“探秘世界最大蚊子工厂：每周生产50万绝育雄蚊(组图)”

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广州市萝岗区高新技术产业开发区科学城加速器园区大楼内，蕴藏着目前世界上最大的蚊子工厂。 每周，这里都会生产50万到几百万只“不育”蚊子，送到广州南沙沙仔岛后被释放。

从今年3月12日开始，中山大学-密歇根州立大学热带病虫媒体控制联合研究中心的西志勇教授团队在沙仔岛陆续放出了“不育”蚊子，即携带新型沃尔夫克氏体的白纹蚊子雄蚊子。 这是沃尔堡氏体技术控制蚊媒、阻断登革热项目在国内的首次田间试验，目前部分地区种群的压制效果超过了90%。

雄性有羽状触角和分叉的口器。 奚志勇队目前释放的只有携带沃尔巴克氏身体的雄性。

培育箱子墙上的蚊子卵。

放蚊子的技术是活的

每个桶里都有500只左右的白纹伊蚊雄蚊子，把糖水浸在圆桶纱网的棉絮里，释放之前给蚊子补充最后的能量。 “埃及伊蚊的活动高峰期是早上7点到晚上5点，我们想释放的雄性可以在此期间成为交配竞争的赢家。 ”

7月22日上午7点半，韦迎阳带着项目组的工作人员，像往常一样开着汽车三轮车，车上装着几百个塑料桶，每个桶里有500只左右的乌贼雄蚊子。

前一天傍晚到达了砂仔岛。 将糖水浸泡在圆网的棉花地里，在释放之前给蚊子补充最后的能量。 “埃及伊蚊的活动高峰期是早上7点到晚上5点，我们想释放的雄性可以在此期间成为交配竞争的赢家。 ”

一到释放地点，韦迎阳和工作人员一打开密封的桶盖，精心培育的蚊子马上飞出来，工作人员记录了释放量和释放地点。 排放点一般选定在植物繁茂潮湿的地方，最适合雄性栖息和能量补给。

奚志勇表示，“放蚊子也是一项技术工作”，目前的团队使用的是从笼子中人工释放的“原生状态”方法，但以色列企业专门研究了投放直升机的方法，保证了蚊子的存活率。 “我们还在研发阶段，对各个细节进行精细控制，知道笼子里有多少只，每个地方有多少只，希望这些数据能够为下一个规模化应用提供证据。”

释放蚊子的现场试验由奚志勇团队与广州市疾病控制中心联合进行。 广州市疾控中心虫媒杀科的严子亮和胡志明通过大量对比筛选，查明了沙仔岛这个地方。 今年3月12日，奚志勇团队开着机动三轮车，拿着塑料桶，开始释放第一只“不孕蚊子”。 之后，小组维持每周3次(第二天)的释放频率，每次释放7万~10万只。

奚志勇解释说，要想使刚出生的野生雌蚊子和释放的不育雄蚊子交配，必须要有数量上的特征。 “雌性一生只交配一次。 这个唯一的机会会被我们释放的雄性获得。 ”放生的雄性在野外几乎可以生存两周，交配能力前三四天最强，野生蚊子每天都在变长。 这是因为需要通过持续释放来保持交配的特征。

根据前期实验室研究和现场监测数据，小组成员密歇根州立大学教授唐莫愁勋、广州大学庾建教授和郑波副教授成功建立了释放效果的数学模型，认为要达到良好的控制效果，释放的雄性与野外雄性的比例以5:1最佳

5:1、这个数字意味着，野生雌蚊子有80%以上的机会与“不育雄蚊子”交配，交配后的下一代不会孵化产卵。 “一旦我们的雄性获得了和雌性的交配权，雌性一生中产下的卵就不会孵化了”

截止到6月，团队对当地野生蚊子的控制效果达到了70%以上，“基本上75%的蚊子被我们清除了”。 但是到了6月，广州雨季到来，连日多雨，给野生蚊子带来了最好的繁殖环境。

“由于大量雨水到处都是蚊子的栖息地，年产数万个蛋也开始孵化”雨季过后，沙仔岛的野生蚊子数量急剧增加了好几倍。 这给奚志勇团队的释放任务带来了巨大的挑战:为了维持特征比，“不孕蚊子”的释放量也将增加一倍。 这是被强制的“紧急”行动。 传统的“不育蚊子”生产能力捉襟见肘。 “地方不够，人手不够，什么都不够”

7月17日，新的蚊子工厂正式开业。 原本从100平方米以上的生产空之间，搬到了现在3000平方米的新厂房，生产蚊子的规模从每周20万~30万只提高到了每周50万~60万只。 “四家工厂目前只有一家。 如果有所有马力，产量每周可以达到几千万。 ’这里现在成了世界上生产能力最大的蚊子工厂。

发现了天然的“疫苗”

2009年前后，西志勇课题组和另一个课题组发现，天然沃尔堡氏体本身起到抗登革病毒的作用。 “科学研究往往不能期待结果。 这是唯一的。 实际情况比想象的好。 当初大家的心情是too good to be true。 ”。

广州沙仔岛释放的这些“不育蚊子”，到底如何抵抗登革热？

沃尔库克是广泛存在于自然界节肢动物体内，接近立克次体，能够通过卵传播的革兰氏阴性细胞内共生菌。 天然存在于世界约65%的昆虫种群和28%的蚊子种类中，不同类型的具有沃尔巴克氏体的雌雄昆虫交配后产生的卵不发育。

早在1967年，科学家就发现沃尔堡氏体能诱导蚊子种群发生细胞质不相容性( ci )，减少蚊子种群数量的现象，研究结果在《自然》杂志上发表。 但是，由于当时技术的局限性，无法人工建立引起ci的蚊子系统，沃尔巴克氏体的应用受到了限制。

2001年，美国肯德基大学的博士奚志勇在导师stephen l.dobson的指导下，开始研究沃尔夫克氏体共生菌已经过了15年。

“科学的迅速发展很有趣”最初认为，如果让这种共生菌具有抗病基因，不就能改造成不能传播媒介蚊子的疾病了吗？ 但在2009年前后，西志勇课题组和另一个课题组发现，天然沃尔夫克氏体本身起到抗登革病毒的作用。

包括奚志勇在内的科学家完全没有料到。 回顾当时的情况，奚志勇无法掩饰自己的喜悦和兴奋。 “科学研究往往不能期待结果。 这是唯一的。 实际情况比想象的好。 当初大家的心情是too good to be true。 ”。

与沃尔夫克氏体的应用研究进行比较，加速。 比尔盖茨是这项技术的第一推动者和有力支持者。 “他愿意投入1500万美元以上，开发这项技术作为对抗登革热、疟疾和其他蚊媒病的工具。” 奚志勇团队在广东的研究作为“登革热根绝”项目的一部分，得到了比尔、梅林达·盖茨基金会和美国国立卫生研究院基金会的资助。 年开始，广东省科技厅全面接管该项目，投入科研经费3000万美元。 研究还得到了广州开发区科技带头人项目的资助。

看到该项目在全球的应用前景，年开始，联合国国际原子能机构与小组合作，为项目提供了进一步的援助。 该机构害虫控制室的专家kostas bourtzis、jeremie gills还与西志勇团队合作克服了技术难点。

中山大学和密歇根州立大学的研究人员使世界上第一个传播疟疾的主要媒介摇蚊和沃尔巴克氏体处于稳定的共生关系，明显降低了人类传播疟疾病原体的能力。 这项研究发表在去年5月9日的《科学》杂志上。

从2011年11月开始，奚志勇团队从果蝇、埃及伊蚊、埃及伊蚊中提取沃尔瓦茨氏体，导入登革热媒介的人类梅花鹿体内，成功建立了稳定的新型携带沃尔瓦茨氏体的蚊子株。

带有新型沃尔瓦茨氏体的雄性与自然界的雌性交配后，所产的卵无法发育。 因此，通过大量释放携带沃尔巴克氏体的雄性蚊子，蚊子的种群数量不足以引起登革热的流行。 蚊子感染沃尔堡氏体后，登革病毒就无法在其体内繁殖和传播。 沃尔库克像“疫苗”一样阻止病毒，防止这些蚊子把登革病毒传播给人类。 这是沃尔巴克体对登革热的基本原理。

第一个“种子”

年前后，团队通过向成千上万只蚊子的胚胎注射，从中筛选出与沃尔巴克氏体达成稳定共生的胚胎，最终成长为雌性蚊子。 这是第一个“物种”。

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胚胎注射。 显微镜的玻璃上排列着密密麻麻的黑点，这是蚊子的蛋。 虽然看起来只有一小撮，但有50只蛋，一个排列整齐，在显微镜下看起来像米粒。 一根尖尖的“注射针管”对准鸡蛋的特殊部位，打入沃尔堡体，“一次注射一个胚胎”。

胚胎注射建立虫株，即整个项目顺利开展的源头，也是两大主要技术之一。

通过注射，带有沃尔巴克共生菌的雌性一旦建立稳定的共生，就会永远携带下去。 “如果它生下一代，就会传给下一代，后代就会携带沃尔巴克氏体。”

奚志勇是第一个成功将沃尔巴克氏的身体转移到登革病毒和疟疾控制的蚊子身上，建立稳定共生的科学家。 每次，奚志勇都会严肃地判断:“建立共生，不仅仅是让细菌感染其他生物。” 两个生物需要形成稳定的共生关系，技术上是将共生菌嵌入蚊子体内，科学上需要两个生物体相互适应，不排斥对方。 ”。 2001年西志勇在美国开始了这项技术的难关。

他假设生鸡蛋中，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发育成生殖系统。 奚志勇团队在蚊子胚胎发育非常早的阶段，必须在特殊时刻将沃尔巴克氏体正确注射到将来成为生殖器官的特殊部位。 “这是最重要的细节”。 生殖细胞进一步生长，孕育出内含共生菌的文芳阁，“形成共生共存关系”。

前两年进展缓慢。 “注射的蚊子第一代带有共生菌，但没有传到第二代，所有结果都阴性，实验失败”奚志勇转向果蝇，最初经常接触果蝇胚胎的胞浆，然后“第三年全部了解，最终成功。”

据说前期探索期是在庞大数量的注射过程中，“注射了数百万个鸡蛋”。 2004年，西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。 “这是我一生中最简单发表的复印件。 ”奚志勇有点兴奋地告诉记者。 这个复印件从提交到出版只有不到两个月。 对《科学》这样的高级杂志的审查很严格，往返编辑经常需要半年以上的时间。

2009年，科学界发现天然沃尔巴克氏体自身可以形成抗登革病毒作用的重要成果后，西志勇团队获得国家批准，通过生物安全检测，沃尔巴克氏体技术的正式应用加速。

年前后，研究小组通过向成千上万只蚊子的胚胎注射，筛选出与沃尔堡氏体达成稳定共生的胚胎，最终成长为雌性蚊子。 这是第一个“物种”，“现在释放所用的蚊子，就是来自这个雌蚊子”。

随着胚胎注射技术日益成熟，目前注射通常不超过500只，虫株筛选成功。 国际上所有课题组都在寻求学习，“在全世界，胚胎注射仍然是我们最大的优势”。

在蚊子工厂“保种”室，奚志勇拿着“保种”笼子进行说明，保种的量通常保持在30个笼子里，每3000只雌蚊子就有1000只。 在密封的网筐上，放着涂有羊血的薄铁板，这是雌蚊子的食物。 前提是雌性每次产卵都要吸血，理想情况下，一只雌性只需要一次血就能产80-100个卵，在实验室通常可以产约3次，也就是说一只雌性能产200-300个卵。 现在，在实际生产中，一筐可以产约5万只蛋。

分辨雌和雄

根据雌雄蚊子头胸的尺度，王晓华自制了雌雄分离器。 “1只个体按每天5小时计算，可以分离出7万~8万只蚊子，正确率为99.8%。” 但是，这种效率还不够，“将来控制范围会扩大，释放量会达到一百几千万，需要更有效率的分离方法”。

蚊子生产负责人王晓华和同事把这些蛋放在塑料水盆里。 在实验室里保持27℃的温度、70%左右的湿度，光与野外一样日夜保持黑白循环。 这个环境最适合蚊子生长。

一两个小时后，他们长成一龄幼虫。 “1克鸡蛋中约有15万个幼虫”。 在最大的“生产现场”，塑料磁盘数十张，每张20张。 每个塑料水盆里，有1万多只幼虫像蝌蚪一样正常游动。 幼虫生长一周后，王晓华必须将它们分离为雌雄。

在目前的释放实验阶段，奚志勇团队只释放携带沃尔巴克氏体的雄性蚊子，如何正确进行雌雄分离成为另一个中心课题。

奚志勇团队使用物理分离法。 按照“雄性头宽1.05毫米-1.2毫米，雌性大致1.3毫米-1.4毫米”雌雄蚊子头胸的尺度，王晓华自制了雌雄分离器。

雌雄蚊子混合的幼虫随着水流在玻璃面上被“过滤”，大的留在上面，越往下尺寸越小。 “1只个体按每天5小时计算，可以分离出7万~8万只蚊子，正确率为99.8%。”

但这个效率还不够。 奚志勇直言:“将来控制范围扩大，释放量达到一百几千万时，需要建立遗传株等更有效的分离方法。”

在全世界，各种雌雄分离的技术正在被尝试和革新。 南美洲成功的地中海果蝇通过雌雄分离，建立遗传变异株，利用蛹某一阶段雌雄温度敏感性的差异，在34℃下过夜后杀死所有雌性，孵化的是雄性。 奚志勇说:“如果用基因株制作，释放量一周将达到10亿只。”

登革热严重的灾区在东南亚、南美等地。 在国内，广东是登革热最典型的高发地区。 年，广东全省报告登革热病例45189例，死亡6例，其中广州报告37357例，占广东总病例的8成。

此次蚊子生产“工厂”的转移也是出于扩大生产规模的需要。 最初，奚志勇团队的蚊子生产能力每周1000-2000只，经过一年的努力，生产规模上升到10万只，是“生产能力的首次突破”。 目前，生产能力从10万头上升到100万头，是新的突破。

“上升到一定量后，要将卵孵化、发育时间、雌雄分离，细分每一步，生产线也要标准化。 ’年，团队正式开始了大规模的培育生产阶段。 “以前不是问题的细节，现在是影响产量的关键，也是产业化和实验室研究的最大区别。 ”。

监测和宣传

沃尔瓦茨氏体技术应用的另一种做法是释放雌蚊子进行种群交换。 雌蚊子对野外蚊子的释放冲击更直接有效，但雌蚊子要叮咬人，就必须控制足够的数量以引起种群置换，但对人的骚扰不会显着增加。

在3平方公里的沙仔岛上，放置着许多徐志勇团队用于监测辐射控制效果的“武器”——蛋引诱器、变成蚊子的“陷阱”。 蚊子吸血后，找个潮湿的地方产卵，用卵引诱器采集蛋，可以估算当地蚊子的数量。

现在的控制效果怎么样？ 奚志勇表示，根据现有数据，在不释放“不育蚊子”的地方，野外蚊子孵化率达到90%。 在受控释放区，有些孵化率为0。 “在持续控制一段时间之后，我希望这个地方(野生蚊子)全部被清除。 ”奚志勇团队正在等待压制效果蔓延到整个岛。

驱蚊器放在垃圾和植物茂盛的地方，内置黑色的小风扇，里面有模拟人体汗味的驱蚊片。 蚊子喜欢黑色，顺着气味来，“狡猾”的人用电风扇把蚊子吸入袋子里。 每隔24小时，韦迎阳和同事装一个袋子，然后收袋子。 “各点不同，多的地方100只以上，少十几只”。

这些捕获的蚊子，送到实验室检查诊断。 这部分业务由杨翠领导质量管理小组完成，是“类似医院检验科”。 实验室有一个比较沃尔巴克氏体的分子诊断环节，他说:“(如果有沃尔巴克氏体)有发光带，如果没有空就是白色的。” 这样，奚志勇团队就可以清楚地检查这些蚊子是否有沃尔巴克氏体，以及有多少蚊子有沃尔巴克氏体，“这样就可以知道外面的比例是如何控制的”。

如果释放的不育雄蚊和野外雌蚊交配后，不产卵，没有下一代，维持一定的时间特性比例，野外蚊种群就会下降，达到种群压制的效果，“维持压制效果，最终根除整个传染病种群”。

西志勇介绍说:“我们项目的第一期控制蚊子的传播数量，叮咬人的雌性减少，释放的雄性不咬人，所以老百姓也支持。” 但是，为了持续保证效果，必须设置防止外部野外蚊子飞来的屏障，使雄性蚊子持续放出。 目前，沙仔岛局部地区的压制效果超过了90%。

除了释放不育的雄蚊子、减少野外蚊子种群外，沃尔巴克氏技术应用的另一个方法是释放雌蚊子进行种群交换。

负责社区教育的郑小英说:“种群更替相比较简单，就像种杂交水稻一样，我们种蚊子，但需要进一步推进和教育社区。” 雌蚊子对野外蚊子的释放冲击更直接有效，但雌蚊子要叮咬人，就必须控制足够的数量以引起种群置换，但对人的骚扰不会显着增加。 奚志勇说:“种群的压制效果达到90%以上，如果得到充分的社区支援，将开始更换种群。”

西志勇团队与登革热肆虐的墨西哥和巴基斯坦合作，进行了种群压制和种群更替。 另外，还计划与印度进行疟疾控制试验。

负责申报工作的钱伟表示，根据国家有关规定，沃尔巴克的技术需要应用成熟的鉴定，等两个现场实验点成功后才能通过。 两年前，钱伟在农业部把沃巴克次体作为微生物农药首次获得了田间试验许可。

蚊子育种

育种中的蚊子篮上写着吸血和产卵的详细日期，容易管理。

雌雄分开

雌雄蚊子混合的幼虫随着水流在玻璃面上被“过滤”，大的留在上面，越往下尺寸越小。

释放蚊子

工作人员驾驶机动三轮车释放雄性，岛上的居民习惯于此空。

引诱蚊子

放置在野外的蚊蝇诱捕器。 捕获的蚊子被送到实验室检查诊断。

检测效果

工作人员检测蚊子的核酸。

ta们是谁？

奚志勇教授团队

小组成员由中山大学、美国密歇根州立大学、美国肯塔基大学、国际原子能机构、中国疾病预防控制中心、广州市疾病预防控制中心、广州大学、华南农业大学和南京农业大学等联合组成，开发共生菌沃尔巴克氏体，

最新成果

国际上首次建立了沃尔巴克氏体与登革热媒介的共生，成果发表在《科学》上。

国际上首次发现了沃尔巴克氏体的抗病毒作用，明确了其抗病毒机制，成果发表在了美国科学院新闻( pnas )和plos pathogens上。

取得农业部颁发的中国首个沃尔堡氏体作为微生物农药田间试验许可证，在中国首次开展了蚊虫治疗项目。

国际上首次建立了沃尔巴克氏体与疟疾蚊媒的共生，成果发表在《科学》上

自主开发设计雌雄分离器、沃尔堡体的分子诊断分型试剂盒

与国际原子能机构全面合作，建立沃尔巴克氏体与辐射技术的有机结合，设计用于昆虫辐射照射的专用辐射计的生产

应用墨西哥政府和沃尔巴克氏体达成抑制登革的合作意向

广州目前正在建设世界上最大的蚊子生产基地。

关键词:沃尔巴克氏体； 不孕症治疗； 生产现场。 虫株； 内共生； 突变株； 蚊子种类； 蚊媒病； 生产规模； 种子

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