通过蚊子交配传播的转基因细菌可能意味着疟疾的终结

蚊子是一种体型娇小的昆虫，腿细长，喙部优美。而传播疟疾的寄生单细胞生物体型更小，也更脆弱，科学家们正竭尽全力将它们从地球上消灭。每年有超过 40 万人的生命受到威胁——这比死于国际恐怖袭击、雷击和鲨鱼袭击的人数总和还要多。

解决方案的一部分可能在于转基因沙雷氏菌，这种细菌有时存在于淋浴和马桶中。科学家已经培育出一种可以阻断疟原虫的微生物菌株。而且，作为一项关键优势，这种菌株可以自行通过蚊子种群传播。

沙雷氏菌通常寄生于蚊子的中肠，但科学家们发现，有些菌株也会寄生在蚊子的卵巢和雄蚊交配时使用的腺体中。由于细菌偏好的寄生场所，这种转基因细菌可以在交配过程中传播，并传播到蚊子卵的表面。这意味着，不仅被感染的蚊子的后代会感染细菌，在同一水中生长的所有幼虫也会感染转基因细菌。“很少有细菌能以这种方式传播，”约翰霍普金斯大学的微生物学研究员马塞洛雅各布斯-洛雷纳说。经过基因改造的沙雷氏菌会产生一种化合物，使疟原虫难以继续繁殖和生长，但不会伤害通常携带这种寄生虫并将其传染给我们的蚊子。

为了完成这项实验，科学家们必须愿意被蚊子叮咬几次。约翰霍普金斯大学的蚊子实验室有 30,000 多只蚊子，有些蚊子不可避免地会逃走——尽管携带疟疾的蚊子所在的地区有更严格的安全预防措施。研究人员给蚊子喂食了感染和未感染疟疾的人类血液，这些血液来自血库（过期的捐献血液可以用于测试）和知道他们的血液将用于科学研究的志愿者。

他们首先尝试改造大肠杆菌（一种相对容易操控的常见细菌），使其携带能够产生抑制疟原虫生长和繁殖能力的蛋白质的基因。但实验室中使用的大肠杆菌毒性较低，不适应蚊子的肠道，科学家无法使其茁壮成长。后来，上海生命科学研究院的科学家王四宝在解剖蚊子的卵巢时偶然发现了沙雷氏菌。在生殖系统中发现细菌就像是发现了生物学上的金矿。“过去，人们试图识别可以垂直传播的细菌，但未能如愿，”王说。“而我做到了。我们非常兴奋。”

尽管科学家们花了十年时间才完成这项研究，但这些原理可以推广到其他种类的蚊子，甚至其他昆虫。“这种方法将来可以用来对抗其他疾病，但目前我们专注于疟疾，”马塞洛说。

接下来，研究小组将把携带转基因细菌的蚊子放归模拟赞比亚自然环境的特殊围栏中。现实世界的细菌组成比封闭的实验室更加多样化，因此研究人员想看看经过改造的沙雷氏菌在新的游乐场和新的细菌朋友中是否会有同样的表现。如果一切顺利，下一步就是将经过改造的细菌放归野外——当然，在获得政府和社区的批准后。

“你不会想开始传播新的病毒，”斯特拉斯堡大学分子和细胞生物学研究所前蚊子研究员格洛丽亚·沃洛洪斯基 (Gloria Volohonsky) 表示，她没有参与这项研究。“只对生态系统的一部分进行操作总是有风险的。”研究人员正在请求允许释放经过改造的沙雷氏菌，这种细菌只会产生一种在紫外线下发光的蛋白质。这种细菌不会保护蚊子免受疟疾的侵害，但它将帮助研究人员追踪这种感染的传播方式。

雅各布斯-洛雷纳说，在充满挑战的研究岁月中，他一直惦记着现实生活中的疟疾患者。“就在我们刚才谈话的时候，几乎有 30 名儿童死于疟疾，”他说。“这正是我们想要帮助控制这种疾病的动力。”