用核科學應對病媒傳播的疾病

蚊子是人類最致命的敵人之一，因為它們能夠傳播瘧疾和寨卡病毒病等疾病，可在全球范圍內造成破壞。然而，一些國家正在使用一種以核為基礎的生育控制方法——昆蟲不育技術，來防治登革熱等蚊子傳播的疾病。

孟加拉國就是這樣一個國家。“2019年，登革熱以前所未有的規模肆虐孟加拉國。報告病例超過10萬例，我們的衛生系統不堪重負，人們出現嚴重的流感樣癥狀，超過150人失去了生命。”孟加拉國原子能委員會食品和輻射生物學研究所所長MahfuzaKhan說。長期的季風降雨為伊蚊提供了理想的滋生地，伊蚊傳播登革熱和其他疾病，如寨卡和基孔肯雅病毒病。“在我們為拯救人們免受這些疾病的侵襲而斗爭的時候，我們防治蚊子的努力應該集中在綜合方法上，包括使用昆蟲不育技術。”

2019年8月，孟加拉國向原子能機構發出求助。隨后制定了一項四年計劃，以實施昆蟲不育技術，作為防治伊蚊全地區綜合害蟲防治計劃的一部分。

包括巴西、古巴、德國、希臘、印度尼西亞、意大利、馬來西亞、毛里求斯、墨西哥、西班牙和美利堅合眾國在內的一些國家正在發展使用昆蟲不育技術來防治蚊子。孟加拉國也在“和平利用倡議”的支持下發展使用昆蟲不育技術。

昆蟲不育技術是一種環境友好型技術：首先批量飼養目標昆蟲，然后利用輻射使其不育。沒有生育能力的雄性昆蟲被包裝起來，送到受感染的地區，然后釋放出來與野生雌性昆蟲交配。交配的結果不產生后代，隨著時間的推移，減少了野生昆蟲的數量。這項技術已經使用了70多年，成功地控制了一些農業昆蟲害蟲。

“應孟加拉國的請求，原子能機構與聯合國糧食及農業組織（糧農組織）合作，派出了一個多學科小組，對疫情進行評估，并幫助當地專家制定計劃，利用昆蟲不育技術與其他方法相結合，抑制傳播疾病的蚊子。”糧農組織/原子能機構糧農核技術聯合處蟲害防治科科長Rui CardosoPereira說。

自2016年以來，該計劃已收到來自日本、英國和美國的近250萬歐元資金，以幫助推進昆蟲不育技術相關研發，用于蚊子防治，并克服大范圍使用該技術防治伊蚊以及傳播瘧疾寄生蟲的瘧蚊的挑戰。

批量飼養蚊子

“ 對于蚊子， 在昆蟲不育技術大規模使用之前，必須克服某些挑戰，”Cardoso Pereira說。這些挑戰中的第一項是如何喂養和飼養將被輻照釋放的蚊子。

研發工作提高了批量飼養的成本效益。在架子和籠子的設計上，從不銹鋼改用更便宜的鋁和塑料以及其他的改進，使得大規模實施批量飼養條件成為可能。

將雌性與雄性分開

叮咬和傳播疾病的是雌蚊，所以確保只放出經過不育處理的雄蚊是至關重要的。

在伊蚊中，由于雌性蛹比雄性蛹大得多，所以在蛹階段就可以將雄性和雌性分開。但這種方法并不總是精確的，因為蛹的大小受飲食、飼養條件、蟲群密度等環境因素的影響。因此，為了進一步優化雌雄伊蚊的分離，糧農組織/原子能機構聯合處的科學家們在一個由“和平利用倡議”支持的項目中，開發了一種能使雌蚊的眼睛呈現紅色、雄蚊的眼睛呈現黑色的遺傳性別鑒定株，這有望促進昆蟲不育技術應用中的性別分離。

輻照蚊子

歷史上，X射線輻照裝置曾作為昆蟲不育技術計劃的一部分，用于對昆蟲害蟲進行批量絕育。原子能機構和糧農組織最近進行的研究表明，X射線輻照裝置也適用于這一過程。美國佛羅里達州李縣蚊子防治區的科學家們正是利用X射線，與原子能機構合作開展了針對伊蚊的昆蟲不育技術計劃。“伊蚊對我們的地區具有入侵性，并且對殺蟲劑的抗性越來越強，使得傳統的防治技術變得不那么有效。”李縣蚊子防治區應用科學和技術經理Rachel Morreale說。“由于我們的計劃是通過X射線而不是X射線進行絕育，我們可以提供不同的視角和方案。”

李縣蚊子防治區得到了原子能機構的支持，包括協助其進行X射線機的校準。“我們所學到的經驗和我們所做的改進可以為其他國家提供很大的幫助，”Morreale補充道。

無人機釋放脆弱的害蟲

蚊子很脆弱，在昆蟲不育技術計劃期間將蚊子釋放到環境中不會損害或殺死它們，這一點非常重要。巴西的研究人員和糧農組織/原子能機構聯合處的專家發現，無人機可以提供一種解決方案。這些研究人員在2018年進行的一項研究表明，使用無人機進行釋放對昆蟲造成的損害最小，而且比其他釋放技術（例如從地面釋放）更具成本效益、速度更快。

“對于巴西團隊來說，使用無人機是降低大規模釋放成本的創新方法，”巴西莫斯卡梅德生物工廠的技術科學經理Maylen Gómez Pacheco說。“我們可以通過原子能機構分享這項試驗的成果，支持昆蟲不育技術在其他流行病學和社會環境中的試點試驗，以防治蚊子，并最大限度地減少世界各地許多社區的痛苦。”