轉(zhuǎn)基因蚊子惹爭議:想讓蚊子不孕不育卻產(chǎn)生新變種?

2013年以來,數(shù)千萬只基因改造蚊被投放至巴西城市雅科比納(Jacobina),它們會(huì)和野生蚊子雜交,并且后代會(huì)不育,這樣能大幅降低當(dāng)?shù)匾吧廖玫臄?shù)量。然而,近期發(fā)表于《科學(xué)報(bào)告》的研究指出,當(dāng)?shù)氐奈米臃N群中已經(jīng)檢測(cè)到了源自基因改造蚊的基因,這說明它們和野生蚊雜交的后代也能傳遞基因。研究推測(cè)這種新的“混血”蚊子可能生存能力更強(qiáng),會(huì)變相加速病毒傳播。但這一觀點(diǎn)也遭到生物公司與一些專家的質(zhì)疑和反對(duì)。
編譯丨于穎卓
審校丨楊心舟
“以蚊治蚊”的計(jì)劃
伊蚊(Aedes)是蚊科中最大的屬,有近1000個(gè)不同的蚊子物種,我們所熟知的“花蚊子”(白紋伊蚊),以及對(duì)人類威脅最大的埃及伊蚊(Aedes aegypti)都屬于伊蚊屬。
埃及伊蚊是多種致命傳染病的主要傳播媒介,它們攜帶的病毒可導(dǎo)致黃熱病,登革熱,集眾思供求寨卡等多種疾病。埃及伊蚊不僅危害著人類的健康,還給全世界造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。其中,巴西等國家更是飽受其害。

由于目前針對(duì)蚊媒傳染病的有效疫苗和藥物少之又少,科學(xué)家主要傾向于切斷這些傳染病的傳播渠道,即想辦法控制或消滅攜帶病毒的蚊子。傳統(tǒng)的方法主要是利用殺蟲劑進(jìn)行滅蚊,但鑒于它容易使蚊子產(chǎn)生耐藥性,又對(duì)生態(tài)環(huán)境具有較大的破壞性。現(xiàn)在,科學(xué)家正積極尋求更為有效的對(duì)策,而基因改造技術(shù),正是其中頗具吸引力的一種新方法。
十多年來,英國的生物技術(shù)公司Oxitec一直對(duì)轉(zhuǎn)基因蚊子進(jìn)行試驗(yàn)。他們的策略是在不咬人的雄性埃及伊蚊體內(nèi)植入一種致死基因,當(dāng)野生雌蚊與之交配后,這種致死基因會(huì)傳遞給下一代,導(dǎo)致其代存活能力極差且“不孕不育”,從而顯著降低蚊子的數(shù)量。

Oxitec成功研發(fā)出了理想的轉(zhuǎn)基因伊蚊,代號(hào)OX513A。他們首先將分別擁有古巴和墨西哥血統(tǒng)的埃及伊蚊進(jìn)行了雜交,然后向雜交品種體內(nèi)植入了兩種基因——一種可致后代死亡,另一種可產(chǎn)生熒光蛋白從而便于追蹤。在實(shí)驗(yàn)室條件下,OX513A與野生型交配后,僅有3%左右的后代能夠存活至成年,而且Oxitec相信,剩下的少數(shù)的幸存者也不具有生育能力。
前景似乎一片光明。
于是,巴西政府出資購買了OX513A,以期控制當(dāng)?shù)厮僚暗奈米雍推湟l(fā)的登革熱。從2013年開始,Oxitec每周向巴西東部巴伊亞州的雅科比納市投放大約45萬只OX513A雄蚊,并持續(xù)投放了27個(gè)月。根據(jù)Oxitec的報(bào)告,當(dāng)?shù)匾吧米拥目倲?shù)下降了90%,成果喜人。
意想不到的基因傳遞
按照Oxitec的完美設(shè)想,OX513A和當(dāng)?shù)匾吧莆媒慌浜螅乱淮婊盥蕵O低,且無法擁有生育能力。然而,事實(shí)真是如此嗎?
耶魯大學(xué)的進(jìn)化生物學(xué)家Jeffrey Powell帶領(lǐng)他的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了獨(dú)立調(diào)查。在投放項(xiàng)目開始后的第6,12,集眾思供求27個(gè)月,他們對(duì)雅科比納的多個(gè)地點(diǎn)的伊蚊幼蟲進(jìn)行了三次采樣和基因分型,最后一次屬于連續(xù)采樣,一共持續(xù)了3個(gè)月。

分析結(jié)果與Oxitec的報(bào)告大相徑庭,研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)匚米拥幕蚪M與原先相比發(fā)生了明顯的變化,樣本中大約10%到60%的個(gè)體擁有了來自O(shè)X513A的基因。這意味著,OX513A與野生雌蚊的后代不僅可育,還產(chǎn)生了不少擁有巴西,古巴,墨西哥的“三國混血”。而按照Oxitec原先的描述,雜交后代應(yīng)該會(huì)不孕不育,迅速死亡,因此OX513A的基因不應(yīng)該傳遞下去。也就是說,這一切原本不應(yīng)該發(fā)生。
Powell對(duì)此現(xiàn)象表示擔(dān)憂,他猜測(cè)新型蚊子有可能比它們的父輩更強(qiáng)大。研究團(tuán)隊(duì)檢測(cè)了新變種對(duì)登革熱和寨卡病毒的傳播率,但并未發(fā)現(xiàn)顯著差異。然而,研究人員認(rèn)為這只是在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行的測(cè)定,這些新變種在野外傳播其他病毒的能力也許會(huì)有所不同,又或者OX513A的基因滲入可能會(huì)增強(qiáng)新變種對(duì)于殺蟲劑的耐藥性。
Powell強(qiáng)調(diào):“雖然目前新變種沒有顯示出任何已知的健康風(fēng)險(xiǎn),但是未知的結(jié)果才是最令人擔(dān)憂的。”
值得注意的一點(diǎn)是,在投放項(xiàng)目后期,研究團(tuán)隊(duì)采集到的伊蚊樣本中OX513A的基因滲入明顯減少。另外有研究表明,雄蚊投放初期對(duì)當(dāng)?shù)氐囊廖闷鸬搅司薮蟮囊种谱饔茫恢獮楹危?8個(gè)月以后,抑制作用大大減弱,伊蚊數(shù)量又逐漸恢復(fù)到了原先的水平。
Powell等人猜測(cè),雅科比納的雌蚊可能產(chǎn)生了“交配偏向”現(xiàn)象,即雌性不愿意與繁殖能力弱的雄性進(jìn)行交配,而這些基因改造蚊可能位列其中。
反駁和質(zhì)疑聲
Powell等人的論文于9月10日在《科學(xué)報(bào)告》上發(fā)表后,遭到了Oxitec方面的強(qiáng)烈反駁。
公司發(fā)言人稱,Powell團(tuán)隊(duì)的研究包含了“大量虛假的,推測(cè)性的和未經(jīng)證實(shí)的說法”。在一份長達(dá)三頁紙的文件中,Oxitec指責(zé)論文并沒有發(fā)現(xiàn)“OX513A雄蚊的投放對(duì)當(dāng)?shù)氐娜巳夯蛘攮h(huán)境有任何實(shí)質(zhì)性的負(fù)面影響”,卻充斥著各種誤導(dǎo)性的猜測(cè)。早在野外實(shí)際投放之前,公司內(nèi)部的試驗(yàn)結(jié)果就表明向OX513A插入的“致死基因”并不會(huì)讓蚊子后代100%致死,后代仍有小概率存活。發(fā)言人表示,公司“非常清楚這一點(diǎn)”。
對(duì)于論文中提及的“交配偏向”這一說法,Oxitec也進(jìn)行了駁斥:全球范圍內(nèi)已經(jīng)投放了大約10億只轉(zhuǎn)基因雄蚊,從未有人觀察到“交配偏向”的現(xiàn)象。
爭議持續(xù)發(fā)酵,一些與Oxitic沒有利益關(guān)系的科學(xué)家也站了出來,對(duì)該論文表達(dá)了自己的質(zhì)疑。
賓夕法尼亞州立大學(xué)的昆蟲學(xué)家Jason Rasgon肯定了論文中遺傳學(xué)發(fā)現(xiàn)的重要性,但他也表示其中的一些猜測(cè)顯得夸大其詞且不負(fù)責(zé)任。Rasgon認(rèn)為,作者應(yīng)該在論文里強(qiáng)調(diào),在新出生的蚊子里并沒有發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因蚊DNA里的致死基因和熒光蛋白基因。現(xiàn)在雅科比納蚊子種群里發(fā)現(xiàn)的新基因只不過是來自O(shè)X513A雄蚊的“遺傳背景”,即OX513A基因中本來就有一些來自古巴和墨西哥種群。
Powell的研究團(tuán)隊(duì)猜測(cè)擁有三國血統(tǒng)的新蚊子“可能”比現(xiàn)有種類的蚊子更加難以對(duì)付,但Rasgon指出這樣的猜測(cè)缺乏數(shù)據(jù)支撐。Rasgon擔(dān)心,這篇論文可能會(huì)激發(fā)民眾對(duì)于轉(zhuǎn)基因生物的懷疑情緒,因此希望論文做出相應(yīng)的澄清。
鑒于該論文的結(jié)論遭到了來自各方的批評(píng)與質(zhì)疑,9月17日《科學(xué)報(bào)告》的編輯在網(wǎng)頁上增加了一條聲明,表示會(huì)在近期對(duì)這些問題進(jìn)行答復(fù)。
仍在進(jìn)行的試驗(yàn)
現(xiàn)在,Oxitec并沒有停下研發(fā)的腳步。他們已經(jīng)采取了一系列改進(jìn)措施,使得第二代轉(zhuǎn)基因蚊子能夠更有效地傳播致死基因。與以往不同,新一代致死基因只會(huì)殺死吸血的雌性后代,而雄性后代則得以存活,從而能夠繼續(xù)傳遞致死基因。今年6月 Oxitec宣布,他們?cè)诎臀鞯奶镩g試驗(yàn)取得了巨大的成功,當(dāng)?shù)氐奈米訑?shù)量下降了96%。
美國德克薩斯州和佛羅里達(dá)州也在考慮使用Oxitec的轉(zhuǎn)基因蚊子來控制當(dāng)?shù)氐奈米臃N群數(shù)量。最近,Oxitec向美國相關(guān)部門提供了他們的新型轉(zhuǎn)基因蚊子以供審查。9月11日,美國環(huán)境保?署公開了Oxitec的申請(qǐng),向民眾征求意見。一旦獲得批準(zhǔn),這些新型蚊子很快就會(huì)在佛羅里達(dá)群島進(jìn)行第一次的投放。
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