誘蚊入甕:瘧防佈下“天羅地網”
監測和控制戶外媒介蚊蟲,是當前瘧疾防控的重點和難點。目前,國內外尚缺乏能夠對戶外瘧疾蚊媒特異、高效誘捕並能實時檢測、監測的技術和裝置,導致對其種羣分佈、吸血習性、棲息習性、季節消長等規律知之不詳。
南方醫科大學熱帶病學研究所所長陳曉光教授團隊研發了基於互聯網的高效實時戶外瘧疾媒介蚊蟲誘捕、檢測和監測技術,爲戶外瘧疾媒介控制提供了科學指引和技術支撐。
蚊子絕非“善茬”
至今,陳曉光已和蚊子打了23年交道,在業界被譽爲“虎蚊剋星”。“陳教授有一雙能快速識別雌雄蚊的火眼金睛,任何被盯上的蚊子都逃不過去。”師從陳曉光的碩士研究生蔡奕全這樣評價她的導師。
虎蚊,學名叫白紋伊蚊,因身上長有貌似老虎的白色花紋而得名,是登革熱、寨卡病毒病等疾病傳播的元兇。3月底,陳曉光團隊在廣東省廣州市監測到2只雌性白蚊伊蚊,這意味着原本在夏季處於高發期的登革熱傳播蚊媒開始有了活躍跡象。
“蚊子雖小,可它絕不是‘善茬’。”在陳曉光看來,蚊子在大自然的生存法則中表現出極強的適應力和生命力。以白紋伊蚊爲例,在短短40年的時間裡,這一蚊種已從亞洲起源地擴散到了除南極洲以外的其他地區。
爲了掌握蚊蟲活動規律,應對蚊蟲活躍可能造成的傳染病流行,陳曉光不分氣候變化、季節消長,一年四季都在監測它們的動向。
近年來,由於媒介蚊蟲抗藥性的普遍存在,以及斯氏按蚊、白紋伊蚊等媒介蚊蟲的入侵、定殖、擴散,非洲、東南亞、南美洲等地區國家的瘧疾、登革熱流行趨勢不降反升,防控形勢嚴峻。據巴西衛生部4月1日通報,該國2024年已報告登革熱確診及疑似病例達257.3萬例,死亡病例增至923例,其最大城市聖保羅因登革熱疫情處於公共衛生緊急狀態。
在過去,藥浸蚊帳和室內滯留性殺蟲劑噴灑是防治瘧疾媒介蚊蟲的有效手段。“但蚊蟲爲了不被殺死而進化,它的行爲發生了改變。”陳曉光解釋,“過去在室內吸血、棲息的瘧疾媒介蚊蟲,現在進化成在室外吸血、棲息。”因此,過去行之有效的瘧疾媒介蚊蟲監測和防治方法不再完全適用。
蚊子之所以“強悍”,在於其擁有龐大的基因組儲備。“人的基因組約有30億個鹼基對,白紋伊蚊的基因組約有20億個鹼基對,其數量約佔人的2/3。”陳曉光說,“人用殺蟲劑滅它,它體內很快就發生變異,產生抗性基因。這是蚊媒傳染病難以根除的一個原因,也是科學家常態化監測媒介蚊蟲抗藥性的意義所在。”
誘蚊入住“五星級酒店”
蚊子體形小、數量多、分佈廣,如何監測它們的動向?在南方醫科大學公共衛生學院蚊媒實驗室,陳曉光給出了答案。
“首先要投其所好,誘蚊入甕。”在實驗室,陳曉光展示着一個外形、大小和微波爐相似的黑色密閉裝置說,“喏!這就是我們爲瘧疾傳播蚊媒按蚊量身打造的‘五星級酒店’——蚊蟲誘捕黑箱。”
看起來普普通通的黑箱,內部卻大有乾坤。“按蚊通過感應人體體溫等找到人吸血,吸血後往往在黑色物體上棲息,蚊蟲誘捕黑箱正是基於按蚊習性打造的。”陳曉光說。
據介紹,黑箱運用光觸媒技術,使光線激發光觸媒材料,從而生成二氧化碳、模擬人的呼吸;引誘劑裝置模擬釋放人體氣味分子;溫度裝置模擬人體體溫、散發熱量;內外面均爲黑色設計,以模擬按蚊棲息場所及環境。黑箱綜合運用多重誘蚊元素,實現對瘧疾媒介按蚊的高效、特異誘捕。
完成蚊蟲誘捕設計後,又出現了新的技術問題。陳曉光思考:誘捕後如何檢測、監測?如果每個裝置都需要人定期實地考察後把樣本帶回實驗室,週期未免太長了。
基於此,陳曉光團隊研發了基於互聯網的戶外瘧疾媒介檢測、監測技術。“蚊子被引誘進‘五星級酒店’,‘辦入住’肯定得‘刷臉’,相當於做個登記。”陳曉光形象地說。研究團隊在黑箱中加裝了能夠檢測按蚊的檢測窗,以及能將蚊蟲數目自動傳輸到雲端處理器的電子裝置。當按蚊被誘引到黑箱中時,檢測窗能自動識別、記錄按蚊數量並傳到網上。
如今,陳曉光及其團隊成員在手機、電腦上登錄媒介蚊蟲自動監測系統,就能實時監測戶外按蚊種羣密度和活動規律,從而高效指導蚊媒防控並評估防控結果。
“將黑箱數據串聯成網後,任一檢測點都能達到窺斑識豹、實時監測的效果。”陳曉光說,這一靈感來源於他的防控登革熱媒介伊蚊研究,有望在世界瘧疾防治舞臺上大顯身手。
防控之路任重道遠
斯氏按蚊已入侵非洲國家城市中心、定殖並擴散,而目前尚無價廉有效的瘧疾疫苗,給“非洲瘧疾控制和消除計劃”帶來嚴峻挑戰。據世界衛生組織報告,2022年全球約有2.49億瘧疾病例。其中,非洲病例約佔全球瘧疾病例的90%。
我國雖已被世界衛生組織認證爲瘧疾消除國家,但每年仍有大量輸入性瘧疾病例報告,防止瘧疾再傳播、持續鞏固消除成果是國內防控的重點。
面對世界瘧疾防治的諸多不確定性,陳曉光團隊明確了一項最爲迫切的任務——成果轉化。“要加快讓瘧疾防控科研成果‘飛入尋常百姓家’。”陳曉光表示,“下一步,團隊計劃在海南自由貿易港、雲南省邊境地區以及非洲國家開展戶外瘧疾媒介蚊蟲誘捕、檢測和監測技術的現場試驗,以推動成果落地。”
在這個過程中,將面臨許多困難。瘧疾高發國家及地區是否有經濟能力配備規模化蚊蟲誘捕設備?科研進度能否與全球氣候變化帶來的媒介蚊蟲種羣密度變化相適應,能否趕得上蚊蟲基因變異的速度?“這些都是未知數。”陳曉光坦言。
自2001年在捷克參加媒介生物學培訓班正式與蚊蟲研究結緣,陳曉光始終致力於蚊蟲基礎和應用研究,廣泛進行國內外學術交流與合作。不過,時至今日,他依然認爲,人們對蚊蟲的瞭解程度還很不夠,徹底阻斷瘧疾、登革熱等蚊媒傳染病流行任重道遠。
“不祈求把蚊蟲徹底消滅,將其控制在不足以爲害的範圍內就好。”陳曉光感慨,“希望有更多優秀的科研工作者加入媒介蚊蟲及其傳染病領域研究隊伍,爲推動我國瘧疾防控科技能力達到國際先進水平、在世界瘧疾防治舞臺上發出中國聲音作出貢獻。”
文:健康報記者 楊世嘉
編輯:李詩堯
校對:楊真宇
審覈:秦明睿 徐秉楠