对抗臭虫的未来

如果化学物质救不了我们,那什么能救?

《流行科学》杂志的 Brooke Borel 在2004年至2009年间,曾三次在纽约遭遇臭虫。这些经历,恰逢全球臭虫数量的复苏,促使她深入探究这种害虫的故事。本文摘自她的一本新书:

也许有人会认为,只要找到某种万能的致命化学配方,就能彻底消灭臭虫。然而,研发新型杀虫剂不仅困难重重,而且成本高昂。据估计,每一种活性成分的开发周期大约需要十年,耗资高达2.56亿美元。如果化学物质救不了我们,那什么能救?或许,我们可以换一种方式来消灭臭虫,给一种古老的技术注入新的活力。研究人员仍在努力制造更好的臭虫陷阱,就像几百年前的发明家和工匠们所做的那样。我仔细研读了最新的研究,想了解他们在做什么。在一次我去诺克斯维尔参加的昆虫学会议上,我听了一个关于Usinger臭虫和种群遗传学的报告,另一个报告吸引了我的注意。加州大学欧文分校的一位昆虫生物力学研究员,让一只又一只臭虫爬过番茄叶的下表面,以此来了解John Locke和巴尔干地区的人们是如何用这些植物来捕捉臭虫的。

20世纪40年代,美国农业部的科学家们曾认为,叶子上的微小毛发,称为毛状体,可能像魔术贴的钩面一样,钩住臭虫腿上坚硬的毛发。加州科学家通过在强大的扫描电子显微镜下观察粘在番茄叶上的臭虫,推翻了这一说法。在会议上,一张图片令我着迷:尖锐的毛状体竟然刺穿了臭虫的脚,就像肉钩一样,以一种折磨人的方式将其固定住。科学家们提出,可以制造一种合成版本,作为陷阱出售。

与此同时,我发现了纽约石溪大学科学家们的研究,他们尝试编织比人类头发还细的合成纤维网,试图缠住臭虫。还有几家竞争性公司正在试验一种现代塑料版本的碟子,过去这种碟子被放在床腿下,其中一些还有不同的颜色(我了解到,臭虫是否更喜欢红色或黑色,这一点尚有争议)。

还有些科学家正在玩弄模仿臭虫信息素的诱饵,欺骗昆虫以为它们的同类在向它们发出信号,指示它们采取特定的行动。例如,伦敦卫生与热带病学院的科学家们收集了一个又一个臭虫粪便样本,确信粪便中含有聚集信息素,这些信息素能帮助昆虫在吸血后找到回家的路。当粪便散发出的微小、有气味的分子在空气中飘散时,它们会附着在臭虫触角上的化学传感器上。臭虫会朝着越来越强的气味走去,直到它们到达藏身之处,那里的浓度最高。科学家们正致力于分离这些化合物,并将它们添加到粘性陷阱中,以吸引臭虫并将其困住。

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麻烦的是,现代臭虫陷阱面临着与以往所有陷阱相同的问题:要起作用,臭虫必须主动爬过它们。即使它们爬过去了,也只能证明房间里有臭虫,但这并不意味着它们被全部捕获或杀死。这就需要一种无法逃脱的死亡方式。由于合成化学杀虫剂成本高昂且难以获得,一些科学家开始寻找其他方法来毒杀昆虫。

宾夕法尼亚州立大学的科学家们认为,答案可能在于一种名为Beauveria bassiana的真菌,它遍布世界各地的土壤。B. bassiana 是一种生物杀虫剂——一种存在于动物、细菌、植物等生物体或矿物、油类中的天然杀虫剂。这种真菌细小的白色粉状孢子对脂肪表面有天然亲和力。当某些昆虫接触到孢子时,无论是通过受污染的土壤还是其他受感染的昆虫,孢子就会附着在它们蜡质外骨骼的最外层。昆虫体表的水分使孢子得以萌发,并穿透外骨骼。从那里,真菌开始蔓延,在昆虫的循环系统中繁殖并堵塞其循环。

在宾夕法尼亚州立大学的试验中,科学家们将光滑的打印纸和有纹理的针织面料等各种表面喷洒了含有真菌的乳状混合物,然后将臭虫放在上面。无论是Harlan臭虫还是从野外采集的菌株,都在三到六天内死亡。但是,要作为产品上市,这种真菌必须通过美国环保署对生物杀虫剂的要求,这些要求与对合成杀虫剂的要求一样严格。在该机构的审查中,不仅要考虑毒性,还要考虑过敏性和感染性。这意味着该机构需要证明真菌不会刺激人的皮肤,也不会穿透皮肤并在血液中繁殖。

我还发现了试图从臭虫赖以生存的血液入手进行研究的案例,血液是它们几千年来传播的同一营养来源。2012年,我采访了一位弗吉尼亚州的急诊室医生,他曾给自己和几位志愿者服用了ivermectin(伊维菌素),这是一种对狗和牲畜常见的驱心丝虫药物。自20世纪80年代末以来,这种药物还被用于治疗人类的河盲症(一种由不同种类的线虫引起的、在撒哈拉以南非洲常见的疾病),有时也被用来治疗头虱、阴虱和疥疮。

服药后,医生和他的试验对象用手臂喂养活的臭虫。伊维菌素杀死了一些臭虫,但未能杀死全部,而且在现实生活中,需要比目前证明安全的更长的治疗时间。换句话说:请勿在家中尝试。(Merck公司,也就是医生测试的药物制造商,在我寻求该公司对该实验的看法时,礼貌地拒绝置评,而且他们是否会进行临床试验也值得怀疑。药物的新标签比杀虫剂的新标签更昂贵、更耗时。)

如果血液不能轻易或安全地被污染,那么另一种选择就是让血液进入臭虫的消化道后变得无效。2009年,日本筑波先进工业科学技术研究所的科学家们发现,破坏生活在臭虫肠道内的共生细菌对其健康有害。这些细菌属于Wolbachia(沃尔巴克氏体)属,以1924年发现它们存在于蚊子肠道内的科学家之一的名字命名。Wolbachia是昆虫体内最常见的有益细菌之一,存在于地球上约三分之二的已知昆虫物种中。这些细菌有助于从食物中提取关键营养素或帮助繁殖。Wolbachia是存在于昆虫中的微生物生态系统的一个例子,包括Wigglesworthia glossinidia(舌蝇维生素B合成菌),它帮助舌蝇合成维生素B,并以以昆虫激素闻名的Sir Wigglesworth的名字命名。人类也有肠道微生物,它们帮助我们生产对健康至关重要的维生素。

日本科学家推测,Wolbachia也可能让臭虫合成维生素B。为了验证这一想法,他们用掺有抗生素的兔血喂养实验室里的臭虫,这消灭了它们体内的Wolbachia。没有共生细菌的臭虫发育迟缓且不育;当科学家们用补充了维生素B的血液喂养这些臭虫后,这两种情况都得到了逆转。药物是否能在现实生活中杀死臭虫尚不清楚。给人体服用抗生素可能会加剧耐药细菌日益严重的问题,为臭虫的困境增添了又一层负面影响。臭虫的Wolbachia也可能产生抗药性。

所有这些基础研究都很有趣,但没有一项能完全根除臭虫侵扰——相反,它们需要被纳入现有的综合防治策略中。即便如此,最好的陷阱、化学物质或生物控制方法也无法克服Dini Miller在我拜访她时指出的一个障碍。

“最难控制的不是臭虫,”她说。

“那是什么?”我问道。

“是人。”

确实,人们会向房东隐瞒臭虫的存在,跳过治疗步骤,不按杀虫剂标签上的说明操作,不听取害虫防治人员的指导,并且忽视最初避免臭虫的明智建议。有些人甚至用一瓶酒精和一根火柴不小心烧着了自己的床垫。而没有任何技术能拯救我们免受这些伤害。

 

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