重點提要
(照片提供/科學人)
■ 科學家創造了基因改造的蚊子,能利用自我摧毀的機制,減緩蚊媒疾病的傳播。
■ 有一組科學家在墨西哥南部的籠子裡進行測試,另一組團隊則已把蚊子釋放到野外。
■ 蓄意釋放基因改造的蚊子在國際上引起了爭議,尤其是最初的釋放並沒有完全公開。
在距離瓜地馬拉大約16公里的墨西哥奇亞帕斯省塔帕珠拉市,我們為了拜訪蚊子試驗場,順著主要公路駛離城市,途經黃豆田、可可園、香蕉園和深綠油亮的芒果園,植物欣欣向榮生長在肥沃的火山土上。經過弗羅里多河岸的小村莊後,道路變成崎嶇的泥土路。我們在被陽光烘烤過的泥巴上顛簸著,抵達一個隨時準備進行檢查的安全檢查哨。帶刺鐵絲網上貼著一個標誌:蚊子兩側畫著一男一女,並以西班牙文寫著「這些基因轉殖蚊子需要特殊管理」。我們遵守遊戲規則。
進入管制區內,腰果樹圍繞著的平台上有數個細網籠子,裡面有幾千隻埃及斑蚊(Aedes aegypti),這些當地蚊子比美國常見的蚊子更小、更安靜。早上七點,穿越網孔的陽光形成亮眼的黃色光暈,猶如仙境,然而基因改造的蚊子卻正在籠子裡進行死亡交配。這個策略是藉由交配來摧毀當地蚊子族群,企圖消滅全世界最棘手的惡疾之一:登革熱。
在熱帶與亞熱帶國家,四種極相近的登革熱病毒每年大約感染一億人口,引起許多不同的症狀,從類似流感引起的疼痛,到內出血、休克甚至死亡,目前還沒有疫苗或治療方法。就像其他蚊媒疾病一樣,主要的公共衛生策略是防止叮咬,為達此目的,政府機構宣導居民移除住家附近的積水以避免蚊子繁殖、噴灑殺蟲劑,並分送蚊帳和其他低科技的防蚊設施,這些做法訴求的是防堵,而非擊退疾病。
然而,美國加州大學爾灣分校的分子生物學家詹姆斯(Anthony James)嘗試主動出擊,他們把會阻礙雌蚊飛行肌發育的基因放進埃及斑蚊的卵。一旦基因改造的雄蚊和野生雌蚊交配,就會將改造的基因傳給子代,子代中會叮人的雌蚊將無法存活太久。牠們從蛹蛻變為成蚊後,只能待在水中,動彈不得,也無法飛翔、交配或散播疾病。相反地,雄蚊可以存活,並將有害子代的基因繼續散播出去。隨著時間過去,缺少雌蚊的族群將走向滅亡,詹姆斯的合作對象在美國科羅拉多州一間實驗室,在管制的環境中已經證實了這一點。如今,詹姆斯帶著基因改造的蚊子往南發展。
這是科學家首次利用基因改造的生物來消滅特定野外族群,藉此阻擋疾病傳播。如果基因改造蚊子的策略成功,那麼將牠們釋放到全世界登革熱流行的地區,可望讓數千萬民眾免於感染。不過反對該計畫的人警告這可能造成意外後果,即使蚊子才是計畫中的犧牲者。
對於如何測試自己創造的生物,研究人員也很頭大,因為缺乏既有的國際法規或機構在管制新轉殖生物的試驗。大部份的情況是,科學家和生技公司做任何想做的試驗,即使是在開發中國家釋放測試生物,也無須警告居民他們的後院實際上將成為生物殖民主義者的野外實驗室,更不必取得居民的同意。
詹姆斯花了好幾年,希望能公開進行試驗。他和塔帕珠拉的意見領袖溝通、利用傳統土地共享計畫獲得使用權,並建造安全的試驗設備,這些交涉非常費力、耗時且嚴謹,但他不是唯一在實驗室外測試基因改造蚊子的研究人員。詹姆斯的合作者愛爾菲(Luke Alphey)是英國牛津昆蟲技術公司的創辦人,他默默進行著更積極的測試策略。2009年和2010年,愛爾菲的公司利用加勒比海大開曼島的陽春法規,把數百萬隻基因改造的蚊子釋放到野外。愛爾菲在2010年(他開始實驗的14個月後),於美國亞特蘭大一場研討會中發表這些實驗,詹姆斯才知道這件事。之後牛津昆蟲技術公司繼續進行試驗,在馬來西亞和巴西釋放基因改造的蚊子。
專家擔心牛津昆蟲技術公司的行動會引發大眾對基因改造昆蟲的負面觀感,就像歐洲排斥基因改造作物一樣,這種反應可能在科學家完全了解其前景與可能後果之前,就扼殺這些科技。
那會是一大憾事,因為該策略是如此具有潛力。在美國科羅拉多州進行的試驗證實,基因改造蚊子在控制環境下能發揮功效,不過,幾個室內籠子並不能代表中美洲、巴西或馬來西亞的野外環境;在那兒,這些蚊子不但要與自己體內的虛弱及死亡因子搏鬥,還必須戰勝叢林。
人工滅種計畫
身為第一個改造並複製蚊子基因的研究人員,詹姆斯是現代蚊子分子遺傳學的先驅,在2001年他決定把這個技術運用在疾病傳染的問題上,以控制農業害蟲的策略來對付蚊子。
在那之前一年,當時在英國牛津大學的愛爾菲發展出一種技術,使果蠅帶有能選擇性讓雌果蠅死亡的基因。群體控制策略是後基因組時代版的不孕性昆蟲技術(SIT),此技術60年來成功控制了農作物害蟲,技術人員培養大量昆蟲,利用放射線讓雄蟲不孕,野生雌蟲和牠們交配,無法產生後代。這個策略不需使用殺蟲劑,而且只會影響害蟲,已經多次成功使用,包括1977年在墨西哥塔帕珠拉的大規模地中海果實蠅撲滅計畫。
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