消杀病毒防疫喷雾器

智取蚊子的“中国功夫”

发布日期:2024-03-17 作者: 消杀病毒防疫喷雾器

  想要研究和控制传播疟疾的蚊子,第一步是要抓住它。一位与蚊子缠斗了二十多年的中国科学家及其团队推出了一套“高效实时户外疟疾媒介蚊虫诱捕监测技术和装置”,以期掌握蚊虫种群密度、日常活动和季节消长规律,为户外蚊媒监测控制提供科学依据,并最终引导防控人员做出针对性的干预措施,助力非洲,乃至全人类早日实现一个“零疟疾”的世界。

  2022年底,正在肯尼亚北部采集蜻蜓幼虫样本的Laban Njoroge正为干燥炎热的天气发愁,因为这会让寻找蜻蜓幼虫变得更困难。他检查了所有能找到的、盛有水的容器,结果蜻蜓幼虫没找到,却在切开一个水桶后发现了一些孑孓。

  Laban没有忽视这一发现,并将其报告给了泛非蚊虫控制协会。随后,肯尼亚医学研究所医学昆虫学团队在道路沿线进行了环境采样,虽然紫外线诱捕器没能捕捉到成虫,但团队还是收集到了一些幼虫,并将其饲养到了成虫阶段进行DNA测序。

  结果显示,这些蚊子是一种原生于亚洲的斯氏按蚊(Anopheles stephensl)。这是肯尼亚首次发现该物种,也让其成为继吉布提(2012)、埃塞俄比亚(2012)、苏丹(2016)、索马里(2019)、尼日利亚(2020)之后第六个发现斯氏按蚊的非洲国家。

  而斯氏按蚊,正是疟疾的传播者(病媒)之一。在肯尼亚发现了斯氏按蚊,无疑为本就不易的非洲疟疾防控又敲响了一记警钟。

  一个简单的逻辑是:想要对付蚊子,先要了解它们;想要了解它们,先要抓住他们。然而,就在文章开头的故事里,一个细节不应被忽视:肯尼亚医学研究所医学昆虫学团队在道路沿线进行环境采样的时候,所使用的紫外线诱捕器一只成年蚊子都没有捕获到。

  作为入侵物种的斯氏按蚊是否会在当地形成新的威胁?这有必要了解它的繁殖和休息栖息地、行为、摄食偏好和抗性状况,以便有明确的目的性地设计有效的干预措施,以防止斯氏按蚊进一步扩散,并在新的地理区域定居。

  虽然世界卫生组织出台了一系列疟疾防控的策略及办法,但斯氏按蚊和其他病媒非常有可能会通过改变其传统行为(包括选择繁殖地和栖息地)来适应新环境,并且在接受病媒控制干预措施之前产生杀虫剂抗药性,免疫人类的追杀。

  所以,在蚊虫变成“毒免”之前抓到它们、了解它们,对疟疾防控显得很重要。那么,如何更高效地诱捕蚊子?这也是盖茨基金会与中国自然科学基金委联合发起的“大挑战:户外疟疾媒介控制”合作研究项目想要回答的问题之一。

  陈晓光,南方医科大学热带医学研究所所长、教授,与蚊子斗争了二十多年,并针对其传播的疾病和预防控制进行了系统地研究。针对此次高效诱捕蚊子、控制户外传播的课题,陈晓光及其合作团队拿出了一套“高效实时户外疟疾媒介蚊虫诱捕监测技术和装置”,以期掌握蚊虫种群密度、日常活动和季节消长规律,为户外蚊媒监测控制提供科学依据,并最终引导防控人员做出针对性的干预措施。

  然而要抓到户外的蚊子本就不易,不仅要掌握吸引蚊虫的因素和方法,它们自身为适应环境所做出的适应性变化也在时刻进行着。

  一方面,为吸引蚊虫,我们应该从模拟它们“喜爱”的气味及温度,做针对性的试验。同时,也有必要了解他们的作息环境,包括光照等方面对蚊虫的影响。

  另一方面,疟疾病媒的防控主要依赖于使用长效杀虫剂处理蚊帐(LLIN)和室内滞留喷洒(IRS)来应对室内吸血和停留的媒介蚊虫,这也是被广泛证明的高效防控手段,被写入了世界卫生组织的疟疾防控策略。但随之而来的问题也出现了。

  “长期、大量、广泛地使用杀虫剂,也迫使疟疾媒介(蚊虫)产生了抗药性,也逼迫它们改变其室内吸血、室内栖息等生态习性来规避接触杀虫剂的风险。”蚊虫习性的改变也让陈晓光认为室外诱捕、检测慢慢的变重要,“我们迫切地需要研发能有效采集和监测户外疟疾蚊媒的手段”。

  为了有效采集,陈晓光团队先选取了中华按蚊和嗜人按蚊作为研究对象,从味道、感光、温度三个大的方向做试验,最终设计制作了一种高效诱蚊灭蚊装置(灭蚊瓮),并申请了专利。该灭蚊装置中,团队人员制备了针对性的诱捕剂,能够更好地吸引特定种类的蚊子。此外,团队人员通过对比试验还发现,365nm波长的光源、在灭蚊瓮中加入加热片提高温度,以及加入以纳米二氧化钛(TiO2)为主要成分光触媒催化剂模拟人体气息、潮湿环境,都可提升诱捕特定种类蚊虫的效率。

  不仅如此,团队还在后续进行了媒介按蚊红外检测、自动记录、无线传输装置的研制,并对诱捕到的蚊子进行高精度的形态特征测量,以便更深度地了解蚊虫的各项指征,收集相关信息指标,为疟疾防控策略提供科学依据。

  据陈晓光预计,从项目初研到完成各项试验、形成最终的可行性方案,大概要花费团队三年的时间。而这,仅仅是疟疾防控中一个小小的诱捕环节。

  自143年前法国医师拉韦朗发现疟原虫以来,人类就在不断尝试消灭疟疾,就像消灭天花那样。百多年过去了,发达世界基本已经告别了大规模疟疾突发事件,而非洲既承受着贫穷饥饿,也一直仍被疟疾等传染病肆虐着。

  2021年,全球估计发生2.47亿疟疾病例,并有约61.9万人死于疟疾。而这其中,非洲地区占到了疟疾病例数的95%和疟疾死亡人数的96%,每分钟就有一名5岁以下儿童因疟疾逝去。

  尽管目前我们拥有一套相对完善的疟疾防控策略与目标,尽管过去二十年我们在防治疟疾方面取得了令人难以置信的进展:蚊帐、检测试剂和药物方面的进步帮助预防了20多亿例病例,挽救了约1200万人的生命;尽管我们已拥有了包括RTS,S疟疾疫苗等先进有效的科学武器,在不久后的未来,能够在一定程度上帮助我们实现疟疾防控的阶段性愿景。然而一个不争的事实是:我们仍需要携手共建,去解决任旧存在的疟疾防控不平等问题。

  中国与非洲的合作是长久的,也是多方面的。截至2023年6月19日,全球仅有104个国家和地区获得了世界卫生组织颁发的消除疟疾认证,这其中也包括了2021年通过认证的中国。中国疟疾感染病例由1940年代的3000万减少至2017年的零报告,并在三年之内无新发病例,可谓一项壮举。那么,中国对于疟疾的成功防控,能否平移到非洲低收入国家,惠及那里的高危人群?答案显然是肯定的,陈晓光团队的工作就是一个实例。

  防控、监测、治疗、预防……我们拥有各种创新科技和策略去攻克疟疾,正如世界卫生组织总干事谭德塞博士所提到的:利用我们拥有的所有新旧工具,我们大家可以更接近实现“零疟疾”愿景。通过持续的研发投入,更加紧密的合作,这份愿景一定不仅属于发达世界,而应被全世界共享。