每年夏秋时节，我们总免不了被蚊子叮上几口。对于身居中国大城市的我们，被叮咬之后不过红肿瘙痒上几天；而对于笼罩在疟疾、登革热、黄热病和寨卡等蚊媒传染病阴云下的非洲、东南亚及南美地区的人们，蚊子的叮咬可能就是“死亡之吻”。种种蚊媒传染病之中，要属以按蚊为传播媒介的疟疾最为严重，发病率和致死率始终居高不下。据世界卫生组织报告，全世界约一半人口面临疟疾风险，年死亡人数近50万。
疟疾由受疟原虫感染的雌性按蚊通过叮咬传播。多年来，人们都在寻找能够有效防控疟疾的方法。其中，杀灭作为传播媒介的按蚊是方法之一，但大量化学杀虫剂的使用已使蚊虫产生普遍抗性，况且蚊子作为自然界食物链中的一部分，对其赶尽杀绝可能会引起生态灾害。因此，靠消灭蚊子来消除疟疾不太现实。那么，有没有可能直接杀灭疟原虫而不伤蚊子呢？
为了证明这种想法的可行性，我们需要了解按蚊传播疟原虫的整个过程。当雌性按蚊叮咬了疟疾病人，含有疟原虫的血液就进入按蚊肠道。在那里，疟原虫雌雄配子结合形成合子，合子又成为动合子穿透中肠上皮细胞发育为卵囊，卵囊破裂后释放出成千上万子孢子进入按蚊血腔，最后汇集于唾液腺，随着按蚊下一次叮咬被注入下一个受害者体内。值得注意的是，尽管成千上万的疟原虫会随着吸血进入按蚊肠道，但最终能成功突破中肠形成卵囊的不足0.1%，绝大多数都在中肠内被杀死。也就是说，按蚊中肠是疟原虫发育的瓶颈。这种现象令科学家们眼前一亮：如果利用这一薄弱环节，采取手段将疟原虫全部歼灭，不留一个漏网之鱼进入按蚊血腔，不就阻断了疟疾传播吗？为达到这个目的，有人把目光投向按蚊肠道共生细菌——一群可与疟原虫短兵相接的细菌。经遗传改造能够表达抗疟原虫基因的共生细菌通过饲喂进入按蚊肠道，就能助按蚊一臂之力，将疟原虫扼杀于中肠。然而，问题在于，如何将这些抗疟细菌快速散播到野外的蚊群中。
今年9月底在国际权威学术期刊《科学》(Science)上发表的题为“利用工程肠道共生细菌助力蚊子抵抗疟原虫”（DrivingmosquitorefractorinesstoPlasmodiumfalciparumwithengineeredsymbioticbacteria）的研究论文中，中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所王四宝研究组联合美国约翰霍普金斯大学合作者们攻克了这一难题。王四宝研究团队从按蚊体内分离到兼具垂直和水平传播能力的沙雷氏菌属新菌株AS1。这种共生细菌不仅能由雄蚊通过交配水平传递给雌蚊，还可通过粘附在卵壳表面经雌蚊产卵垂直传播给后代蚊虫，从而在蚊群中代代相传。此外，该共生菌在疟蚊中的散播，不受按蚊种间或种群间存在生殖隔离的制约。如此看来，AS1可谓抗疟基因的完美载体。后续研究中，研究团队对AS1菌株进行改造，使之高效分泌表达5种不同抗疟机制的效应蛋白，能在多种按蚊肠道内高效特异地歼灭疟原虫，使按蚊成为无效疟疾媒介，从而在源头上切断疟疾传播。这种“多弹头”攻击策略也有助于减少疟原虫抗性的产生。同时，该共生菌不影响蚊虫寿命，具有生态环境安全性。这项研究为抗疟基因快速散播到整个蚊群提供了安全高效的驱动系统，解决了如何驱动抗疟基因扩散到整个蚊群中的挑战，为从源头上阻断疟疾传播提供新“武器”。
也许在不久的将来，在疟疾肆虐的疫区，人们只需放飞几箱携带抗疟AS1共生菌的雄性按蚊，或是向容易滋生孑孓的水塘投放一些抗疟AS1菌。雄蚊将寻找当地雌蚊交配，把细菌传给雌蚊，雌蚊产卵时又传给幼蚊；即使有些卵本来没有携带抗疟AS1，也可以由于雌蚊将卵产在含有抗疟AS1的水塘中而获得这种细菌。就这样，抗疟AS1迅速扩散到整个疫区的蚊子体内，一场场疟原虫歼灭战在雌蚊中肠打响。一段时间后，人们将发现疟疾的阴霾渐渐消散，面对蚊子叮咬无需如临大敌了。
事实上，不仅仅疟疾，关于AS1的研究成果也为其它蚊媒传染病（登革热、寨卡等）的防控提供了新的策略。而通过改造媒介昆虫共生菌来防治虫媒病害，更是为其他虫媒传染病乃至植物虫媒病害开辟了新的思路。
来源：中国科学院上海生命科学研究院
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