蚊と、かゆみを伴うその刺咬は、単なる厄介事にとどまらない。蚊は死を招く危険なウイルスを媒介し、蚊を地球上で最も致死的な動物にしている。ネッタイシマカとヒトスジシマカという蚊の種が、デングウイルス、ジカウイルス、黄熱ウイルス、チクングニアウイルスの流行を引き起こしており、これらは世界で年間1億件を超えるヒトの感染の原因となっている。さらに、生息域を広げており、地球温暖化に伴い、蚊が媒介するこれらのウイルスに対する免疫が弱く、感染しやすい人々と接触する機会が増えている。
ワクチンは、接種を受けた人に、これらのウイルスのうち一度に1種類または2種類への免疫をもたらす。しかし、こうした病気に対処する別の方法もある。昆虫そのものを標的にするのだ。蚊の個体群全体、あるいは病気を媒介する能力を標的にすれば、これらすべてのウイルスに同時に対処できる。
米国で再び蚊のシーズンを迎えるなか、フロリダ州とカリフォルニア州の蚊対策地区は、蚊に対抗する新たな戦略と、蚊が媒介するウイルスへの対策を準備している。細菌の一種であるボルバキア・ピピエンティスによって可能になった、2つの新たな蚊の管理方法のうち1つを試している。
敵の敵となる細菌
ボルバキアは、世界各地の昆虫に自然に存在する細菌だ。宿主生物の細胞内に生息し、そこからボルバキアはさまざまな方法で宿主を操ることができる。たとえば、宿主が産む卵の数を増やしたり、ホルモンを操作して宿主の性別を男性から女性へ変えたりする。
研究者たちは2008年、ショウジョウバエにいるボルバキアが、宿主をショウジョウバエのウイルスから守ることを発見した。この発見をきっかけに、研究者たちは疑問を抱いた。ボルバキアはネッタイシマカも、人間の病気を引き起こすウイルスから守るのだろうか。
ネッタイシマカは、自然状態ではボルバキアを保有していない。しかし、ショウジョウバエの研究と同様に、研究者が実験室でネッタイシマカに感染させると、蚊が保有するウイルスの複製が減少した。蚊の体内にある病原ウイルスの感染性粒子が減ることで、病気の伝播は抑えられた。蚊が吸血する際に、ウイルスが他の個体へ移る可能性も低下した。
研究者たちはオーストラリア、米国などで現在、ボルバキアがウイルスを抑える理由を調べている。ボルバキアが蚊のウイルスに対する免疫を高めると考える研究者もいる一方、私自身の研究を含む別の研究は、ボルバキア がウイルスに必要な重要な栄養素を奪うことを示唆している。どちらも正しい可能性がある。
この戦略を今すぐ実施する必要性が高まっていることから、世界各地でボルバキアに感染した蚊を放す実地試験が進められている。
媒介能力：雌を標的にする方法
ウイルスを刺して媒介するのは雌の蚊だけだ。したがって、ウイルスの拡散を抑える最も有効な方法は、雌の蚊が保有するウイルスを減らすことだ。
ボルバキア細菌は母親から子へ伝わる。ボルバキアに感染した雌の蚊を個体群に導入すれば、すべての子がボルバキアを持つことになり、病原ウイルスを媒介する可能性も低くなる。
この戦略は、世界各地の7つの研究機関が参加する非営利の連携事業、デング熱撲滅プログラムで採用されている。試験地域では、同プログラムが蚊の個体群にボルバキアを定着させることに成功している。
この点に関連して、ネッタイシマカの行動で興味深いのは、遠くまで移動しない傾向があることだ。実際、高速道路が蚊の拡散を防ぐには十分な障壁となる。研究者がある市や町に放虫地点を設けても、蚊が別の地域へ移動することは確認されていない。
これにより、管理された研究を行えるほか、承認された場所に限って蚊を放すことができる。拡散が限られ、放虫地点が隔離されていることは、米国での蚊の放虫を認める決定における重要な要因だった。
デング熱撲滅プログラムは、まだ米国では実施されていない。米国では代わりに、雌ではなく雄の蚊に注目する別の方法が取られている。
個体数の抑制：雄を標的にする方法
モスキートメイトは、医学昆虫学者のスティーブン・ドブソンがレキシントンのケンタッキー大学から立ち上げた企業だ。フロリダキーズ蚊対策地区と提携し、彼らは今春、週4万匹のボルバキアに感染した 雄の蚊を放し始めた。
この戦略は、蚊の個体数を減らすために、細胞質不和合性（CI）と呼ばれる現象を利用する。CIは、ボルバキアに感染した雄の蚊が、未感染の雌と交尾すると起こる。ボルバキアは雌の卵を通じて伝わるため、子はボルバキアを持たない。しかし、ボルバキアはすでに父親の精子DNAを変化させており、受精卵にボルバキアがある場合に限って子が生存できるようにしている。感染した雄が接触するのは、自然界にいるボルバキアを持たない個体群だけなので、その子は胚の発生中に死に、卵は孵化しない。
蚊にとって残念なことに、雌は卵を継続的に受精させるため、体内に精子を蓄える。そのため、雌が最初に交尾した相手が、すべての子の父親となる。したがって、雌が改めて交尾しただけでは、ボルバキアに感染した雄と交尾した後、その子はすべて生存できない。
フロリダキーズ蚊対策地区は、一つの方法だけに攻撃を限ってはいない。ボルバキアや従来型の対策に加え、遺伝子工学企業のオキシテックとも提携している。モスキートメイトと同様、オキシテックも雄の蚊を放す。ただし、ボルバキアの代わりに、オキシテックは蚊を遺伝子改変し、子が死ぬようにする自己制限遺伝子を組み込んでいる.
目標は変わらない。オスを環境中に放ち、メスと交尾させて子孫をすべて死なせ、最終的に蚊の個体数を激減させることだ。
オスとメスの戦略が共有する目標は一つ
それぞれのボルバキアを利用した蚊対策には、それぞれ利点がある。メスを利用する方法は広範囲に及び、病気の伝播を直接減らすと期待される。オスを利用する方法は、厄介なメスの蚊を放すことなく、地域の蚊の個体数を効果的に減らす。
オスを放つ戦略は、重要な「即効性のある」対策だが、毎年費用をかけて放虫する必要がある。というのも、蚊のオスは、MosquitoMateのボルバキアであれ、Oxitecの自己抑制遺伝子であれ、重要な形質を次世代に受け継がせることができないからだ。こうしたオスが放たれなくなると、野生の繁殖可能なオスがメスと交尾し、個体数は回復する。
Eliminate Dengueのメスを放つ戦略は長期的に持続可能だが、蚊が最初に定着したことを確認するため、広範囲にわたるモニタリングが必要となる。MosquitoMateとOxitecは費用を公表していないが、Eliminate Dengueは、1人あたり約1米ドルでシステムを利用できるようにしたいと考えている。
一般市民の中には、こうした蚊の放虫プログラムに反対する声を上げる人もいる。特に、Oxitecの遺伝子組み換え昆虫のように、蚊が遺伝子改変されている場合はそうだ。米国農務省がOxitecの計画に対して2,600件の意見を受け取った一方、MosquitoMateの非遺伝子組み換え戦略について提出された意見は1件だけだった。
米国では、蚊の防除地区は慎重な姿勢を取っている。まず、恒久的ではないオスを使う2つの戦略を小規模な地域で試している。フロリダキーズでは、ストックアイランドの放虫地点で12週間にわたり蚊を評価する予定だ。オスのボルバキア感染蚊が個体数を減らす効果については、夏の終わりまでには分かるだろう。
