解码采采蝇基因秘密:控制非洲锥虫病的重大科学突破(6:49)

解码采采蝇基因秘密:控制非洲锥虫病的重大科学突破(6:49)

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在撒哈拉以南非洲,生长着一种奇特的苍蝇-----釆釆蝇。这种嗜血的昆虫依靠吸食人和动物的血液为生,并在人类和牲畜中传播致命疾病,每年给畜牧业和农业造成数十亿美元的损失。长期以来,粮农组织与国际原子能机构合作,利用昆虫辐照不育技术来控制釆釆蝇。现在这两个机构的合作又产生了一个重大的科学突破:这就是测定了采采蝇的基因组序列。世界由此将有望研究出新的、更有成效的控制采采蝇的方法,造福非洲人民。请听联合国电台记者黄莉玲的报道。

4月25日发表的最新一期《科学》期刊发表了一篇题为《采采蝇基因组:非洲锥虫病的宿主》的论文。就像《科学杂志》的众多其他论文体现着世界在科学研究方面的最新成果一样,采采蝇基因组序列的测定是一个重大科学突破。

负责领导这项研究的粮农组织-国际原子能机构核技术农业应用联合司分子生物学家科斯塔斯·布尔齐斯(Kostas Bourtzis)表示,采采蝇基因组序列的测定为控制这种在非洲造成严重危害的昆虫带来了新的希望。

布尔齐斯:“釆釆蝇是在撒哈拉以南非洲导致人类和动物患上锥虫病的寄生虫的宿主。釆釆蝇因其独特的生物特性而闻名。基因的独特性质决定了不同种类的釆釆蝇的功能和生物特性,包括繁殖特性,交配的时候雌性和雄性的行为特点等。对特定种类的釆釆蝇的基因的深入了解将对采取怎样的行动控制这种害虫起着决定性的作用。”

采采蝇仅存在于非洲,它是一种引起致病疾病的单细胞寄生虫锥虫的宿主。采采蝇仅依靠一种食物为生:人类和食草动物的血液。当采采蝇吸食了感染了锥虫病的人或病兽的血,锥虫便进入采采蝇的体内大量繁殖,当采采蝇再次叮咬时,锥虫随其唾液进入被叮咬的人或动物体内。

人被叮咬后,锥虫会入侵到神经系统,病人会不断陷入昏睡状态,因此人类的锥虫病又称昏睡病。昏睡病经治疗后,死亡率仍然高达到7%。根据世界卫生组织估计,非洲感染昏睡病的人最多可以达到50万,每年新增病例超过4万。家畜锥虫病则是在非洲撒哈拉以南870万平方公里的广大地区发展畜牧业面临的最大威胁之一,这种病会使家畜逐渐虚弱,生殖力下降,体重减轻,产肉和产奶率至少降低50%,撒哈拉以南地区每年有300 万头牛和其他家畜死于这种疾病。

布尔齐斯:“据估计,现在有1700万人面临因釆釆蝇而感染锥虫病的风险。在锥虫病肆虐的地区,养殖家畜困难重重,每年因此造成的经济损失高达数十亿美元。”

目前没有针对锥虫病的疫苗,因为锥虫能够逃避哺乳动物的免疫系统。当前的控制方法主要是诱捕采采蝇、使用农药和采用昆虫绝育技术。至于药物治疗锥虫病,在疾病发展的初期阶段疗效较好,越到后期,治疗越复杂,药物的毒性越高,效果越差,费用也越昂贵。

布尔齐斯:“目前控制锥虫病的手段是有限的,因为不可能开发出疫苗。现在的兽医治疗在绝大多数情况下会造成负作用,而且药物的耐药性问题越来越严重。”

采采蝇有一些非常独特的生物特性。与一般昆虫产卵不同,采采蝇的幼虫单个地在雌虫的子宫内孵化、发育。幼虫以雌虫子宫壁上一对乳腺分泌的营养液为食。雌蝇若能吸饱血液,一生中每10天生出一只发育成熟的幼虫。幼虫产出落地后,即钻入土中,1小时内即化蛹,数周后羽化为成虫。

粮农组织-原子能机构联合司分子生物学家科布尔齐斯表示,科学家们在测定采采蝇的基因组序列的过程中,发现了沃尔巴克氏共生细菌(Wolbachia)的大量基因水平转移到采采蝇的基因组中,采采蝇与沃尔巴克氏细菌和其他两种共生细菌的这种复杂关系可以部分地解释其嗜血、胎生和泌乳喂养幼虫的独特生物学特性。

布尔齐斯:“我们研究了具有代表性的几种釆釆蝇的遗传代码,对其生物特性有了深入的了解,这将加速相关研究,帮助科学家找出新的补充性的战略,减少为防治釆釆蝇而在杀虫剂和药品方面付出的高昂代价。”

近三十年来,粮农组织-国际原子能机构核技术农业应用联合司一直致力于利用昆虫不育技术对采采蝇实施大面积的综合防治。科研人员首先大量饲养采采蝇,并用伽玛射线进行辐照处理,导致采采蝇雄性不育。然后释放这些不育的雄虫,让这些雄虫在自然界中同野生雌虫交配后产生完全不育的后代。这一技术已经使坦桑尼亚在桑给巴尔岛根除了采采蝇,并有望在不久的将来在埃塞俄比亚南部大裂谷地区根除采采蝇。

科布尔齐斯表示,采采蝇基因组序列的测定是长达10年的国际科技合作的结果,在此基础上研发出来的新的采采蝇控制技术将对昆虫不育技术进行重要和有益的互补。

布尔齐斯:“有一百多名拥有不同专业知识背景的科学家加入了这项研究,这些科学家来自非洲、欧洲、亚洲和美洲四个大陆。目前粮农组织-国际原子能机构核技术农业应用联合司还在支持十四个非洲国家控制釆釆蝇。我们力图采用新的方法,配和昆虫不育技术应对釆釆蝇。只有这些方法才是真正有效而且可持续的。”

黄莉玲,联合国纽约总部报道。