科学家改造蚊子性病以对抗疟疾

这种真菌对蚊子是致命的,但对人类无害。
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一只雌性按蚊在印度西孟加拉邦 Tehatta 的森林藤蔓上。这种蚊子在流行地区会传播疟疾。图片来源:Soumyabrata Roy/NurPhoto 经 Getty Images 授权。

为了对抗由蚊子传播的致命疾病,昆虫学家们经常关注这种吸血昆虫的繁殖周期。使它们的精子失活,使用灭蚊桶消灭蚊子幼虫,而现在研究人员正在创造一种类似性传播疾病的东西,专门针对蚊子。在一项今年早些时候发表在《科学报告》杂志上的研究中,美国和西非布基纳法索的一组科学家详细介绍了他们如何导致雌性蚊子感染致命真菌。雌性蚊子是叮咬并传播疾病给人类的。

这项发明可能是对抗疟疾的最新工具,疟疾在2024 年已导致 83 个国家的约 597,000 人死亡。撒哈拉以南非洲的五岁以下儿童承受着该疾病最沉重的负担,占该地区所有疟疾死亡人数的约 76%。对抗疟疾的努力最近放缓了,因为蚊子已经对一些化学治疗产生了抗药性,而蚊子传播的寄生虫对抗疟疾药物的抵抗力也越来越强

“这本质上是我们与蚊子之间的军备竞赛,”该研究的合著者、马里兰大学的昆虫学家 Raymond St. Leger 在一份声明中说。“正如它们不断适应我们创造的东西一样,我们也必须不断开发新颖而富有创造性的方法来对抗它们。”

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使对抗蚊子如此困难的部分原因在于它们适应控制方法的速度有多快。随着蚊帐、喷洒和其他传统的室内控制方法随着时间的推移而失效,蚊子已经学会通过飞到室外等待进食来躲避它们。

在这项新研究中,该团队试图通过工程化一种天然存在的真菌 Metarhizium 来针对这些难以触及的蚊子。这种真菌已被广泛用于农业领域的其他昆虫的害虫防治。该团队对 Metarhizium 进行了改造,使其产生昆虫特异性神经毒素,当注入雌性蚊子体内时会致死。通过用 Metarhizium 孢子喷洒雄性蚊子,可以确保真菌传播给与它们交配的雌性蚊子。

在布基纳法索进行的测试中,近 90% 的雌性蚊子在与携带改造真菌的雄性交配后两周内死亡。在没有改造真菌的对照组中,死亡率仅为4%。重要的是,尽管这种改造后的 Metarhizium 真菌对雌性蚊子致命,但对人类是无害的。

“这种真菌之所以特别有前景,是因为它利用了现有的蚊子行为,而不是对抗它们的自然习性,”St. Leger 说。“与蚊子可能产生抗药性的杀虫剂或其他化学控制方法不同,这种方法利用了蚊子自身的生物学来传递控制剂。”

此外,研究小组还观察到,接受真菌治疗的雄性蚊子在首次接触后长达 24 小时内将致命的真菌孢子转移给了雌性蚊子。这表明用真菌菌株治疗的雄性蚊子可能会被释放到环境中,在多次交配过程中持续传播真菌。

a dead mosquito with white fungus
研究人员开发了一种能够杀死携带疾病的蚊子的性传播真菌菌株。图片来源:Mark Sherwood。

“有趣的是,我们注意到真菌的存在并没有阻止雌性蚊子与受感染的雄性交配。交配率保持不变,这使得这种真菌成为一种非常强大的蚊子种群控制工具,”St Leger 说。“而且真菌还使受感染的蚊子更难感知杀虫剂,并且更容易受到它们的影响,所以这真是对它们的双重打击。”

如果能够规模化应用,与更传统的蚊子控制方法结合使用,经过改造的 Metarhizium 可能成为一种强大的新工具。根据 St. Ledger 的说法,该团队正在研究如何最好地将这项新技术与其他蚊子控制方法相结合。

“我们还在开发室内真菌施用方法,将处理过真菌孢子的黑色棉布挂在房屋墙壁上,”St. Ledger 告诉《Popular Science》。“当蚊子接触到这些布料时,它们就会被感染,最终导致真菌引起的死亡。

包括使用诱饵引诱蚊子接触真菌的引诱陷阱在内的其他施用方法也正在开发中。使用几种蚊子控制技术很可能比任何一种方法都能实现更好的控制。

“蚊子是世界上最致命的动物。据信,仅仅通过传播疾病,它们就杀死了历史上所有人类的一半,”St. Leger 指出。“能够快速有效地消灭蚊子将拯救全世界的人们。”

为了帮助您和您的亲人在今年夏天免受蚊子侵害,美国疾病控制与预防中心 (CDC) 建议:

 

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