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世界最大蚊子工厂每周产50万只绝育雄蚊抗击登革热图-【新闻】

发布时间:2021-04-05 23:14:37 阅读: 来源:提花机厂家

广州市萝岗区高新技术产业开发区科学城加速器园区的一栋大楼内,藏着目前世界上最大的蚊子工厂。每周,这里生产出50万甚至上百万只“绝育”蚊子,被送往广州南沙沙仔岛释放。

今年3月12日起,中山大学-密歇根州立大学热带病虫媒控制联合研究中心奚志勇教授团队,在沙仔岛陆续释放“绝育”蚊子,即携带新型沃尔巴克氏体的白纹伊蚊雄蚊。这是沃尔巴克氏体技术控制蚊媒及阻断登革热项目在国内的第一次田间试验,目前局部地区的种群压制效果已经超过90%。

雄蚊有羽状的触角和分叉的口器。奚志勇团队目前释放的只是携带沃尔巴克氏体的雄蚊。

放蚊子的技术活

每个桶里装着500只左右的白纹伊蚊雄蚊,圆桶纱网上的棉花团浸泡着糖水,在释放前给蚊子最后补充一次能量。“白蚊伊蚊活动高峰期是从早上7点到晚上五六点,我们希望释放的雄蚊在这期间能成为交配竞争的赢者。”

7月22日早上7点半,韦迎阳带着项目组工作人员,照例开着机动三轮车,车上装着几百个塑料圆桶,每个桶里装的是500只左右白纹伊蚊雄蚊。

前一天傍晚,它们就抵达沙仔岛。圆桶纱网上的棉花团浸泡着糖水,在释放前将给蚊子最后补充一次能量。“白蚊伊蚊活动高峰期是从早上7点到晚上五六点,我们希望释放的雄蚊在这期间能成为交配竞争的赢者。”

培育盒壁上的蚊卵。

到达释放点,韦迎阳和工作人员打开密封的桶盖,被精心培育的蚊子马上就急不可待地飞出,工作人员记录释放量和释放地点。释放点通常选在植物繁茂的潮湿处,最适合雄蚊栖息并补充能量。

“放蚊子也是个技术活。”奚志勇介绍,目前团队仍采用通过笼子人工释放的“原生态”方式,而以色列已有公司专门研究如何在直升机上投放,并保证蚊子存活率。“我们还在研发阶段,希望每个细节都能很精确地控制,知道笼子里有多少只,每个地方要放多少只,这些数据可为下一步规模化应用提供证据”。

释放蚊子的现场试验,由奚志勇团队联合广州市疾病控制中心一起开展。广州市疾病控制中心虫媒消杀科的严子锵和胡志刚通过大量比较筛选,确定了沙仔岛这个地点。今年3月12日,奚志勇团队开着机动三轮车,拎着塑料桶,开始释放第一批“绝育蚊子”。之后,团队保持每周三次(隔天)的释放频率,每次放出7万-10万只。

奚志勇解释,争取刚长出的野生雌蚊和释放的绝育雄蚊进行交配,必须要有数量优势。“雌蚊一生只交配一次,这个惟一的机会要被我们释放的雄蚊获得。”放出的雄蚊在野外大概能存活两周,它的交配能力前三四天最强,而野生蚊子每天都在长,因此需要通过持续释放,保持交配优势。

在前期实验室研究和现场监测数据的基础上,团队成员密歇根州立大学的唐谟勋教授、广州大学庾建设教授和郑波副教授成功建立了释放效果的数学模型,预测要达到好的控制效果,释放的雄蚊与野外雄蚊比例在5:1最合适。

5:1,这个数字意味着,野生雌蚊有超过80%的机会和“绝育雄蚊”交配,交配后下一代将不会孵化产卵。“当我们的雄蚊获得了与雌蚊的交配权,雌蚊这一生所产的卵都不再会孵化。”

6月份之前,团队对当地野生蚊子的控制效果达到70%以上,“基本75%的蚊子都被我们清除了”。不过到了6月,广州雨季来临,连日多雨,让野生蚊子有了最好的繁殖环境。

“大量雨水使得到处都成了蚊子孳生地,去年产的数以万计的卵也开始孵化。”雨季一过,沙仔岛上野生蚊子数量陡增好几倍。这给奚志勇团队的释放任务带来很大挑战:为维持优势比,“绝育蚊子”的释放量也要跟着翻倍。这是一次被迫的“紧急”行动。原有的“绝育蚊子”产能捉襟见肘,“场地不够,人手不够,啥也不够了。”

7月17日,新蚊子工厂正式启用。从原来100多平米的生产空间,搬到如今3000平米的新厂房,生产蚊子的规模从每周20万-30万只,提高到每周50万-60万。“4个车间目前只用了1个,如果全部开足马力,产量可达每周上千万。”这里成为了目前全世界产能最大的蚊子工厂。

发现天然“疫苗”

2009年前后,奚志勇课题组与另一个课题组同时发现,天然的沃尔巴克氏体本身就能形成抗登革病毒的作用。“科学研究常常是结果没有期盼的好。这是唯一一次,真实的情况比想要的好,当初大家的感觉都是too good to be true。”

在广州沙仔岛释放的这些“绝育蚊子”,到底能如何抵抗登革热?

沃尔巴克氏体,是一种在自然界节肢动物体内广泛存在的、接近立克次体,并能经卵传递的革兰氏阴性胞内共生菌。它天然存在于全球约65%的昆虫种群和28%的蚊虫种类中,携带不同型别沃尔巴克氏体的雌雄昆虫交配后产生的卵不发育。

早在1967年,沃尔巴克氏体诱导蚊子种群产生细胞质不相容性(CI),可以降低蚊子种群数量的这一现象,已被科学家发现,研究结果发布在《自然》杂志。但由于当时技术局限,无法人工建立能引起CI的蚊系,限制了沃尔巴克氏体的应用。

2001年,在美国肯塔基大学读博士的奚志勇,在导师Stephen L.Dobson的带领下,开始沃尔巴克氏体共生菌的研究,至今已有15年。

“科学的发展是很有意思的。”最早,他们的想法是,如果让这个共生菌携带上抗病基因,是不是就可以把传病蚊媒改造成不能传病?但2009年前后,奚志勇课题组与另一个课题组同时发现,天然的沃尔巴克氏体本身就能形成抗登革病毒的作用。

包括奚志勇在内的科学家完全没有预料到。回顾当时的情形,奚志勇还掩饰不住喜悦和兴奋。“科学研究常常是结果没有期盼的好。这是唯一一次,真实的情况比想要的好,当初大家的感觉都是too good to be true。”

针对沃尔巴克氏体的应用研究,随之加速。比尔·盖茨是这个技术的最早推行者和强有力支持者。“他投入超过1500万美元,希望把该技术开发成抗登革热、疟疾和其他蚊媒病的工具。”奚志勇团队在广东的研究最早作为“根除登革热”项目的一部分,获得比尔及梅琳达·盖茨基金会联合美国国立卫生研究院基金会的资助。2012年起广东省科技厅全面接手资助该项目,总共投入科研经费3000万。研究也同时获得广州开发区科技领军人才项目的资助。

看到该项目在全球范围的应用前景,2014年开始,联合国国际原子能机构与团队建立合作,并为项目提供进一步资助。该机构害虫控制室专家Kostas Bourtzis、Jeremie Gills还联合奚志勇团队攻关技术难点。

中山大学和密歇根州立大学的研究人员,在全球范围首次使传播疟疾的主要媒介斯氏按蚊与沃尔巴克氏体形成稳定的共生关系,并显著降低其传播人类疟疾病原体的能力。这项研究发表在2013年5月9日的《科学》杂志上。

2011年11月起,奚志勇团队从果蝇、伊蚊和库蚊体内提取沃尔巴克氏体,成功将其导入登革热媒介白纹伊蚊体内,建立稳定的携带新型沃尔巴克氏体的蚊株。

携带了新型沃尔巴克氏体的雄蚊与自然界的雌蚊交配后,所产的卵不能发育。因此,通过大量释放携带沃尔巴克氏体的雄蚊,可以使蚊虫种群数量降低至不足以引起登革热流行。而蚊子感染沃尔巴克氏体后,登革病毒就无法在其体内繁殖和传播。沃尔巴克氏体如同“疫苗”一样阻隔病毒,使这些蚊子无法把登革病毒传染给人类。这就是沃尔巴克氏体抗登革热的基本原理。

育种中的蚊子笼,笼上写有吸血和产卵的详细日期,以方便管理。

工作人员开着机动三轮车去释放雄蚊,岛上的居民对此已经司空见惯。

野外放置的成蚊诱捕器。被俘获的蚊子将被送往实验室检测诊断。

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