共同抗瘧，NSF和蓋茨基金會合作項目成果

瘧疾仍是全球最致命的傳染病之一。世界衛(wèi)生組織發(fā)布的《2025年世界瘧疾報告》顯示，2024年有2.82億例瘧疾病例和61萬死亡，比上一年增加了約900萬病例，且其中約95%的死亡都發(fā)生在非洲。

消除瘧疾是蓋茨基金會的重要工作之一。蓋茨基金會在推動繼續(xù)擴大使用現(xiàn)有工具的同時，致力于持續(xù)開發(fā)并加速引入新的工具和解決方案，確保有效應(yīng)對不斷進化的瘧原蟲和傳播瘧疾的蚊子，實現(xiàn)全球消除瘧疾的目標。

媒介控制是瘧疾防控必不可少的重要方面，主要措施包括擴大藥浸蚊帳和長效藥浸蚊帳的使用，以及加強室內(nèi)滯留噴灑。雖然絕大部分的瘧疾傳播發(fā)生在室內(nèi)，但瘧疾的戶外傳播問題令人日益擔憂，亟需更多投入來推動科學(xué)和技術(shù)上的突破。

為此，國家自然科學(xué)基金委員會與蓋茨基金會在2021年聯(lián)合發(fā)起“大挑戰(zhàn)：戶外瘧疾媒介控制”聯(lián)合資助項目，專注于開發(fā)瘧疾傳播媒介控制的創(chuàng)新解決方案，并借此促進國際合作，發(fā)現(xiàn)和培育創(chuàng)新的策略、技術(shù)、產(chǎn)品及工具，應(yīng)對戶外瘧疾傳播所特有的挑戰(zhàn)。截至2025年11月，6項入選研究方案均已順利結(jié)題，部分研究成果正在轉(zhuǎn)化成具體產(chǎn)品，具體介紹見下文。

研究領(lǐng)域：高效實時戶外瘧疾媒介蚊蟲誘捕監(jiān)測技術(shù)和裝置的研發(fā)

負責(zé)人：南方醫(yī)科大學(xué)陳曉光

媒介控制是瘧疾防治的主要手段，如何監(jiān)測和控制戶外媒介蚊蟲是當前瘧疾防控的重點和難點，但目前國內(nèi)外尚缺乏能夠?qū)敉獐懠参妹教禺惛咝дT捕并能實時檢測和監(jiān)測的技術(shù)和裝置，從而對其種群分布、日常活動、吸血習(xí)性、棲息習(xí)性、季節(jié)消長等諸多規(guī)律都知之不詳或了之不確，極大地桎梏了對瘧疾的科學(xué)防控。該項目團隊已成功研發(fā)基于互聯(lián)網(wǎng)的白紋伊蚊特異誘捕和實時監(jiān)測系統(tǒng)，并對國內(nèi)外瘧疾蚊媒的生態(tài)習(xí)性和傳病規(guī)律進行了初步調(diào)研，在此基礎(chǔ)上這一項目的研究方向為：（1）篩選瘧疾媒介蚊蟲高效誘引物質(zhì)如人體氣味誘餌、光觸媒、熱源、黑箱等；（2）研發(fā)瘧疾媒介蚊蟲紅外檢測、自動記錄、無線傳輸技術(shù)；（3）研制瘧疾媒介蚊蟲實時高效誘捕裝置并進行實驗室和現(xiàn)場效果測試。預(yù)期目標是通過實時高效特異誘捕戶外瘧疾媒介蚊蟲，掌握其種群密度、日常活動和季節(jié)消長規(guī)律，為戶外瘧疾媒介控制提供科學(xué)指引和技術(shù)手段。

經(jīng)過反復(fù)試驗與討論，研究團隊研制了能良好誘捕媒介按蚊的誘引劑——Mix6，相關(guān)技術(shù)已申請國家發(fā)明專利。同時，該項目已初步研制成功戶外瘧疾媒介蚊蟲誘捕監(jiān)測技術(shù)和裝置——黑箱，該裝置經(jīng)實驗室和半現(xiàn)場的效果測試，能對常見的瘧疾媒介蚊蟲高效誘捕，并能將捕獲的蚊蟲數(shù)據(jù)實時傳送到云端，實現(xiàn)對瘧疾媒介蚊蟲的實時監(jiān)測。目前，研究團隊已通過圖像識別，研制成功AI辨別蚊蟲種類的新一代“黑箱”，正處于實驗室測試效果階段。下一步，團隊計劃將嘗試擴大測試的地域，降低生產(chǎn)成本，為推廣應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

研究領(lǐng)域：利用按蚊腸道共生菌阻斷瘧疾傳播的共生控制策略

負責(zé)人：中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王四寶

圖片說明：按蚊共生菌Su_YN1分泌抗瘧蛋白脂肪酶AmLip殺滅瘧原蟲示意圖

（中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心供圖）

瘧疾的傳播主要是雌蚊通過叮咬吸食被感染患者的血液，將血液中的瘧原蟲帶入蚊子的腸道。瘧原蟲在蚊子體內(nèi)大量增殖，并最終感染蚊子的唾液腺，使蚊子具備了通過再次叮咬傳播瘧原蟲的能力。然而，絕大部分瘧原蟲隨血液攝入蚊子腸道后會被殺滅，只有極少量能成功存活并繁殖。在此過程中，蚊子腸道菌成為限制瘧原蟲感染和傳播的關(guān)鍵因子。

該項目團隊及國內(nèi)外合作方近年來一直引領(lǐng)利用按蚊抗瘧腸道共生菌阻斷瘧疾傳播的技術(shù)探索。經(jīng)過大量的研究測試，項目團隊在騰沖地區(qū)的蚊子體內(nèi)分離出多株益生菌，它們能夠高效地阻斷蚊子體內(nèi)瘧原蟲的感染和傳播，其中解脲沙雷氏菌（Serratia ureilytica）菌株Su_YN1通過釋放的胞外囊泡遞送抗瘧效應(yīng)蛋白——脂肪酶，經(jīng)瘧原蟲磷脂酰膽堿清除途徑精準靶向殺死瘧原蟲。

項目旨在利用中方完善的生化技術(shù)平臺，結(jié)合布基納法索衛(wèi)生科學(xué)研究所建造的全球領(lǐng)先的大型戶外蚊蟲研究設(shè)施在野外環(huán)境中開展研究，探索將蚊子共生菌引入野外瘧蚊種群的有效途徑，評估真實環(huán)境中在野外瘧蚊中的定植播散并阻斷瘧原蟲傳播的效能，推動其最終應(yīng)用于疫區(qū)野外蚊群阻斷瘧疾傳播。

該策略綠色安全、成本低廉、易于推廣，并且能夠與殺蟲劑處理長效蚊帳和室內(nèi)滯留噴灑等傳統(tǒng)策略兼容并快速應(yīng)用于瘧疾疫區(qū)。

研究領(lǐng)域：戶外誘殺蚊蟲的真菌殺蟲劑及其釋放裝置的研發(fā)和應(yīng)用研究

負責(zé)人：浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院方衛(wèi)國

圖片說明：綠僵菌控蚊實驗裝置（浙江大學(xué)供圖）

項目組前期構(gòu)建了殺蟲真菌綠僵菌的一種新型轉(zhuǎn)基因菌株Mp-Tps，其特點是將松樹中合成長葉烯的關(guān)鍵基因?qū)雽ξ孟x高致病力的平沙綠僵菌中。這種工程菌株不僅能通過揮發(fā)昆蟲引誘劑來主動誘殺瘧疾媒介按蚊，還可在廉價的BRH（米糠、稻谷、谷殼）培養(yǎng)基上大量產(chǎn)孢。由此制備的真菌培養(yǎng)物可在室溫下穩(wěn)定儲存，為大規(guī)模、低成本的戶內(nèi)外推廣應(yīng)用奠定了堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

同時，為解決孢子戶外釋放難題，項目組還設(shè)計了一款低成本、免電源的孢子釋放裝置。該裝置的核心是誘殺模塊，其中裝載的Mp-Tps培養(yǎng)物可持續(xù)釋放長葉烯，有效吸引野外按蚊主動接觸。經(jīng)過系統(tǒng)的實驗驗證，Mp-Tps及其釋放裝置在不同層級的環(huán)境中均展現(xiàn)出卓越的蚊蟲防控效果，形成了一套從生產(chǎn)到應(yīng)用、從實驗室到戶外的完整解決方案。

研究領(lǐng)域：基于中藥源的媒介生物傳染病防控技術(shù)及產(chǎn)品開發(fā)

負責(zé)人：中國科學(xué)院上海有機化學(xué)研究所姜標

圖片說明：中國企業(yè)研發(fā)的安裝長效驅(qū)蚊劑的新型戶外媒介控制設(shè)備（浙江洛納德供圖）

化學(xué)殺蟲劑的耐藥性問題及其對應(yīng)的高效持久的戶外控制工具的缺乏，成為全球消除瘧疾進程趨緩的主要因素。針對兩大困境，項目在前期基金會項目支持基礎(chǔ)上，創(chuàng)新性地將計算機預(yù)測及篩選手段與傳統(tǒng)中藥研究相結(jié)合，開展中藥源蚊媒驅(qū)殺化合物開發(fā)。

該體系通過中藥數(shù)據(jù)庫初篩、活性預(yù)測平臺篩選、分子對接技術(shù)驗證等環(huán)節(jié)構(gòu)建出精準的虛擬化合物庫。虛擬篩選完成后，實體化合物設(shè)計合成項目組會結(jié)合現(xiàn)有殺蚊劑特性及化學(xué)規(guī)律，對虛擬庫進一步精煉，通過化學(xué)合成或天然提取等方式獲得實體化合物。最終，生物活性評價團隊將對這些實體化合物開展殺蟲活性、趨避效果、安全性及環(huán)保性的系統(tǒng)測試，確保研發(fā)成果符合實際應(yīng)用需求。

目前，項目組已完成近100種中草藥、約5萬個活性化合物的虛擬篩選，從中鎖定超3000個潛在活性化合物；通過合成或提取獲得的200余個實體化合物中，60多個展現(xiàn)出中等生物活性，7個達到高等生物活性水平。

其中，一類具有全新結(jié)構(gòu)的含硫先導(dǎo)活性化合物，其在多種按蚊中展現(xiàn)出優(yōu)異的滅蚊效果且無交叉抗性。

下一步團隊將運用多種新型生物研究手段，深入解析這類化合物的作用機制，為進一步提升其活性、安全性提供科學(xué)依據(jù)，加速新一代蚊媒殺蟲劑的產(chǎn)業(yè)化進程。

研究領(lǐng)域：戶外殺蚊真菌農(nóng)藥研制

負責(zé)人：重慶大學(xué)彭國雄

采用病原微生物控制瘧疾媒介蚊蟲替代或減少化學(xué)殺蟲劑成為重要的瘧疾防控策略，目前細菌殺蚊產(chǎn)品已商業(yè)化，但只能用于控制幼蚊，對蚊蟲的其他蟲態(tài)（成蟲、卵、蛹）沒有控制作用。同時，細菌殺蚊產(chǎn)品在環(huán)境中的持續(xù)使用，存在蚊蟲產(chǎn)生抗性的風(fēng)險，限制其應(yīng)用范圍。

該項目采用課題組成員前期建立的真菌制劑研發(fā)的成熟技術(shù)、方法，與美國馬里蘭大學(xué)合作從全球殺蚊菌株資源中選育高產(chǎn)、對幼蟲和成蟲高毒力、穩(wěn)定的殺蚊真菌生產(chǎn)菌株，開展菌株安全性測試，優(yōu)化固體發(fā)酵培養(yǎng)基和發(fā)酵工藝，研究油基殺蚊真菌制劑組分和配比，開發(fā)具有大規(guī)模生產(chǎn)潛力的殺蚊真菌油基制劑。項目團隊已篩選出3株對媒介蚊蟲（成蟲、幼蟲、蛹、卵）具有高效侵染活性的殺蟲真菌菌株，并開發(fā)出Ma421殺蚊可分散油懸浮劑，該制劑對成蚊（中華按蚊、白紋伊蚊、致倦庫蚊）的吸引率達45%~55%，半田間防效試驗表明，其防治效果達90%以上。該制劑動物毒性為低毒，對環(huán)境生物安全，且連續(xù)3年的戶外大面積（2000畝）應(yīng)用顯示，其防效達65%~85%

未來，項目團隊將擴大殺蚊制劑的防治范圍以驗證效果，增加不同應(yīng)用場景的技術(shù)研究，提升制劑適用性，研發(fā)可同時高效防治室外成蚊與幼蟲的新型殺蚊真菌農(nóng)藥劑型，進一步提升室外蚊蟲防治效果。同時，計劃在非洲開展戶外防蚊試驗，推進國內(nèi)外農(nóng)藥登記工作，推動研究成果的落地應(yīng)用。

研究領(lǐng)域：研發(fā)昆蟲不育技術(shù)用于控制城市瘧疾媒介斯氏按蚊

負責(zé)人：中山大學(xué)張東京

以藥浸蚊帳和室內(nèi)滯留噴灑的媒介按蚊控制仍是預(yù)防瘧疾的關(guān)鍵措施，但對防控戶外活動的斯氏按蚊效果有限，且長期濫用誤用已導(dǎo)致蚊子抗藥性，化學(xué)殺蟲劑還會污染環(huán)境、威脅人體健康。

特異性強和環(huán)境友好型的昆蟲不育技術(shù)(SIT)，通過釋放輻照絕育的雄蚊，讓其與野生雌蚊交配產(chǎn)生不育后代，從而減少蚊群數(shù)量，不僅對物種針對性強，還對環(huán)境友好，已成功消滅多種農(nóng)業(yè)害蟲。

前期研究中，項目組在實驗室建立了具有印度遺傳背景的斯氏按蚊，并評估了其生物學(xué)特征及繪制了雄蚊劑量-絕育強度曲線。項目還優(yōu)化了幼蟲飼料配方，并基于雌雄蚊行為學(xué)優(yōu)化了雌雄分離的方法。目前團隊已經(jīng)獲得兩項團體標準。

項目下一階段將重點探索通過基因編輯等新技術(shù)提升雌雄分離效率，并結(jié)合‘種間交配干擾’，構(gòu)建綜合防控體系，為后續(xù)在非洲國家如蘇丹或亞洲其他國家開展SIT控制該戶外瘧疾媒介的現(xiàn)場試驗提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

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