放蚊防疫(上)︰以細菌遏制疾病傳播

放蚊防疫(上)︰以細菌遏制疾病傳播
Image Credit: National Geographic Creative / Corbis / 達志影像
我們想讓你知道的是

除了清除積水、噴殺蟲藥外,還有甚麼防止蚊患的措施?科學家發現,我們可以借助一種自然界常見的細菌。

寨卡熱以往被視為輕微版的登革熱(Dengue fever),兩者同樣透過伊蚊傳到人類身上。登革熱病毒共有4種類型,每種均可引致登革出血熱——由登革熱引致的併發症,嚴重者可能死亡。登革熱患者在過去50年大幅增加30倍,目前每年有約5000萬感染個案,當中50萬人會患登革出血熱,2萬2千人死亡,死者多數是兒童。

城市人口、積水及垃圾增加,吸引更多蚊蟲滋生,使相關的蚊媒傳染病更為盛行。要預防及對抗這類疾病——包括寨卡病毒,控制蚊患就變得重要。有關措施主要可分成4大類︰

  1. 環境控制︰例如減少積水,以限制蚊蟲的繁殖、生長環境;
  2. 減少接觸︰例如使用蚊帳、穿著長袖衣服等,減少被蚊叮的危險;
  3. 化學控制︰例如使用滅蟲劑或驅蚊劑,殺蚊或減少被蚊叮的危險;
  4. 生物控制︰例如養魚吃掉孑孓,或引進不育的雄蚊減少風險。

不過各種方法均有其限制,科學家因此嘗試找尋更多途徑解決問題,以便多管齊下。其中一種稱為昆蟲節育技術(Sterile insect technique, SIT),就曾經拯救了畜牧業。

趕絕螺旋蛆 拯救畜牧業

螺旋蛆會透過動物的傷口進入其體內,並將之活生生的吃掉,腐爛的傷口又引來更多蒼蠅。一頭牛受感染後,10天內會死亡。1950年代,螺旋蛆對美國的畜牧業造成嚴重打擊,所導致的肉類和奶製品損失高達200萬美元。

早於30年代末期,螺旋蛆已於南美州橫行。科學家Raymond Bushland及Edward Knipling為解決這個問題,研究殺蟲劑以外的替代方案,最終想到干擾螺旋蛆的生殖周期,使其自行滅絕。

研究被二次大戰中斷,但戰爭結束後繼續進行。兩人發現可以用X光把蒼蠅絕育,在佛羅里達州薩尼貝爾島上的實驗表明,昆蟲節育技術能有效減少其數量,幾乎把牠們能夠全面根除。

1954年,庫拉索島上的螺旋蛆,在短短7星期內便完全消失,拯救了當地的山羊。隨後數十年又為墨西哥以至中美州各國解決其螺旋蛆問題。其後更把技術應用到不同品種的蒼蠅上,協助各國對抗蟲害,影響力遠至非洲。

Edward Knipling與Raymond Bushland。Photo Credi: World Food Prize

Edward Knipling與Raymond Bushland。Photo Credi: World Food Prize

Bushland及Knipling二人更因為這項研究協助保護農產品、食物供應,獲頒發1992年世界糧食獎,昆蟲節育技術更被稱許為「20世紀昆蟲學上最重大的成就」。

細菌助抗疫

當科學家嘗試把昆蟲絕育技術應用到蚊上時,卻發現效果相去甚遠。這有部份是源自絕育所使用輻射,損害了蚊的身體並降低其表現——其中一個應用到蚊身上的成功例子,就用了化學絕育劑,因此科學家需要使用輻射以外的方法讓蚊絕育。

其中一個可能,是利用沃爾巴克氏菌(Wolbachia)這種常見寄生微生物。它會感染節肢動物,包括大部分昆蟲,亦跟不同的宿主會以不同方式互動,有時候是共生而非寄生。

研究發現,沃爾巴克氏菌的某個菌株如果寄生在伊蚊身上,能夠遏制登革熱及部份蚊媒疾病病原散播。而且感染細菌的雄蚊假如跟沒感染細菌的雌蚊交配,誕下的卵將不會孵化;但如果是雌蚊受到感染,跟雄蚊交配就會誕下受感染的下一代。

只有咒語可以解除咒語?

因此要用沃爾巴克氏菌對抗相關疫症,可以有兩種方法。一是釋放大量受感染的雄蚊,令與之交配的雌蚊無法產下後代,減慢其繁殖速度,甚至減少其數量,從而降低病毒擴散的可能。

另一個方法是釋放受感染的雌蚊,讓細菌透過生育「滲透」出去,效果會更為持久。當有足夠數量的雌蚊感染到細菌後,由於牠們身上的病原被遏制,叮人後傳播疾病的機會也相應下降。

當然,假如要使用這類改變生態的防疫方式,科學家必須小心研究其利弊。有研究發現,沃爾巴克氏菌的另一菌株在蚊身上,會增加西尼羅河病毒的感染。假如要大量釋放受感染雌蚊,則必須研究這會否增加傳播其他疾病的風險,衡量得失後才作決定;而雄蚊不會叮人,受感染雄蚊也不會有後代,便沒有這個問題。

小結

目前而言,沃爾巴克氏菌能否阻止寨卡病毒,還需要進一步研究。但釋放受感染雄蚊能減慢伊蚊繁殖,有助抗疫,也不用怕長遠而言影響生態。《香港01》報導,廣州就有一家「蚊工廠」,正是繁殖感染沃爾巴克氏菌的雄蚊(但報導稱之為「基因蚊」並不準確,因為這些蚊根本不曾經過基因改造)。

有科學家則嘗試利用基因改造技術,研發出難以繁殖後代的伊蚊。由於有不少人對基因改造技術抱有懷疑,連帶這種防疫手段也被指引起寨卡疫症。到底基因改造伊蚊是協助對抗寨卡病毒的好幫手,抑或散播病毒的元兇?下一篇報導將會探討這個問題。