云無心

2016年3月11日，美國FDA（食品和藥物管理局）發(fā)布了一份進行轉(zhuǎn)基因蚊子釋放試驗的征求意見稿。試驗的目的是用一種轉(zhuǎn)基因蚊子去解決它們在自然環(huán)境中的同類，從而切斷塞卡病毒的傳播。

美國相關(guān)的主管部門仔細審議了這項試驗可能帶來的環(huán)境影響，結(jié)論是它不太可能對包括人類在內(nèi)的非目標(biāo)物種產(chǎn)生任何不利影響。因此，F(xiàn)DA發(fā)布了這一初步的FONSI決定（Finding Of No Significant Impact，意為“未發(fā)現(xiàn)顯著影響”）。在30天內(nèi)收集公眾意見，然后決定試驗是否進行。

在轉(zhuǎn)基因技術(shù)如此敏感的今天，為什么FDA要批準(zhǔn)這項試驗?zāi)?？讓我們從人類與蚊子的斗爭說起。

小小蚊子令人類疲憊而無奈

蚊子是世界上無處不在的生物。許多蚊子攜帶著病毒或者寄生蟲，當(dāng)它們叮咬人類，病毒或者寄生蟲就會感染人體。比如瘧疾，就是蚊子傳播的典型疾病，每年因為瘧疾而死亡的人多達數(shù)十萬。

殺滅蚊子、切斷傳播途徑是解決這些疾病傳播的核心手段。在中國，蚊子曾經(jīng)是“四害”之一，政府發(fā)起群眾運動來殺滅蚊子。

但是，蚊子的變異能力能強。對于人類對付它們的任何手段，它們都能很快產(chǎn)生抗性。在人蚊大戰(zhàn)中，人類不得不使用高毒的農(nóng)藥，比如DDT。DDT為解決瘧疾作出了卓越的貢獻，但同時也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境問題，使得許多國家不得不禁止了它的使用。這使得DDT甚至成了“曾經(jīng)認為很好的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，最后危害人類”的例子。但是，在瘧疾嚴(yán)重的地區(qū)，比如非洲，用DDT之外的手段對付起蚊子來力不從心。于是，在“因瘧疾而死人”和“DDT危害環(huán)境”的兩害相權(quán)之下，非洲不得不繼續(xù)使用高毒的DDT。

在世界其他地方，瘧疾已經(jīng)得到了很好的控制。但是蚊子傳播的其他疾病，比如登革熱、塞卡病毒、黃熱病等等，依然讓世界各國衛(wèi)生部門頭痛不已。

一種轉(zhuǎn)基因蚊子被選中

埃及伊蚊（Aedes aegypti）是蚊子的一種，是傳播登革熱和塞卡病毒的罪魁禍?zhǔn)住?009年和2010年，美國一些地區(qū)爆發(fā)了登革熱。雖然人類很清楚控制了埃及伊蚊就能控制這一疾病的傳播，但實際做起來還是力不從心。在花費了數(shù)百萬美元之后，蚊子還是沒有得到有效的控制。美國的衛(wèi)生官員們不得不考慮其他的方案。在這種背景下，一家公司開發(fā)的轉(zhuǎn)基因蚊子被選中了。

埃及伊蚊成體 ？By Muhammad Mahdi Karim （www.micro2macro.net）

這一轉(zhuǎn)基因操作的目標(biāo)并不是直接清除登革熱病毒，而是殺死埃及伊蚊——它所傳播的任何病毒，也都會被消除。所以，雖然起初選擇這一方案的目標(biāo)是登革熱，但后來塞卡病毒也成為了它的目標(biāo)。

被感染的埃及伊蚊叮咬人時可以傳播寨卡病毒。據(jù)估計，五分之四的感染了塞卡病毒的人沒有任何癥狀，所以不知道自己已經(jīng)中了招。如果出現(xiàn)癥狀，最常見的是發(fā)熱、皮疹、關(guān)節(jié)痛和結(jié)膜炎（紅眼睛）。麻煩的是，塞卡病毒迄今沒有疫苗，如果懷孕婦女感染了，會傳遞給胎兒。

本來美國是沒有塞卡病毒的，但近年來隨著國際交往的頻繁，寨卡病毒而被帶進了美國，在佛羅里達爆發(fā)了。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)如何殺滅埃及伊蚊

在FDA批準(zhǔn)試驗的這種轉(zhuǎn)基因埃及伊蚊體內(nèi)，會產(chǎn)生一種毒素。在實驗室里，這種毒素為四環(huán)素所抑制，所以對蚊子沒有影響。一旦把它們釋放到環(huán)境中，脫離了四環(huán)素的抑制，毒素就被激活了。

不過，這些毒素不是立即殺死蚊子。這些釋放的雄蚊子到自然界中與雌蚊子交配，產(chǎn)生的后代體內(nèi)會含有這種毒素。在蚊子幼蟲發(fā)育的早期，毒素產(chǎn)生活性，從而殺死它們。也就是說，這種技術(shù)是讓交配的蚊子們失去繁殖能力來滅蚊。

這種蚊子已經(jīng)在巴西、巴拿馬和加勒比海的開曼群島進行過試驗，效果達到了預(yù)期，所以開發(fā)者申請在美國進行釋放試驗。正好美國佛羅里達爆發(fā)了埃及伊蚊傳播的塞卡病毒，F(xiàn)DA也就打算批準(zhǔn)在那里進行一次試驗。

毫不意外，在許多公眾對轉(zhuǎn)基因技術(shù)充滿顧慮的今天，這樣的一個打算必然面臨著許多爭議。比如，對基因改造產(chǎn)生的這些毒素，蚊子也可能進化出抗性或者解毒機制，從而讓這種手段失效。到那時，蚊子的繁殖又回到目前的狀態(tài)。再比如，當(dāng)?shù)匾延芯用穹磳?，聲稱“不做小白鼠”。

基因偏向技術(shù)，強大得讓人擔(dān)心

其實，釋放改造過的蚊子去對付蚊子，在半個世紀(jì)前就開始了。那時候，釋放的是絕育的雄蚊子，讓它們?nèi)ジ匀唤绲男畚米痈偁帯８^育蚊子交配的雌蚊子，就無法產(chǎn)生后代。這一方案的核心，在于有多少絕育蚊子進入環(huán)境。它們的數(shù)量不會增加，對蚊子數(shù)量能產(chǎn)生多大的影響，取決于它們與野生蚊子的力量對比。

實際上，我們的目標(biāo)并不是消滅蚊子，而是消滅蚊子所帶的病毒或者寄生蟲。在自然界，并不是所有的蚊子都會攜帶病毒和寄生蟲——這樣的蚊子應(yīng)該是有某種抗體來對抗病毒和寄生蟲。如果把這些抗體基因轉(zhuǎn)移到那些傳播病毒的蚊子體內(nèi)，這些轉(zhuǎn)基因蚊子就不再助紂為虐，能夠與人類和平共處了。人類，也就不會再處心積慮地消滅它們了。

不過，按照孟德爾遺傳規(guī)律，一個能產(chǎn)生抗體的蚊子，到了自然界跟野生同類交配之后，第二代中攜帶這些抗體基因的只有一半，到第三代中更只有四分之一。也就是說，即使有了這樣的蚊子，釋放到自然界之后，它們的基因也會逐漸被“稀釋”。幾代之后，這些含有抗體的蚊子也就不剩下什么了。

基因驅(qū)動（gene drive）則是要打破孟德爾遺傳規(guī)律。它的目標(biāo)是使所需要的目標(biāo)基因在繁殖中得到優(yōu)勢傳播——只要是與含有目標(biāo)基因（比如經(jīng)過基因改造能產(chǎn)生抗體）的蚊子交配，產(chǎn)生的后代都含有這一基因。這一設(shè)想出現(xiàn)在1940年代，不過一直只是設(shè)想而已。直到10年之前，英國倫敦帝國學(xué)院的教授奧斯??？伯特（Austin Burt）提出：依靠DNA剪切技術(shù)的基因驅(qū)動操作去改變物種，從而控制疾病的傳播。不過，如何去剪，如何去改變，也還是沒有實際方案。以至于到了2014年，科學(xué)家們討論基因驅(qū)動技術(shù)潛在的風(fēng)險，人們也還把它當(dāng)作一個“假想的問題”。

沒想到，討論之聲猶在，2015年，美國就有兩個研究組成功地作出了基因驅(qū)動的物種，分別是蚊子和果蠅。技術(shù)的突破在于，哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院共同發(fā)明了新的基因組編輯技術(shù)CRISPR/Cas9。對于采用有性繁殖方式繁衍后代的物種，這一技術(shù)都可以改變它們的任何基因，然后讓它們在野生群體中傳播下去。

在孟德爾遺傳方式下——以蚊子為例，能產(chǎn)生抗體的改造蚊子，與不能產(chǎn)生抗體的野生蚊子交配，產(chǎn)生的子代是雜合子——也就是等位基因中一個能產(chǎn)生抗體，另一個不能。而經(jīng)過基因驅(qū)動的改造，那段不能產(chǎn)生抗體的等位基因會被自動切掉，然后按照另一條DNA上的基因進行修復(fù)。于是，得到的子代蚊子就成了能產(chǎn)生抗體的純合子。同樣地，它再與其他蚊子交配，不管對方能不能產(chǎn)生抗體，下一代都是能產(chǎn)生抗體的純合子。

這就意味著，只要釋放一些具有基因驅(qū)動、具有特定抗病毒基因的蚊子，經(jīng)過若干代之后，這一蚊子就基本上都是帶有抗體基因的“新物種”了。這種蚊子，也就不再是傳播這種疾病的罪魁禍?zhǔn)住?/p>

基因驅(qū)動技術(shù)的應(yīng)用遠不僅于此。除了用于改造蚊子消除瘧疾、登革熱、黃熱病等蚊蟲傳播的疾病外，它還可以用于根除入侵物種。因為外來物種的入侵破壞了當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，美國估計每年遭受的損失高達420億美元，而且許多原生物種因為入侵物種的生長能力太過旺盛而走向滅絕。

此外，農(nóng)藥和除草劑的使用會讓目標(biāo)物種產(chǎn)生抗性。一旦抗性產(chǎn)生，相應(yīng)的農(nóng)藥和除草劑就失去功效。如果對沒有產(chǎn)生抗性的相應(yīng)物種進行基因驅(qū)動改造，再把它們釋放到自然界中，也就可能消除這些物種的抗性。

基因驅(qū)動的研究剛剛開始。這一武器的威力實在強大——放一批出去，假以時日，會把這個物種全部改變。這種威力在科學(xué)界內(nèi)部也引起了巨大的擔(dān)憂：它是否會產(chǎn)生人類期望之外的后果？人類是否能夠控制好它？

科學(xué)家們也在思考、爭論。