墨西哥恰帕斯州塔帕丘拉郊外——距離瓜地馬拉10英里。為了到達籠子，我們沿著出城的主要公路行駛，經過在肥沃火山土壤中茁壯成長的的大豆、可可、香蕉和光亮的深綠色芒果種植園。經過里約弗洛裡多小村莊後，道路退化成起伏不平的泥土路。我們在烤泥的波浪上顛簸前行，直到到達一個安全檢查站，警衛嚴陣以待。帶刺鐵絲網圍起來的院子裡張貼著一個標誌，上面畫著一隻蚊子，旁邊站著一男一女：Estos mosquitos genéticamente modificados requieren un manejo especial，上面寫著。我們遵守規則。
裡面，腰果樹構成了一組架在平臺上的薄紗網籠的框架。籠子裡裝著數千只埃及伊蚊——當地物種，比美國典型的嗡嗡叫的樣本更小更安靜。早上 7 點，場景看起來空靈：陽光穿過濾網層，形成發光的黃色色調。然而，在籠子裡，轉基因蚊子正在與當地蚊子進行生死搏鬥，這是一種試圖透過交配進行的種族滅絕，有可能消滅登革熱，這是世界上最麻煩、最具侵略性的疾病之一。
在亞熱帶和熱帶國家的廣闊地區，四種密切相關的登革熱病毒每年感染約 1 億人，引起一系列疾病——從類似流感的疼痛到內出血、休克和死亡。目前尚無疫苗或治癒方法。與其他蚊媒疾病一樣，主要的公共衛生策略是防止人們被叮咬。為此，當局試圖清除昆蟲滋生的社群積水，噴灑殺蟲劑，並分發蚊帳和其他低技術蚊子阻擋物。他們追求遏制，而不是征服。
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然而，安東尼·詹姆斯正在發起攻勢。詹姆斯是加州大學爾灣分校的分子生物學家，他和他的同事們已將基因新增到埃及伊蚊中，這些基因阻止了雌性飛行肌肉的發育。當轉基因雄蚊與野生雌蚊交配時，他會將工程基因傳遞給後代。雌性——叮咬者——活不長。當它們從蛹期出現時，它們會一動不動地坐在水面上。它們不會飛，不會交配，也不會傳播疾病。相比之下，雄性後代將活下來傳播它們的殺子種子。隨著時間的推移，雌性後代的缺失應該會導致種群崩潰，詹姆斯的合作者已經在科羅拉多州室內實驗室的受控環境中證明了這一點。現在他已將他的蟲子帶到南方。
這項技術標誌著科學家首次對生物體進行基因工程改造，以專門消滅本土種群來阻止疾病傳播。如果轉基因蚊子獲勝，那麼在全球登革熱流行區釋放它們可能會防止數千萬人遭受痛苦。然而，該計劃的反對者警告說，可能會產生意想不到的後果——即使蚊子是預期的受害者。
研究人員也在努力解決如何測試他們的創造物的問題。目前尚無國際法律或機構來監管新的轉基因生物的試驗。在很大程度上，科學家和生物技術公司可以為所欲為——甚至在發展中國家進行不受控制的測試生物釋放，既不警告居民他們的後院即將成為事實上的生物殖民主義田野實驗室，也沒有徵得他們的同意。
詹姆斯多年來一直試圖光明正大地行事。他與塔帕丘拉的社群領袖合作，透過傳統的土地共享計劃獲得土地，並建立了一個安全測試設施——所有這些都是艱鉅、耗時、細緻的工作。但他並不是唯一在實驗室外測試轉基因蚊子的研究人員。詹姆斯的同事盧克·阿爾菲，英國生物技術公司 Oxitec 的創始人，一直在悄悄地推行更具侵略性的測試策略。2009 年和 2010 年，他的組織利用加勒比海大開曼島的最低限度監管，將數百萬只轉基因蚊子釋放到野外。詹姆斯第一次得知這些實驗是在 2010 年亞特蘭大的一次會議上，阿爾菲公開描述這些實驗時——事後 14 個月。從那時起，Oxitec 繼續進行試驗，在馬來西亞和巴西釋放轉基因蚊子。
專家擔心 Oxitec 的行為可能會引發對所有轉基因昆蟲的強烈抵制，讓人想起歐洲拒絕轉基因作物，此舉可能會在科學家充分了解該技術的承諾和潛在後果之前扼殺該技術。
那將是一種遺憾，因為這項技術非常有前景。科羅拉多州的測試表明，轉基因蚊子在受控環境中有效，儘管幾個室內籠子不是中美洲、巴西或馬來西亞的野外。為了對抗蚊子體內攜帶的疾病和死亡，科學家的創造物必須征服叢林。
強制絕育
2001 年，詹姆斯已經成為現代分子蚊子遺傳學的先驅——第一位對蚊子進行基因改造的研究人員，也是第一位克隆蚊子基因的研究人員。那一年，他決定將自己的知識應用於疾病傳播問題。他想知道他是否可以將旨在控制農業害蟲的策略應用於蚊子。
一年前，當時在牛津大學的阿爾菲開發了一種生成攜帶基因的果蠅的技術，這些基因選擇性地殺死雌性。這種種群控制策略只是對不育昆蟲技術 (SIT) 的後基因組衍生，該技術已成功控制農作物害蟲 60 年。技術人員飼養大量昆蟲，用輻射束對雄性進行絕育。當它們與當地田野中的雌性交配時，結合不會產生後代。該策略不含殺蟲劑，僅針對害蟲物種，並且已成功應用多次——包括 1977 年在塔帕丘拉進行的大規模地中海果蠅（地中海實蠅）根除計劃。
不幸的是，不育昆蟲技術從未在蚊子上奏效。輻射會嚴重削弱成年雄性，分揀和運輸過程會在它們交配之前殺死它們。然而，將阿爾菲的新果蠅技術擴充套件到蚊子，將使研究人員能夠從基因組開始設計有效的無菌雄蚊。
為了殺死雌蚊——吸血和傳播疾病的蚊子——詹姆斯需要劫持一個只有雌蚊才會利用的基因區域。2002 年，詹姆斯和阿爾菲確定了一種自然發生的開關，它可以控制雌蚊飛行肌肉的發育。關閉它，飛行肌肉就不會發育。從蛹期出現的雌蚊只是蹲在水面上，不會飛，無法吸引配偶。這是一個完美的目標。
阿爾菲於 2002 年創立了 Oxitec，以利用這項技術。2005 年，美國國立衛生研究院基金會（主要由比爾及梅琳達·蓋茨基金會資助）向詹姆斯撥款 2000 萬美元，用於測試針對登革熱的基因策略。詹姆斯給了 Oxitec 500 萬美元來製造蚊子。
合作者設計了一段 DNA，其中包括少量基因和在正確時間開啟和關閉它們所需的調控開關。該系統的工作方式類似於接力隊。在蚊子從幼蟲到成蟲的變態過程中，雌性特異性開關開啟，啟用第一個基因，該基因產生一種蛋白質。這種蛋白質啟用第二個開關，該開關啟動第二個基因，然後該基因製造一種毒素，破壞雌性的飛行肌肉。研究人員還添加了熒光蛋白的基因，使轉基因幼蟲發出紅色和綠色光，從而使他們能夠監測基因在種群中的傳播。
為了繁殖他們明確程式設計要死亡的大量蚊子，阿爾菲和詹姆斯需要一種方法來保護雌性免受有毒基因盒的侵害，直到它們繁殖之後。訣竅是在水中摻入解毒劑——抗生素四環素，它可以阻止飛行肌肉破壞蛋白的產生。這種設計也是一種緊急故障保護措施：如果少量轉基因蚊子逃脫，它們在沒有藥物的情況下就無法繁殖。
新品種的首次測試是在 2008 年和 2009 年進行的，當時詹姆斯的同事梅根·懷斯·德瓦爾德斯（當時在科羅拉多州立大學工作）將轉基因雄蚊引入了實驗室中普通埃及伊蚊蚊子的種群。五個月內，種群崩潰。殺傷開關起作用了。下一步是將轉基因蚊子帶到野外。
骨痛熱症
在塔帕丘拉，詹姆斯在那裡建立了他的網狀實驗室，登革熱長期以來一直是一個問題，墨西哥大部分地區也是如此。“登革熱是我日常生活中最重要的問題，”恰帕斯州衛生部副部長埃爾米洛·多明格斯·薩拉特去年我訪問該地區時說。登革熱呈爆炸式傳播，在人口稠密地區造成最大的困難。
在我前往恰帕斯的旅程中，我參觀了 Pobres Unidos——貧困聯合區——塔帕丘拉郊外的一個貧困社群，該社群在 2009 年和 2010 年遭受了最多的登革熱病例，同時還有詹姆斯團隊的寄生蟲學家珍妮·拉姆齊（她在現場領導日常工作）以及醫學流行病學家羅傑利奧·達尼斯-洛薩諾。
我們參觀的一戶人家屬於瑪麗亞，她要求我不要使用她的姓氏。與 Pobres Unidos 的大多數房屋一樣，瑪麗亞的房子只有三面牆，就像電影佈景中的房子一樣，因此她無法阻止蚊子進入。潮溼的泥土地板營造了一個潮溼的環境，吸引昆蟲靠近。成堆的垃圾和數十個容器收集雨水，為蚊子產卵提供了無數地點。
達尼斯-洛薩諾將我們的注意力引向一個裝滿淡水的大黃盆，並指向數百隻細長的、黑色、線狀的蚊子幼蟲，它們以不規則的鋸齒形圖案劇烈地遊動。瑪麗亞當然知道登革熱，但達尼斯-洛薩諾發現她不知道她洗衣盆裡的幼蟲會變成傳播疾病的蚊子。
這種場景在全球貧困、擁擠的社群中比比皆是。從亞洲到非洲到美洲，有 100 多個國家遭受登革熱之苦。登革熱輕度形式——“骨痛熱症”——的症狀類似於流感：發燒、關節和肌肉疼痛，以及持續約一週的劇烈頭痛。第二次感染可能引發潛在致命的登革出血熱，從而引起嘔吐、嚴重的腹部絞痛和內出血。血液從眼睛、鼻子、嘴巴和陰道流出。如果不治療，出血性登革熱會殺死高達 20% 的患者；透過昂貴的專家護理，死亡率降至 1%。全球每年的死亡人數超過所有其他病毒性出血熱——包括埃博拉和馬爾堡——的總和。
2008 年，流行病學家大衛·M·莫倫斯和美國國家過敏和傳染病研究所所長安東尼·S·福奇警告說，登革熱是“世界上最具侵略性的重新出現的感染之一”。疫情爆發的頻率和規模一直在上升，這歸因於日益增長的國際旅行和人口向城市遷移。自 20 世紀 70 年代以來，病例數每十年翻一番。2009 年，佛羅里達州公共衛生官員報告了該州七十多年來的首例登革熱病例，這引起了流行病學家的擔憂，即該疾病很快將在美國大陸紮根。
詹姆斯決定將他的基因技術應用於對抗登革熱（而不是瘧疾）的原因之一是，該病毒主要由單一蚊種傳播。（有 30 到 40 種蚊子攜帶瘧疾。）埃及伊蚊是世界主要的登革熱傳播媒介，是一種入侵性樹棲非洲物種，大約 400 年前搭乘奴隸船而來。它現在是一種城市居民，在房屋旁邊的任何可以容納幾湯匙清水的東西中繁殖。蚊子在白天叮咬，因此蚊帳無法提供保護。而且它幾乎專門叮咬人類，從中獲取營養，使其壽命長達一個月——有足夠的時間叮咬和傳播疾病。
埃及伊蚊很隱蔽，沒有那種會引起快速拍打或驚慌揮手的尖銳、令人不安的嗡嗡聲。在塔帕丘拉地區公共衛生研究中心的安全昆蟲飼養室內，我幾乎聽不到小籠子裡一群轉基因蚊子的聲音。加州大學戴維斯分校的昆蟲學家勞拉·瓦萊里奧伸出戴著手套的手，指著一隻雌蚊。入侵嚇壞了雄蚊，它們飛起來在籠子裡盤旋。然而，雌蚊只是坐在那裡或笨拙地跳開。
轉基因蚊子幼蟲稍後將被轉移到詹姆斯的野外試驗場，該試驗場由五對籠子組成，每對籠子都有一個控制籠，裡面飼養著野生蚊子種群，還有一個處理籠，轉基因蚊子在其中與當地蚊子混合。每個籠子都由多層網眼保護——防止逃逸者——研究人員在向實驗新增新的測試物件時必須小心地穿過這些網眼。
嚴格的協議是為了避免過去的錯誤。發展中國家長期以來一直是第一世界田野試驗的便利地點，但對當地環境的漫不經心的態度導致了強烈反對，從而破壞了整個研究計劃。也許沒有哪個領域比轉基因生物更容易受到濫用——無論是真實的還是感知的。
井裡的毒藥
例如，1969 年，世界衛生組織和印度政府合作研究了三種蚊子物種的基因控制：致倦庫蚊（傳播絲蟲病（引起象皮病的寄生蟲））、埃及伊蚊（傳播登革熱和黃熱病）和傳播瘧疾的斯氏按蚊。美國政府資助了部分研究。
1972 年，一位科學家在印度《國民先驅報》上匿名發表了一篇文章，聲稱研究人員一直在將用噻替派處理過的蚊子（被描述為芥子氣衍生物，會在動物中引起出生缺陷和癌症）放入村莊的飲用水井中。該專案的負責人發表了膽怯的反駁，並拒絕了新聞界隨後的採訪請求。然後，在 1974 年，印度報業托拉斯發表了一篇報道，標題聳人聽聞：“世衛組織在印度為美國秘密研究工作”。文章聲稱，蚊子專案被用來測試使用埃及伊蚊作為生物戰劑的可行性。該報道稱，印度被用來測試“贊助國不允許使用的化學品或方法”，還指責埃及伊蚊正在被研究，因為“它的卵（與其他蚊子不同）可以乾燥，放在信封裡的紙上郵寄到該國的任何地方，在那裡它們可以孵化”。儘管調查人員極力否認這些指控，但公關慘敗促使世衛組織放棄了該計劃。
從那時起，美國國立衛生研究院基金會“全球健康重大挑戰”倡議主任斯蒂芬妮·詹姆斯（與安東尼無關）說，調查人員一直害怕對轉基因 (GM) 生物進行田野試驗。“存在真正的心理障礙。他們知道自己不能搞砸。”
“我的整個職業生涯都被告知你永遠不會讓人們同意這樣做，”安東尼·詹姆斯告訴我。在 2005 年“重大挑戰”資助獲得者就職晚宴上，他諮詢了吉姆·拉弗裡，後者是多倫多聖邁克爾醫院全球健康研究中心社群參與科學專家。“轉基因讓人們感到恐慌，”詹姆斯說。“那麼你如何讓社群參與進來呢？”
拉弗裡建議選擇一個登革熱是重大公共衛生問題且控制方法失敗的地點，在一個擁有嚴格、完善的監管結構的國家，該結構能夠評估轉基因抗登革熱蚊子的風險和收益。這樣，當地人就會放心，這項努力不會危及或剝削他們。他和加州大學戴維斯分校的蚊子田野試驗老手托馬斯·斯科特在安東尼·詹姆斯有足夠的蚊子進行測試之前很久就幫助他組建了一個由蚊子生態學家、人類學家和倫理學家組成的國際團隊。
到 2006 年，塔帕丘拉成為這些試驗的領跑者。墨西哥制定了關於轉基因生物的國家法律，並簽署了《卡塔赫納生物安全議定書》——進口轉基因生物的國際框架。拉弗裡說，在地中海實蠅方面的經驗意味著塔帕丘拉社群並沒有因改造昆蟲的想法而“嚇壞”。
“起初，對土地的要求聽起來很奇怪，”實驗所在農業社群的領導人馬蒂米亞諾·巴里奧斯·馬圖特說。為什麼有人要建造大型籠子並裝滿人造蚊子？社群也對轉基因蚊子能做什麼感到困惑。逃逸者會傷害他們或他們的田地嗎？它們的不育性會轉移到其他昆蟲身上嗎？
詹姆斯和他的團隊解決了社群的擔憂，並透過該地區傳統的公共土地所有制計劃購買了土地來建造籠子。隨著實驗的繼續，他們繼續與當地人互動。
在塔帕丘拉歷史悠久的主廣場文化宮每週一次的市政廳聚會上，專案現場經理拉姆齊向社群領導人（30 名男性和 5 名女性）介紹了該專案。很難看出她是一位美國僑民，因為她讓整個房間都入了迷；她很生動，手舞足蹈，開著玩笑。
當她結束時，聽眾小心翼翼地提出了問題。一位男士問他是否可以參觀蚊子籠。另一位想知道如果蚊子逃跑會發生什麼。一位年輕女士問為什麼人們反對轉基因生物。一位來自山區村莊的老年人問瘧疾和登革熱是否不同。拉姆齊一一回答了他們，然後在離開時微笑著握手。
“現在我們明白了，我們更加喜歡這個專案了，”身材苗條、鑲著金牙的大豆農民巴里奧斯·馬圖特說。“它不僅將使里約弗洛裡多受益，而且將使里約弗洛裡多周圍地區、墨西哥和世界其他地區受益。”
大逃亡
當所有這些緩慢的科學和社群工作在墨西哥進行時，阿爾菲正在悄悄地採取截然不同的方法。去年 11 月，他帶著一個令人驚訝的故事參加了美國熱帶醫學與衛生學會年會。阿爾菲說，從 2009 年 9 月開始，Oxitec 一直在加勒比海大開曼島上釋放轉基因蚊子。（這些蚊子與塔帕丘拉正在測試的蚊子相似，但並非完全相同——在開曼群島株中，雄性和雌性蚊子都在幼蟲期死亡。）他透露，在 2010 年 5 月至 10 月期間，Oxitec 釋放了超過 300 萬隻雄蚊，這使當地埃及伊蚊種群減少了 80%。資料已提交發表。
阿爾菲為他積極進取的方法辯護，稱 Oxitec 將外聯工作主要留給政府，因為他們瞭解文化敏感性。在大開曼島，外聯工作包括在當地晚間新聞廣播中播放一個五分鐘的節目，以及一本小冊子，該小冊子將蚊子描述為不育的，避擴音及任何基因改造。沒有公開會議或居民表達擔憂的機會。
阿爾菲在亞特蘭大會議上為自己的行為辯解。“就宣傳而言，我們只在開曼群島這樣做，”他說。“我們只需要社群，島上的人們知道這件事。”
義大利佩魯賈大學的分子生物學家、蓋茨基金會顧問馬克·Q·本尼迪克特表示，Oxitec 沒有違反任何法律，並稱開曼群島的試驗“勇敢”，因為它測試的技術註定會吸引“好的和壞的關注”。本尼迪克特說，混亂和相互矛盾的媒體報道給人留下了“孤獨的科學家帶著他的蚊子桶衝出來，在沒有任何監督的情況下將它們扔到環境中”的印象。這種情況並沒有發生。” Oxitec 與地方和國家政府合作，以便在任何田野試驗之前獲得批准。
儘管如此，開曼群島的釋放還是激起了阿爾菲的許多同事、環保組織和公眾的強烈情緒——不信任、失望和沮喪。阿姆斯特丹大學醫學昆蟲學家、瘧疾世界總經理巴特·諾爾斯說：“國際社會對這次釋放的發生感到驚訝。“現在外界認為 Oxitec 很神秘，這讓公眾想知道為什麼。這滋生了懷疑。”
諾爾斯說，這是一項很有前途的技術。“如果某些方面搞砸了並誤導了公眾，那麼其他轉基因試驗可能會受到影響。”他補充說，現在，由於 Oxitec，“我們遇到了與 1976 年世衛組織在印度遇到的相同問題。”
其他專家表示，該公司正在掠奪官僚機構和監管最少的國家。斯蒂芬妮·詹姆斯說，在開曼群島，Oxitec 在一個“監管結構精簡”的地方進行了試驗，那裡的生物安全法案墨跡未乾，尚未成為法律。
馬來西亞是下一個。在 20 多個非營利組織的抗議聲中，Oxitec 於去年 12 月在無人居住的地區啟動了一項試驗。在附近村莊進行的後續行動正在等待中。馬來西亞非營利組織環境、技術與發展中心主席古爾米特·辛格說，即使馬來西亞新成立了國家生物安全委員會來監測轉基因生物，並且制定了 2009 年馬來西亞生物安全法案法規，許多人仍然認為馬來西亞缺乏監測該實驗的經驗。
當我們討論情況時，安東尼·詹姆斯頹然地坐在椅子上，但始終保持外交辭令，直截了當地說：“這就是與公司合作的困難之處。我無法控制企業合作伙伴。” 他補充說：“如果它爆炸了，我已經告訴過你了。如果沒有，你就走運了。” 詹姆斯說，Oxitec 的方法在墨西哥是不可能實現的，並補充說，他相信他的團隊的社群參與活動“為測試轉基因生物樹立了標準”。
阿爾菲並沒有氣餒。今年早些時候，Oxitec 在巴西北部巴伊亞州茹阿澤魯的一個貧困郊區啟動了一項為期六個月的試驗，該郊區常年遭受蚊子和登革熱的困擾。今年晚些時候，阿爾菲計劃返回大開曼島，將塔帕丘拉和開曼群島的轉基因蚊子品系與當地蚊子進行對抗，以瞭解哪種蚊子壽命更長、飛行距離更遠，並且更擅長與當地雌性交配。巴拿馬和菲律賓的蚊子控制官員以及佛羅里達州當局都表示了興趣。
永久傳播
當然，許多團體反對釋放任何轉基因生物，無論科學家事先多麼周到地解釋自己。綠色和平研究實驗室的高階科學家珍妮特·科特警告說，“Oxitec 釋放轉基因蚊子是極其危險的。不存在 100% 的不育性，因此會釋放一些可育的雌性，我們不知道這會產生什麼影響。”
有些人懷疑，即使只是在一個小地理區域內，消滅一種生物是否合乎道德——或安全。支持者認為，埃及伊蚊是一種入侵物種，它已經進化到專門利用人類生態位。“城市埃及伊蚊不是任何重要食物鏈的一部分，”佛羅里達州醫學昆蟲學實驗室的蚊子生態學家菲爾·盧尼博斯說。然而，盧尼博斯懷疑消滅埃及伊蚊是否能永久阻止登革熱傳播。“此前在 20 世紀 50 年代和 60 年代，當它是城市黃熱病的主要傳播媒介時，在美國根除該物種的運動慘敗，”他說。入侵的亞洲虎蚊——另一種良好的登革熱傳播媒介——很容易佔據埃及伊蚊騰出的生態位。此外，即使開曼群島和塔帕丘拉蚊子品系成功，也不是永久性的。蚊子從鄰近地區遷徙到塔帕丘拉可能會破壞根除嘗試，並需要頻繁釋放轉基因雄蚊以控制種群數量。
詹姆斯和他的合作者一直在開發一種自我維持但更具爭議性的解決方案。它使用“基因驅動系統”，該系統促進登革熱抗性基因在野生蚊子種群中的傳播，阻止至少一種形式的登革熱病毒（稱為 2 型）的複製。與釋放後不久死亡的塔帕丘拉蚊子不同，配備基因驅動的蚊子將持續存在於環境中。詹姆斯說，基因驅動系統的田野試驗還需要幾年時間。
詹姆斯說：“透過種群傳播基因的東西將面臨更困難的監管障礙，因此我很高興接受像[塔帕丘拉品系]這樣具有自我限制性、不可持續的東西，並將其作為我們的第一次嘗試。”
衛生部副部長多明格斯·薩拉特認為轉基因方法“成本低且富有創意”。“如果登革熱的重要性較低，那麼為什麼要改造自然界的東西呢？”他問道。“我們需要儘可能地尊重自然。” 他說，儘管如此，登革熱的代價超過了潛在的環境風險。“值得冒險。”