來認識一下我們最新,最有潛質的抗瘧疾武器——帶有蝎毒的真菌。金龜子綠僵菌是一種可感染多種昆蟲宿主(包括蚊子)的真菌。金龜子綠僵菌的芽孢會在宿主的體表上出芽,并侵入昆蟲的身體,慢慢殺死宿主。現在,來自馬里蘭大學的方衛(wèi)國應用基因技術改造了一種真菌,讓其可攻擊蚊子體內的瘧原蟲。
經方衛(wèi)國改造后的真菌攜帶2種不同的蛋白,可以殺死惡性瘧原蟲。第一種蛋白叫SM1蛋白,它可阻止瘧原蟲粘附到蚊子的唾液腺上,從而防止蚊子通過口器將惡性瘧原蟲注入人體中。第二種蛋白是帝王蝎毒,它可殺死蚊子體內的細菌和瘧原蟲。這種雙重保障的生物武器可以殺死蚊子唾液腺里98%的寄生蟲。
方衛(wèi)國的研究團隊是嘗試用真菌消滅瘧疾的幾個團隊之一。消滅瘧疾十分有必要,這幾十年來,抗瘧疾的藥物已經慢慢失效。新的生物制藥可能成為抗瘧疾的最佳替代藥物。
真菌孢子很容易傳播,它能散播在很多物體的表面,并在表面存活幾個月。蚊子無需吞食只需要沾到孢子就能感染真菌。2005年,邁特?托馬斯和安德魯?瑞德就曾試過用真菌殺死90%的攜帶瘧原蟲的蚊子。這樣降低瘧疾的感染率比以往高80倍。
隨后,來自荷蘭瓦郝尼罕大學的威廉?泰肯發(fā)現,真菌可殺死耐藥的蚊子。甚至是,可讓耐藥的蚊子恢復原來的敏感。上周,泰肯的研究團隊嘗試用真菌的孢子來殺死蚊子的幼蟲(蚊子幼蟲通常生活在靜止的水面上)。他們用人造油在水面上傳播真菌孢子。這種方法可殺死半數的蚊子幼蟲。
看上去沒有經過改造的自然真菌能殺死蚊子,那么為什么還要改造真菌呢?其實這其中有個時效的問題。真菌感染蚊子并殺死蚊子需要兩周的時間。這兩周時間已經足夠瘧原蟲在蚊子體內成熟吸附到唾液腺上并被蚊子傳播到人體內。如果瘧原蟲剛進入蚊子體內,蚊子就感染真菌,那么蚊子死亡的時候瘧原蟲還來不及傳播。醫(yī)|學教育網搜集整理可是假如瘧原蟲進入蚊子體內很久后才感染真菌,那么瘧原蟲在蚊子死前還可以感染人。
所以說,一旦改造的真菌能迅速殺死蚊子,那么就可能防止蚊子傳播瘧疾,但是這個方法也存在自己的問題。目前,真菌智能殺死一些老蚊子,因此沒有影響蚊子繁殖。結果導致這對蚊子的耐藥性沒有產生很大的壓力。如果真菌能早點殺死蚊子那就比較好了。
方衛(wèi)國設計的真菌就能滿足上述要求,通過遺傳改造的真菌或攜帶SM1蛋白,或攜帶蝎毒,或是兩者都攜帶。研究發(fā)現兩者都攜帶的效果最佳,可完全殺死瘧原蟲,唾液腺里幾乎沒有存活下來的瘧原蟲。
真菌殺蚊子可使得瘧原蟲的傳播率降低5倍,甚至那些感染大量瘧原蟲的蚊子也不例外。它們成功地殺死蚊子阻止瘧原蟲傳播。不過泰肯不相信“這個有趣的策略”那么有效果。他認為這只能減少直接傳播的幾率。實際上,這種直接傳播比較少見。他認為如果用真菌的方式來阻止蟲媒病毒感染更有效果,比如說黃熱病毒,它也是由蚊子攜帶傳播,它的傳播率比瘧疾高很多。
再說了,改造真菌基因也是存在風險的。金龜子綠僵菌是一種可感染廣泛宿主的真菌,從好的方面來說,改造后的金龜子綠僵菌可以用于殺死傳播昏睡病的蚊子,傳播登革熱的蚊子,反之,那些有益的昆蟲也能被它殺死。方衛(wèi)國表示,同樣可以通過遺傳學技術控制真菌的靶向性,讓其只針對我們想要針對的昆蟲。
泰肯還關心的一個是,有沒有必要使用遺傳工程改造的真菌。他認為我們現在評估遺傳工程真菌還太早,我們要先全面評估自然真菌對蚊子控制的作用。現在賓夕法尼亞州立大學的瑞德也有相同的看法。他認為,我們目前僅僅是了解了改造真菌對咱們有利的一面。
不過,瑞德還是承認改造真菌十分有潛力?;蚋脑旃こ碳夹g已經在實際中應用過,真菌殺蟲劑已經被制造出來并在非洲控制蝗蟲。不過還有一個問題就是,公眾會不會同意基因改造后的產品用在日常生活中?不過我認為公眾也許會同意的,因為這是控制瘧疾的好辦法。
瑞德說,目前最大的障礙是來自資助者,他們往往對化學殺蟲劑更感興趣。還需要時間和證據來讓他們重視生物制劑。也許方衛(wèi)國的這篇文章會有所幫助,他的想法很有創(chuàng)意,數據翔實,并且文章發(fā)表在《科學》上,這應該有些幫助。