基因改造蚊子在坦桑尼亚抑制疟疾传播
作者: aeks | 发布时间: 2025-12-14 12:01 | 更新时间: 2025-12-14 12:01
学科分类: 公共卫生与预防医学 生物医学工程 生物学 生物工程
疟疾仍是重大公共卫生问题,许多非洲国家远未实现消除目标。室内滞留喷洒、长效杀虫剂蚊帐等媒介控制手段虽降低了疟疾发病率,但蚊子抗药性出现及人口增长使其难以单独持续。因此,亟需创新、可持续且经济的技术来补充现有措施。基因驱动技术能使特定性状偏向遗传,在种群中传播速度超过孟德尔遗传规律,为疟疾消除带来新希望。
该技术通过传播基因修饰来抑制蚊子种群或使其无法传播疾病,本研究聚焦后者(种群改造):将抗寄生虫效应因子导入蚊子基因组,借助Cas9核酸酶驱动系统在种群中扩散。研究设计将传播阻断效应因子与基因驱动功能分离,便于独立开发、风险评估及模块化部署,还能降低自主驱动系统的监管要求。
二十多年前就有改造蚊子降低传播能力的尝试,但此前效应因子仅针对20世纪80年代建立的实验室疟原虫株,对当前流行的多种疟原虫效果未知。团队曾用冈比亚按蚊的MM-CP修饰(含爪蟾抗菌肽magainin 2和蜜蜂蜂毒肽melittin)抑制实验室恶性疟原虫NF54株,现将该技术适配非洲环境,评估其对自然流行疟原虫的抑制效果。
为在疟疾流行区开展研究,团队在坦桑尼亚建立了模块化便携实验室与三级生物安全昆虫设施(MPL/CL3),可培育和研究转基因蚊子。首先开发zpg-CC辅助株(表达Cre重组酶和Cas9核酸酶),再培育MM-CP转基因株。通过杂交实验发现,MM-CP基因在Cas9辅助下遗传率高达94.2%。
为测试对自然疟原虫的效果,团队在坦桑尼亚村庄筛查感染儿童,采集恶性疟原虫样本(经基因测序确认遗传多样性)。让MM-CP蚊子吸食感染儿童血液,结果显示:9天后中肠有卵囊但直径显著变小;13-15天后,野生型蚊子55%唾液腺有子孢子,而MM-CP蚊子仅7%且感染量极低,几乎无法传播。
本研究首次在非洲培育出转基因抗疟蚊子,证实其对自然疟原虫的有效性,为实地试验奠定基础。未来需在更多按蚊遗传背景和环境中验证,并建立风险评估框架,监测蚊子和寄生虫抗性,确保长期效果。