一项大胆的灭蚊新计划能够流行起来吗？

在加利福尼亚州图莱里县维塞利亚西北郊，布莱恩·鲁伊斯驾车沿着一条穿过农田的熟悉的土路前行。他来到一条灌溉管道前，这条管道造成了“相当糟糕”的局面——一小片植被和覆盖着藻类的水在六月初的阳光下炙烤着。当它的影子笼罩在水池上时，一条不到半英寸长的蠕虫状小动物迅速试图潜入水中躲避视线，但在它潜入水中之前，鲁伊斯用一根长长的金属勺子把它捞了起来。他眯起眼睛看着自己的猎物：一只库蚊幼虫，库蚊属包括常见的家蚊。

虽然在这个阶段，它们可能看起来无害，甚至有点笨拙和愚蠢，与数百只蠕动的昆虫一起在水中翻滚，但幼虫长大后会成为携带疾病的吸血虫——科学家称之为媒介。因此，鲁伊斯标记了该地点，使用只对昆虫有毒的细菌喷雾进行处理。这是三角洲蚊虫和病媒控制区 (DMVCD) 技术员鲁伊斯的普通一天：寻找一只也为他狩猎的昆虫。

图莱里县位于加州农业中心圣华金河谷，长期以来一直在与蚊虫作斗争。DMVCD 是一个独立的防治区，成立于 1922 年，当时蚊媒疟疾肆虐该地区，在维塞利亚妇女俱乐部的推动下成立。如今，一种新的威胁威胁着这个 712 平方英里的地区，该地区以奶牛场、柑橘园和葡萄园而闻名，周围是不断发展的开发区。埃及伊蚊是一种能够传播寨卡病毒、登革热、基孔肯雅热和黄热病的入侵性蚊种，它已经扩大了在加州的传播范围，从狗碗到洒水器下的小玩具，它都能在这里安家。随着埃及伊蚊进化到可以逃避几乎所有针对成年蚊子的常规控制策略，鲁伊斯的工作变得更加棘手。 “我们拥有的大多数东西都对它们没有影响，”他说。

随着杀虫剂抗药性的增加，以及气候变化导致蚊子繁殖季节延长和地理分布范围扩大，DMVCD 和州生物学家担心该地区可能会出现蚊虫泛滥。“之前，我们并没有真正发现过埃及伊蚊种群，”负责协调 DMVCD 昆虫监测的生物学家兼科学项目经理 Crystal Grippin 说道。“现在我们在多个地点设置了 10 只雌性埃及伊蚊陷阱。”（只有雌蚊会吸血；雄蚊会吸食花蜜和果汁。）

当地灭蚊部门（如 DMVCD）和国际公司都在寻找对抗害虫的新方法。生物技术公司 Oxitec 提出了一种较新颖且颇具争议的埃及伊蚊防治方法：释放更多的埃及伊蚊。但它们可不是普通的蚊子。这些不会咬人的雄蚊经过基因改造后携带一种定时炸弹基因，这种基因会传给后代并在幼虫阶段杀死雌蚊。“携带这种基因的雌性幼虫 100% 会丧命，”昆虫学家、Oxitec 美国项目总监 Rajeev Vaidyanathan 说。随着埃及伊蚊数量的下降，患病风险也会下降。

Oxitec 希望将图莱里县作为其下一个测试策略的地点。在该公司展示了 2021 年佛罗里达州试点项目的良好结果后，美国环境保护署于 2022 年 3 月批准该公司在该州进行第二次试验，并观察其在加州中部气候截然不同的情况下的表现。加州农药监管部门的官员正在审查该公司的许可申请，如果获得批准，可能意味着试验将于 2023 年春季开始推进。

尽管 Oxitec 的发明被注册为“友好”蚊子，但并不是每个人都对这种在社区引起轰动的基因改造昆虫感兴趣。国家和地方团体抱怨该州的审查程序以及该公司与居民协商和沟通的方式。

不过，如果图莱里县的项目继续推进，它可以帮助像鲁伊斯这样的 DMVCD 技术人员从内部消灭蝗虫。在等待州政府决定的同时，他的机构正在与 Oxitec 合作，提供急需的社区联系和当地景观的历史。“我真的很高兴也很幸运能与 Oxitec 合作，”医学和兽医昆虫学家、DMVCD 总经理穆斯塔法·德本 (Mustapha Debboun) 说。“我一直对寻找其他可行的技术很感兴趣。”

这些黑白相间的昆虫起源于热带地区，却能够在图莱里县的干旱地区生存，这有点令人惊讶。埃及伊蚊起源于非洲森林中的一种蚊子，后来随着人类开始在村庄定居并用容器储水，该物种的一个菌株传遍了全球。17 世纪，它们随奴隶贸易船抵达美洲，带来了黄热病的爆发，而近来，它们还引发了其他病毒感染：以引起发烧和关节痛而闻名的基孔肯雅病和登革热，以及可能导致受感染孕妇的孩子出生缺陷的寨卡病毒。

在向北迁徙之前，该物种主要在北美和拉丁美洲的热带地区生活了大约一个世纪，它们的卵或幼虫经常随人类一起迁徙。然后，在 2013 年，卫生官员在加利福尼亚州发现了埃及伊蚊。截至 2022 年 7 月，该州 58 个县中的 22 个县已向加州公共卫生部报告了这种蚊子的存在。（它们甚至在加拿大安大略省北部被发现。）

斯坦福大学传染病生态学家艾琳·莫迪凯 (Erin Mordecai) 表示，蚊子的传播在一定程度上受到气候变化的影响。蚊子是外温动物，这意味着它们依赖外部热源。“它们经历的每一个生命周期过程，”她说，“都依赖于温度。”更温暖的环境会加快它们的生命周期，因此它们会更快地进入成年期，在更长的繁殖季节里有更多的后代，并叮咬更多的人。为了避免干燥的三位数高温使它们的身体脱水，埃及伊蚊已经开始躲在室内和阴凉处，DMVCD 的蚊子季节现在通常从四月开始，持续到十一月。

更长的季节和更大的人口增加了人类面临的风险。尽管加州已经报告了与旅行相关的登革热、基孔肯雅热和寨卡病毒病例，但尚未发现埃及伊蚊在该州传播疾病的任何已知实例——但它们可能会传播疾病。2018 年，埃及伊蚊是 DMVCD 检测到的第五大流行物种，在监视陷阱中捕获了 2,129 只；2021 年，该机构捕获了 16,450 只，使其成为该地区第二大物种。

为了测量当地蚊子的数量，该机构使用迎合目标蚊种喜好的诱捕器。用来欺骗埃及伊蚊的诱捕器是 BG-Sentinel，这是一种类似洗衣篮的圆柱体，它利用糖酵母溶液释放的二氧化碳和从一管颗粒中飘出的类似于脏牛仔裤的气味来引诱蚊子。“我甚至闻不到那种气味了，”DMVCD 的 Grippin 说。然后，该装置中的一台小型电动风扇会将渴望吸血的毫无戒心的雌蚊吸入。实验室技术人员每天放置大约 90 个装置，诱捕大约 16 种蚊子，将它们藏在住宅前院和公园的灌木丛阴凉处。有些装置在第二天早上收集蚊子时可以收集超过 4,000 只蚊子。

为了减少蚊子数量，该地区试图在蚊子幼年和最脆弱的时候阻止它们。首先，该团队敦促当地人清除积水。但格里平说，埃及伊蚊微小的黑色卵很容易被误认为是霉菌、污垢，甚至是剃须后的胡茬。简单地清空容器并不总是有效，因为卵可以在没有水分的情况下存活长达一年。“一旦你放更多的水进去，它们就会孵化，”鲁伊斯说。他建议深度擦洗和反复检查。

对于幼虫，团队成员采用生物方法，例如投放食蚊鱼（Gambusia affinis ，俗称食蚊鱼）。这些淡水游泳者易于繁殖和饲养，因此该地区设有一个大型孵化场，居民可以免费领取它们。如果没有鱼，可以在水中用天然杀幼虫剂（如以色列苏云金芽孢杆菌）处理蠕动的幼虫。

如果 DMVCD 检测到大量成年蚊子或其中存在病原体，技术人员会在黎明前使用化学喷雾处理，因为那时外面的人较少。鲁伊斯说这是最后的手段。“我们的主要目标是完全不使用化学药品。”

这些化合物甚至可能根本不起作用。几十年来过度使用杀虫剂让蚊子有时间产生免疫力。2020 年，加州公共卫生部的研究人员发表了一项关于该州埃及伊蚊的研究，指出该物种有可能对一类常用杀虫剂拟除虫菊酯产生抗药性。DMVCD 对某些实验室出生和野生捕获物种的测试也表明，它们对这些化合物具有抗药性。

为了找到对抗埃及伊蚊的替代方法，Oxitec 于 2022 年从加州其他 10 多个地区中选中 DMVCD 来测试该公司的基因杀手。在美国首次试验后，Oxitec 正在寻求扩大规模，看看其蚊子在更干旱的环境中会如何生存。图莱里县的干热天气正合适。“我将维塞利亚描述为我们最适宜居住的地方，”Oxitec 美国项目总监 Vaidyanathan 说。“这里埃及伊蚊数量众多……它足够小，我们可以在维塞利亚的各个地方开展工作，而洛杉矶则无法做到这一点。它在三角洲还有一个非常支持的蚊子和病媒控制区。”

维萨利亚的官员认为，该公司的创新方法可能是灵丹妙药。“Oxitec 的技术非常巧妙，”DMVCD 总经理 Debboun 说道。“我认为这会奏效。”

2022 年 5 月，佛罗里达群岛的庭院里开始出现各种大小与电饭锅差不多的彩色防风雨容器。但打开盖子倒入水并不能产生热气腾腾、蓬松的谷物。作为 Oxitec 第二轮投放的一部分，这些容器将孵化该公司实验室培育的雄性埃及伊蚊的约 700 万个卵。这些虫子孵化后大约 10 天就会出现，在几百英尺的范围内寻找雌性，并分享 Oxitec 二十年来一直在开发的杀手基因。

该公司成立于 2002 年，由英国牛津大学支持，现在这家美国公司的总部和研发设施仍设在英国牛津大学。从一开始，Oxitec 就专注于开发可扩展的基因技术，以消灭有害昆虫种群——从大豆尺蠖等农作物害虫到埃及伊蚊等携带疾病的媒介。Oxitec 的解决方案是一种称为 RIDL（释放具有显性致死性的昆虫）的技术。换句话说，公司的科学家一直在微调一种对目标昆虫致命的基因定时炸弹。

一切始于 Oxitec 自己培育的雄性埃及伊蚊基因工程菌株 OX513A。虽然它们看起来与野生同类没有什么不同，但这些实验室饲养的样本是经过基因设计的特洛伊木马，携带两种基因 - 一种可以在紫外线下识别其后代，另一种则意味着任何雌性后代的死亡。在实验室中，这些昆虫被喂食四环素，这是一种抗生素，它起到锁的作用，可以阻止杀伤基因触发死亡开关，从而使蚊子可以在圈养中繁殖。但是一旦 Oxitec 释放这些虫子，在没有药物的情况下，该基因就会重新开启。 （现代农业确实会利用四环素，虽然美国环保署 2022 年的一份声明指出，蚊子接触到足够量四环素的可能性“很小”，但声明表示，该公司不能在某些使用该药物的企业 500 米范围内释放雄蚊。）Oxitec 雄蚊成功交配后（传递了针对性别的致命基因） ，野生埃及伊蚊雌蚊会继续产下可存活的卵，但它们的雌性幼虫永远无法长到嗜血的成年期。

由于埃及伊蚊雄性蚊子只与同种雌性交配，Oxitec 公司表示，其方法不会对全球 3500 多种其他蚊子物种的整体多样性产生影响。加州大学圣地亚哥分校研究蚊子遗传学的分子生物学家奥马尔·阿克巴里 (Omar Akbari) 正在与自己的团队合作，改造不育雄性埃及伊蚊。他说，Oxitec 的方法有助于减少杀虫剂的过度使用。“在很多方面，我都认为这是一种绿色技术，”阿克巴里说。“我认为这是一种很好的方法，一种安全的方法。”

从 2009 年开始，Oxitec 开始进行试验，首先是在大开曼岛，随后在马来西亚、巴西和巴拿马进行。该公司报告称，在有野生埃及伊蚊的目标地区，其种群数量下降了 95%。

尽管取得了这些明显的成功，但该技术也引发了批评。2019 年， 《科学报告》上发表的一篇文章发现，在巴西巴伊亚州的一座城市，Oxitec 雄蚊与当地埃及伊蚊交配，产生了杂交雌蚊。作者指出，目前尚不清楚这可能会如何影响疾病传播或其他控制工作。不久之后，Oxitec 回应称，该论文没有发现任何意外影响。加州大学圣地亚哥分校的 Akbari 表示，研究结果实际上表明，带有 Oxitec 基因的杂交蚊子并没有在种群中持续存在， 《科学报告》最终指出，编辑对一些作者的说法和对数据的解释表示担忧。尽管如此，该公司现实世界实验的反对者仍然将其作为证据。

Oxitec 在美国的首次试验经历了漫长的道路，最终 EPA 批准该公司与佛罗里达群岛蚊虫控制区 (FKMCD) 合作，在 2021 年开展第二代埃及伊蚊OX5034 的试验。该申请被提交给两个监管机构，然后于 2017 年提交给 EPA，从而启动了整个审查过程。该计划从一开始就备受争议，在该机构的公众意见征询期内收到了 448 份回复。一个州政府机构也必须参与进来。“与此同时，尝试让公众了解这个项目极其重要，”FKMCD 执行董事 Andrea Leal 说。“向人们解释这件事并不是一件简单的事情。”

虽然 2021 年发布的数据尚未经过同行评审，但 Oxitec 报告称，每一只成熟的幼虫都变成了成年雄性，所有吸血的雌性都死了。此后，美国环保署允许该公司继续在佛罗里达群岛进行实验，旨在更大规模地重申其第一次试验的数据，同时在加利福尼亚州继续推进。Oxitec 表示，佛罗里达州使用的蚊子在任何阶段都不会被注射四环素，这意味着杀手基因应该会按预期对雌性后代起作用。

在加州，Oxitec 的审批过程也并不顺利。国家和地方组织对审查过程提出了质疑。食品安全中心和地球之友等组织指出，图莱里县面积超过 4,800 平方英里，但拟排放地点尚未披露，因此居民无法知道该项目是否会直接影响他们。

作为对 Oxitec 申请审查的一部分，加州农药管理部门 (CDPR) 于 2022 年 4 月举行了为期 15 天的公众意见征询期。“对于这个领域的新事物，十五天根本不够，”图莱里县本地人、加州农药改革组织联合主任安赫尔·加西亚 (Ángel García) 说。加西亚补充说，CDPR 没有充分尝试通知农场工人家庭有关反馈期的信息，国家团体也提到了这一短暂的时间窗口。在宣布公众意见征询期时，CDPR 仅列出了用于反馈的电子邮件地址。CDPR 发言人在回应《大众科学》的评论请求时表示，该部门正在努力提供更多公众意见的机会，包括将在稍后宣布的第二个评论期。发言人指出，CDPR 始终通过电话、电子邮件或信件接受公众意见，并将在下次与媒体、利益相关者和公众的沟通中明确说明这一点。

在 5 月份 DMVCD 的月度董事会会议上，大约十几名生活和工作在图莱里县的农场工人（该社区一直在与农业杀虫剂接触作斗争）对 Oxitec 的释放以及该公司沟通方面的漏洞表示担忧。一些人举着标语，其中一个标语用西班牙语写着：“# No somos ratas de laboratorios ”——“我们不是实验室老鼠。” 加州杀虫剂改革组织下属当地组织的秘书塞西莉亚·安德拉德当时也出席了会议。她指出，包括她在内的许多农村居民都没有稳定的互联网连接或任何服务，这使得他们很难了解 Oxitec 的计划。“很多信息都引用了该网站，但这个社区的很多人并不会去该网站获取信息，”她说。

Oxitec 通过电子邮件回复《大众科学》 ，称其所有社区宣传材料和网络内容现在都有英语和西班牙语版本。该公司表示，它一直在挨家挨户宣传、分发信息传单、向社交媒体推广、在当地农贸市场和活动中设立展位，并举办每月网络研讨会，其中一些与 DMVCD 合作。“我们可能已经敲了数千扇门，”Oxitec 美国项目总监 Vaidyanathan 说。“事实上，人们对这项技术非常了解，并表示支持。在佛罗里达州和加利福尼亚州，我们通常收到的报名参加 [发布箱] 的人数是我们实际需要的两到三倍。”

随着图莱里县夏季气温攀升至 90 华氏度，CDPR 继续对 Oxitec 的许可申请进行监管审查。该部门尚未公布其决定的时间表，仅表示审查过程至少需要几个月。但在等待期间，Oxitec 正在维塞利亚建造一个研究设施，并招聘现场和实验室技术人员。DMVCD 在其合作角色中，一直在向该公司提供当地蚊子的历史数据，并引导居民了解 Oxitec 的信息。

Oxitec 在美国的试验需要长期努力，尽可能多地收集数据，然后向 EPA 提交产品注册申请，最终将转基因昆虫推向蚊虫控制区和消费者。然而，如果获得批准，Oxitec 可能会面临竞争。

总部位于肯塔基州列克星敦的 MosquitoMate 公司生产了一种实验室培育的雄性白纹伊蚊，这种蚊子感染了一种自然产生的细菌沃尔巴克氏体。当这些雄性在野外与携带登革热、基孔肯雅病和寨卡病毒的雌性交配时，它们产下的卵不会孵化。2018 年在图莱里县北部的弗雷斯诺县进行的一项大规模试验显示，目标种群减少了 95%。这些携带细菌的蚊子目前的价格在 699 美元到 1,199 美元之间，具体取决于房产的大小和类型。

加州大学圣地亚哥分校的 Akbari 和他的团队正在使用基因工程工具 CRISPR 尝试创造不育雄性埃及伊蚊。他们进行了调查、在线焦点小组和访谈，以更好地了解公众对用于控制蚊子的新兴基因技术的反应。他说，反应是全面的，但听到人们对释放一种研究人员可能无法控制的生物的犹豫是令人不安的。“我们需要将这些担忧纳入我们的设计中，”Akbari 说。

他说，Oxitec 公司研发的转基因蚊子“在某种程度上正在铺就黄砖路。他们是第一批进入市场的公司，他们将应对所有这些困难，但只要他们成功，就为可能比 Oxitec 更好的下一代技术腾出了空间。”

DMVCD 负责人 Debboun 表示，如果数据显示沃尔巴克氏体和 Oxitec 的方法有效，并且可持续且可行，他有兴趣采用它们。“我们不是一个资金充裕的私人组织，”他说。“有时，你会用你手头的钱尽力而为。”随着新技术的进步，他希望它们能够变得足够便宜，可以与食蚊鱼和杀幼虫剂一起加入库存。“随着它们进入市场并变得负担得起，这就是我们要做的事情，”他补充道。

与此同时，DMVCD 的团队继续监视和对抗这种敌人。布莱恩·鲁伊斯正在加倍努力，以阻止埃及伊蚊的入侵：今年早些时候，他被指派帮助领导一项新计划，教育公众如何降低这种吸血鬼的数量。这就是为什么今年夏天他挨家挨户地教育居民，并做一些侦查工作，寻找潜在的繁殖地点。

对于可能即将出现的新技术，他说：“如果你能够实施它们，那么你就可以实施。但现在最重要的是挨家挨户……如果我们不在这里，情况会更糟，所以我说我们正在做出改变。”

这个故事最初刊登在 PopSci 2022 年秋季《夜魔侠》特刊上。阅读更多 PopSci+ 故事。