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想着像蚊子

控制用技术昆虫传播疾病

通过 奥斯汀价格 | 2019年8月21日

世界上最致命的动物,今天是一个极小的飞行昆虫蚊子。在美国都没有太大的这些昆虫多讨厌的后院,但全球各地,他们发送黄热病,登革热,兹卡,疟疾和基孔肯雅热。世界卫生组织估计占蚊子,每年数百万人死亡。仅疟疾杀害估计有270万人的速度递增。 

伊娃·哈里斯教授 领导的一个研究文化,夫妻科技创新与她称之为“复兴办法”,研究传染病。哈里斯说,生物学家必须这样想的流行病学家,统计学家像生态学家 - 同时利用技术手段来控制和调查蚊子传播的疾病。 

“你必须超越仅仅是生物学,”哈里斯说。 “你有你的人的方面,你有你的病毒方面,但你也有你的蚊子的方面。”

ESTA公共卫生办法规定大学伯克利分校的做法媒介传播疾病。在哈里斯的实验室和 教授约翰·马歇尔,实施基因组创新,以控制蚊虫,教师和学生生物统计学家正在使用的尖端技术和建设上开展跨学科研究。 

技术提供的工具来了解疾病的蚊子,帮助破解他们的生态和动作的代码,研究他们发送病原体的行为,并了解如何调查和控制它们。在本质上,技术使研究人员能够得到这些疾病的蚊子水平。 

或者,正如已故的世界知名教授威廉·里夫斯告诉他的学生:以调查和防治蚊子,你必须这样想之一。

从追虫子突破性的发现

黄热病和登革热已经存在了几个世纪的科学家鉴定蚊子作为车辆的传输之前。随后于1881年,古巴医生卡洛斯·芬莱国际卫生会议期间提出了他的蚊子作为载体理论,挑选出 埃及伊蚊那会来-a蚊种为“黄热病的蚊子” - 作为罪魁祸首是已知的。这同一物种后来被证明是基孔肯雅和济卡病毒的发射器。 

半个多世纪过去了,流行病学先驱里维斯从创造虫媒病毒学术语“arbovirology”。里夫斯说口述史学萨莉·史密斯·休斯,他的学者被他的利益驱动“追在我的业余时间的错误。”

当里夫斯获得博士学位在昆虫学从皇冠体育伯克利分校于1943年, 埃及伊蚊 被感染驻守着登革热珍珠港的美国士兵。军队必须在雇用昆虫学家在军队中控制虫媒疾病的既得利益,而里夫斯接到电话服务。 

当兹卡走过来,有不只是一个问题。还有就是我喜欢称之为兹卡数不胜数的问题。

李维斯早知道蚊子。他知道如何去勘测和控制传播他们的疾病。作为博士生,我已经培养他自己的蚊子种群,并用它们来传递西方马脑炎的孤立股,由此证明在整个美国西部的马千因垂死的人被蚊虫叮咬。 ESTA发现使公共卫生官员在1940年有效地疾病传播和更好地针对的主要来源监测这些大规模爆发。武装部队流行病学板的一部分,里夫斯他的昆虫学调查技术结合流行病学和设置舞台在研究传染病的技术创新。 

当我在1949年公共卫生加入伯克利分校,里夫斯他的精炼技术用于测量蚊子,包括使用二氧化碳和光捕捉,使用荧光灰尘标记和跟踪他们。他对殖民,控制和测量方法的蚊子是开创性的。在2001年,当纽约市一只死乌鸦标志着美国西尼罗病毒疫情的开始,中心疾病控制与预防中心(CDC)联系了,然后退休李维斯的帮助。博士。罗伊·坎贝尔,疾病预防控制中心虫媒疾病分支的流行病学和监测活动以前的学生和首席说,穿过了从半世纪研究卷首的“理解西尼罗河病毒的路线图。”

里夫斯的开创性工作,涉及的技术,昆虫学和流行病学的交汇,形成了研究传染病和研究的领导者像哈里斯和马歇尔今天将继续这一传统的基石。 

运用科学的真实世界

“我一直有这个驱动器,我想在现实世界中使用的科学,”哈里斯说。当她在20世纪80年代在哈佛,医生前往受虫媒传染病的社区,但替补科学家通常停留在实验室。当时并不清楚哈里斯她怎么能弥补这个缺口的分子生物学家。

然后,以UC研究生伯克利学生,哈里斯始于尼加拉瓜组织研讨会引入科学家聚合酶链反应 - 一个放大和复制的DNA,通常以被称为的技术“分子复印”。该技术使得诊断和识别虫媒可能疾病。 “其实聚合酶链反应是很容易在概念上,”哈里斯说。 “很强大”。1997年,她获得了麦克阿瑟奖学金的一部分将ESTA技术尼加拉瓜。 

而在尼加拉瓜,哈里斯也是第一次接触到登革热。 “我不知道那是什么,”她说。 “我不知道它如何拼写。我不知道这是一个病毒。但我知道这是一个很大的公共健康问题“。

自1998年加入伯克利的公共健康教授,很多她的职业生涯已经-一直致力于ESTA疾病。哈里斯有多个活跃的研究项目登革热的各个方面关于,从微生物到它在某些人群蔓延的社会启示。每个光谱的科学是一个病毒,她说,从分子生物学到疾病的社会政治问题。出于这个原因,她的实验室包括来自各行各业的广泛的研究,从分子到病毒学家社会流行病学家。

在2015年,哈里斯的跨学科实验室登革热的暴发流行,起源于巴西下面转动到寨卡。 “当兹卡走过来,有不只是一个问题,”哈里斯说。 “有什么我喜欢叫数不胜数兹卡的问题。” 

爆发后的几个月内,她不得不在地面上的项目将继续解释病毒的多个方面,比如如何兹卡影响发育中的胎儿,当疫情打尼加拉瓜,有多少人最终被感染。

哈里斯还指导对全球公共卫生中心和运行可持续的科学研究所,致力于将创新技术社区资源有限的桥接板凳科学和公共健康之间的差距哈里斯的长期使命的机构。哈里斯公司推出的诊断技术,超过25个国家在非洲和拉丁美洲。  

基因编辑技术把战场

马歇尔,像哈里斯和里夫斯,来自硬科学背景。在新西兰的本科,他研究激光物理与分子生物学。然后,他赢得了在皇冠体育洛杉矶分校数学博士学位。 “当你做应用数学,你可以将它应用于高能物理,或对冲基金,如果你想,或者气候变化,”他说。 “或任何数目的疾病和流行病”。

今天马歇尔利用昆虫的技术,以他们自己他们的修改遗传学针对工程,以控制蚊子传播的疾病。由皇冠体育伯克利分校教授詹妮弗·杜德纳的CRISPR-cas9方法标记的显著,有人说,革命性的一步基因组编辑技术开发。马歇尔说CRISPR的技术圈“一个偶然的,随机过程”到“所需的,几乎数字化进程。” 

对面doudna校园里,他申请这个和其他基因编辑技术蚊子。马歇尔车型战略,充分利用转基因蚊子:研究这些昆虫是如何被释放,有效地使用,然后取出在试验结束。

皇冠体育洛杉矶分校,马歇尔查尔斯·泰勒曾与生态学家,他提出了基因编辑虫可能大规模战斗的疾病传播。一种方法涉及释放遗传修饰的,无菌蚊子进入携带疾病的蚊子的群体。 ESTA特技昆虫的繁殖,从而减少他们的人口和能力发射疾病。另一种方法涉及将基因导入蚊子种群即扰乱昆虫的能力发射疾病过程制技术与像CRISPR容易得多。

使社区的支持,挽救生命

来到皇冠体育网站(平台)之前,马歇尔一年在马里花费在利用转基因蚊子协助打击疟疾的传播评估本地人们的兴趣。他还共同组织了生物安全讲习班,以创建安全释放这些昆虫的监管框架。马歇尔了解到,很多人马里接受这一挽救生命的技术方法。

“当时我在做我的博士,两个孩子死于疟疾在撒哈拉以南非洲地区的每一分钟,”马歇尔说。 “现在是每分钟一个孩子,蚊帐和抗疟药的结果。”随着撒哈拉以南非洲有近十亿人口,蚊帐和药品的分布也仅限于此。相信马歇尔基因编辑技术具有完成任务的可能性。

哈里斯和马歇尔继续加强李维斯的工作,使新发现约虫媒病毒,并与像尼加拉瓜,马里和其他国家合作。他们带来了最新的技术进步传染病的“复兴办法”。 

健康问题的解决方案,哈里斯解释说,是多面的,不从微生物学家或实验室所采用的技术的心中只有来了。测试对于登革热抗体依赖性增强是一回事。制定一项计划,以重新使用旧的轮胎,其中积水收集和蚊子滋生,是另一回事。 “如果你做的一切在整个跨学科方法这项工作,”她说,“那你真的可以看到整个的疾病。”