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「顯性致死昆蟲施放技術」,控制登革熱的另一條路

劉育志
・2013/01/05 ・1125字 ・閱讀時間約 2 分鐘 ・SR值 508 ・六年級

文/白映俞、劉育志

每年有全球有超過一百萬人死於蚊子帶來的疾病,像是瘧疾、黃熱病、及登革熱等。其中最常見的是瘧疾,造成每年全球有將近五億人受到感染。而登革熱每年會有五千萬到一億人受到感染,導致兩萬五千人死亡。

登革熱的症狀輕微時可能像感冒,重則會發高燒、紅疹、嚴重頭痛、後眼窩痛、肌肉和關節嚴重疼痛。尤其關節的疼痛會相當劇烈,因此登革熱在台灣也俗稱斷骨熱。當病情最嚴重時,會導致血管出血現象甚至休克致死的情形。

登革熱的病媒蚊有兩種,為埃及斑蚊(Aedes aegypti)和白線斑蚊(Aedes albopictus)。這兩種蚊子還能傳播屈公病、黃熱病、以及其他病毒性疾病。或許有人會懷疑,現在公共衛生的條件這麼好,登革熱卻沒有因此消失呢?事實上,登革熱不但沒有消失,甚至近年來登革熱的流行還有擴大的趨勢。一般來說登革熱原本主要分佈在熱帶及亞熱帶地區,但隨著全球暖化,病媒蚊的分布區域也逐漸擴大。另外,當人類因全球化流動的更快更多,病媒蚊及病毒的擴散就越快。

至今預防登革熱病毒感染的疫苗仍未研發成功,我們預防登革熱的首要工作就是清除病媒蚊孳生源和及早偵測疫情。然而,來自英國牛津大學的研究者Hadyn Parry及其團隊,提出全新的構想準備一舉撲滅埃及斑蚊和白線斑蚊。

首先,他們找出兩個病媒蚊的生物特性:

第一、雄性蚊子不會叮咬人類,只有雌蚊會叮咬。

第二、雄蚊找到雌蚊進行交配的能力很強。

每次斑蚊交配後,雌蚊一次能產下約一百個卵,終其一生大約會產下五百個卵。Hadyn Parry團隊的想法是,透過基因改造使雄蚊帶有基因缺陷,再到自然環境中大量釋放這種基因改造的雄蚊,讓它們尋找雌蚊交配,這下子病媒蚊後代一生下來就死掉。稱為「顯性致死昆蟲施放技術」(Released Insects with a Dominant Lethal, RIDL)。他們希望透過持續性釋放大量基因改造雄蚊,減少蚊子的數量。

這樣的理想目前已在開曼群島、巴西、和馬來西亞實踐。實驗團隊先在兩、三千人大小的村落釋放基因改造雄蚊,約四個月後蚊子的總量少了85%,再之後呢,就很難看到蚊子了。接著團隊再逐漸挑戰更大的城鎮,在登革熱橫行的巴西也獲得不錯的成績。而此時此刻,研究團隊還沒觀察到任何蚊子的逆襲,因此正信心滿滿地想要朝著改造瘧疾病媒蚊的目標邁進。

但是,對於基因改造過的蚊子會不會出現其他的問題,仍有人抱持著懷疑的態度。究竟這樣的作法能否造福人類,仍需要一段時間的觀察與驗證。

如果此法可行,或許台灣幾個受登革熱所苦的疫區也將因此而受益。

 

參考資料:

Hadyn Parry: Re-engineering mosquitos to fight disease

文章難易度
劉育志
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劉育志,是外科醫師,也是網路宅,與白映俞醫師一同經營《好奇頻道》。著有《刀下人間》、《公主病,沒藥醫!》、《外科失樂園》、《醫療崩壞--烏托邦的實現與幻滅》、《臺灣的病人最幸福》、《玩命手術刀:外科史上的黑色幽默》等書。執筆《皇冠雜誌》、《蘋果日報》專欄,文章發表在《商業周刊》專欄部落格、良醫健康網及《PanSci 泛科學》。


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人類的遠古好兄弟:認識鯊魚的「適應性免疫系統」——《我們為什麼還沒有死掉?》

麥田出版_96
・2021/10/23 ・1867字 ・閱讀時間約 3 分鐘

• 作者/伊丹.班—巴拉克
• 譯者/傅賀

你可能聽過這個說法:鯊魚不會得癌症。事實上,牠們的免疫系統接近完美,牠們幾乎不會得任何疾病,牠們的免疫系統在過去幾億年裡都沒多大變化。是不是很神奇?

可惜,這都是無稽之談。沒錯,鯊魚的免疫系統非常驚人,全身分布有許多有趣而且有效的抗菌和抗病毒分子,牠們患癌症的概率也的確比人們通常預計的更低,但是鯊魚仍然會患上各種疾病,包括腫瘤。除此之外,數百萬隻鯊魚每年死於愚蠢。不是牠們自己的愚蠢(就智力而言,鯊魚還行),而是人類的愚蠢,特別是那些認為鯊魚軟骨產品可以「提高免疫力」、抗發炎甚至抗癌的江湖郎中。那種認為「鯊魚有完美的免疫系統」的觀念是由那些想透過賣軟骨藥而大賺一筆的藥商推動的,這背後的研究也不可靠。真正的科學研究已經揭穿了這些騙人的鬼把戲,但是依然有人在獵殺鯊魚,依然把它們的骨骼碾碎,當成「神奇的藥方」。

所謂「鯊魚的免疫系統從未改變過」的說法也經不起推敲。根據化石證據,我們的確發現今天的鯊魚跟牠們幾億年前的祖先「看起來 」 沒什麼差別,顯然,這讓一些人認為,鯊魚在其他方面也沒有任何變化。但這裡有一個重要區別:鯊魚的體型解決的是在水中穿行的問題;鯊魚的免疫系統解決的則是對抗病原體的問題。水沒有發生演化,但是病原體卻一直在演化。想必你明白我的意思了。

模樣特別古老的皺腮鯊(Chlamydoselachus anguineus)。圖/WIKIPEDIA by Citron

鯊魚有適應性免疫系統,也有完整可辨認的 T 細胞、B 細胞、抗體,以及各種其他組成。鯊魚跟人類的適應性免疫系統有許多差異,畢竟,我們分開的時間已經很久了。不過,牠們在許多基本的細節上跟我們類似,我們可以自信地說,某種類似的適應性免疫系統在四億年前(我們分開的時候)就已經出現並且發揮功能了。

牠們選擇留在水裡,發育出可以替換的鋒利牙齒,追逐魚類,而我們(更準確地說,是那些不再是硬骨魚的我們)則爬到岸上,失去了鰓,發育出了四肢,又過了許多年,我們回到海裡,拍攝了多部關於鯊魚及其鋒利牙齒的驚悚電影。儘管如此,我們的免疫系統提醒我們,在不同的外表之下,鯊魚和我們其實是失散多年的兄弟

但是,讓我們沿著演化史再往回走一步,來到所有的脊椎動物分成兩類—有頜與無頜脊椎動物—的時間點。你也許沒聽說過還有無頜脊椎動物;老實說,這一類生物後來活得不太好,只有兩個科的動物避免了滅絕的厄運,活到了今天:七鰓鰻和盲鰻。這兩種動物長得都比較搞笑,牠們看起來像是努力要長成魚,但是好像不太合格,直到最近,人們一直都認為牠們並沒有適應性免疫系統

屬於無頷類的盲鰻,是韓國炒魚菜的原料。圖/WIKIPEDIA

也許牠們不需要:第一批有頜脊椎動物可能是掠食者,而掠食者往往會活得更久,後代更少,而且一般更注重質而不是量。同樣可以推斷,牠們在演化過程中對感染的抵抗力更強。鯊魚、人類、其他魚類以及所有有頜脊椎動物都有一個胸腺和脾臟,而且在各個物種裡無論是形狀還是功能看起來都比較類似,但是七鰓鰻和盲鰻就沒有。研究人員仔細檢查了無頜脊椎動物的基因組,發現牠們也沒有 T 細胞、B 細胞或者抗原受體的重組基因。但是問題在於,牠們實際上是有適應性免疫系統的—只是跟我們的不一樣而已。

這一點其實意義重大。我們以為我們的適應性免疫系統相當特殊,但是我們現在看到,適應性免疫系統在脊椎動物中似乎出現了兩次,而且是獨立演化出來的。

這也許是一種經典的趨同演化(convergent evolution):正如鳥類和蝙蝠各自以不同的方式演化出了翅膀,無頜脊椎動物使用一種和我們一樣的隨機重排機制,來增加抗原受體基因的多樣性,但是牠們使用的是跟我們這些有頜脊椎動物完全不同的一套基因,這種重排機制使用的是不同的酶,做著完全不同的事情。同樣地,牠們的淋巴球類型跟我們的也不一樣。不過,牠們的免疫系統看起來跟我們的一樣有效。

——本文摘自《我們為什麼還沒有死掉?》,2020 年 9 月,麥田出版

麥田出版_96
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1992,麥田裡播下了種籽…… 耕耘多年,麥田在摸索中成長,然後努力使自己成為一個以人文精神為主軸的出版體。從第一本文學小說到人文、歷史、軍事、生活。麥田繼續生存、繼續成長,希圖得到眾多讀者對麥田出版的堅持認同,並成為讀者閱讀生活裡的一個重要部分。
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