蚊を駆除する大胆な新計画は普及できるだろうか？

カリフォルニア州テューレア郡バイセリアの北西郊外で、ブライアン・ルイスは農地を横切る見慣れた未舗装の道路を車で走っている。彼は灌漑パイプにぶつかる。そのパイプは「かなりひどい」状況を作り出していた。6月初旬の太陽の下で焼けつくような、小さな植物と藻に覆われた水面の塊だった。彼の影が水たまりに迫ると、体長半インチにも満たないミミズのような生き物が素早く潜って姿を消そうとしたが、それができる前にルイスは長い金属製の柄杓でそれをすくい上げた。彼は目を細めて捕まえたものを見つめた。それはイエカ属の幼虫で、イエカには一般的な家蚊が含まれる。

この段階では、おそらく何百匹もの虫と一緒に水中で転がっている、少し不器用で間抜けな幼虫でさえ、無害に見えるかもしれないが、幼虫は成長して病気を運ぶ吸血虫、科学者がベクターと呼ぶものに変わる。そこで、ルイスは、その虫だけに有毒な細菌スプレーで処理すべき場所を示す。これは、デルタ蚊・ベクター管理地区 (DMVCD) の技術者であるルイスの典型的な一日である。自分をも襲う虫を狩るのだ。

カリフォルニア州の農業中心地、サンホアキンバレーにあるテュレア郡は、長年この害虫と戦ってきた。独立駆除地区であるDMVCDは、かつて蚊媒介マラリアがこの地域を襲った1922年、バイセイリア女性クラブの推進で設立された。今日、新たな脅威が、開発が進む酪農場、柑橘類の果樹園、ブドウ園で知られる712平方マイルの地域を脅かしている。ジカウイルス、デング熱、チクングニア熱、黄熱病を拡散する能力を持つ外来種の蚊であるネッタイシマカは、犬用ボウルからスプリンクラーの下に置かれた小さなおもちゃまで、あらゆるものに住み着いてカリフォルニア州で活動範囲を広げている。ネッタイシマカは、成虫の蚊を狙った従来の駆除戦術のほとんどを逃れるように進化したため、ルイス氏の仕事はさらに難しくなった。 「私たちが持っているもののほとんどは彼らに影響を与えません」と彼は言う。

殺虫剤耐性が高まり、気候変動により繁殖期が長くなり、生息範囲が広がる環境が整う中、DMVCD と州の生物学者は、この地域で虫が急増するのではないかと懸念している。「以前は、ネッタイシマカの個体数はそれほど多くありませんでした」と、DMVCD でこの虫の監視を統括する生物学者で科学プログラム マネージャーのクリスタル グリッピン氏は言う。「今では、トラップ 1 つにつきメスのネッタイシマカが 10 匹いる場所が複数あります」(血を吸うのはメスの蚊だけで、オスは花の蜜や果汁を吸います)。

DMVCDのような地元の駆除ユニットや国際企業は同様に、害虫と戦う新しい方法を模索している。バイオテクノロジー企業のOxitecは、ネッタイシマカの駆除に​​対する斬新かつ物議を醸すアプローチの一つを進めている。それは、ネッタイシマカの放流だ。しかし、彼らの蚊は普通の蚊ではない。これらは、子孫に受け継がれ、幼虫の段階で雌を殺す時限爆弾遺伝子を持つように設計された、刺さないオスの蚊である。「この遺伝子を持つ雌の幼虫は100％致命的です」と、Oxitecの米国プログラム責任者で昆虫学者のRajeev Vaidyanathan氏は言う。個体数が減れば、病気のリスクも減る。

オキシテックは、テューレア郡を次の試験地として自社の戦略をテストしたいと考えている。同社が2021年にフロリダ州で実施した試験プロジェクトで有望な結果を示した後、米国環境保護庁は2022年3月に同社に対し、同州で2度目の試験を実施し、中央カリフォルニアの大きく異なる気候でどのような結果が出るかを調べることを許可した。カリフォルニア州農薬規制局の職員が同社の許可申請を審査しており、承認されれば、2023年春に試験が開始される可能性がある。

オキシテック社の発明は「フレンドリー」な蚊として商標登録されているが、近隣でブンブンと騒がしい遺伝子操作された昆虫に誰もが魅了されているわけではない。全国および地域の団体は、州の審査プロセスと、住民との協議やコミュニケーションに対する同社のアプローチについて不満を述べている。

しかし、トゥーレア郡のプロジェクトが前進すれば、内部から群れを駆除することで、ルイス氏のような DMVCD の技術者の役に立つかもしれない。同局は州の決定を待つ間、オキシテックと協力し、切望されている地域とのつながりと地元の景観の歴史を提供している。「オキシテックと協力できることをとてもうれしく思っていますし、幸運です」と、医学および獣医学の昆虫学者で DMVCD のゼネラルマネージャーのムスタファ・デブーン氏は言う。「私は常に、効果がありそうな追加技術を模索しています。」

熱帯起源であることを考えると、この白黒の昆虫がトゥーレア郡の乾燥した土地で生き延びてきたというのは少々意外なことだ。ネッタイシマカはアフリカ原産とされる森林蚊として誕生し、その後、人間が村に定住し、容器に水を貯蔵するようになったころ、この種の一種が世界中に広がった。17世紀に奴隷貿易船に乗ってアメリカ大陸に持ち込まれたことで黄熱病が流行し、最近では発熱や関節痛を引き起こすことで知られるチクングニア熱やデング熱、妊婦が感染すると子どもに先天異常を引き起こす可能性があるジカ熱など、他のウイルス感染症も引き起こしている。

この種は、卵や幼虫が人間に付着して北方へ移動するまでの約1世紀、主に北米やラテンアメリカの熱帯地域に生息していた。その後、2013年に保健当局がカリフォルニア州でネッタイシマカを発見した。2022年7月現在、カリフォルニア州の58郡のうち22郡が、この蚊の存在をカリフォルニア州保健局に報告している（カナダのオンタリオ州でも確認されている）。

スタンフォード大学の感染症生態学者エリン・モーデカイ氏によると、この蔓延は気候変動の影響も受けているという。蚊は外温動物で、つまり外部の熱源に依存している。「蚊のライフサイクルのあらゆるプロセスは温度に依存しています」と同氏は言う。温暖な環境ではライフサイクルが加速するため、成虫になるのが早くなり、繁殖期が長くなって子孫が増え、より多くの人間を刺す。ネッタイシマカは、体が乾燥してしまうほどの乾燥した摂氏30度を超える暑さを避けるため、屋内や日陰に避難するようになり、DMVCDの蚊の季節は現在、通常4月に始まり11月まで続く。

シーズンが長くなり、個体数が増えると、人間へのリスクが増す。カリフォルニア州ではデング熱、チクングニア熱、ジカ熱の旅行関連の症例が報告されているが、ネッタイシマカが州内でこれらの病気を広めた例は知られていないが、可能性はある。2018年、ネッタイシマカはDMVCDによって検出された5番目に多い種であり、監視トラップで2,129匹が捕獲された。2021年には、同局は16,450匹を捕獲し、同地区で2番目に多い種となった。

局は、地域の個体数を把握するために、標的種の好みに合わせたトラップを使用している。ネッタイシマカを騙すために使用されているのは、BG-センチネルという洗濯かごのような円筒形のトラップで、砂糖酵母溶液から放出される二酸化炭素と、チューブに入ったペレットから漂う汚れたジーンズに似た匂いで蚊をおびき寄せる。「もう匂いもしません」と、DMVCDのグリッピン氏は言う。このトラップに内蔵された小型の電動ファンが、血を求めて何も知らない雌を吸い込む。研究室の技術者は、毎日約16種類の蚊を餌にしたトラップを約90個設置し、住宅の前庭や公園の茂みの陰に隠している。翌朝回収するまでに4,000匹以上の蚊を集められるトラップもある。

蚊の数を減らすため、地区は蚊が最も弱っている若い時期に蚊を駆除しようとしている。まず、チームは地元の人々に溜まった水をなくすよう促している。しかし、ネッタイシマカの微細な黒い卵は、カビや土、ひげそりのひげと間違えられやすいとグリピン氏は言う。卵は水分がなくても1年ほど生き延びることがあるため、容器を空にするだけでは必ずしも効果がない。「水を入れれば、孵化する」とルイス氏は言う。彼は念入りに洗浄し、繰り返しチェックすることを勧めている。

幼生については、チームのメンバーは、一般にカダヤシと呼ばれるGambusia affinisを使用するなどの生物学的手法を活用しています。これらの淡水魚は繁殖や管理が簡単なので、地区は住民が無料で入手できる大規模な孵化場を維持しています。魚が選択肢にない場合は、水中のBacillus thuringiensis israelensisなどの天然の幼生駆除剤でカダヤシを処理できます。

DMVCD が成虫の蚊が大量発生していること、または成虫の中に病原体が存在することを検知した場合、技術者は夜明け前、つまり屋外にいる人が少ないときに化学噴霧処理を施す。ルイス氏は、これは最後の手段だと語る。「私たちの主な目的は、化学薬品を一切使わないことです。」

これらの化合物は効果がないかもしれない。何十年にもわたる殺虫剤の過剰使用により、蚊は免疫を獲得する時間を与えられている。2020年、カリフォルニア州公衆衛生局の研究者らは、州内のネッタイシマカに関する研究を発表し、この種が一般的に使用される殺虫剤のグループであるピレスロイドに対する耐性を獲得する可能性があることを指摘した。DMVCDが独自に実施した実験室で生まれた種と野生で捕獲された種に対する検査でも、これらの化合物に対する耐性が示された。

ネッタイシマカを阻止する別の方法を見つけることを視野に入れ、2022年、オキシテックはカリフォルニア州の10以上の地区の中からDMVCDを同社の遺伝子殺戮兵器の試験開催地に選んだ。米国での最初の試験を終えたばかりのオキシテックは、事業を拡大し、より乾燥した環境で蚊がどのように対処するかを見極めたいと考えていた。テュレア郡の乾燥した暑さはまさにぴったりだった。「バイセリアは私たちにとって絶好の場所のような場所だと私は考えています」とオキシテックの米国プログラムディレクター、ヴァイディアナサン氏は言う。「ここはネッタイシマカの数が多いです…ここは小さいので、ロサンゼルスではできない方法でバイセリア中を巡ることができます。また、デルタには蚊と媒介生物の駆除に非常に協力的な地区があります。」

バイセリアの職員は、同社の斬新なアプローチに万能薬の可能性を見出している。「オキシテックの技術は非常に独創的です」とDMVCDのゼネラルマネージャー、デブーン氏は言う。「これはうまくいくと思います」

2022年5月、炊飯器ほどの大きさのカラフルな耐候性容器がフロリダキーズの庭先に点在し始めた。しかし、蓋を開けて水を注いでも、湯気のたつふわふわの穀物は出てこない。オキシテックの第2弾放出の一環であるこれらの容器は、同社の研究室で飼育された雄のネッタイシマカの卵約700万個を孵化させる予定だ。この虫は約10日で孵化して出現し、数百フィート以内にいる雌を探し出し、オキシテックが20年かけて開発してきたキラー遺伝子を共有する。

同社は2002年に英国のオックスフォード大学の支援を受けて設立され、現在は米国企業の本社と研究開発施設は同大学にある。当初からオキシテックは、ダイズループワームの幼虫のような農作物害虫からネッタイシマカのような病原体を媒介する昆虫まで、有害な昆虫の個体群を撲滅する拡張可能な遺伝子技術の開発に注力してきた。オキシテックの解決策は、同社がRIDL（優性致死性昆虫の放出）と呼ぶ技術である。言い換えれば、同社の科学者らは標的の昆虫に致命的な遺伝子時限爆弾を微調整してきたのである。

すべては、オキシテック社が独自に遺伝子操作したオスのネッタイシマカ（Ae. aegypti）の系統、OX513Aから始まった。野生の同種と見た目は変わらないが、研究室で飼育されたこれらの標本は、2つの遺伝子を持つ遺伝子設計されたトロイの木馬である。1つは紫外線下で子孫を識別する遺伝子、もう1つは雌の子孫の死を意味する遺伝子だ。研究室では、蚊にテトラサイクリンという抗生物質を与えている。これは、蚊が飼育下で繁殖できるよう、殺人遺伝子が死のスイッチを入れるのを阻止する錠前のような働きをする。しかし、オキシテック社が蚊を解放すると、薬剤なしでも遺伝子が再びオンになる。 （現代の農業ではテトラサイクリンが利用されており、2022年のEPAの声明では、蚊が十分な量にさらされる可能性は「低い」と指摘しているものの、同社はこの薬剤を使用する特定の企業から500メートル以内にオスを放つことはできないと述べている。）オキシテックのオスが交尾に成功し、性別を標的とした致死遺伝子が受け継がれると、野生のネッタイシマカのメスは生存可能な卵を産むが、メスの幼虫が血に飢えた成虫になるまで成長することは決してない。

ネッタイシマカの雄は同じ種の雌としか交尾しないため、オキシテック社は、同社の手法が世界中の3,500種を超える他の蚊の種の全体的な多様性に影響を与えることはないとしている。カリフォルニア大学サンディエゴ校で蚊の遺伝学を研究し、自身のチームと不妊のネッタイシマカの雄を作り出す研究をしている分子生物学者のオマール・アクバリ氏は、オキシテック社の手法は殺虫剤の過剰使用を減らすのに役立つかもしれないと話す。「いろいろな意味で、これは環境に優しい技術だと思います」とアクバリ氏は言う。「これは素晴らしい、安全な手法だと思います」

オキシテックは2009年から、まずグランドケイマン島で、その後マレーシア、ブラジル、パナマで試験を開始した。同社は、野生のネッタイシマカが生息する対象地域では、個体数が最大95パーセント減少したと報告した。

こうした明らかな成功にもかかわらず、この技術は批判を巻き起こした。2019年、サイエンティフィック・リポーツ誌に掲載された論文によると、ブラジルのバイーア州のある都市でオキシテック社の雄が在来のネッタイシマカと交配した結果、雑種の雌の蚊が生まれたという。著者らは、これが病気の伝染やその他の制御活動にどのような影響を与えるかは不明だと指摘した。その直後、オキシテック社は、論文では予期せぬ影響は確認されていないと反論した。カリフォルニア大学サンディエゴ校のアクバリ氏は、この研究結果は実際にはオキシテック社の遺伝子を持つ雑種が個体群内で存続しなかったことを示していると述べ、サイエンティフィック・リポーツ誌は最終的に、著者らの主張やデータ解釈の一部について編集上の懸念を指摘した。とはいえ、同社の実際の実験に反対する人々は、今でもこれを証拠として挙げている。

Oxitec の米国での最初の試験は、EPA が同社に第 2 世代のAe. aegypti OX5034 をフロリダキーズ蚊管理地区 (FKMCD) と提携して 2021 年に飛ばす許可を与えるまで長い道のりでした。この申請は 2 つの規制機関に渡された後、2017 年に EPA に提出され、審査プロセス全体が始まりました。最初から物議を醸したこの計画は、EPA のパブリックコメント期間中に 448 件の回答を集めました。州の機関も意見を述べる必要がありました。「その間、このプロジェクトについて一般の人々を啓蒙することが非常に重要でした」と FKMCD のエグゼクティブディレクター、アンドレア・リールは言います。「人々に説明するのはそれほど簡単なことではありません。」

2021年の放出データは査読されていないが、オキシテック社は、成長した幼虫はすべて成虫の雄になり、血を吸う雌はすべて死んだと報告した。EPAはその後、同社がキーズ諸島で実験を続けることを許可しており、カリフォルニアでの実験を進めると同時に、最初の実験のデータを大規模に再現することを目指している。オキシテック社は、フロリダで使用された蚊にはいかなる段階でもテトラサイクリンを投与しないと述べた。つまり、殺傷遺伝子は雌の子孫に対して意図したとおりに作用するはずだ。

カリフォルニアの現地でも、オキシテックの許可手続きは難航している。国や地域の団体は、審査プロセスに異議を唱えた。食品安全センターや地球の友などの団体は、テューレア郡は4,800平方マイル以上の面積を擁しているが、提案されている放出場所が公表されていないため、住民はプロジェクトが自分たちに直接影響するかどうかを知るすべがないと指摘した。

カリフォルニア州農薬規制局（CDPR）は、オキシテックの申請の審査の一環として、2022年4月に15日間のパブリックコメント期間を設定した。「この地域では新しいものに15日間ではまったく足りません」と、カリフォルニア農薬改革協会の共同代表でトゥーレア郡出身のアンヘル・ガルシア氏は言う。ガルシア氏は、CDPRが農業従事者の家族にフィードバック期間について十分に通知しようとしなかったと付け加え、全国団体も期間が短かったと指摘した。パブリックコメント期間の発表で、CDPRはフィードバック用のメールアドレスのみを記載した。CDPRの広報担当者は、ポピュラーサイエンスのコメント要請に応えて、同局は後日発表される2回目のコメント期間を含め、一般からの意見をさらに募る機会を提供するよう取り組んでいると述べた。広報担当者は、CDPRは常に電話、メール、手紙でパブリックコメントを受け付けており、メディア、利害関係者、一般の人々との次回のコミュニケーションでその旨が明記されると述べた。

5月に開催されたDMVCDの月例理事会では、農薬への曝露に悩まされてきたトゥーレア郡で暮らし働く約12名の農場労働者が、オキシテック社の流出と同社の情報伝達のギャップについて懸念を表明した。プラカードを掲げる人もいたが、その1つにはスペイン語で「# No somos ratas de laboratorios 」（私たちは実験台のラットではない）と書かれていた。その場にいたカリフォルニア農薬改革協会所属の地元グループの幹事、セシリア・アンドラーデ氏は、彼女を含め田舎の住民の多くはインターネット接続がしっかりしていないか、まったくサービスがないため、オキシテック社の計画について知ることが難しいと指摘する。「多くの情報がウェブサイトを参照していますが、この地域の多くの人は情報を得るためにウェブサイトを見ません」と彼女は言う。

Oxitec は、 Popular Scienceに電子メールで、コミュニティ アウトリーチの資料と Web コンテンツはすべて英語とスペイン語で利用できると回答しました。同社は、戸別訪問、情報チラシの配布、ソーシャル メディアへのプッシュ、地元のファーマーズ マーケットやイベントでのブース展開、DMVCD との共同開催など、毎月のウェビナーの開催を行っていると述べています。「私たちはおそらく、何千ものドアを一緒にノックしました」と、Oxitec の米国プログラム ディレクターである Vaidyanathan は言います。「実際のところ、人々はこの技術について非常によく理解しており、支持しています。フロリダとカリフォルニアの両方で、私たちは [リリース ボックス] のホストとして、実際に必要な数の 2 ～ 3 倍の人から申し込みを受けています。」

夏の気温がテューレア郡で 90 度台に上昇する中、CDPR は Oxitec の許可申請に対する規制審査を進めました。同局は決定のタイムラインを公表していませんが、審査プロセスには少なくとも数か月かかるとだけ述べています。しかし、待っている間に、Oxitec はバイセリアに研究施設を建設し、現場および研究室の技術者を雇用しています。DMVCD は協力的な役割を担い、地元の蚊に関する過去のデータを同社に提供し、住民に Oxitec の情報を紹介してきました。

オキシテック社の米国での試験の長期的目標は、できるだけ多くのデータを収集し、製品登録申請とともに EPA に提出し、最終的には遺伝子編集された虫を蚊駆除地区や消費者に販売することだ。しかし、承認が得られれば、オキシテック社は競争に直面する可能性が高い。

ケンタッキー州レキシントンに拠点を置くモスキートメイト社は、自然界に生息する細菌ボルバキアの一種に感染した雄のヒトスジシマカの系統を研究室で生産している。この雄が野生でこの種の雌と交尾すると、デング熱、チクングニア熱、ジカ熱のウイルスを媒介するが、産まれた卵は孵化しない。2018年にトゥーレア郡の北に位置するフレズノ郡で行われた大規模実験では、標的の個体数が95パーセント減少した。細菌を含んだこの蚊の価格は、現在、敷地の大きさや種類によって699ドルから1,199ドルとなっている。

カリフォルニア大学サンディエゴ校のアクバリと彼のチームは、遺伝子工学ツールであるCRISPRを使用して、不妊の雄のネッタイシマカを作ろうとしている。彼らは、蚊の駆除に応用された新しい遺伝子技術に対する一般の人々の反応をよりよく理解するために、アンケート調査、オンラインフォーカスグループ、インタビューを行った。反応は一様ではなかったが、研究者が制御できない可能性のある生物の放出に対するためらいを聞くと、不安になったと彼は言う。「これらの懸念を設計に取り入れる必要があります」とアクバリは言う。

オキシテックは、遺伝子組み換え蚊で「ある意味、黄色いレンガの道を切り開いている。彼らは市場に最初に参入し、これらすべての困難な問題に取り組むことになるが、彼らが成功すれば、オキシテックの技術よりも優れた次の技術の余地が生まれる」と彼は言う。

DMVCD の責任者デブーン氏は、データからウォルバキアとオキシテックの手法が効果的であることが示され、持続可能で実現可能であれば、その採用に関心があると述べた。「私たちは資金が豊富な民間組織ではありません」とデブーン氏は言う。「時には、資金で最善を尽くすこともあります」。新技術が進歩するにつれ、カダヤシや幼虫駆除剤と並んで在庫に加えられるほど安価になることをデブーン氏は期待している。「市場に投入され、手頃な価格になったら、私たちはこれを実行するつもりです」とデブーン氏は付け加えた。

その間、DMVCD のチームは敵の監視と戦いを続けています。ブライアン・ルイスはAe. aegyptiを阻止するための努力を倍増させています。今年初め、彼はこの吸血虫の個体数を減らすための一般啓蒙活動を行う新しいプログラムのリーダーに任命されました。そのため、彼はこの夏、戸別訪問を行い、住民を啓蒙し、潜在的な繁殖地を見つけるためのちょっとした探偵活動を行っています。

今後登場するかもしれない新しい技術については、「導入できるなら導入すればいい。しかし、今は戸別訪問が全てだ。…私たちがここにいなかったら、状況はもっと悪くなるだろう。だから、私たちは変化を起こしているのだ」と語る。

このストーリーはもともと、PopSci の 2022 年秋 Daredevil 号に掲載されました。PopSci+ のストーリーをもっと読む。