本文作者?Tadpole?| 公眾號?biokiwi

本文關鍵詞?轉基因 蚊子 Oxitec 科學技術

你可能吃過轉基因大豆等植物，也聽說過實驗室中會有轉基因小白鼠等；但如果常常在你身邊縈繞的生物也變成轉基因的，你能接受嗎？

這種狀況可能在不遠的將來就會發(fā)生。

美國佛羅里達群島地區(qū)8月19日批準了一項轉基因蚊釋放計劃，將于2021年開始累計釋放約7.5億只轉基因雄蚊，用以控制埃及伊蚊（Aedes aegypti）的數量，減少其攜帶的戈登熱、寨卡病毒等疾病的傳播。

事實上，這并不是轉基因蚊的第一次實驗，此前已有累計超過10億只轉基因蚊，被投放在世界不同地區(qū)，進行轉基因蚊滅蚊相關的實地實驗（field test）。

此次被大眾熱議的轉基因蚊，來自一家成立于2002年的科技公司——牛津昆蟲技術（Oxford Insect Technologies，現名Oxitec）。這家公司將轉基因技術運用到滅蚊中，利用顯性致死基因攜帶昆蟲釋放技術（release of insects carrying a dominant lethal，RIDL），打造“活體滅蟲劑”（living insecticide）。

高中生物必修二中講過，顯性基因的特征是只要存在這個基因就能夠表達、并體現在對應的生物性狀當中。因此攜帶有這個顯性致死基因的雄蚊，和它產生的后代都會因為這個基因而死亡。

為保證轉基因雄蚊在投放自然前好好地活著，研究人員在植入顯性致死基因的同時，加上了一個可以控制該基因表達的“開關”——四環(huán)素轉錄調控系統(tǒng)。

在實驗室環(huán)境里，因為四環(huán)素的存在，致死基因的轉錄、表達被抑制，雄蚊能夠正常的生長；一旦進入缺少四環(huán)素的自然環(huán)境，這個開關便被打開，轉基因雄蚊后代因致死基因，生長發(fā)育受到抑制，難以存活。

2007年，名為?“OX513A”?的轉基因雄蚊研制成功，隨后開展了一系列實地實驗。自2009年開始，約330萬轉基因雄性埃及伊蚊被投放在開曼群島。該實驗的結果不僅證明這些轉基因雄蚊能夠在自然環(huán)境下生長繁殖，還在約11周后讓埃及伊蚊的數量減少了80%左右。

2016年5月，開曼群島希望嘗試用同樣的方法對抗埃及伊蚊攜帶的致命病毒，減少這些病毒對人類的傷害，這也意味著在有人居住的區(qū)域進行轉基因蚊的投放。該項目最終得到了積極的結果：在1800人居住的西灣地區(qū)（West Bay）投放轉基因蚊后，相比其他類似地區(qū)，埃及伊蚊的數量下降了約88%。

另一方面，Oxitec在巴西也開展了實地實驗，從2011年開始向巴西東部巴伊亞州的雅科比納市累計投放了5000萬只轉基因雄蚊，當地野生埃及伊蚊數量下降了80~95%。

但 “OX513A” 存在一個不利于傳播和降低效率的缺陷，因為其后代不論雌雄都活不下去，所以需要持續(xù)投放轉基因雄蚊，以達到控制埃及伊蚊數量的目標。

為提升效率，新一代的轉基因蚊?“OX5034”?問世，該類型僅導致會吸血、傳染疾病的雌蚊死亡；部分雄蚊后代可以攜帶致死基因，并繼續(xù)傳遞給下一代埃及伊蚊。在反復消滅雌蚊的同時，該致死基因也會隨著一代代的繁殖被稀釋，最終消失。

隨后，OX5034在2018年于巴西圣保羅州進行了實地實驗，實現野生埃及伊蚊數量下降96%左右的不錯效果。

盡管此前的實驗都取得了比較理想的結果，但轉基因的做法始終會讓人們擔憂。于是乎，當這項實驗計劃來到美國，獲得美國環(huán)境局的批準，并取得佛羅里達群島的蚊蟲管控區(qū)的許可后，討論的聲音也開始熱鬧起來。

其實早在2016年，Oxitec就曾打算在佛羅里達進行實地實驗，但因為種種原因該計劃被取消。不難想象，這其中也包括來自各方的質疑。而這一次相關部門能夠通過該計劃，也從側面說明是其在反復權衡利弊之后的決定，當然也包括Oxitec方面更加完善的風險說明。

生命充滿太多的不確定性和未知，人們想要徹底弄清楚基因和自然之間的關系，可能要花費很久很久，甚至可能永遠也沒法理解透徹。

因此，在什么情況或什么樣的標準下，人類可以在自然環(huán)境中使用基因編輯等生命科學技術，是必須要慎重考慮的難題。

以前文提到的轉基因蚊為例：

一面是埃及伊蚊等蚊蟲攜帶的大量病原體，對人類造成嚴重的傷害，幾乎影響全球半數以上人群；

而另一面因為轉基因的特殊性質，人們會擔心轉基因蚊對人體的傷害、對其他動物的影響、以及對整個生態(tài)系統(tǒng)可能帶來的變化。

盡管在發(fā)展科學技術的同時，人們基于已有的知識盡可能地規(guī)避風險：

• 轉基因處理的均為不會叮咬人群的雄蚊，而后代中的雌蚊會因為攜帶致死基因死亡。即便是極小概率幸存的雌蚊，也不會因為叮咬將自己的基因輸入；

• 因為生殖隔離的存在，轉基因埃及伊蚊只能和同類交配產生可繁殖的后代，所以對其他蚊類幾乎不會造成影響；

• 毒性測試和理化測試顯示，轉基因蚊對于其捕食者無毒無害。且大多數捕食者也并非只以埃及伊蚊為食，故對其上游的食物鏈影響并不大；

• 已有的多次實驗室實驗以及實地實驗，均未顯示明顯的基因漂移或出現抗殺蟲劑類型的野生蚊子；

• 在大多數地區(qū)，埃及伊蚊本身就屬于外來物種，其數量的下降對原有的生態(tài)系統(tǒng)并不會造成太大的打擊；

• ……

基于已有的知識體系和邊際，人們?yōu)榱藨眯录夹g做出了很多努力；但還是那句話，生命科學充滿了太多不確定性。以上提到的每一點考慮都可能會出現一些極端小概率的反面例子、或因為未知出現的 bug。

就像一個熟悉、但有些不同的哲學問題：

有一輛高速運行的火車，前方軌道上有人，而變軌的方向有霧，很難知道那邊是沒有人、還是有更多人。

這輛火車沒辦法停下，而且會越來越快。

人們現在能做的，是努力探索未知，盡可能的撥開那邊的迷霧。

參考資料：

• LaMotte, Sandee (June 18, 2020). "Genetically engineered mosquitoes get EPA approval for Florida release". CNN. Retrieved 2020-06-21.

• Carvalho, Danilo; et al. (2 July 2015). "Suppression of a Field Population of Aedes aegypti in Brazil by Sustained Release of Transgenic Male Mosquitoes". PLOS Neglected Tropical Diseases. 9 (7): e0003864.

• Evans, Benjamin R.; Kotsakiozi, Panayiota; Costa-da-Silva, Andre Luis; Ioshino, Rafaella Sayuri; Garziera, Luiza; Pedrosa, Michele C.; Malavasi, Aldo; Virginio, Jair F.; Capurro, Margareth L.; Powell, Jeffrey R. (10 September 2019). "Transgenic Aedes aegypti Mosquitoes Transfer Genes into a Natural Population". Scientific Reports. 9 (1): 13047.

• James S, Collins F H,Welkhoff P A, et al. Pathway to deployment of gene drive mosquitoes as apotential biocontrol tool for elimination of malaria in sub-Saharan Africa:recommendations of a scientific working group[J]. The American journal oftropical medicine and hygiene, 2018, 98(6_Suppl): 1-49.

• Subbaraman, Nidhi (10 January 2011). "Science snipes at Oxitec transgenic-mosquito trial". Nature Biotechnology. 29 (1): 9–10.

• "Genetically Engineered Animals - Oxitec Mosquito". US Food and Drug Administration; Animal and Veterinary. 2017-02-05. Retrieved 2017-09-01.