蚊子是历史上最致命的动物。我们应该消灭他们吗?

自从从微软退休以来,比尔·盖茨花了很多时间思考如何拯救人类——以及我们最需要拯救的到底是什么。他并不缺乏候选人,但在他的敌人名单上,有一个看似微不足道的敌人,他称之为“小敌人”世界上最致命的动物:不起眼的蚊子。

携带瘟疫,如疟疾,登革热,黄热病,Zika和西尼罗河,蚊子负责每年有50万人死亡(主要是撒哈拉以南非洲地区的儿童),同时又进一步增加了数亿例非致命感染。

除了大量的痛苦之外,蚊子疾病患有无数的流产,早产,出生缺陷以及疟疾区域儿童的发育问题。

将世界从这种威胁中拯救出来的最雄心勃勃的计划很简单:创造一种安全、可靠、公众接受、生态可持续的方法,消灭携带疾病的蚊子。

利用最新的基因技术,“防治疟疾”(由盖茨基金会、其他慈善机构、政府和援助组织支持)正在进行与发展中国家的科学家合作消灭蚊子种群中

在这个时代,为了拯救濒临灭绝的物种,人们做出了英勇的努力,但看到我们当中一些最聪明、最具公益精神的人努力把更多的物种扔进进化的垃圾箱,这是一个鲜明的对比。

但在科学家释放蚊子之前,他们希望公众坚定地站在他们这一边,这意味着回答许多有关技术的问题,并说服持怀疑态度的公众,他们的计划是安全、明智和必要的。

为什么选择蚊子?

世界上有成千上万种疾病,没有客观的方法对它们进行排名。就数量而言,许多最大的杀手(癌症、心脏病和中风)主要影响老年人,你可能会选择把更多的精力放在那些对儿童打击最大的疾病上,这些疾病缩短了刚刚开始的生命。

我们还可能要考虑生活质量,而不仅仅是数量,因为有些疾病会使人衰弱、反复发作,或造成比死亡人数更多的痛苦。

还有一个成本/好处的问题:我们在哪里可以做到最好的?一美元捐赠给一个原因,可能不会像别的地方那样赚钱。即使我们解决了“最糟糕的”疾病是什么,也许我们可以通过瞄准更多的生活第二坏的打算。

这些问题很难回答,也许根本无法回答。但如果你用维恩图来表示这些因素——死亡人数、受害者年龄、疾病的严重程度、非致命病例和预防/治疗的成本效益——位于中间位置的是疟疾和其他蚊子传播的疾病。

2017年,来自疟疾的死亡人数低于401000年也许高那么高840000年人们 (这取决于你信任谁的数据).然而,所有来源继续表明,到目前为止,年轻人受到的打击最为严重,5岁以下儿童占所有死亡人数的60-70%。

针对疟疾基金会试图为那些巨大的数字进行体现有类比:

每天,500多人死于刚果民主共和国的疟疾,其中大多数死亡是五岁以下的儿童。

...想象一下完全预订的747架飞机和婴儿绑在经济部分的每一行座位的座位上;他们的脚无法到达地板。

每一天,这架飞机都会消失在刚果河中,杀死机上所有的人。这就是疟疾——在一个国家。

令人惊讶的是,疟疾实际上并不是那些致命的一小部分合同寄生虫会死于它。但是因为过度200.几百万根据谁,人们每年都感染估计,即使是低死亡率也会导致数十万人死亡。

疟疾案件的90%以上发生在撒哈拉以南非洲,这些人数表明,每年撒哈拉以南非洲撒哈拉以南非洲缔约年1人中有1分之一(尽管各国之间的百分比差异很大)。的疾病负担关于贫穷国家的健康和经济发展沉重而持久。

蚊子还传播其他讨厌的疾病,比如黄热病登革热,这可能会杀死另外50-80,000人,甚至在怀孕期间收缩时,Zika这样的相当轻微的感染可能会导致主要的出生缺陷。

这还不包括蚊子造成的数万亿令人恼火、发痒和痛苦的叮咬,或所有昂贵的控制蚊子数量的努力。

为什么我们还没有修复它?

抗击疟疾是常规引用作为拯救生命的最具成本效益的方法之一,而且,为了回应全球分发杀虫剂和床网的努力,从2000年代初开始疾病的死亡急剧下降。

不幸的是,进展近年来停滞不前自2015年以来,疟疾病例总数甚至开始再次增加。用于疟疾控制的资金已经停滞不前雄心勃勃的疫苗项目在现实世界中都失败了。

这不是第一次反对这种疾病的进展已经停滞不前。

直到1951年,疟疾一直是美国南部的地方病四年的闪电战结合强大的杀虫剂滴滴涕,沼泽排水等努力管理以根除持有疟疾的蚊子。

欧洲、俄罗斯、中国和许多其他温带地区也能够使用这些方法消灭这种疾病。然而,全球根除疟疾的运动很快就结束了。公共卫生当局根本没有意识到,在蚊子数量大得多的贫穷、热带和不稳定地区,根除蚊子的难度要大得多。

CDC的后期在努力上把失败归因于许多因素:

一些国家被完全排除在根除运动之外(大部分撒哈拉以南非洲国家)。抗药性的出现、对现有杀虫剂的普遍抗药性、战争和大规模人口流动、难以从捐助国获得持续资金以及缺乏社区参与,使这项努力无法长期维持下去。

由于环境问题,在20世纪70年代最终遭到禁止或严重限制在世界各地的禁止或严重限制,但随后,过度使用造成了对许多蚊帐的抗抵抗力。

近年来,卫生官员已经确定了“控制”疟疾的更适度的目标,而不是消除它。分配床网并在室内喷洒(而不是消灭)蚊子被视为我们能做的最好的。

现在,随着资金的停滞和疟疾在非洲再次上升,这一战略也陷入停滞。与疟疾作斗争可能仍然是拯救生命最廉价的方法,而且已经取得了巨大的进展,但这并不像过去那么容易。

灭绝科学

现在,一对新技术在现场爆发,呈现出一种全新的攻击问题。

首先,革命基因编辑工具CRISPR-Cas9已经让科学家用精确度削减和粘贴基因,让我们具体,故意改变物种DNA。其次,使用称为“的技术”基因驱动,“科学家可以确保基因变化100%遗传给动物的后代。

综合起来,这些方法为我们提供了战胜蚊子传播疾病的第一次真正的机会,而不是简单地控制它们。

首先,科学家们使用CRISPR插入一种基因,使雌性蚊子(实际上叮咬人类的那种)不能生育。当它们有了这种基因的副本后,雌性就不能咬人或繁殖了——但不会咬人的雄性就不能了能够再现,与未改变的女性交配并传播不孕症基因。

听起来这听起来应该在这里结束 - 只是将基因捕捉到一些男性中,让他们走。但是有一个问题:像人类一样,蚊子有两个每个基因的拷贝(来自父母双方各一个)。当它们产生精子或卵子时,它们会随机丢弃一半的基因,因此只有一半的后代最终会携带任何给定的基因。

女性不孕症的基因意味着女儿不仅会使女儿们不会传递,他们的只有一半的儿子也会得到它。那些男性只会将它交给一半他们的儿子,等等。与那些有肥沃的女儿的人相比,自然选择将惩罚蚊子与这个基因相比,它会很快地击败人口。

“基因驱动器”是一种阻止该系统的方式,以确保其100%的后代将继承特定基因。基因驱动器本质上存在,但它们很珍稀,随机。现在,科学家们讨论了如何故意设计它们。

通过附加CRISPR工具本身对于不孕症的基因,科学家可以让基因将自己复制到蚊子基因组的另一半。换句话说,他们现在将有两个而不是只有一个,这样他们所有的后代都会继承它。

利用这项技术,雄性蚊子可以迅速在整个蚊子种群中传播导致雌性不育的基因,直到最终没有足够多的可生育的雌性蚊子继续传播下去。

该方法已在实验室进行了成功的笼式实验蚊子种群在短短六个月内完全灭绝

基因驱动器看起来像终极武器,停止蚊子疾病的蔓延。

所以......有理由吗?才能做到这一点呢?

在某些方面,基因驱动具有很强的针对性。例如,它们会留在自己的路线上,只攻击它们专为之设计的物种,anopheles gambiae.,疟疾的主要载体之一,或AEDES AEGYPTI.它携带黄热病和寨卡病毒。

但在其他方面,它们更难控制。一旦被放归野外,它们就会遍布整个种群。这意味着他们不会尊重国界,不会停留在一个特定的地方。

科学家们开发限制基因驱动器的技术但是,无论哪种方式,目标疟疾和其他组织都需要得到任何可能因将基因驱动释放到野外而受到影响的地方的支持。

还有对破坏生态系统的明显的环境担忧。一些环保组织已经在呼吁先发制人地暂停基因驱动,认为我们不应该破坏自然秩序。在一些地方,蚊子在野生动物的食物链中扮演着重要角色,所以即使我们能(几乎肯定不能)消灭它们,我们也不会想要把它们全部消灭掉。

好消息是只有3000种蚊子中的200种甚至会咬人,只有少数人会导致像疟疾和登革热这样真正危险的疾病。无论是好是坏,嗡嗡作响的吸血寄生虫的生态位没有被清空的危险。

最终,即使是一个物种的灭绝也可能不是一个实际的目标(尽管我们总是可以梦想)。首先,世界实在是太大了。更有可能的情况是,基因驱动在穿越雨林或大陆之前就会与当地种群一起灭绝,而不是使整个物种绝育。

其次,基因驱动器本质上罕见的原因:物种是可能对它们产生抵抗力的最强烈的进化压力。科学家们非常了解抵抗的问题,他们正在采取措施防止它 - 但随着生物学家Leslie Orgel曾经吵架,“进化是聪明的。”

进化和遗传学是复杂的,我们并不总是清楚在实验室里行得通的东西在实验室之外是否会成功,或者能持续多久。

下一个什么?

疟疾的目标,研究人员在伦敦帝国学院,其他专业基因驱动团正在谨慎行事。他们已经测试了实验室的驱动器,但他们计划在疟原虫区域的实验室中规划缓慢,长期的测试活动,试验笼式当地蚊子群,以在现实的情况下测试它。

他们的目标是成为扎根于当地社区揭开基因工程的神秘面纱,向人们展示他们在做什么(为什么做),并通过透明度赢得公众信任。

与此同时,科学家们正在继续寻找一个偏远的岛屿,让他们可以在野外测试基因驱动,而不用担心它会传播到其他地方。

争取公众支持的承诺令人钦佩,但现在将问题的性质从技术挑战变成了社会挑战。

加州大学圣地亚哥分校的Ethan Bier正在研究一种基因驱动,这种基因可以传播一种让蚊子抵抗疟疾的基因,而不是让它们不能生育。当Vox的迪伦·马修斯(Dylan Matthews)问他“作为一个科学问题,针对疟疾的运动多久能发布,”

Bier犹豫了,并强调我们不应该在没有监管批准的情况下释放任何东西并更加考虑。但他得出结论,“对你诚实,如果有某种紧急情况,那么绝对需要这样做,我们就可以几乎做到了。”

彼得和其他人怀疑公众可能更接受一个遗传变革,这将阻止蚊子携带疟疾,而是彻底杀死它们。但是,无论哪种方式,他们都很清楚,没有广泛的本地支持,他们不会移动。

特别是在撒哈拉以南非洲这样的地区,这意味着不仅要接触和获得公众的信任,还要获得许多国家政府(绝非所有的民主国家)、数百个部落、宗教或种族团体,以及无数农村地区的村庄的信任。

许多公众不信任卫生当局在整个非洲——并非总是没有理由——而且有一段善意的高压和适得其反的干预的历史外国专家.这是一个艰难的集体行动问题,所以他们正在慢慢地,主要希望禁止这项技术,直到他们能够为其安全性和有效性建立支持和证据。

最终,擦掉的梦想全部蚊子造成人类的牺牲品可能是无法实现的。但擦掉蚊子的疾病就像疟疾仍然是可以实现的,基因技术(连同抗疟疾药物、蚊帐、杀虫剂,也许有一天还有疫苗)可能是我们在很长一段时间内最好的尝试。

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