Высвобождение роя: глобальная угроза комаров.

Министерство здравоохранения Греции выступило с суровым предупреждением: страну кишат быстро размножающиеся, незаметно проникающие и несущие смертельную нагрузку лихорадки денге, вируса Зика и чикунгунья, комаров и других насекомых-переносчиков . Их прибытие в таком большом количестве стало неожиданностью для чиновников здравоохранения, поскольку болезни, переносимые комарами, наиболее распространены в странах Африки к югу от Сахары.

По данным ЮНИСЕФ , одна только малярия убивает почти одного африканского ребенка в возрасте до 5 лет почти каждую минуту . В 2022 году было зарегистрировано 247 миллионов случаев малярии и 619 000 зарегистрированных смертей. Заболевание может вызывать сильные головные боли, нехватку кислорода в мозге, низкий уровень сахара в крови, увеличение печени и селезенки и почечную недостаточность. Девять из 10 из одного миллиона случаев смерти от малярии в мире происходят в странах Африки к югу от Сахары.

Почему произошло внезапное увеличение заболеваемости и смертности от комаров? Существует научный консенсус в отношении того, что увеличение числа вредителей-переносчиков болезней обусловлено четырьмя основными факторами: изменениями в землепользовании, методами хранения воды во время засухи и непредсказуемыми погодными условиями по мере потепления климата.

Глобальные неправительственные организации и правительственные учреждения, включая Межправительственную группу экспертов по изменению климата (МГЭИК), Центры по контролю за заболеваниями , Агентство по охране окружающей среды , НАСА и Всемирную организацию здравоохранения Организации Объединенных Наций , ссылаются на свидетельства повышения температуры, которое увеличивает мобильность насекомых.

ВОЗ считает, что легкость, с которой комары и другие вредители могут перемещаться по континентам, подвергает опасности многие регионы. По словам Рамана Велаюдхана, который возглавляет глобальную программу агентства по борьбе с забытыми тропическими болезнями:

Изменение климата сыграло ключевую роль в распространении комаров-переносчиков на юг. А потом, когда люди путешествуют, естественно, вирус идет вместе с ними. И эта тенденция, вероятно, продолжится для остального мира.

Изменение климата привело к увеличению числа засух, волн тепла, наводнений и осадков, говорит доктор Кэти Андерс, эпидемиолог и директор по оценке воздействия Всемирной программы по борьбе с комарами ( WMP). Он также увеличивает риск заболеваний, переносимых комарами, менее очевидными способами:

Например, когда домохозяйства хранят воду в связи с засухой, это может увеличить количество мест размножения комаров и увеличить риск заболеваний. Изменения в землепользовании также могут способствовать миграции в города, увеличивая население, подверженное риску взрывоопасных вспышек лихорадки денге и других заболеваний, переносимых комарами.

Но это может только ограничить проблему, а не сдержать ее. Снижение глобальной температуры — это работа, рассчитанная на несколько десятилетий, если предположить, что это возможно, а влияние снижения выбросов углерода на снижение заболеваемости малярией будет минимальным.

И определение движущей причины проблемы не предполагает легкого решения. Спорный Копенгагенский центр консенсуса Бьорна Ломборга подсчитал, что трата десятков триллионов долларов в год на сокращение выбросов углерода может сократить популяцию, подверженную риску малярии, всего на 3%.

Есть одно решение, принятое мировыми экспертами в области здравоохранения, которое следует применять агрессивно, хотя и с некоторой осторожностью. Ученые в ходе реальных испытаний изменили геномы целых популяций животных, в том числе комаров, чтобы помешать распространению болезней и борьбе с вредителями — это новшество, называемое генными драйвами. Новые технологии генного драйва предлагают огромный потенциал и уже показали свою ценность в тестовых проектах во многих частях мира. Совсем недавно применение инструментов CRISPR/Cas9 значительно повысило их эффективность .

Но внедрение в более широком масштабе идет черепашьими темпами. Почему? По большей части это сдерживается противоречиями, непониманием и политической оппозицией активистских экологических групп в Европе и Северной Америке.

Новая волна более разрушительных болезнетворных комаров

Возрождение болезней, переносимых комарами, и сохраняющиеся аутоиммунные заболевания, такие как болезнь Лайма, стали тревожными сигналами; ни одно из предложенных решений не затрагивает корень проблемы: самих комаров.

Восточная Африка особенно сильно пострадала в последние годы из-за появления новых для региона видов. «Инвазивные виды комаров… угрожают свести на нет достигнутые за два десятилетия успехи в борьбе с малярией» в Эфиопии.

Что сделало этот всплеск необычным, так это то, что он произошел вне сезона дождей, когда малярия обычно вспыхивает в Африке… Города не застрахованы, но в них обычно не бывает таких вспышек.

Ранее было известно, что Anopheles stephensi распространяет малярию только в Южной Азии и некоторых районах Аравийского полуострова. Этот вид усугубил целый ряд проблем: он умело избегает доступных инсектицидов и переносит болезни; его почти невозможно обнаружить; и "его нельзя убить лекарством", - говорит Фицум Гирма Тадессе, молекулярный биолог из эфиопского исследовательского института Армауэр Хансен.

Весной этого года он распространился на территории Ганы и Кении. Это резкий поворот по сравнению с тем, что было десять лет назад, когда был достигнут прогресс в борьбе с болезнями, переносимыми вредителями. Число смертей от малярии сократилось с почти миллиона на рубеже веков до 560 000 в 2015 году. Эксперты по инфекционным заболеваниям опасаются, что мы, возможно, находимся на ранних стадиях эскалации глобального бедствия, которое набирает силу в Африке, прежде чем распространиться по всему миру.

Борьба с переносчиками заболеваний

Попытки борьбы с заболеваниями, переносимыми комарами, не являются новой задачей. Разработанный в 1940-х годах дихлордифенилтрихлорэтан - ДДТ - стал широко использоваться для борьбы с малярией, тифом и другими заболеваниями, переносимыми насекомыми, среди гражданского и военного населения. Его эффективность привела к значительному снижению заболеваемости малярией во многих регионах. Однако опасения по поводу его воздействия на окружающую среду, в том числе его устойчивости в экосистемах и потенциального вреда для дикой природы и здоровья человека, привели к ограничению его использования.

Утверждения некоторых экологических групп о том, что он небезопасен и запрещен, являются преувеличением с некоторой долей правды. США запретили ДДТ, за исключением экстренного использования, в 1972 году в разгар споров, вызванных книгой Рейчел Карлсон "Безмолвная весна", в которой высказывались опасения по поводу его воздействия на дикую природу. Многие ученые, как тогда, так и сейчас, оспаривали этот запрет. При поддержке ВОЗ многие развивающиеся страны по-прежнему поощряют его выборочное использование. Даже газета "Нью-Йорк Таймс" одобрила этот пестицид как одно из единственных эффективных средств борьбы с малярией.

Некоторые эксперты считают, что если бы ДДТ и другие инсектициды были доступны для использования в развивающихся странах после споров о "Безмолвной весне", мы, возможно, не столкнулись бы с нынешним кризисом.

Ломборг выступает за финансирование производства и распространения обработанных инсектицидами противомоскитных сеток, которые предотвращают укусы, убивают комаров и нарушают передачу инфекции. По его оценкам, это может снизить смертность от малярии до менее чем 300 000 человек в год при ежегодных затратах чуть более одного миллиарда долларов. Однако многие группы защитников окружающей среды выступают против использования химических веществ, отпугивающих насекомых, несмотря на их известную эффективность.

Могут ли генные драйвы помочь сдержать перенос болезней?

Появление редактирования генов CRISPR открыло перед учеными возможность изменить то, как гены комаров наследуются популяцией. Генные драйвы созданы с помощью генной инженерии, чтобы «управлять» желаемым геном во всей размножающейся популяции путем создания так называемых «эгоистичных генов». Эти генные драйвы ускоряют распространение измененного гена среди последующих поколений. Это стремление приводит к подавлению или изменению определенных вредных признаков или даже может уничтожить целевую популяцию — например, некоторые виды комаров-переносчиков болезней.

Вот как работает генный драйв у комаров. Только самки комаров кусаются и переносят такие заболевания, как малярия. Ученые разработали способы гарантировать, что размножающиеся самки либо умрут, либо будут эффективно бесплодны, чтобы они не могли распространять вирус. Один метод, разработанный при финансовой поддержке Фонда Гейтса , вводит генный драйв у самцов, которые передают мутацию самкам, которая деформирует их рот, делая их неспособными кусать и распространять паразита. Это также деформирует их репродуктивные органы, поэтому они не могут откладывать яйца.

Другие методы редактирования генов для контроля переноса болезней находятся в разработке. В лабораторных условиях малярийные комары были изменены с помощью CRISPR таким образом, чтобы замедлить развитие малярийных паразитов внутри них, а также сократить продолжительность жизни комаров. В результате модифицированные насекомые умирают, не успев распространить болезнь.

Доказательство эффективности генных драйвов уже находится в разработке. Фонд Гейтса профинансировал успешный пробный выпуск генного драйва CRISPR в Буркина-Фасо в 2019 году. Следующими на очереди следуют Мали, Гана и Уганда .

Британская биотехнологическая компания Oxitec в сотрудничестве с правительством Бразилии успешно выпустила два разных типа лабораторно измененных комаров в двух разных местах и ​​в большом количестве. Скорее, комары были созданы для производства стерильных потомков мужского пола при спаривании с самками с целью сокращения популяции переносчиков болезней комаров Aedes aegypti. Компания Oxitec также провела успешные испытания этой породы комаров в Бразилии и Флорида-Кис. Его главный недостаток: выращенных в лаборатории стерильных комаров необходимо многократно выпускать для борьбы с переносчиками болезней.

Компания также стремится протестировать новую версию своей технологии в условиях меняющегося климата Калифорнии. Компания Oxitec недавно получила разрешение от Агентства по охране окружающей среды на выпуск генетически модифицированных самцов комаров в Центральной долине. В данном случае компания Oxitec генетически сконструировала стерильных самцов комаров, которые не производят потомство самок, переносящих болезни. производить потомство, которое не выживает. Следовательно, нет новых поколений самок, передающих болезнь.

Генные драйвы все еще находятся на ранней стадии развития, поэтому следует соблюдать осторожность.

Как указал Vox , этот отдаленный потенциал вреда необходимо сопоставить с реальным риском неиспользования спасательной инновации. Каждый день комары-переносчики болезней убивают от 1200 до 2000 человек, в основном детей.

Но многие экологические НПО, которые также отвергают генетическую модификацию в сельском хозяйстве, ссылаются на принцип предосторожности, выражают озабоченность по поводу возможных последствий и непрозрачности проекта. По словам руководителя программы «Друзья Земли» Даны Перлз, всегда есть вероятность непредвиденных последствий.

Другие критики считают, что генный драйв по своей сути слишком опасен, ссылаясь на версии популярного (но ненаучного) «эффекта бабочки» .

«Идея комаров с генетическим приводом очень беспокоит меня и многих людей, с которыми я разговариваю», — сказал Нниммо Бэсси , который возглавляет фонд «Здоровье Матери-Земли» в Нигерии, группу по защите окружающей среды. «У него есть возможность нарушить баланс в наших экосистемах » способами, которые невозможно предсказать.

Кроме того, критики выразили обеспокоенность по поводу потенциального взаимодействия между модифицированными комарами и тетрациклином, сельскохозяйственным антибиотиком, присутствующим в сточных водах. Они опасаются, что это взаимодействие может создать сложную ситуацию, когда самки комаров развиваются и приводят к появлению гибридных комаров, с которыми труднее управлять или контролировать.

Глядя в будущее, борьба с комарами и переносчиками болезней требует всестороннего понимания сложных действующих факторов.