”。

这种细菌非常有意思,一旦感染,蚊子体内的传染病病毒就将很难再繁殖,并将很难再汇聚到蚊子的唾液腺。结果就是——所以其实蚊子还是可能咬你并让你瘙痒~但几乎不会再把可怕的病毒传染给你了。

更厉害的是,这种细菌可以被蚊子遗传给后代,继而一代代地传递下去,最终相当于“给整个蚊群都打了‘疫苗’”。

通过释放沃尔巴克氏体来防控登革热

通过释放沃尔巴克氏体来防控登革热(图片来源:WORLD MOSQUITO PROGRAM)

一些更狠的科学家采用了另一种基因工程手段,这相当于是直接改造蚊子。比如制造无法飞行(无法吸血)的雌性蚊子,或者造出只生雄蚊(不咬人)的蚊子——直接让蚊子种群逐渐性别失衡并最终崩溃。

这些方法仍在测试中,但一旦成熟,或将彻底改变蚊子的命运。

 所以,从整条埃及伊蚊演化的时间线上来看,蚊子的问题确实是人类自己制造的……我们的文明发展历程将蚊子从灭绝的边缘救了回来,并让蚊子从此与我们的生活稳稳绑定。然而颇为讽刺的是,如今我却又要用科技去“解绑”这种关系。

尽管通过各种高科技手段加持下的“围剿组合拳”,我们或将可以有效削减毒蚊数量,降低其对我们生活的影响。但自然界的适应能力也是强大的,与人类高度共生的新型害虫恐怕还会不断涌现,甚至成为一种常态,这就需要我们也不断升级自己的“武器库”,持续保持警惕、不断积极应对。今天我们面对的是蚊子,明天或许就会是其他新的生物风险。 

参考资料:
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