欢迎来到蚊子圈。
欢迎来到蚊子圈。艾蒂安Bilgo

离大路不远的某个地方在布基纳法索的Soumousso村有另一个完全为蚊子建造的村庄。它看起来不太像这个国家西南部的其他地方,或者其他任何地方,就这一点而言。这里有一些小屋,但它们都住在用细网眼网做成的圆顶内,占地面积大约有三个网球场那么大。在床的地方,有一小潭死水。这里没有人类居民,只有几只吃得很好的小象,它们无忧无虑地没有意识到自己已经被当作世界上最讨厌的虫子的自助餐。但是养(并杀死)一只蚊子需要一个村庄。

这个准村庄是美国和布基纳法索研究人员的创意,他们称之为“蚊子圈”。几年来,他们一直把它作为实验室,测试该国正在进行的抗击疟疾的最新武器:一种用蜘蛛毒液进行生物工程改造的转基因真菌,可以让蚊子及其携带的病原体提前进入坟墓。这种方法似乎奏效了,99%被真菌困住的蚊子在测试的一个月内死亡。来自马里兰大学和布基纳法索波波-迪乌拉索健康科学研究所和穆拉兹中心的研究人员,最近发表了他们的研究结果在杂志中科学

布基纳法索是世界上最容易被蚊子叮咬的地方之一,这使得它成为世界上研Beplay客户端安卓版究疟疾的最佳地点之一。根据这项研究,2017年,布基纳法索记录了790多万例寄生虫病病例,是未能如期实现世界卫生组织规定的疾病控制目标的10个疟疾肆虐的国家之一。马里兰大学(University of Maryland)昆虫学家、该研究的主要作者布莱恩·洛维特(Brian Lovett)说,从很多方面来看,这里显然是建造“蚊子球”的最佳地点。

研究人员艾蒂安·比尔戈在围栏内观察蚊子繁殖地点。
研究人员艾蒂安·比尔戈在围栏内观察蚊子繁殖地点。奥利弗·达

自20世纪80年代以来,Soumousso一直是疟疾研究的温床。该村首次进行了一些经过杀虫剂处理的蚊帐测试,根据科学.起初,这些网似乎是一颗神奇的子弹。他们将传统的防蚊物理防护与拟除虫菊酯杀虫剂,通常对哺乳动物的威胁很小,而且在低剂量下对细菌非常有效。然而,蚊子总是能找到一种方法,在进化过程中超越我们对它们的控制。他们对杀虫剂产生了抗药性,瘟疫继续肆虐。但是,这项研究的作者之一、马里兰大学(University of Maryland)昆虫学家雷蒙德·圣莱格(Raymond St. Leger)说,布基纳法索与蚊子斗争的历史使它成为最先进的疟疾研究实验室的理想场所。洛维特说,Soumousso是一个特别好的地方,因为它非常了解这里的蚊子:存在哪些亚种,它们的种群结构是怎样的,哪些是抗杀虫剂的。

十多年来,这些实验室以及撒哈拉以南非洲的其他实验室一直在研究真菌作为一种可能的灭蚊剂。2005年,科学家们用一种叫做绿僵菌属它是蚊子的天敌。它的孢子成功了杀死传播疟疾的蚊子在坦桑尼亚的一项试验中,但速度不足以阻止它们传播疟疾,而且一些蚊子没有吸收足够的孢子而死。在多年的研究中,没有一种真菌能够足够迅速有效地杀死人。

来自马里兰州的研究人员和Bobo-Dioulasso决定尝试一种基因工程的超能力菌株绿僵菌属这将真菌的孢子特异性传递与另一种生物的阻止能力完全结合起来。洛维特说:“在进化过程中,蜘蛛被改造成能制造出专门杀死昆虫的蛋白质。”“所以我们使用真菌作为一种将毒素输送到昆虫血液中的方法。”

显微镜下浸泡过芝麻的布料,孢子发出荧光绿色。
显微镜下浸泡过芝麻的布料,孢子发出荧光绿色。布莱恩·洛维特

他们选择了蓝山漏斗网蜘蛛(Hadronyche versuta),来自澳大利亚新南威尔士州。洛维特说,这种生物的毒液很有杀伤力,其中的毒素是少数几种被认为可以安全地在人类周围使用的杀虫蛋白质之一。毒液首先要被提取出来,这个过程叫做挤奶。昆士兰大学的生物化学家格伦·金(Glenn King)从许多漏斗网蜘蛛(a复杂的过程这包括将蜘蛛放在一个微型装置中,按摩其毒腺周围的肌肉,使它们直接滴入疟疾研究团队的一个小瓶子中。

为了对这种超级真菌进行生物工程改造,研究人员插入了一种允许蜘蛛产生毒素的基因。此外,他们还加入了一个额外的基因开关,以确保这种真菌只有在接触蚊子的血淋巴(昆虫的血液)时才会产生毒素。一旦毒液进入真菌,下一个挑战就是确定在哪里以及如何传播孢子。研究人员从当地购买了黑色棉布,将其浸泡在香油和孢子的溶液中,然后将床单挂在蚊子圈中。

转基因真菌,从受害者体内慢慢流出。
转基因真菌,从受害者体内慢慢流出。布莱恩·洛维特

你可能想知道:为什么是圆顶?也许,为什么不选择一个可控的实验室环境,而不受雨季或政变的威胁呢?根据世界卫生组织的指导方针,实验室蚊子研究的结果不能外推到不可预测的、复杂的外部世界。因此,蚊帐是模拟自然环境的一种合适的受控设置,在自然环境中,蚊子的行为应该或多或少地像它们在其他地方一样。

由芬兰建筑师设计的“蚊子球”就像三个连接在一起的大温室,被细分为六个小隔间,都在双层网的屋顶下。其中四个舱室包含测试小屋、本地植物和蚊子滋生地。“当你开车经过村庄时,这是一个惊人的景象,”洛维特说。“网一开始是白色的,但土壤非常红,所以现在是粉棕色。”

为了获得他们微小的、牺牲性的测试对象,研究小组让索穆索的当地人收集了抗杀虫剂的幼虫按蚊coluzzii镇上水坑里的蚊子。幼虫不携带疟疾——成年蚊子叮咬受感染的宿主就会携带疟疾——这就保证了实验是无寄生虫的。研究人员在围栏内将这些幼虫培育成虫。

圆顶的面积有三个网球场那么大。
圆顶的面积有三个网球场那么大。艾蒂安Bilgo

科学家们在实验中的第一次尝试听起来有点像女巫的咒语。黄昏时分,研究人员将100只雌性抗杀虫剂蚊子放入每个小屋,这样这些蚊子就可以吸食一头小牛的血液。(幼崽通常不会受到这种干扰,因为它们在围栏内接触的蚊子并不比在室外多。)这些虫子后来被收集起来进行真菌感染监测。随着工作的发展,研究人员在三个独立小屋的墙壁上悬挂了浸过麻油的布,每个小屋都有自己的网室。一块布上有基因工程的孢子,一块布上有天然的孢子,还有一块布上根本没有孢子。然后,研究人员将1000只成年雄性蚊子和500只成年雌性蚊子放入每个房间,并对它们进行了45天的监测。在这个没有孢子的小屋里,蚊子迅速建立了一个大约1400只的快速发展的社会。在有天然孢子的小屋中,有450只存活了下来。在有有毒孢子的小屋里,只有13只蚊子摇摇晃晃地出来了。

“蚊子球”的结果虽然很有希望,但只是初步的。在现实世界中部署这种真菌等于释放了一种转基因物种,这让许多科学家有充分的理由感到畏缩。它将需要更多的测试和多层的官僚审批,这是一个昂贵而耗时的过程。但有理由认为这可能会奏效。与其他真菌孢子不同,绿僵菌属不是空气传播的;它的孢子重而粘。这种真菌对光也非常敏感,所以它很难以某种不受控制的方式传播,如果它偶然或有意地跑出穹顶的话。

蚊子球团队。
蚊子球团队。瓦塔拉就

资金和技术的共同作用使得控制撒哈拉以南非洲的疟疾变得非常困难,所以研究人员对这个项目特别兴奋——它相对来说很低——只有香油、孢子和布料。从这一过程的一开始,索摩索的市民就自愿提供帮助,科学家们已经训练他们维护围栏,以便为下一波实验做好准备。“这是他们的领域,”St. Leger说,并补充说布基纳法索的科学家已经计划继续使用圆顶进行疟疾实验。

根据洛维特的最佳猜测,这项技术还需要5到10年才能投入实际应用。他说:“我们需要与国际和地方层面的监管机构进行对话,我们必须让社区参与进来,在我们实地试验之前获得他们使用这项技术的许可。”“但这是一个科学里程碑。”