世界最大蚊子工厂每周产50万只绝育雄蚊 抗击登革热(图)
第一个“种子”
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”。
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。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。”
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。”
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。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，不排斥对方。”2001年奚志勇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”。
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。”奚志勇有些激动地告诉记者，这篇文章从提交到刊发只花了不到两个月。像《科学》这样高级别的杂志评审较严，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批复，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，筛选出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”。
在蚊子工厂“保种”室内，奚志勇拿起一只“保种”笼解释，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。
分辨雌与雄
按照雌雄蚊子头胸尺度的不同，王晓华自制了雌雄分离器。“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，“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”。
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。
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”。
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45189例，死亡6例，其中广州报告37357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。
“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。”
监测与推广
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。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。
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。
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，被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”。
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。
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。
TA们是谁
奚志勇教授团队
团队成员由中山大学、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，致力开发和应用共生菌沃尔巴克氏体控制登革和疟疾的传播，并开拓沃尔巴克氏体在重大农业害虫上的应用。
最新成果
国际上首次建立沃尔巴克氏体与登革蚊媒的共生，成果发表在《科学》上；
国际上首次发现沃尔巴克氏体的抗登革病毒作用并揭示其抗病毒机制，成果发表在PNAS（《美国科学院院报》）和Plos Pathogens上；
获得农业部颁发的中国首个沃尔巴克氏体作为微生物农药的田间试验许可证，并在中国首次开展以蚊治蚊项目；
国际上首次建立沃尔巴克氏体与疟疾蚊媒的共生，成果发表在《Science》上；
自主开发设计雌雄分离仪、沃尔巴克氏体的分子诊断分型试剂盒；
与国际原子能机构展开全面合作，建立沃尔巴克氏体和射线技术的有机结合，并设计生产用于昆虫射线照射的专用射线仪；
与墨西哥政府达成应用沃尔巴克氏体控制登革的合作意向；
在广州建立目前世界上最大的蚊子生产基地。
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