《自然》：一键改写蚊子基因，年夺命60万瘟疫有望封存

8.12

知识分子

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图源：Pixabay

撰文 |梅宝

责编 | 李珊珊

哪种动物杀死的人类最多？答案不是犀牛、老虎，甚至也不是鲨鱼，而是帮助疟原虫（Plasmodium）传播的微小的蚊子。为了应对这种疾病，人们发现了奎宁和青蒿素，学会了使用疫苗、杀虫剂喷雾，以及蚊帐，然而，时至今日，尽管人类进行了诸多干预，每年仍有2.63亿人感染疟疾，有超过60万人死于这种蚊媒疾病。坏消息还不止如此，研究显示，蚊子们正在对杀虫剂产生抗药性，且耐药的疟原虫正在出现。

不过，近日来自加州大学、圣保罗大学和约翰·霍普金斯大学的研究人员发现了一种对抗疟疾的潜在新工具——通过基因改造，他们将一种在某些蚊子体内自然存在的基因插入蚊子体内，使其能够抵抗疟疾寄生虫。他们还利用一种名为“基因驱动”的基因技术，在实验室中加速这种基因变体在蚊子群体中的传播。

上个月，这项研究成果发表在了《自然》杂志上[1]。这种新工具也许有望让人类在战胜疟疾的道路上看到曙光。

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传播疟疾的关键基因

在上述研究中，通过改变蚊子遗传信息中所对应的一个氨基酸，研究人员创造了一种不能作为疟原虫宿主的蚊子，换句话说，一种不传播疟疾的蚊子诞生了。

“这种特殊变异会产生如此巨大的影响，这似乎很不可思议，”该研究的主要作者伊森·比尔（Ethan Bier）说，“老实说，我仍然无法相信这一点。”

疟疾传播依赖于疟原虫在吸血后成功入侵按蚊中肠，宾夕法尼亚州立大学疟疾研究中心联合主任斯科特·林德纳（Scott Lindner）向媒体解释：一种名为FREP1（蚊子纤维蛋白相关基因1）的基因对蚊子能够正常传播疟原虫至关重要。正常状态下FREP1L224，基因负责调控疟原虫从蚊子肠道向唾液腺的转移过程，正是通过这个阶段，蚊子将疟原虫传播给了人类。虽然林德纳并未参与此项研究，但他曾针对疟原虫在蚊子与哺乳动物之间的传播开展过研究。

之前的一项研究表明，一个自然出现的FREP1变异体（仅存在单个氨基酸差异，FREP1Q224）可能有助于减少蚊子传播疟原虫的能力，但没有干扰和削弱蚊子的正常适应能力。本次研究中，研究人员通过对比两种蚊子，发现含FREP1Q224的蚊子不仅阻断了恶性疟原虫（Plasmodium falciparum）的感染途径，还成功抑制了另一种疟疾病原体的感染。比尔说：“这表明，通过这种改变，你可以获得非常广泛的保护，而且它对不同的蚊子也是一样的。”

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强势的基因驱动体系

造就一群超级蚊子

利用CRSPR技术，比尔和他的团队将这种单个氨基酸的变异（Q224）植入到另一种蚊子中，创造出一种对传播疟原虫具有高度抗性的蚊子。然而，通常而言，特定突变传递给后代的几率只有50%，为了将这种变异传播给更多的蚊子，研究小组开发了一套基因驱动体系，即：等位基因驱动（allelic drive），这个基因驱动盒会使得特定的突变或基因能够强势地传给几乎所有的后代，而不仅仅是50%。

后续的笼养实验中，这种方法使FREP1变体的传播速度远超自然遗传。研究小组报告称，在 10 代中，它占FREP1基因总拷贝数的比例从 25% 上升到 94% 以上。 这也就意味着，最理想的状态，正常的FREP1L224基因将被突变型FREP1Q224彻底打败，从而在蚊群中消失。[3]

剩下能做的，就是用这种方法改造蚊子，然后将它们放归野外。

如该研究的共同作者、约翰·霍普金斯大学生物学家、乔治·迪莫普洛斯对美国国家广播电台（NPR）所言：“这些蚊子会自行扩散，并逐渐将传播疟疾的蚊子种群转变为不能传播疟疾的蚊子种群。”[4]

这样做的结果是不让蚊子传播疟疾，而且几乎不会给蚊子种群带来其他基因变化的风险。“如果我们能改变蚊子，使它们更不容易感染疟原虫，”林德纳说，“这将减少受感染的蚊子的数量，从而减少被感染的人数。”

当然，并没有声称这项技术将成为消灭疟疾的最后一根稻草，而且它还远未准备好投入使用。至少还需要几年时间才能进行实地试验，并且需要获得当地社区和政府的支持和批准。但他认为，需要新的基因工具来消灭这种疾病，因为现有的蚊帐和抗疟药物等工具还无法将每年导致60万人死亡的疟疾彻底消灭。

参考文献：

[1]https://www.nature.com/articles/s41586-025-09283-6

[2]https://www.discovermagazine.com/one-small-genetic-tweak-may-stop-mosquitoes-from-spreading-malaria-47896

[3]https://www.science.org/content/article/controversial-gene-drive-strategy-could-make-mosquitoes-hostile-malaria-parasites

[4]https://www.npr.org/sections/goats-and-soda/2025/07/23/g-s1-78741/a-genetic-tweak-could-prevent-mosquitoes-from-transmitting-malaria