蚊子每年造成的死亡人數(shù)比其他任何動(dòng)物都要多。據(jù)估計(jì)，2023 年蚊子導(dǎo)致了約 2.63 億人感染瘧疾，近 60 萬人因此死亡，其中 80% 是兒童。此外，最近在廣東地區(qū)傳播的基孔肯雅熱，同樣由蚊子（伊蚊）傳播。
近年來，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(duì)殺蟲劑產(chǎn)生了抗藥性，另一方面是蚊子體內(nèi)引發(fā)瘧疾的瘧原蟲對(duì)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(guó)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(duì)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的傳播過程，再利用新型連鎖等位基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將FREP1 Q224 等位基因有效地驅(qū)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(qū)動(dòng)系統(tǒng)提供了一種新的遺傳方法，有助于消除瘧疾。
在這項(xiàng)新研究中，研究團(tuán)隊(duì)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傳播的候選關(guān)鍵多態(tài)性位點(diǎn)，瘧原蟲利用 FREP1L224 游向蚊子的唾液腺，從而在蚊子叮咬時(shí)感染人類。
研究團(tuán)隊(duì)利用基于 CRISPR-Cas9 的同源定向修復(fù)，對(duì)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(jié)果顯示，這一小小的改動(dòng)，能夠有效阻止兩種不同類型的瘧原蟲（惡性瘧原蟲、伯氏瘧原蟲）進(jìn)入蚊子的唾液腺，從而防止瘧原蟲的感染和傳播，且不影響蚊子的正常生長(zhǎng)和繁殖。
與傳統(tǒng)的基因敲除不同，F(xiàn)REP1Q224 只修改了一個(gè)氨基酸，且該突變類型天然存在，修改后的蚊子與天然蚊子基本無異，避免了可能引發(fā)的生態(tài)災(zāi)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(tuán)隊(duì)進(jìn)一步開發(fā)了一種連鎖等位基因驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，利用 CRISPR 技術(shù)鎖定 FREP1L224，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)攜帶的 FREP1Q224 強(qiáng)制替換蚊群中的 FREP1L224，蚊群中的 FREP1Q224 的頻率在 10 代內(nèi)就能從最初的 25% 提高到 93%，F(xiàn)REP1Q224 在蚊群中的迅速傳播，從而抑制了瘧原蟲導(dǎo)致的瘧疾傳播。
研究團(tuán)隊(duì)表示，這項(xiàng)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，通過精準(zhǔn)基因編輯，將其變成一個(gè)強(qiáng)大的屏障以阻斷多種瘧原蟲的傳播，該方法還可能適用于不同的蚊子物種和蚊子種群，為抑制瘧疾傳播開辟了一種適應(yīng)性強(qiáng)、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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