議題背景:

今(2023)年是台灣自2015年後登革熱感染情況第二嚴重的,根據新聞報導,高雄市政府將與高雄醫學大學、國家衛生研究院等單位合作,研究使用沃爾巴克氏菌(Wolbachia)感染蚊子來防治登革熱的方法。新聞指出,研究自2021年開始進行,預計2024年進行國際合作實際釋放蚊子的試驗並與公眾溝通。

台灣科技媒體中心邀請專家根據研究經驗,解析此防治方法以及目前台灣研究進展。我們也透過國際科學媒體中心(SMC Global)的網絡,聯繫英國的科學家根據研究專業,解析沃爾巴克氏菌防治登革熱的方法可行性與有效性。

翻譯自原文:Expert reactions to the use of Wolbachia to prevent dengue fever

  • 沃爾巴克氏菌是什麼?為什麼可以阻止登革熱?

沃爾巴克氏菌是自然界自然存在的微生物,會共生在昆蟲體內,與其他共生的病菌競爭,例如蚊子身上的登革病毒或茲卡病毒。但是自然界較少出現感染沃爾巴克氏菌的埃及斑蚊,而白線斑蚊本身就具有沃爾巴克氏菌。

其中特定的菌種會影響蚊子的繁殖能力,被沃爾巴克氏菌感染的雌性蚊子,產生的下一代會帶有沃爾巴克氏菌,再與自然界中的同種蚊子交配後,產下的卵不會孵化,或是產生再度產生帶有沃爾巴克氏菌的蚊子,因此可減少環境中的蚊子數量或是減少蚊子攜帶其他會染人的病原菌的機會。

專家怎麼說?

2023年11月13日
國衛院國家蚊媒傳染病防治研究中心專案助研究員 劉韋良

Q1. 用沃爾巴克氏菌阻止登革熱的可行性、有效性如何?以及適合施行的條件是什麼?

這是可行的,因為國際間已在使用沃爾巴克氏菌防治登革熱。例如,在新加坡、美國、中國、哥倫比亞、澳洲、越南、印尼、巴西等地的實際案例中,都使用沃爾巴克氏菌感染蚊子的方法,減少蚊子傳播的疾病例如登革熱、茲卡病毒等。在防治成效上,新加坡的測試區得到病媒蚊密度可抑制率達90%以上,登革熱病例數也下降達60%;印尼日惹市的試驗區,登革熱病例數則可降低76%,其他國家的測試結果也都有良好的防治效果。

用沃爾巴克氏菌防治登革熱,適合施行的條件有以下五點:

(1). 一般防治方法不容易執行或防疫人員難以進入的區域。
(2). 有完整的野外蚊媒密度資料。
(3). 社區民眾接受度和參與度高。
(4). 中央與地方的支持。
(5). 適合釋放區環境溫度的沃爾巴氏菌品系蚊子。

Q2. 用沃爾巴克氏菌阻止登革熱,可能的限制有哪些?目前沃爾巴克氏菌防治登革熱的科學上有哪些仍不清楚、還需要研究來了解的呢?例如,這種生物防治方法對於蚊子以外的其他昆蟲會有影響嗎?

沃爾巴克氏菌是既安全又經濟及環保的防治登革熱方法,但這種方法還是有以下限制:

(1). 特異性:沃爾巴克氏菌主要影響特定種類的蚊子,如埃及斑蚊和白紋斑蚊。 它可能對其他傳播疾病的蚊蟲種類無效或效果不彰。
(2). 環境因素:沃爾巴克氏菌的生物功能會受到外在環境的溫度和濕度影響,這對阻斷登革熱的傳播會有一定程度上的影響。
(3). 基因多樣性:沃爾巴克氏菌的不同品系在不同蚊子種群中的表現也有不同的效果,因此需針對特定區域選擇合適的沃爾巴克氏菌品系。
(4). 經費來源:實施這種控制策略需要顯著的資金和資源投入,尤其是在大規模推廣時。
(5). 監測和評估:需要持續的監控和評估以確保沃爾巴克氏菌的有效性,並及時發現和應對任何潛在的負面影響。

這種方法作為減少登革熱傳播的一種策略,儘管有其局限性,但仍是一個有希望的防治方法,可能會對控制病媒蚊傳疾病產生重要影響。

沃爾巴克氏菌在科學上尚有些問題需進一步研究與釐清,舉例如下:

(1). 對其他昆蟲的影響:目前還不清楚沃爾巴克氏菌感染蚊子,對其他非目標昆蟲種群是否會產生直接或間接影響。 這涉及生態平衡和生物多樣性的問題。
(2). 不同品系的效果:沃爾巴克氏菌有多個品系,它們在不同蚊子種群中的效果可能有所不同。 研究這些差異有助於優化控制的策略。
(3). 病原體與沃爾巴克氏菌的相互作用:雖然已知沃爾巴克氏菌可以降低宿主對某些病毒的複製率,但其確切機制仍需進一步研究。 此外,需要研究沃爾巴克氏菌是否會對病原體或宿主本身造成突變。
(4). 長期影響:需要更多研究來理解沃爾巴克氏菌對蚊子種群和生態系統的影響。在長期使用後,蚊子可能逐漸對沃爾巴克氏菌產生抗性或適應性,進而可能會改變蚊子的生存和繁殖模式。
(5). 沃爾巴克氏菌的傳播和維持:如何有效地在蚊子種群中建立和維持穩定含量的沃爾巴克氏菌仍是一個挑戰。

科學上的研究將有助於更全面地評估和優化沃爾巴克氏菌作為登革熱防治方法的有效性和可行性。

Q3. 在當地的地區用沃爾巴克氏菌阻止登革熱,需要什麼樣的傳染病、公共衛生相關法規?

目前以沃爾巴克氏菌防治登革熱尚無相關的法規限制,但沃爾巴克氏菌在台灣被視為一種環境用藥的微生物製劑,若以沃爾巴克氏菌所建立的埃及斑蚊或其他蚊種,在進行相關防疫作為時都須有所規範與限制。未來如要釋放帶有沃爾巴克氏菌的蚊子到野外防治登革熱,需先向環保部申請許可後才能釋放。[註1]

Q4. 這樣的研究應該在什麼階段與大眾或媒體進行溝通?

平時,可藉由媒體讓民眾了解這新興防治登革熱技術,已經在全球幾個國家施行成功的實際案例;並向民眾說明台灣研究機構的研發成果,這有助於獲得民眾支持。
如未來進行小區域的釋放試驗時,可通過媒體分享進展情況、初步結果以及提供詳細的信息,這有助於維持民眾的興趣和信任。

其實, 國衛院已就此與高雄科學工藝博物館、慈濟基金會合作在全台進行宣導說明。期能讓民眾知道這項新的防治登革熱技術。

Q5. 根據新聞,透過沃爾巴克氏菌對抗登革熱策略分兩種:「族群抑制型」和「族群取代型」。差異為何?從這兩種方法中選擇其中一種實際施行時,需要考慮哪些因素和評估步驟?

兩種方法各有優勢和困難。
族群抑制型:僅釋放雄性蚊子來抑制野外蚊媒的種群密度,以減少疾病傳播。這方法需要特別將感染沃爾巴克氏菌的蚊子分出公、母,所需的人力、物力成本較高,由於公蚊不會叮人,對人較不會造成干擾,在溝通宣導上較易被民眾接受。

族群取代型:將帶有沃爾巴克氏菌的公母蚊子一起釋放,逐漸取代野外沒有被感染沃爾巴克氏菌的蚊子。此方式不用特別區分出公、母蚊,所需的人力、物力成本都比抑制型的方法低,但兩種性別的蚊子都釋放,且母蚊會叮咬人,可能會增加溝通宣導上的困難度。但是取代型的方法也比抑制型的方法容易看到登革熱病例數下降的成效。抑制型的方法,目前只有新加坡的實際成果明顯發現登革熱病例數下降。

要施行這項沃爾巴克氏菌防治登革熱, 最需要考量與評估的是釋放區民眾的接受度,其次是沃爾巴克氏菌品系的選定(抑制型還是取代型)及施行經費的多寡。而防制計畫成功與否,將會是以達到降低野生埃及斑蚊密度及阻絕登革熱疫情傳播的風險為目標。

先前與地方政府溝通說明時,地方政府裁定以比較容易看到登革熱案例數下降的取代型方法做為防治的方法,目前國衛院正在研究與篩選出適合的台灣防治登革熱的沃爾巴氏克菌品系。

參考資料與文獻:

[註1]有關台灣目前將沃爾巴克氏菌歸類在生物防治製劑,請參考:環保署公告新增列管沃爾巴克氏菌為應用於防制環境衛生病媒之微生物製劑

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