蚊子每年造成的死亡人數比其他任何動(dòng)物都要多。據估計，2023 年蚊子導致了約 2.63 億人感染瘧疾，近 60 萬(wàn)人因此死亡，其中 80% 是兒童。此外，最近在廣東地區傳播的基孔肯雅熱，同樣由蚊子（伊蚊）傳播。
近年來(lái)，遏制瘧疾傳播的努力陷入停滯，原因主要有有兩方面，一方面是蚊子對殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生了抗藥性，另一方面是蚊子體內引發(fā)瘧疾的瘧原蟲(chóng)對青蒿素等治療藥物產(chǎn)生了抗藥性。
2025 年 7 月 23 日，加州大學(xué)圣地亞哥分校 Zhiqian Li、約翰·霍普金斯大學(xué) Yuemei Dong 作為共同第一作者，在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Nature 上發(fā)表了題為：Driving a protective allele of the mosquito FREP1 gene to combat malaria 的研究論文。
該研究另辟蹊徑，使用 CRISPR-Cas9 基因編輯技術(shù)對亞洲主要的瘧疾傳播媒介--斯氏按蚊進(jìn)行了基因編輯，將其從 FREP1L224 編輯為 FREP1Q224，這僅僅一個(gè)氨基酸的改動(dòng)，能夠有效阻斷瘧原蟲(chóng)的傳播過(guò)程，再利用新型連鎖等位基因驅動(dòng)系統，將FREP1 Q224 等位基因有效地驅動(dòng)到 FREP1 L224蚊子種群中，從而使蚊子種群抵抗瘧疾感染。這種抗瘧疾驅動(dòng)系統提供了一種新的遺傳方法，有助于消除瘧疾。
在這項新研究中，研究團隊聚焦于一個(gè)名為的 FREP1 的基因，其編碼的 FREP1 蛋白有助于蚊子在叮咬時(shí)的發(fā)育和吸血。在岡比亞按蚊中，天然存在一種 FREP1 等位基因突變--第 224 位的亮氨酸（L224）突變?yōu)楣劝滨０罚≦224），該突變被鑒定為賦予蚊子抵抗惡性瘧原蟲(chóng)傳播的候選關(guān)鍵多態(tài)性位點(diǎn)，瘧原蟲(chóng)利用 FREP1L224 游向蚊子的唾液腺，從而在蚊子叮咬時(shí)感染人類(lèi)。
研究團隊利用基于 CRISPR-Cas9 的同源定向修復，對亞洲主要的瘧疾傳播媒介--斯氏按蚊進(jìn)行了基因編輯，將其從 FREP1L224 編輯為 FREP1Q224，結果顯示，這一小小的改動(dòng)，能夠有效阻止兩種不同類(lèi)型的瘧原蟲(chóng)（惡性瘧原蟲(chóng)、伯氏瘧原蟲(chóng)）進(jìn)入蚊子的唾液腺，從而防止瘧原蟲(chóng)的感染和傳播，且不影響蚊子的正常生長(cháng)和繁殖。
與傳統的基因敲除不同，FREP1Q224 只修改了一個(gè)氨基酸，且該突變類(lèi)型天然存在，修改后的蚊子與天然蚊子基本無(wú)異，避免了可能引發(fā)的生態(tài)災難。
那么，如何讓這種抗瘧基因快速覆蓋斯氏按蚊種群呢？
研究團隊進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了一種連鎖等位基因驅動(dòng)系統，利用 CRISPR 技術(shù)鎖定 FREP1L224，驅動(dòng)系統攜帶的 FREP1Q224 強制替換蚊群中的 FREP1L224，蚊群中的 FREP1Q224 的頻率在 10 代內就能從最初的 25% 提高到 93%，FREP1Q224 在蚊群中的迅速傳播，從而抑制了瘧原蟲(chóng)導致的瘧疾傳播。
研究團隊表示，這項研究的美妙之處在于，利用了一種天然存在的蚊子等位基因，通過(guò)精準基因編輯，將其變成一個(gè)強大的屏障以阻斷多種瘧原蟲(chóng)的傳播，該方法還可能適用于不同的蚊子物種和蚊子種群，為抑制瘧疾傳播開(kāi)辟了一種適應性強、切實(shí)可行的新道路。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09283-6
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