本週，放置在佛羅里達群島的蚊卵預計將孵化出數萬只轉基因蚊子，這是美國首次在野外放生此類昆蟲。一家名為Oxitec的生物技術公司在四月下旬交付了這些蚊卵，作為一項聯邦政府批准的實驗的一部分，旨在研究使用基因工程（而非殺蟲劑）來控制攜帶疾病的蚊子種群。此舉的目標是一種名為Aedes aegypti 埃及伊蚊的入侵物種，它攜帶寨卡病毒、登革熱、基孔肯雅熱、黃熱病和其他可能致命的疾病，其中一些疾病在佛羅里達州呈上升趨勢。
該實驗依賴於一種基因改造，這種改造將對大量後代產生致命影響。在本例中，雄性蚊子經過改造，攜帶一種基因，使其雌性後代依賴於抗生素四環素，因此註定會在野外死亡。隨著交配週期在幾代之間重複，雌性數量減少，種群受到抑制。經過改造的昆蟲最終會死亡，使得這種方法具有自我限制性。
Oxitec在獲得美國食品和藥物管理局（FDA）於2016年和環境保護署（EPA）於2020年的批准之前，克服了重大的監管障礙。如果目前的試點工作取得成功，該公司計劃在今年晚些時候佛羅里達州蚊子繁殖旺季再釋放多達2000萬隻雄性蚊子。實驗結果最終可能有助於解決關於將轉基因生物釋放到野外的擔憂。
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為了更多地瞭解佛羅里達州進軍生物工程害蟲防治的風險和回報，《大眾科學》採訪了奧馬爾·阿克巴里，他是一位分子生物學家，其在加州大學聖地亞哥分校的實驗室致力於基因控制技術研究。他也是Agragene的聯合創始人，這是一家生物技術公司，該公司正在使用基因工程農業害蟲作為生物害蟲防治手段。
[以下是經過編輯的訪談記錄。]
您認為在佛羅里達群島進行的 Aedes aegypti 埃及伊蚊實驗會減少蚊媒疾病的傳播嗎？
目前控制該物種的方法是使用殺蟲劑，但效果不佳。我們已經注意到田間出現了抗藥性，因此絕對需要新技術。
Oxitec釋放轉基因昆蟲的技術已在其他地方進行了測試。[該公司]報告稱，在他們的許多釋放中，埃及伊蚊種群抑制率超過 90%，包括有效控制了巴西的A. aegypti 埃及伊蚊種群。鑑於其之前的測試，在佛羅里達群島進行的實驗很可能有效，並能抑制 A. aegypti 埃及伊蚊種群。並且希望它將直接轉化為流行病學影響，有效減少疾病傳播。
這項技術有多安全？
這項技術非常安全。美國環保署已經盡職調查，並測試了這項技術的許多潛在副作用。這裡真正的問題是：現有的控制機制是什麼？在佛羅里達州，埃及伊蚊一直使用許多不同的廣譜殺蟲劑進行控制，包括也殺死蜜蜂、瓢蟲、蜻蜓和其他昆蟲的擬除蟲菊酯。圖片顯示，在2016年寨卡病毒爆發期間，飛機在佛羅里達州居民區上空噴灑殺蟲劑。相比之下，Oxitec的技術非常安全。它只會針對 A. aegypti 埃及伊蚊，而且您是用蚊子來控制蚊子。
會對生態系統造成風險嗎？
認為這個過程可以消除所有蚊子是一種誤解。地球上有超過3500種不同的蚊子。其中只有少數幾種傳播病原體。Oxitec並不是要消除所有蚊子。[該公司]正在從區域性種群中清除一種蚊子，以阻止其向人類傳播病原體。而這種蚊子——A. aegypti 埃及伊蚊——是入侵物種，在這個環境中沒有作用。所以我認為從環境中移除該物種不會產生任何負面的環境影響。
您預計Oxitec的技術未來會在美國其他州使用嗎？
目前，它僅被批准在佛羅里達州的那個地區釋放蚊卵。它在這裡被授權用於實驗用途。而且這項技術是本地化的。這些蚊子無法傳播很遠。
在其他地區使用該技術的首要條件是目前在佛羅里達州進行的實驗取得成功。一旦成功，Oxitec可以申請更多許可，以便在其他地區進行更廣泛的釋放。如果發生這種情況，該過程將類似於在佛羅里達州發生的情況。我認為[Oxitec]將與這些地區的當地蚊蟲控制區聯絡，並協調釋放和監測 A. aegypti 埃及伊蚊雌性種群的密度隨時間的變化。在其他地點獲得批准可能還需要將其提交公投，以徵求公眾對該決定的意見，就像在佛羅里達州所做的那樣。
這種控制傳播疾病的蚊子的方法可能有哪些侷限性？
一個問題是可擴充套件性。他們能否擴充套件這項技術，以從比如說美國所有存在這種害蟲的州（基本上是美國的一半）消除這種害蟲？或者它只在小社群有用？如果他們擴充套件它，相關的成本是多少？
此外，物種特異性技術是一把雙刃劍。一方面，您只針對一個物種。另一方面，通常有多種物種傳播病原體。例如，在巴西，有兩種不同的物種傳播登革熱病毒——A. aegypti 埃及伊蚊和白紋伊蚊。佛羅里達州的情況也是如此。因此，如果您除掉其中一種，另一種仍然存在。
隨著全球變暖，其他地區有多大可能採取與佛羅里達群島蚊蟲控制區相同的做法？
有些地區已經這樣做了。Oxitec已獲得批准在開曼群島和巴拿馬釋放其改造後的 A. aegypti 埃及伊蚊。它正在印度進行試驗——將轉基因蚊子釋放到裝有野生型蚊子的籠子中進行交配，然後與沒有轉基因昆蟲的籠子進行比較。[其他公司]已經在馬來西亞和澳大利亞進行了釋放。隨著成功案例越來越多，我認為更多的國家將願意採用這項技術，前提是成本合理。
隨著全球變暖，A. aegypti 埃及伊蚊的棲息範圍正在擴大。該物種現在存在於美國許多州，而10年前並非如此。隨著這種蚊子物種變得越來越普遍，病原體也變得越來越普遍，這一點也將變得更加重要。
您目前正在研究哪些生物害蟲防治技術？
我們的實驗室有一篇[預印本]論文正在審查中，描述了一種新的基於CRISPR的技術，該技術可用於消除 A. aegypti 埃及伊蚊種群。它也是自我限制的。我們對此感到興奮，因為我們能夠在實驗室的實驗籠中消除種群。我們認為這項技術可能是一種下一代技術，可以與Oxitec技術一起使用。結果非常相似。