【科技新知】「生物防治法」能打趴病媒蚊，Google、國衛院皆投入研發

張貼者：Allan

閱讀人數：6113人 張貼日期：2020-05-18 04:49:59
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天氣漸趨炎熱、蚊蟲叮咬困擾隨之而來，到郊外踏青接近大自然原本令人心情愉快，但若被蚊子叮了以後又痛又癢，真的是非常殺風景。不舒服事小，蚊子還能傳染登革熱、日本腦炎、瘧疾及茲卡病毒等疾病，嚴重時甚至致命，全球每年都有數十萬人因蚊子傳染的疾病喪命。若能有效控制病媒蚊數量，將能拯救非常多生命。   控制病媒蚊需倚賴生物防治法 近年來由於全球暖化，蚊蟲繁衍滋生更猖獗，加上蚊子對多種殺蟲劑產生抗藥性，因此利用「生物防治」（Biological control）法控制病媒蚊數量，已成為人類必須倚賴的選項。今年 4 月，刊登在《自然生物技術》（Nature Biotechnology）的研究顯示運用生物防治法，加州某些地區的蚊子數量減少 99%。 利用細菌抑制病媒蚊繁衍 沃巴赫氏菌（Wolbachia）是能用於對抗蚊子的細菌，與昆蟲共生、廣泛分布於大多數節肢動物。感染沃巴赫氏菌的雄性與未被感染的雌性昆蟲交配後，產下的卵發育會受阻，影響幼蟲孵化，有些種類的沃巴赫氏菌還會縮短感染蚊子的壽命。 這類細菌在害蟲生物防治和阻斷蟲媒病的傳播方面有極大應用潛力，目前，全球已有許多國家展開野放受沃巴赫氏菌感染的雄蚊，讓牠們與野生雄蚊競爭雌蚊，使蟲卵無法順利孵化而抑制蚊子數量。在台灣，國衛院位於台南的「國家蚊媒傳染病防治研究中心」（蚊媒病中心），正積極研究運用沃巴赫氏菌為台灣防治登革熱的生物防治工具。 病媒蚊生物防治的技術瓶頸 這種所謂「不孕昆蟲」（sterile insect technique，SIT）的防疫技術理論上並不困難，但最大挑戰是所需蚊子數量相當龐大，且必須辨識雄蚊、剔除雌蚊，最後透過野放感染沃巴赫氏菌的足夠數量雄蚊，才足以壓制病媒蚊數量。 Google 關係企業投入病媒蚊生物防治之研發 由數位巨擘 Google 投資的 Verily Life Sciences 公司，近年來投入病媒蚊生物防治研發工作──「除蟲計畫」（Debug Project），設立大型蚊子繁殖工廠，以自動化機器將孑孓孵化成蚊子，並分裝在容器中餵食生產超過千萬隻蚊子。

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為了避免野放會叮人的雌蚊到社區，他們還開發挑出雄蚊並感染沃巴赫氏菌的自動化設備。首先，在蛹階段先以篩子篩選較小的蛹，因為這些大部分是雄蚊；待蛹孵化為成蟲後，一隻隻蚊子會通過影像篩選裝置（軟體會對每個影像評分），雄蚊的外觀特徵較少，得分過低的蚊子也會剔除。 通過評分的蚊子輸送至野放箱後，軟體會將分數較低的影像交由人眼檢查，如果發現有雌蚊在箱子裡，則整箱蚊子都不會野放。研究團隊還光學處理蚊子，在每隻蚊子身上加上數字辨識符號，能在野放後以 GPS 定位持續追蹤蚊子的所在位置。此外，除蟲計畫團隊是以人工智慧演算法決定野放雄蚊的最佳地點及數量。 利用生物防治法消滅病媒蚊，已證實非常有效 先前 Google 母公司 Alphabet 協助澳洲研究機構「澳洲聯邦科學與工業研究組織」（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation，CSIRO）的研究人員，在詹姆士庫克大學（James Cook University，JCU）實驗室內繁殖了數百萬隻感染沃巴赫氏菌（Wolbachia）的雄性埃及斑蚊。 研究團隊將這些公蚊野放到昆士蘭（Queensland）因尼斯費鎮（Innisfail），結果會叮人的雌性埃及斑蚊數量驟減，整體蚊子數量下降 80% 以上，證實這項新興的生物防治技術能有效降低病蚊媒威脅。 從 2018 年 4~10 月，Verily 與加州當地滅蚊公司（MosquitoMate）合作，每天在 3 個社區釋放 8 萬隻蚊子，合計總共野放超過 1 千萬隻，實施野放後，這些區域內幾乎捉不到任何一隻雌蚊。跟野放前相比，蚊子數量大幅下降 95%，而在較封閉的社區（外地蚊子無法進入），蚊子數量更減少高達 99%。 結語 參與除蟲計畫的資深科學家克勞福德（Crawford）博士指出，Verily 欲將野放蚊子的範圍擴展至加州全境，因病媒蚊孳生若不控制，傳染疾病將造成醫療體系及社會經濟負擔。武漢肺炎疫情嚴峻之際，除蟲計畫首席科學家布拉德利‧懷特（Bradley White）博士強調，有效抑制蚊子的危害在此時更顯重要，因為諸如登革熱等「蚊媒傳染病」若大爆發，將加重醫療院所負擔，屆時醫療體系必然面臨崩潰危機。

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Efficient Production of Male Wolbachia-infected Aedes Aegypti Mosquitoes Enables Large-Scale Suppression of Wild Populations A Google Plan to Wipe Out Mosquitoes Appears to Be Working （首圖來源：James Gathany [Public domain], via Wikimedia Commons）

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