木馬屠蚊記:登革熱有解?以蚊滅蚊的「蚊蚊消毒作戰」

登革热有解?今年加州大学柏克莱分校参与的一项研究指出,借由散布带有名为沃尔巴克氏体(Wolbachia pipientis)细菌的病蚊,能有效降低77%的登革热通报案例。图为兹卡病毒、登革热病毒、黄热病毒、屈公病毒都偏好的埃及斑蚊。 图/路透社

面对强势袭来的新冠病毒,我们战战兢兢应对。虽不到末日之战的绝望,但这已经让安逸已久的人类亲临恐怖片现场。除了人吓人的好莱坞恐怖片,鲨、蛇、鳄等动物的嗜血形象深植脑海,殊不知微生物才是让人死于非命的排行榜冠军。台湾幸免于新冠病毒威胁,最近频频传出的登革热却仍是挥之不去的梦魇,是埃及斑蚊与登革热病毒一搭一唱的产物。

微生物移动缓慢,借由生有翅膀或其他卓越运动能力的中间宿主在人群中传播开来,其中最为致命的,首推疟蚊和疟疾的组合。撇除疟蚊,也有集众多「宠爱」于一身:兹卡病毒、登革热病毒、黄热病毒、屈公病毒都偏好的埃及斑蚊。

今年8月加州大学柏克莱分校参与的一项由世界蚊子计划(WMP)主导的研究指出,借由散布带有名为沃尔巴克氏体(Wolbachia pipientis)细菌的病蚊,在登革热盛行的印尼村落,能有效降低77%的登革热通报案例。

对于长期关注热带传染病的人来说,这个曾在1990年代风行一时的新闻没有太多新意,但这次研究的重点在于:有了妥善设计的控制组,使这个为期27个月的研究结论更站得住脚。对于没有涉猎这方面讯息的读者,这边主要传达的重点是——透过生物防治而非合成药物,我们得以有效降低蚊虫传染病毒的机会。

研究发现,许多蚊子都有与自己共生的沃尔巴克氏体,且假如两只同种蚊子,各有品系不同的沃尔巴克氏体,那么它们即使交配,也无法产下后代,所以这特性已被用于蚊子灭绝计划。图为埃及斑蚊。 图/美联社

▌你的身体不是你的身体

人外有人,那人内有什么?其实人内人外,都被微生物组攻占完毕了。「微生物组」听起来像是黑社会组织,用起来又像某种妙药;实际上,它们就是一个动态平衡的微生物社会。早从微生物学之父雷文虎克第一次观察到一堆圆通通和香肠形态的细菌起,开启了人们对于微生物世界的认识。多年研究发现让我们意识到它们的无所不在,从办公桌,捷运扶手,到蛮荒沼泽之地,甚至在冰川和海底火山,仿佛在我们肉眼看不到的角落建立了无数的王朝。这些,我们称为「自然菌相」,和定居在我们体内体表的共生菌形成环境和栖息者的巧妙对比。

这个现象同样也出现在其他生物,而这里的案例就是蚊子。全世界约有 65% 的昆虫,本来就会带有这种细菌,只是各种昆虫体内的品系不同。许多蚊子都有与自己共生的沃尔巴克氏体,有趣的是,假如两只同种的蚊子,各自配备有品系不同的沃尔巴克氏体,那么它们即使可以交配,也无法产下后代,等于是变相的不孕,所以这特性已被用于蚊子灭绝计划。

此外,虽然具体机制还不清楚,但研究发现,带有此细菌的蚊子在部分病毒传播上有明显下降趋势。

兹卡病毒、登革热病毒、黄热病毒、屈公病毒都以埃及斑蚊作为传播媒介。图为国立自然科学博物馆珍藏的台湾埃及斑蚊标本。 图/联合报资料照片

▌特洛伊木马屠蚊

然而,众多病毒喜爱的埃及斑蚊体内并没有这种细菌。现任世界蚊子计划主席史考特欧尼尔发现以后,不同于灭绝路线,他在实验室开始建立沃尔巴克氏体感染的埃及斑蚊大军,开启如同特洛伊木马翻版的消毒计划。这项试验早先在澳洲本地执行,然而因为一方面缺乏对照组,一方面登革热在澳洲的规模,与其他东南亚和拉丁美洲地区相比完全是小巫见大巫,无法得到可靠的结论。

2016年他卷土重来,选定印尼一个登革热盛行的郊区,首先确认即使只有一次施放带有沃尔巴克氏体的蚊子,已经有效能在小范围传染大部分蚊子,再借由每6个月施放,确定实验地点的「哑弹蚊子」(即已被细菌感染的蚊子)族群稳定,研究团队再将结果与没有这种蚊子族群的社区相比,登革热的通报大幅减低,而且带有这种细菌的蚊子在研究完成两年后,也持续将细菌不遗余力地分享给在地的蚊子族群。喜出望外的效果,预期可提供相当时间的生物防治效果。

不同于将蚊子赶尽杀绝的路线,欧尼尔团队在实验室建立经沃尔巴克氏体感染的埃及斑蚊大军,开启如同特洛伊木马翻版的消毒计划。图为示意图,非当事团队。 图/欧新社

当然实验设计上的多重难关以及实验结果应用面临更多变数,从实验室到今天的田野研究丰硕成果,欧尼尔团队已经迈进一大步,而他的下一步是扩大实验范围,现在正积极寻求世界卫生组织的同意和世界银行的金援,目标在10年内达到10亿人的涵盖规模,毕竟目前预计每个受益者的花费在10到20美金之间,需要银弹支撑才有机会达成消毒大捷。

全球每年约5,000万病例的登革热,目前尚未有强效疫苗可以抵御,唯一通过核可的一支疫苗施打费工、而且只能产生有限功效,至于登革热病症治疗和病蚊控制上,目前为止全球也没有突破性的成绩。2019年世界卫生组织刚把登革热拉上十大全球健康威胁,如今在全球暖化的加速下,病蚊深入以往难以生存的地区,更加速疫病传播。

而同样是蚊子传播的病毒,兹卡病毒入境那天、越战以后的美国世代终于想起蚊子的恐怖。在交通无远弗届的现今,一个感染者可以带着病毒进入任何国度,然后再被当地蚊子叮咬后造成社区感染。

全球每年约5,000万病例的登革热,目前尚未有强效疫苗可以抵御。图为埃及斑蚊正在人体身上吸血。 图/美联社

▌灭蚊总动员?还是一个都不能少?

回顾过去的病蚊整治计划,不外乎是各种化学药剂,但常常搞得杀敌一万,自损三千。采用自然存在的克星,一环扣一环,如今也有望在不消灭蚊子的前提下,应用于其他蚊子散播的病毒。但如同之前澳洲野兔泛滥,选择「以毒攻兔」,对兔子施放黏液瘤病毒(myxoma virus),最终野兔天择出能对抗病毒的族群,如今依旧在澳洲大陆上横行无阻,究竟使用沃尔巴克氏体细菌是否也会步入同样的后尘?当下仍无结论。

虽然蚊子造成的死亡绝大部分源于体内的意外访客,但如果蚊子不会制造毒液,就无法成为完美的疾病媒介。蚊子的毒液是用来便利吸血,包括血管扩张、抑制凝血和对抗血小板功能的成分,这样牠们刺伤的伤口才能保持开启,有利于吸血。而毒液中的抗发炎分子能阻止免疫系统过度反应。毒液让这些病原体得以在蚊子饱餐一顿的同时,顺利进入人类的循环系统。

所以蚊子还是该死?作为地球一份子的2,500个蚊子家族,撇除带着毒液出生的原罪,牠们在生态系可扮演了举足轻重的角色。在湿地生态系中,蚊子的幼虫孑孓是食物链的重要地基。虽然大部分的掠食者并不是孑孓餐的狂热分子,但是经常以孑孓与蚊子为食物的鱼类、蛙类、鸟类和蝙蝠来说,原本随手可得的餐点消失,一定会改变牠们的生态。

同样地,蚊子也是植物授粉的功臣之一,假若牠们消失,势必冲击许多地貌和农业。对于重新探索自然界分子的医药领域,蚊子的毒液也是一座宝库,所以我们更应该小心谨慎。

尽管蚊子带着毒液、也可能散播病毒,但仍于环境中扮演重要角色。在湿地生态系中,孑孓是食物链的重要地基,是鱼类、蛙类、鸟类和蝙蝠的食物来源之一。 图/路透社

▌人类与环境的平衡

2020年肆虐全球的新型冠状病毒激起人们对「人畜传染病」的疑虑,英国伦敦大学研究团队8月在《自然》发表的最新研究显示,相较于未开发的地区,经开发后的土地中有较多带传染病的物种。

当人类开发自然栖地成农田、城市,长期下来导致仰赖原生栖息地的长寿动物濒临灭绝,而可在人为环境中生存、高机率身上带病原体的动物像老鼠、鸽子、苍蝇等变成强势物种,将增加人畜传染病的机会;对此,研究人员警告:「我们应重新审思土地开发,降低动物带原肆虐人类的风险。」

和蚊子一样,各种带原的动物并没有错,但在人与动物的接触机会遽增的今日,我们无可幸免的有更高机会被传染。历史上的禽流感和猪流感基本上都是个机率问题,当我们选择走向畜牧业,就无可避免地加速病毒传到人体。原先居住在人烟稀少的野生动物可能携带对人致命的微生物,在人为开发后暴露在不得不与人类直接互动的环境,也造成疫病的传播,如果新冠病毒不是从外太空降临,那也会和爱滋病一样是这种案例的代表。

开发的土地还有无机会反转,新兴传染病还有无机会阻断,都是开放式问题。但这次师法自然的病毒抑制策略成功,代表我们还有许多学习空间。在一切变得太迟之前,我们必须更积极地去寻求和环境和谐相处的方式,留给自己和下一代生存空间。

正如同蚊子,各种疾病带原的动物本身并没有错,我们必须更积极地去寻求和环境和谐相处的方式,留给自己和下一代生存空间。 图/美联社