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已有技术可根除蚊媒疾病 -- The technology to eradicate mosquito-borne disease exists

多数美国人原以为疟疾、黄热病与登革热等蚊媒疾病属他国困扰。二十世纪末美已消除疟疾黄热病,登革热极罕见。然气温升与蚊抗药性增,此类病在美国复现。2024年近4000例登革热,较十年均830例增360%,佛罗里达、加利福尼亚、得克萨斯现本地传播,波多黎各宣布公共卫生紧急。2023年10例本地疟疾20年来首现。黄热病虽无,传蚊仍在。

正文

大多数美国人认为疟疾、黄热病和登革热这类蚊媒疾病是别国的问题,不是自己的。直到不久前,这基本上没错:美国在20世纪消灭了疟疾和黄热病,登革热也变得极为罕见,多数病例都是从国外输入的。但随着气温上升、蚊子对杀虫剂产生抗药性,这些疾病在美国重新成为日益严重的问题。

2024年,美国报告了近4000例登革热,比过去十年年均830例增加了360%;佛罗里达、加利福尼亚和得克萨斯都出现了本土传播;波多黎各宣布登革热为公共卫生紧急事件。2023年全国报告了10例本土疟疾,是20年来首次。黄热病目前仍未重现,但能传播它的蚊子依然存在。

我们不必接受这种威胁。我们有新方法能以极低环境代价消灭蚊媒疾病。美国资源充足,传播疾病的蚊子种群也足够小,完全可以在国境之内彻底解决这个问题。

之所以没做到,是因为这项技术已在监管僵局中滞留了十五年。打破僵局,就能在美国消灭多种蚊媒疾病,最终推广到世界其他地方。

致死基因

基因工程可以压制蚊子:研究人员把一种基因植入雄蚊,使其后代无法存活,再释放到野外与雌蚊交配,让雌蚊不再有存活的后代,从而令当地种群崩溃。2000年,牛津大学的生物学家在果蝇身上证明了这一思路可行。他们让果蝇携带一种基因,制造一种叫tTAV的蛋白质,少量无害,积累起来却会致命。在实验室里,昆虫用掺了抗生素四环素的培养基饲养,基因因此保持关闭。但在没有四环素的野外,基因开启,后代在成年之前就死去。

科学家随后成立公司Oxitec,打算与政府合作研究和部署这项技术。他们把同样的基因植入传播登革热和黄热病的埃及伊蚊雄蚊。在这一品系中,致死效应被调校成只杀死雌性后代,雄性则存活下来,把基因传递几代后消失。这意味着无需不断补充新的工程雄蚊,基因就能持续压低蚊子数量数代,但它也是自限的:继承基因的雌蚊每一代都会死,致死基因在野外逐渐减少。然而这项技术极为有效。持续释放使开曼群岛的野生埃及伊蚊种群减少80%,巴西茹阿泽鲁的田间试验减少约95%。公司于2010年提交数据,申请在美国获批。但进展一直缓慢。

在此之前,工程昆虫只用于农业害虫防治。自20世纪50年代以来,美国农业部一直在使用“昆虫不育技术”,用辐射而非基因改造使雄虫不育,让它们与野生雌虫交配却不产生后代,从而逐步压低野生种群。这项技术最大的成功是防治螺旋蝇:这种极其可恶的昆虫把卵产在开放性伤口里,幼虫孵化后钻入任何不幸中招的动物(通常是牲畜)血肉之中,几天内将其杀死。美国在20世纪60年代用不育技术清除了这种害虫,最终把它逼退到巴拿马南端。据估计,这为美国牧场主每年节省近8亿美元,对更广泛经济的好处还有数十亿。但防线后来失守,2026年6月,得克萨斯发现了美国60年来首例螺旋蝇,很可能是从中美洲走私牛只带入的,当地这种害虫已经重新肆虐。面对数十亿美元损失,得州官员再次释放不育蝇来控制扩散。

地中海实蝇袭击300多种果蔬,被认为是世界上破坏性最强的水果害虫,也是用同样方法击退的,加州和佛罗里达都释放过不育蝇。据估计,如果实蝇在加州重新定居,仅该州每年作物损失就可能超过10亿美元。

Oxitec最初为基因编辑埃及伊蚊申请批准时,找的是长期管理大规模昆虫释放的农业部。但农业部花了一年半才拒绝申请,并告知公司应改向食品药品监督管理局(FDA)申请。FDA根据其对兽药的管辖权,声称对转基因动物拥有监管权。其指南称,“动物体内被改变的基因组DNA是一种药物……因为这种被改变的DNA是一种旨在影响动物身体结构或功能的物品。”此前,农业部的昆虫都是通过辐射绝育的,辐射破坏昆虫精子,使其不留下可存活后代。Oxitec则插入了一个新基因。即便如此,这个类别对Oxitec的蚊子也很不适用。

Oxitec的申请又在FDA搁了五年。和农业部一样,FDA也搞不清如何把现有兽药规则套用到工程蚊子上,最终认为负责农药登记的环保署(EPA)更合适。FDA发布新指南,称不监管“旨在通过控制种群来预防、消灭、驱避或减轻蚊虫”的产品。FDA实际上为转基因蚊子开了个专门的口子,承认自己的监管框架不是为评估这类东西设计的。

在第三轮审查中,Oxitec的蚊子到了EPA,受农药规则管辖,这类规则通常要求科学评估和田间试验,产品才能合法销售和分发。2020年5月,距Oxitec首次申请整整十年,EPA给了他们实验使用许可,不允许销售,但终于允许在限定区域进行田间试验,获取商业注册所需的安全性和有效性数据。

他们选择的试验地点是佛罗里达礁岛群,佛州南端的岛链,当地登革热已经重新抬头。地方当局急于使用转基因蚊子,2021年Oxitec在美国进行了首次田间试验,证明继承基因的雌蚊在成年之前死亡。2022年,EPA把试验扩展到加州,批准在两州释放最多24亿只转基因蚊子,但因公众反对而暂停。

Oxitec的许可于2024年4月到期,意味着没有EPA的新授权就不能再释放蚊子。全面商业注册需要该机构再审查一轮,这次聚焦田间试验数据。他们的全面注册至今仍在等待,距离田间试验许可结束已两年多。一个审查此案的科学顾问小组原定2025年11月开会,但会议被推迟,写作时尚未确定新日期。正如佛罗里达礁岛群蚊虫控制区执行主任安德烈娅·利尔所说:“我们最大的挑战一直是等待监管批准。”幸运的是,这个控制区还有另一种蚊虫控制方案可以尝试:感染沃尔巴克氏体的蚊子。

更小的家伙来咬它们

大约在转基因蚊子变得可行的同时,另一种技术出现了。它基于一种叫沃尔巴克氏体的细菌,天然感染约60%的昆虫物种,包括蝴蝶、果蝇和蜜蜂。沃尔巴克氏体对昆虫有两种作用,使其有助于预防蚊媒疾病。第一,它让昆虫更不容易携带病毒,包括感染人类的病毒。第二,这种细菌会传给后代——具体来说,感染的雌虫通过卵传递,感染的雄虫只有与感染雌虫交配才能产生后代;若与未感染雌虫交配,后代无法发育。通过释放感染的雄蚊和雌蚊,野生蚊群可以被沃尔巴克氏体逐渐占据,直到大多数蚊子携带它,对登革热等病毒产生抵抗力,并把抵抗力传给后代。由于不涉及基因改造,它应该能绕过让Oxitec转基因埃及伊蚊停滞的许多监管。

沃尔巴克氏体蚊子的交配

2009年,经过数十年研究,澳大利亚科学家成功将一株沃尔巴克氏体引入埃及伊蚊。他们还证实,感染的雄蚊与野生雌蚊交配产生的卵不会孵化,因此若没有感染雌蚊可交配,它们实际上就是不育的。这构成了另一种策略的基础:只释放雄蚊,效果与昆虫不育技术相同,令当地种群崩溃。这种方法已在城市规模上取得成功。在新加坡的一项随机试验中,释放感染沃尔巴克氏体的雄蚊使蚊群比对照区减少85%,登革热感染减少约70%。

新加坡的沃尔巴克氏体项目

2024年4月,在系统中走了十五年后,MosquitoMate成为首家获得全国性活体蚊生物农药商业注册的公司。其昆虫现在可以在美国各地部署,但须经地方批准。蚊虫控制区迅速采用这项技术,包括2025年的佛罗里达礁岛群和2026年的圣盖博谷。这项技术也引来更大玩家的兴趣。2026年6月,谷歌的Debug项目请求EPA批准在加州和佛罗里达释放6400万只沃尔巴克氏体蚊子(这次针对的是另一种蚊子:致倦库蚊,携带西尼罗河病毒)。但它必须从头走完实验使用许可流程,尽管基础技术是相同的。

更好地监管生物技术

过去几十年,生物技术发展迅猛。我们能编辑DNA、通过沉默有害基因治疗疾病、改造细菌吃掉塑料垃圾和石油泄漏——这些在不到五十年前听起来都像科幻。但监管这些新技术的规则没有跟上。自20世纪80年代以来没有通过任何重大的新生物技术法规,负责审查的机构在资源和设计上都不以速度为目标。1986年的《协调框架》仍是主导结构,它按为上个世纪设计的类别划分管辖权。

有时甚至不清楚哪个监管机构该管一项新技术,这个问题可能在测试开始前就造成数年延迟。细胞培养肉就面临这个问题:它是食品,归FDA管,还是农业技术,归农业部管?僵局直到国会强制两家分割审查才打破。在Oxitec的案例中,一次旨在解决分歧的早期会议就能省下数年。几年前,华盛顿似乎同意这一点。拜登2022年的行政令指示各机构解决监管不确定性,它们承诺正式更新1986年协调框架的实施方式。但几乎什么都没发生;特朗普2025年3月撤销了该行政令,更新从未落地。

即使撇开协调和安全测试,产品审查仍可能需要数年。其他项目或许能加快流程。EPA在2022年推出了媒介加速审查券计划,奖励成功注册新型蚊虫控制产品的公司一张券,使其下次申请可获加速审查。这应该能确保许多最好的申请被快速处理。但它对漫长的监管积压本身毫无办法。更好的做法是扩大监管机构审查和批准申请的能力,从整体上加快管道。目前,EPA负责审查新蚊虫控制产品的部门是个小办公室,审查从生化化合物到转基因蚊子的各类产品,而蚊虫产品通常按其他常规农药的协议审查,尽管它们在扩散、遗传和对种群的影响上提出的问题与农药不同。

改革这些部门、清理积压是可能的。由于1992年通过的《处方药用户付费法》,FDA人用药物审查预算的三分之二现在来自行业收费。20世纪80年代末,新药审查中位时间是29个月;在收费制度下,标准审查目标为十个月,优先审查为六个月,该机构现在在绝大多数情况下都能达标。增加人手帮助提速:据估计,FDA每增加100名审查员,审查时间减少约3.3个月。相比之下,EPA更依赖国会拨款,三分之二的预算来自国会,只有三分之一来自收费。

部署能救命的有效产品不该花十五年。新技术意味着蚊媒疾病在美国如今是一种选择。我们有能力消灭它;只需选择去做。

评论

讨论整体倾向支持消灭传播疾病的蚊子,但对"能不能做到""做完之后生态会怎样"分歧极大:一方认为蚊子造成的死亡与贫困压倒任何生态代价,另一方强调食物链连锁反应与基因驱动的不可逆风险;中间还夹着对"人类选择"这类修辞的不信任。

消灭蚊子带来的收益远大于生态代价

  • 蚊子每年致死致残的人数超过任何其他动物,疟疾之外还有登革热、西尼罗河病毒等;人类为伐木、能源等更平庸的理由每年都在让成百上千物种灭绝,收益甚至是负的,相比之下定向消灭蚊子划算得多(较多人) > 就算吃蚊子的动物找不到替代食物,我也投票把它们从轨道上轰掉,它们造成的痛苦没有任何抵消。(@Arubis)
  • 可以做成交易:先集中资源救下只剩百来只、只在一个地点存活的亚马逊濒危蛙,作为交换再灭掉一种蚊子(少数人)
  • 十五年的观察期不算离谱,有些东西一旦放出去就收不回来;担心的不是效率,而是万一细菌跑到别的生物身上、或者发生突变(较多人)

担心食物链断裂与生态连锁反应

  • 蚊子是蝙蝠、青蛙、燕子等的重要食物来源,而且多数成蚊其实在吸植物汁液而非吸血,不能孤立地看它"只是害虫"(较多人)
  • 有人提出澳洲某种濒危蝙蝠种群突然下降最多16%,原因不明,怀疑与当地释放蚊子的时间线有关(少数人)
  • 技术能力已经足够改变整个生态,真正的问题是这种改动对系统其余部分意味着什么(少数人)
  • 也有评论把矛头指向项目背后的资助者,视其为危险信号(少数人)

认为基因驱动违背自然选择,根本不会生效

  • 任何带适应度代价的基因都会被选择压力从种群中清除,指望它稳定扩散是反进化常识的(少数人)
  • 实验室里研究再久也无法保证现实世界的相互作用:细菌会不会跳到别的生物、会不会突变、鸟类吃了蚊子会不会把突变体带到别处,这些都不可控(少数人)

反对把政策问题包装成"选择"

  • 没人"选择"要有蚊子,蚊子是自然存在的;要不要做大尺度环境干预是一回事,把它说成"选择保留蚊子"是偷换概念,直接说本意就好(少数人)
  • 反向的类比来自《一切都是结核病》:当传染病的主要死因已经有了治愈手段,疾病的成因就不再主要是细菌,而是人类的选择(少数人)

监管空缺下的责任归属

  • 如果各个监管机构都声称对这个领域没有管辖权,那实际上是什么在阻止公司不打招呼就推进(少数人)

认为干预可行,且效果已经可见

  • 在新加坡待了整个夏天,可以确认在没有一只蚊子的情况下享受炎热天气的户外活动是件乐事(少数人)
  • 登革热在本地大片区域流行,因此有人认真询问这套方案能否自己动手做(少数人)

有价值的补充

  • 有评论指向《超自私基因》一文,系统梳理了当今技术在实践中能做到哪些操作,读起来像科幻(@benterris)
  • 电影《Mimic》的类比:改造昆虫用来对付蟑螂,蟑螂解决后,变异昆虫转向了下一个灾害源——人类
  • 那句"立法只允许经过全面体检、证明无病的蚊子叮人"的调侃,基本概括了社区对"选择"框架的反感情绪(@dennis_jeeves2)