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将蚊子变成疟疾斗士

传播这种疾病的讨厌昆虫也可以传递疫苗。

作者:Bryn Nelson
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成年蚊子通过膜式喂食器网状物吸食人血。图片来源:Will Betz/Seattle Biomed

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Stefan Kappe 将左手伸入一个充满蚊子的有机玻璃箱,看着这些蚊子疯狂地吸食他的血液。幸运的是,它们并没有将 Kappe 感染上人类疟疾寄生虫,疟疾寄生虫在 2012 年感染了全球约 2.07 亿人,并导致约 62.7 万人死亡。相反,这些昆虫是一个通过实验室培育的蚊子开发疟疾疫苗的非传统项目的组成部分。

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在西雅图生物医学研究所潮湿的、宿舍大小的“沼泽室”里,浅塑料盆里的蚊子幼虫蜕变成各种形态,它们以香料研磨机提供的热带鱼食为食。随着它们的生长,昆虫会“毕业”到中国外卖盒中;其中一些最终会被放入繁殖笼。

一名技术人员正在喂养托盘中的蚊子幼虫。(图片来源:Seattle Biomed)

Seattle Biomed

Kappe 是该研究所疟疾项目实验室的负责人,他说:“蚊子是吸血机器,疟疾寄生虫非常有效地劫持了这种机制。” 疟疾寄生虫(恶性疟原虫)拥有超过 5,000 个基因和极其复杂的生命周期,它们一贯地战胜了人类免疫系统,并长期以来挫败了疫苗开发的努力。

目前有二十多种疫苗正在研发中,其中大多数依赖于部分寄生虫。其中一种进展最快的疫苗将寄生虫的表面蛋白与乙肝病毒的另一表面蛋白融合,以触发免疫反应。初步结果显示保护率高达 56%。Kappe 说:“这是一个巨大的成功,但还不够。”

因此,Kappe 和他的同事们正在通过基因工程改造一种由完整但减弱的疟疾寄生虫制成的疫苗,希望为免疫系统的抗体和杀伤性 T 细胞提供更多的攻击目标。这增加了潜在的有效性,同时也增加了风险。

血液周围持续的水流使其保持在 98.6 华氏度,以吸引蚊子。(图片来源:Will Betz/Seattle Biomed)

Will Betz/Seattle Biomed

研究人员在人血培养皿中培养改变后的寄生虫,然后将它们喂给嗜血的雌蚊。每只蚊子可以携带 30,000 到 40,000 个正在发育的寄生虫,这些寄生虫成熟后会迁移到昆虫的唾液腺。然后,蚊子就像一连串微型鱼雷一样,将现在可能是一种抗疟疾疫苗的物质注入到实验室小鼠或人类志愿者体内。

Kappe 说:“全器官疫苗的问题是如何使其安全。” 他疫苗的一个早期版本只部分削弱了寄生虫,这意味着在极少数情况下仍可能引起疟疾,但 Kappe 相信他的实验室此后已通过删除对寄生虫发育至关重要的三个基因,完全使其失效。新疫苗的类似版本在早期测试中保护了 100% 的实验室小鼠。

今年夏天,Kappe 和他的同事们将让十二名人类志愿者接触携带疫苗的蚊子,随后将引入一批携带全强度疟疾寄生虫的蚊子。如果疫苗在本次和后续的临床试验中被证明有效,下一个挑战将是扩大残疾寄生虫的生产规模,并改用注射器而不是蚊子来注射。

[本文最初以“蚊子注射的抗疟疾药物”为标题刊登在印刷版上。]

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