蚊子工厂

他们在前一天晚上到达了沙仔岛。纱布筒上的棉球用糖水浸泡，会给蚊子释放前最后的能量补充。“白纹伊蚊的活动高峰期是早上7点到下午5点，我们希望放生的雄蚊在这期间成为交配竞争的赢家。”

到达释放点后，魏和他的工作人员打开密封的桶盖，精心培育的蚊子立即飞了出去。工作人员记录了放行数量和放行地点。释放点通常选择在植物茂盛的潮湿地方，最适合雄性蚊子栖息，补充能量。

蚊子不是随便放出来的。工人们会寻找植物茂盛的潮湿地方来释放它们。杜南记者马强实习生肖瑞红摄

“灭蚊也是一项技术活。”Xi智勇介绍，目前团队仍然采用人工通过笼子放生的“原生态”模式，而以色列一些公司专门研究如何将它们放在直升机上，保证蚊子的存活率。“我们还处于研发阶段，希望每个细节都能精准控制，知道笼子里有多少，每个地方应该放多少。这些数据可以为下一次大规模应用提供证据”。

Xi智勇和广州市疾控中心开展了放蚊田间试验。来自广州市疾控中心虫媒消毒科的闫和通过大量的对比筛查，确认了沙仔岛。今年3月12日，Xi智勇的团队开始用装有塑料桶的机动三轮车投放首批“消过毒的蚊子”。之后，该团队每周三次(每隔一天)持续放生7-10万只动物。

Xi智勇解释说，新生长的野生雌蚊与放生的消毒雄蚊交配，要有数量优势。“雌蚊一生只交配一次，这唯一的机会将由我们释放的雄蚊获得。”放生的雄蚊在野外可以存活两周左右，前三四天交配能力最强，而野蚊每天都在生长，需要通过持续放生来保持交配优势。

在前期实验室研究和现场监测数据的基础上，团队成员美国密歇根州立大学唐默勋教授、广州大学于建社教授、郑波副教授成功建立了释放效果数学模型，并预测为达到良好的控制效果，释放的雄蚊与野生雄蚊最适宜的比例为5: 1。

5: 1，也就是说野生雌蚊有80%以上的几率与消毒后的雄蚊交配，交配后下一代不会孵化产卵。“当我们的雄蚊子获得与雌蚊子交配的权利后，雌蚊子产下的卵将不再孵化。”

6月前，团队对当地野生蚊子的控制效果达到70%以上，“基本上75%的蚊子都被我们清除了”。但6月，广州雨季来临，连日阴雨连绵，给了野生蚊子最好的繁殖环境。

“大量的雨水使得蚊虫滋生地遍地都是，去年生产的数万枚虫卵开始孵化。”雨季过后，沙仔岛野生蚊子数量激增数倍。这给Xi智勇团队的放流任务带来了很大的挑战：为了保持优势比，“消过毒的蚊子”放流量要翻倍。这是一次被迫的“紧急”行动。原来的“消过毒的蚊子”生产能力捉襟见肘。“空间不够，人力不够，也不够。”

7月17日，位于广州萝岗高新区科学城加速器园区的新蚊子工厂正式开业。从原来100多平方米的生产空间，到新建3000平方米的厂房，蚊虫生产规模从每周20万只增加到30万只，再到每周50万只到60万只。“目前，四个车间中只有一个在使用。如果所有车间都加满电，每周产量可达数千万。”它已经成为目前世界上最大的蚊子工厂。

无菌蚊子如何抵抗登革热？

广州沙仔岛释放的这些“消过毒的蚊子”如何抵御登革热？

沃尔巴克氏体是一种广泛存在于自然界节肢动物体内的革兰氏阴性胞内共生细菌，与立克次体相近，

早在1967年，沃尔巴克氏体就在蚊子种群中诱导了细胞质不亲和(CI)，可减少蚊子种群数量。被科学家发现，研究成果发表在《自然》。但由于当时的技术限制，无法人工建立可引起CI的蚊系，限制了沃尔巴克氏体的应用。

2001年，美国肯塔基大学博士生Xi智勇在导师的指导下开始研究沃尔巴克氏体共生菌，至今已有15年。

“科学的发展非常有趣。”起初，他们的想法是，如果这种共生细菌携带抗病基因，它能把传播疾病的蚊子载体转化为不能传播疾病的蚊子载体吗？然而，在2009年前后，Xi智勇的研究小组和另一个研究小组发现，天然的沃尔巴克氏体本身可以形成抗登革热病毒的功能。

包括Xi智勇在内的科学家对此完全没有预料到。回顾当时的情况，Xi智勇掩饰不住自己的喜悦和激动。“科学研究往往结果不如预期。这是唯一一次真实情况比你想要的要好。一开始，大家都感觉到了。”

沃尔巴克氏体的应用研究已经加快。比尔盖茨是这项技术的最早推动者和有力支持者。“他已经投资了1500多万美元，希望将这项技术发展成为对抗登革热、疟疾和其他蚊媒疾病的工具。”Xi智勇团队在广东的研究是“根除登革热”项目的第一部分，该项目得到了比尔及梅林达盖茨基金会和美国国立卫生研究院基金会的支持。2012年起，广东省科技厅全面接管并资助该项目，科研总投资3000万元。同时，该研究得到了广州开发区科技领军人才项目的资助。

看到该项目的全球应用前景，自2014年以来，联合国国际原子能机构与该团队建立了合作，并为该项目提供了进一步的资金。该机构害虫防治室的专家还与Xi智勇的团队合作解决技术难题。

中山大学和密歇根州立大学的研究人员在世界上首次在斯氏按蚊和沃尔巴克氏体之间形成了稳定的共生关系，显著降低了它们传播人类疟疾病原体的能力。这项研究发表在2013年5月9日的《科学》杂志上。

自2011年11月起，Xi智勇的团队。

从果蝇、伊蚊和库蚊体内提取沃尔巴克氏体，成功将其导入登革热媒介白纹伊蚊体内，建立稳定的携带新型沃尔巴克氏体的蚊株。

携带了新型沃尔巴克氏体的雄蚊与自然界的雌蚊交配后，所产的卵不能发育。因此，通过大量释放携带沃尔巴克氏体的雄蚊，可以使蚊虫种群数量降低至不足以引起登革热流行。而蚊子感染沃尔巴克氏体后，登革病毒就无法在其体内繁殖和传播。沃尔巴克氏体如同“疫苗”一样阻隔病毒，使这些蚊子无法把登革病毒传染给人类。这就是沃尔巴克氏体抗登革热的基本原理。

第一个“种子”是如何培育出来的

7月21日上午，工作人员梁永康和侯汲虹正在显微镜下进行蚊子的胚胎注射。显微镜玻片上，有一串串密密麻麻的小黑点，这是蚊子的卵。看起来只小小一撮，但有50只卵，一个个排列得整整齐齐，显微镜下看似米粒。“相当于一个个鸡蛋”，奚志勇解释。一根长尖的“注射针管”对准卵的特殊部位，打入沃尔巴克氏体，“一次注射一个胚胎。”

小小的一滴水中就有上千颗蚊卵。南都记者马强实习生肖睿弘摄

胚胎注射，是整个项目得以顺利开展的源头——建立虫株，也是两大核心关键技术之一。

通过注射，携带沃尔巴克氏体共生菌的雌蚊一旦建立了稳定的共生，将永远持续携带。“只要它生产下一代，就会传给下一代，子子代代都会携带沃尔巴克氏体。”

对奚志勇团队来说，这相当于一颗“种子”。只要有足够多的“种子”，就可以大量生产蚊子以供释放。“现在要做的就是养蚊子，养得越多越好，养出的蚊子就是‘杀虫剂’的产品。”

奚志勇是第一个成功地把沃尔巴克氏体转到登革病毒和疟疾控制的蚊子中并建立稳定共生的科学家。

每次提到这点，奚志勇都会郑重地厘清：“建立共生，并非简单地让细菌感染另一个生物体，比如通过一个伤口把细菌接种进去。完全不是，它需要的是两个生物形成稳定的共生关系，技术上讲是把共生菌组装到蚊子体内去，科学上讲还需要保证两个生物体能互相适应，不排除对方。”早在2001年，奚志勇已在美国启动这一技术的攻关。

他打了个比方，想象在一个生鸡蛋内，不同的位置含有决定未来发育方向的不同成分，其中某个位置的成分将发育成生殖系统。奚志勇团队要在蚊子胚胎发育非常早期的阶段，在特殊时间点精准地把沃尔巴克氏体注射到未来发育成生殖器的特殊部位，“这是最重要的细节”。等生殖细胞进一步生长，就把共生菌包含在里面一起发育，“形成共生共存关系”。

在给蚊子胚胎注射沃尔巴克氏体实验的前两年，进展迟滞。“虽然注射的蚊子第一代带共生菌，但无法传到第二代，全部结果都是阴性，试验失败。”奚志勇开始转向果蝇，先把果蝇胚胎的胞浆移植摸得滚瓜烂熟，再回到蚊子身上，“第三年全摸透了，最终获得成功。”

前期摸索时期，是一个数量巨大的注射过程，“注射了上百万个卵。”2004年，奚志勇建立胚胎注射技术，研究成果发表在2005年第301期《科学》上。“这是我平生发表得最容易的一篇文章。”奚志勇语调微扬，有些兴高采烈地告诉记者，这篇文章从提交到刊发，只花了不到两个月。通常像《科学》这样高级别的杂志，对文章评审较严，来回修改常需半年或更长时间。

2009年，科学界发现天然沃尔巴克氏体本身就能形成抗登革病毒作用这一重要成果后，奚志勇团队拿到国家报批，通过生物安全检测，沃尔巴克氏体技术正式应用加速。

2011年前后，团队通过对上千只蚊子胚胎的注射，从中筛选了一只与沃尔巴克氏体达成稳定共生的胚胎，最后长成一只雌蚊。这是最开始的“种子”，“现在用来释放的蚊子，就来自这只雌蚊。”

随着胚胎注射技术日臻成熟，如今注射一般不超过500只，便可成功筛选出一个虫株。国际上各个课题组都要求前来学习，“在全世界，胚胎注射仍是我们最大的强项”。

用于喂养雌蚊的羊血，是涂抹在金属板上的，并不是活体喂养，而雄蚊只需要糖水就可生存。南都记者马强实习生肖睿弘摄

在蚊子工厂的“保种”室内，奚志勇一边拿起一只“保种”笼一边解释，保种的量一般保持在30笼，每笼有雌蚊3000只雄蚊1000只。在密封的网状笼上方，放着一张涂了羊血的薄铁板，这是雌蚊的食物。雌蚊每次产卵的前提是吸一次血，理想条件下，一只雌蚊吸一次血可产80—100个卵，在实验室里一般吸血约3次，也就是说，一只雌蚊可产200—300个卵。目前在实际生产中，一笼可产大概5万只卵。

幼虫是如何进行雌雄分离

蚊子生产负责人王晓华及同事将这些卵，放在塑料水盘中。实验室里保持27℃的温度、70%左右的湿度，光线则保持与野外一样的日夜黑白循环，这个环境最适合蚊子生长。

1到2小时后，它们长成一龄幼虫。“1克卵约有15万个幼虫”。在最大的一个“生产车间”，塑料盘层层叠叠摆了几十架，每架20盘。每个塑料水盘里，1万多只幼虫像小蝌蚪一般游来游去。待幼虫生长一周，王晓华便要对它们进行雌雄分离。

雄蚊有羽状的触角和分叉的喙，很容易分辨。南都记者马强实习生肖睿弘摄

目前的释放实验阶段，奚志勇团队仅释放携带沃尔巴克氏体的雄蚊，如何准确进行雌雄分离，成为另一核心难题。

奚志勇团队采用的是物理分离法。“雄蚊的头胸宽在1.05毫米-1.2毫米，雌蚊大概在1.3毫米-1.4毫米。”按照雌雄蚊子头胸尺度的不同，王晓华自制了一个雌雄分离器。

混杂雌雄蚊子的幼虫随着水流，在玻璃面上被“过滤”，尺寸大的留在上方，越往下尺寸越小。“1个人按每天5小时计算，可以分离7万-8万只蚊子，准确率达到99.8%”。

但这个效率仍然不够。奚志勇直言，“未来当控制范围不断扩大，释放量要上百上千万，就需要更高效的分离方法，比如建立遗传株”。

工作人员筛选雄蚊幼体。奚志勇团伙是用物理分离法，根据蚊子雌雄幼体的大小的明显差异，雄蚊的头胸宽在~之间，雌蚊的约在1.3~，使用水流在玻璃通道内过滤。南都记者马强实习生肖睿弘摄

在全世界，各种雌雄分离的技术正在尝试和创新。在南美洲已成功运行的地中海果蝇雌雄分离，采用建立遗传突变株的方法，通过在蛹的某个阶段，利用雌雄对温度敏感的不同，用34℃处理过夜后杀死所有雌性，孵化出来的都是雄蚊。“用遗传株的方法，释放量可达到1周10亿只。”奚志勇说。

登革热的重灾区在东南亚、南美等地。在国内，广东是登革热最典型的高发区。2014年，广东全省共报告登革热病例例，死亡6例，其中广州报告例，占广东总病例超八成。

这次蚊子生产“车间”的搬迁，也出于生产规模扩大的需要。最早，奚志勇团队的蚊子生产能力一周为1000—2000只，经过一年努力，生产规模上升到10万只，“这是产能的第一次突破”。如今产能从10万上升到100万只，又是一次新突破。

培育盒壁上黑泥一样的东西，其实是堆积在一起的无数蚊卵。南都记者马强实习生肖睿弘摄

7月21日，座落在广州萝岗高新区科学城加速器园区的“蚊子工厂”里，工作人员对蚊子的核酸进行检测。南都记者马强实习生肖睿弘摄

孵化出的幼蚊。南都记者马强实习生肖睿弘摄

育种中的蚊子笼，笼上写有吸血和产卵的详细日期以方便管理。南都记者马强实习生肖睿弘摄

“上升到一定量后，从卵的孵化、发育时间、雌雄分离，每个步骤都要细化，生产线也要标准化。”2014年，团队正式启动大规模培养生产阶段。“以前不是问题的细节，现在都成为影响产量的关键，这也是产业化与实验室研究最大的不同。”

下一步或释放雌蚊进行种群替换

3平方公里的沙仔岛上，放置了很多诱卵器、成蚊“诱捕器”，它们是奚志勇团队用来监测释放控制效果的“武器”。蚊子吸过血后，会寻找湿润的地方产卵，通过诱卵器采集虫卵，可以估算出当地的蚊子数量。

野外放置的捕蚊器。南都记者马强实习生肖睿弘摄

目前控制效果如何？奚志勇表示，当前数据显示，不释放“绝育蚊子”的地方，野外蚊子孵化率达90%；而在控制的释放区，有的孵化率为0。“持续保持压制一段时间后，我们希望这块地方（野生蚊子）将会被全部清除掉。”奚志勇团队在等待压制效果扩散到整个岛。

而成蚊诱捕器则被放在有杂物或植物丛生处，内置一个黑色小风扇，里面放了模拟人体汗味的诱蚊片。蚊虫喜欢黑色，循着气味而来，“狡猾”的人类用风扇将蚊子吸入袋中。每隔24小时，韦迎阳和同事会来加袋、收袋。“每个点不一样，多的地方能捕到100多只，少的十几只”。

这些被俘获的蚊子，将送往实验室检测诊断。该部分工作由杨翠带领质量控制组完成，“类似医院的检验科”。实验室里有专门针对沃尔巴克氏体的分子诊断环节，“有（沃尔巴克氏体）的话，就有一条条闪亮的带子，没有的话就是空白。”由此，奚志勇团队可以清楚地检查出这些蚊子有没有携带沃尔巴克氏体，以及携带沃尔巴克氏体的蚊子有多少，“这样就能知道外面的比例控制得怎样”。

7月21日，坐落在广州萝岗高新区科学城加速器园区的“蚊子工厂”里，工作人员对蚊子的核酸进行检测。南都记者马强实习生肖睿弘摄

释放的绝育雄蚊和野外雌蚊交配后，将不会产卵，没有下一代，维持一定时间优势比例后，野外蚊子种群就会下降，达到种群压制效果，“不停地维持压制效果，以至最后根除整个传病种群。”

奚志勇介绍，“我们项目第一期是控制蚊媒数量，叮人传病的雌蚊减少，释放的雄蚊不叮人，所以老百姓也支持。”但要持续保证效果，还得建立屏障，防止外部的野外蚊子飞进来，也要持续释放雄蚊。目前沙仔岛局部地区的压制效果已经超过90%。

除了释放绝育雄蚊，减少野外蚊子种群外，沃尔巴克氏体技术应用的另一个方法是释放雌蚊进行种群替换。

“种群替换相对比较简单，就像种杂交水稻一样，我们是种蚊子，但需要进一步的社区宣传和教育”，负责社区教育的郑小英直言。释放雌蚊对野外蚊子的冲击更加直接高效，但雌蚊叮人，释放需要控制好数量，使其足够引起种群替换但不会显著增加对人的骚扰。奚志勇表示：“种群压制效果达90%以上，如果获得足够的社区支持，就开始启动种群替换。”

奚志勇团队已同登革热高发的墨西哥和巴基斯坦合作，进行种群压制和种群替换。同时，与印度的疟疾控制试验也在筹划。这些合作意味着，团队准备将中国项目的成功模蚊子工厂式复制到其他国家，“也表明该技术在国际范围内有巨大的社会需求”。

负责报批工作的钱伟介绍，按照国家有关规定，沃尔巴克氏体技术应用成熟的鉴定，需要两个现场实验点成功后方可通过。两年前，钱伟为团队在农业部获得沃巴克次体作为微生物农药的第一个田间试验许可。

不久，海南将成为第二个田间实验场。“海南现场点监测有1年多了”，该现场将由奚志勇团队联合中国疾病预防控制中心的刘起勇教授和海口市疾病预防控制中心开展试验。

今年年底，奚志勇团队将总结南沙沙仔岛的田间实验进展。“需要各

“蚊子工厂”探索核技术灭蚊 中山大学“蚊子工厂”为世界灭蚊贡献力量

国际报道(记者陈惠婷)白纹伊蚊是一种优势蚊种，广泛分布于中国大陆和东南亚的热带和亚热带地区。作为世界上最具侵略性的入侵生物之一，它也是登革热和寨卡病毒的主要传播媒介。近年来，中国科学家将核技术应用于白纹伊蚊的控制，获得了全世界的认可。他们究竟是怎么做到的？近日，有台湾记者走访广东东莞的“蚊子工厂”，解开了这个谜题。

位于东莞中山大学研究院的“蚊子工厂”面积很小，只有800平方米。然而，它是国家原子能机构核技术(昆虫不育)合作中心的一个研究单位。自去年12月投入运营以来，它首次向媒体开放。

记者了解到，这家工厂只有7名工人，一周能养近500万只蚊子。虽然任务是灭蚊，但工厂的“产品”是雄性蚊子。在这里，车间的流水线就是从孵化卵到幼虫再到成蚊的过程。给人印象最深的是男女分离和辐照节育。

中山大学中山医学院副教授、国家原子能机构核技术(昆虫不育)研发中心特约研究员张东景介绍了蚊工厂的关键技术。“核技术(应用)是控制雄性蚊子生育的主要方法之一。我们有一个辐射室。雄蚊经过核技术照射后，就变成了经过消毒的雄蚊。如果与野生雌蚊交配，会导致野生雌蚊不育。”

在世界范围内，核技术已经在害虫控制领域应用了几十年。1982年，美国用这种方法消灭了绿蝇，绿蝇通过在动物伤口产卵而导致致命疾病。但是，辐射杀菌在灭蚊方面取得关键进展，只是近几年的事。

2019年，中山大学医学院团队与包括美国密歇根州立大学在内的10个单位的30多位学者，在国际顶级学术期刊《》上发表了辐射等方法对昆虫进行“无菌手术”的研究成果，向世界证明了昆虫无菌技术应用于区域控制蚊媒的可行性。

国家原子能机构核技术(昆虫不育)R&D中心主任吴忠道说：“蚊子是在实验室里养的，就像我们在实验室里养熊猫一样。它还需要野外生存的能力，这也是我们的技术要点之一。第二，我们的核心技术是如何做到绝对100%雄蚊，这是我们(另一个)技术点。以前的研究很复杂，但一旦变成程序性的，就很简单了。只要放在仪器里设定好辐射剂量，几分几秒就能完成。”

这种昆虫不育技术，可以减少大规模使用农药造成的化学污染，灭蚊选择性强，不伤害其他生物，不会诱发蚊虫产生抗药性，防治效果持久。这是目前唯一有可能根除一个地区特定蚊子并控制疾病传播的现代生物控制技术。

这一应用基础研究的“中国计划”得到了国际原子能机构的认可。今年6月，中山大学与国际原子能机构签约成立国际原子能机构核技术(昆虫不育)协作中心，旨在为发展中国家控制蚊媒传染病和应对国际公共卫生挑战提供更多解决方案。

众所周知，非洲是疟疾的高发区，大多数人都是被按蚊叮咬感染的。蚊虫控制的研究对协助非洲控制疟疾具有重要意义。去年，张东景被任命到南非约翰内斯堡的国家传染病中心，为昆虫不育技术提供指导。张东景说：“我去参观了他们的新(蚊子)工厂，了解了他们的养殖情况，然后给了他们一些建议。主要是根据我们对伊蚊的饲养经验，我们帮助他们优化了一些饲养方案。”

因为当前国际新冠肺炎疫情si

国家原子能机构核技术(昆虫不育)R&D中心主任吴忠道说，蚊媒研究涉及生物学、核技术、工程数学和现代科学技术等多个领域，还有很多工作要做。“绿色灭蚊技术的应用还存在很多技术瓶颈，需要我们加强科学研究，不断培养人才。现在(工作)是做技术储备，可以用在需要的(疫区)现场，包括国外。”

为了推动R&D中心关键技术的转化和应用，中山大学成立了以国有投资为主体的蚊虫防治技术产学研运营公司，即中山大学“蚊虫工厂”。按照规划，这个地方将建设成为“亚洲大型灭菌蚊子生产基地”，产能比现在高十倍。他们还计划在粤港澳大湾区设立3-4个示范点，并将设立海外培训基地，帮助更多地区的人们打赢“防蚊战”。

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