转基因蚊子:可存活于四环素污染的环境中

By admin - 时间: 星期二, 四月 3, 2012

来源:TWN生物安全简报

作者:Camilo Rodriguez-Beltran

翻译:陈晨

在评估通过RIDL技术获得的转基因(GM)埃及伊蚊时应将最新科学发现及信息纳入考量。 该技术由Oxitec生物技术公司研发,在没有抗生素四环素的条件下,主要释放携带一项具遗传规律的雄性GM蚊子,致使后代于幼虫阶段死亡。此种技术,旨在抑制蚊子种群增长,降低通过埃及伊蚊传播的登革热的发病率。

TWN生物安全简报列举了两个相互关联的案例,以使公众能获得最近的相关信息,这在预测该种转基因技术的潜在环境与健康影响方面有着重要意义。

1. 在四环素自然存在的环境下存活

Oxitec确认了这样的事实,即在四环素存在的环境中,实验室条件下GM蚊子幼虫的存活率在3%左右。这种水平的存活率本身引发了其对生态系统与健康影响的问题,而风险评估者们却在深知此类问题的情况下批准了GM蚊子在开曼群岛、马来西亚和巴西的田间释放,美国正对此进行进一步审核。报告中描述到,试验中用于控制幼虫存活率的四环素浓度是30 μg/ml (Alphey, 2005),此浓度下,四环素致毒剂量不会影响存活率。

该公司最近公布了一项机密报告 (Nimmo et al.), 涉及了四环素实验室污染的问题。这引起了人们对独立试验的注意,转基因系的存活率上升到了15%。结果解释说,因为试验中使用的食物中含有可能用抗生素如四环素饲养的鸡肉。公司也承认该试验中四环素污染是幼虫存活的根源(Oxitec, 2012)。

然而此试验中,并未对四环素的浓度进行描述。但这应该是生物安全管理者所关心的问题,用以评估释放的很可能遭遇抗生素存在的动物和含有此类动物粪便的土壤/水体的GM蚊子的命运。评估过程中应当进行剂量反应测试,特别是基于评估所开展的特定的环境条件。“隔离环境中发现的四环素,其含量不足以确保蚊子存活”的断言(Oxitec, 2012) 应当进一步用独立的、同行评议的、深入的科学数据来予以证实。

环境中存在的四环素,尤其是存在于商业化动物饲料中的四环素,被视为一个风险因素。因其会导致埃及伊蚊滋生地的污染,进而导致成虫的成功发育,进而影响到RIDL技术的功效(Patil et al., 2010)。转基因蚊子从幼虫到成虫的存活可以限制该项技术在有效的控制种群方面的潜力,并且由于显示出转基因特性的雌性蚊子数量的增加,可能导致其他未知的风险。

鉴于这些信息,监管者们在评估中应当对以下问题予以考虑:

1) 农场动物体内以及农业土壤及GM蚊子已经获得释放的特殊环境中,水分中抗生素中四环素类的浓度是否已经得到测试?

2) 在特定环境中能诱发致死系统转换的最低浓度是多少?

3) 抗生素中所有四环素族化合物与其分解产物因为其最低浓度相同进而发挥同样的作用吗?

4) 这些情况下GM蚊子的习性?

5) 环境四环素污染情况下的风险管理策略?

2. 生活污水环境中蚊子的繁殖

一般认为,埃及伊蚊只能在干净的水环境中才能繁殖(Christophers, 1960),并且该信息已被用于GM蚊子环境释放的风险评估。然而,越来越多的刊物刊载了试验及观察所得数据,证明生活污水污染环境中的埃及伊蚊繁殖的信息更加重要。

一组波多黎各的研究人员,在波多黎各南部的化粪池中发现了大量的埃及伊蚊(Barrera et al., 2008)。尼日利亚也出现了类似的观察结果(Irving-Bell et al., 1987),但是同时也强调道:“蚊子的出现并不足以证明其不成熟的发育已经能够在受污染的水源中进行” (Burke et al., 2010)。

然而,两项近期的研究已证实,在福罗里达以及波多黎各(Burke et al., 2010)的化粪池中出现了埃及伊蚊的幼虫(Hribar et al., 2004)。Burke及其同事的研究显示,水体中收集到的未成熟埃及伊蚊的数量与研究区域内化粪池中暴露的成虫的数量呈显著相关性,该研究还强烈建议该物种正在使用未经处理的生活污水作为水生生物的栖息地而不仅仅是休憩场所(Burke et al., 2010)。而且,萨尔瓦多国家卫生当局已证实健康研究与发展中心科学家的发现,埃及伊蚊可以在污水中再生,而不仅是在清水中(Martinez, 2011)。

巴西的一项研究证实了埃及伊蚊在环境污水中的发育(Beserra et al., 2010)。科学家总结道,埃及伊蚊并未表现出任何在净水中产卵的异常行为。在该项研究中,来自大坎皮纳城区未经处理的生活污水与其他五份不同来源的水样,被用于实验室测试,用来研究埃及伊蚊在两种更不同情况下(提供或者不提供食物)的产卵行为以及发育情况。 除了幼虫成活率(供给食物37%,不供给食物55%)相似之外,在未处理的生活污水中的幼虫发育情况完全一致。雌性和雄性在未经处理的生活污水中寿命的增长与在其他环境中水源中并未表现出不同。科学家也研究了不同水源对雌性的产卵吸引力,他们并未发现未处理生活污水与那些其他水生环境吸引力存在统计学上的差异。他们最后总结道,雌性并不会被干净水资源吸引,这就代表了埃及伊蚊对不同环境情况的一种灵活的适应性,即使是高度污染的水资源。这些发现对控制及检测的重定向行为非常重要,尤其是对在生活污水系统处理的基础设施非常靠近居民区的区域(Beserra et al., 2010)。

最近相关文献研究方面,建议对会成为埃及伊蚊滋生地的生活污水和人类处理的水生环境释放前进行进一步研究。这则信息是Oxitec公司GM蚊子评估者最关切的问题。当下应当考虑埃及伊蚊在潜在的被四环素污染的水体环境中繁殖与发育,对致死系统的抑制的问题。在将四环素用于人体抗生素方面的文献记载很多,此类用途的四环素可以在生活污水中被发现,因为其会通过治疗后的尿液,或含有四环素的肉类的消费,或药品的直接丢弃而进入污水系统中。

居民区中有GM蚊子出现的情况下, 以下相关问题值得考虑:

1) 是否已对当地污水系统中的四环素族类抗生素浓度进行了测定?

2) GM蚊子在被四环素污染的环境中的暴露情况如何?其宿命又是如何?

3) GM蚊子在这些水生系统中的暴露是否已经在风险管理系统中预测过?

Camilo Rodriguez-Beltran是智利del Desarrollo大学创新型跨学科的一名研究员及讲师。他也是生物安全顾问以及新西兰Canterbury大学生物安全综合研究中心(NBI)的成员之一。

分类 动物、昆虫和其它生物, 生物安全与生物技术 • • TOP