全球對抗蚊子及其攜帶的疾病的鬥爭正在陷入停滯。幾十年來，殺蟲劑和蚊帳等滅蚊工具的部署幫助減輕了瘧疾和登革熱等疾病的負擔。但近年來，隨著蚊子族群圍繞著這些幹預措施的發展，進展已經放緩，甚至出現逆轉。氣候變遷也加劇了蚊媒疾病的傳播，因為氣溫的變化擴大了蚊子的活動範圍。去年，美國出現了自 2003 年以來首例本地傳播的瘧疾病例，而今年，登革熱在全球範圍內的傳播數量創歷史新高。埃及斑蚊帶有多種疾病，包括引起登革熱的病毒。研究人員調整了基因，以控制登革熱病例風險較高地區的蚊子數量。喬納森·蘭伯特Jonathan Lambert發表在最新一期《國家地理雜誌》(National Geographic) 的<我們正在進入滅蚊新時代嗎？>( Are we entering a new era of mosquito control?)指出，這些新方法，從寄生蟲到基因編輯，無需殺蟲劑即可控制蚊子。(These new methods, from parasites to gene editing, control mosquitoes without pesticides.)
從尋求常見寄生蟲的幫助到修補蚊子基因
「我們擁有所有這些工具、藥品、蚊帳，但疾病仍然存在，」布吉納法索非營利組織「目標瘧疾」的社會科學家Lea Paré Toe說。 “這就是為什麼我們需要研究來找出可以促進消除的新工具。”
這項研究正在順利進行中——從尋求常見寄生蟲的幫助到修補蚊子基因。一些新工具已經投入使用，而另一些工具還需要數年時間才能獲得監管機構的批准。但這一切都顯示出了希望，並且可以在蚊子控制的新時代中發揮重要作用，這可能比化學殺蟲劑對環境更有利。
用寄生蟲阻斷傳播
一個有前途的新工具不是來自實驗室，而是來自大自然。沃爾巴克氏體是一種寄生細菌，可感染約一半的昆蟲物種。這種寄生蟲如此普遍，部分原因是它可以操縱宿主繁殖以達到自身利益。受感染的母親將沃爾巴克氏體遺傳給她所有的雌性和雄性後代。當這些雄性與未受感染的雌性交配時，寄生蟲基本上會殺死卵，從而加速沃爾巴克氏體在人群中的傳播。
埃及斑蚊不會自然感染。但在 2009 年，昆蟲學家Scott O'Neill及其同事發現，沃爾巴克氏體感染使蚊子基本上無法傳播許多病原體，包括登革熱、寨卡病毒，甚至瘧疾。
目前尚不清楚沃爾巴克氏體如何抑制傳播。但這並沒有阻止奧尼爾領導的非營利組織世界蚊子計劃開發和測試蚊子控制計劃，該計劃繁殖感染沃爾巴克氏體的蚊子（通過小心地將沃爾巴克氏體注射到卵中）並將其釋放到受影響的區域。
澳洲、印尼、巴西11 個國家進行實地試驗，釋放了數百萬隻蚊子
自 2011 年以來，該計劃已在澳洲、印尼、巴西和其他 11 個國家進行實地試驗，釋放了數百萬隻蚊子。 「我們通常會持續釋放，直到達到大約 60% 的蚊子攜帶沃爾巴克氏體的閾值，」歐尼爾說。 “到那時，我們就停下來，沃爾巴克氏體自己完成剩下的工作。”在許多地區，沃爾巴克氏體蚊子在幾年之內就可以占到人口的 90%，並且不需要未來釋放。
2021 年在印尼日惹進行的一項現場試驗顯示，沃爾巴克氏體蚊子幫助將登革熱病例和住院率分別降低了77% 和 86%。歐尼爾說，在澳洲部分地區，「我們基本上消除了登革熱傳播」。
歐尼爾說，沃爾巴克氏體可能不會在所有地方都起作用，尤其是溫度波動劇烈的地區。要向數百萬個沃爾巴克氏體蟲卵注入並在社區中傳播它們也很困難。但一項新研究表明，無人機可以加快分發速度，每架無人機從空中噴灑多達 16 萬隻成年蚊子。
調整基因以減少蚊子數量
其他技術則採取更直接的方法，在雄性蚊子成年之前對它們進行絕育或殺死叮咬的雌性蚊子。
自 1950 年代以來，研究人員嘗試用輻射對雄性進行絕育，並將其釋放到野外，以欺騙雌性交配，減少族群數量並減少疾病傳播。但是，用輻射轟擊雄性蚊子可能會在雄性蚊子有機會交配之前殺死它們。
臭蟲、蜱蟲和蠕蟲：害蟲旅行者指南
現在，研究人員正在利用基因工程來靶向與生育力或生存能力相關的特定基因。總部位於英國的生物技術公司 Oxitec 已與當地政府合作，在佛羅裡達州、巴西、吉布地和其他幾個國家的部分地區釋放了超過 10 億隻基因改造蚊子。
改造後的雄性蚊子攜帶一種自毀基因，可以阻止繼承該基因的雌性後代存活到成熟。該公司使用抗生素四環素來禁用工程基因，使 Oxitec 位於巴西的工廠每週能夠生產數百萬隻工程蚊子。
巴西的實地研究表明，Oxitec 蚊子從裝有卵的盒子中孵化出數千隻，並且可以在不到一年的時間內使一些社區的埃及伊蚊數量減少高達 96% 。
加州大學聖地牙哥分校的生物學家Omar Akbari正在嘗試一種不同的方法，利用一種名為 CRISPR -Cas9 的基因編輯工具來絕育雄性。他的團隊針對兩種基因，一種與男性生育能力有關，另一種對女性生存能力很重要。將這兩個基因結合起來只能產生不孕雄性，可以在任何生命階段釋放，包括卵子。雖然這種策略尚未在實地進行測試，但 Akbari 表示，它可能比 Oxitec 的方法更簡單，因為它從一開始就釋放出不孕的雄性，並且不需要抗生素。
任何基因都有 50% 的機會遺傳給後代
基因遺傳法則規定，任何基因都有 50% 的機會遺傳給後代，這對這些基因修飾在群體中傳播的速度設定了速度限制。 Oxitec 執行長Gray Fransden表示，這需要不斷地將經過改造的蚊子注入某個地區，儘管數量較低，以控制蚊子數量。“這變成了繼續保衛一個地區的維護行動。”
一些研究人員正在嘗試圍繞這些速度限制進行設計，以產生更持久的解決方案。
用基因驅動加速進化
基因驅動是一種自我繁殖的基因修飾，它可以改變遺傳的規模，確保特定的基因得到遺傳，即使只有父母之一攜帶該基因。它的工作原理如下：研究人員使用 CRISPR 將驅動器插入蚊子的染色體中。改造後的蚊子交配並將驅動力傳遞給後代。然後驅動器迅速將自身複製到後代的另一條染色體上。這種有偏見的遺傳可以像人群中的野火一樣傳播驅動力以及與之相關的任何基因。
倫敦帝國學院目標瘧疾研究人員費代麗卡·貝爾納迪尼 (Federica Bernardini)表示，透過基因驅動控制族群只需要引入相對少量的改良蚊子。然後，驅動力接管，以比正常進化規則下快得多的速度滲透到整個種群。他們說，“這使它們能夠自我維持”，這對於瘧疾病例較多但基礎設施有限的農村地區來說是一個關鍵好處。
Target Malaria 的研究人員目前正在研究稱為doublesex的性別決定基因的基因驅動。擁有兩份經過調整的基因的雌性不能咬人，也不能產卵，但只有一份拷貝的雄性和雌性不受影響，從而使這種改變能夠迅速傳播。 2021 年，該團隊證明他們的基因驅動可以在約 800 隻籠養蚊子族群中快速傳播，最終在不到一年的時間內消滅攜帶瘧疾的岡比亞按蚊族群。
瞄準引起瘧疾本身的寄生蟲，而不是蚊子
加州大學瘧疾倡議組織的生物學家格雷格·蘭扎羅說：「我們對蚊子進行了基因改造，使其基因在寄生蟲在蚊子體內發育時攻擊寄生蟲，這樣它們就不會被感染，也不會具有傳染性。他說，這種方法避免了從食物網中清除大量蚊子所帶來的潛在生態影響。
兩個研究小組正在計劃根據世界衛生組織的基因驅動測試指南進行現場試驗。該框架的關鍵部分是與當地社區合作，確保他們了解該技術並能夠在部署之前表達他們的擔憂。
基因驅動的力量伴隨著巨大的風險，因此，由於監管機構正在努力應對這項正在發展的技術，因此它們尚未在野外部署。驅動器可能會不受控制地洩漏到批准其使用的國家/地區之外，在實驗室之外可能無法正常工作，或者可能隨著時間的推移而發生故障。但最終，只有現場試驗才能揭示基因驅動的真正效用，而這可能需要幾年的時間。
所有這些不同的技術都可能塑造蚊子控制的未來。基因驅動可能更適合島嶼等封閉的生態系統，但不適合內陸國家。沃爾巴克氏體可以在熱帶地區發揮作用，但不能在溫帶地區發揮作用。城市可能厭倦了不斷消滅基因改造蚊子的費用。昆蟲進化出抵抗力的潛力籠罩著所有這些工具。
「沒有靈丹妙藥，」貝爾納迪尼說。 “任何策略，無論是新穎的還是老式的，都是必要的。”