These malaria drugs treat the mosquitos — not the people
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欢迎回到《自然》播客。本周，我们将讨论治疗蚊子以防治疟疾以及了解妊娠丢失的遗传学。我是尼克·帕恰乔，我是本杰明·汤普森。

首先，我们有一个关于改进抗蚊子蚊帐以防止疟疾传播能力的故事。现在，疟疾当然是人类的祸害，每年有数百万人感染，导致数十万人死亡，非洲的病例负担不成比例地高。

自2000年以来，在控制疟疾方面取得了进展，大规模使用杀虫剂处理的蚊帐是关键驱动力之一。这些蚊帐可以防止人们被蚊子叮咬，并杀死任何落在蚊帐上的蚊子，从而降低进一步传播的风险。

但是这种控制策略也有其局限性，正如美国哈佛大学陈曾熙公共卫生学院的弗拉米尼亚·卡塔鲁奇娅解释的那样。“杀虫剂在一段时间内效果很好。所以这些蚊帐在一段时间内确实很有效。每次给人们新的蚊帐时，我们都会看到蚊子数量减少，疟疾病例数量随之减少。然而，过了一段时间，

蚊子开始发展新的抗药机制，所以它们不再被杀死，这意味着它们在减少疟疾病例数量方面的效力下降了。事实上，蚊子对杀虫剂的广泛抗药性被认为是疟疾病例减少趋于平稳的重要因素。因此，研究人员一直在努力寻找替代策略来解决这个问题。

我们想，为什么我们不能，比如说，摆脱我们需要杀死蚊子才能控制疟疾的这种概念呢？毕竟，蚊子不会引起疟疾。它们传播疟疾。但病原体是疟原虫。

在人类身上，我们用药物杀死了疟原虫。那么，我们能否在传播疟疾的蚊子身上使用同样的策略呢？这就是弗拉米尼亚和她的同事们在本周《自然》杂志上发表论文的内容。从本质上讲，他们的方法包括用药物治疗蚊子以防治疟疾，在疟原虫传播给人类之前杀死它们。他们希望这些药物可以被加入蚊帐中，以减少疟疾传播的机会。

现在，治疗蚊子似乎是一种不寻常的方法，但研究小组已经证明这是可能的。在之前的研究中，他们证明了抗疟疾药物阿托伐醌可以在蚊子体内杀死恶性疟原虫，这是最致命的疟疾寄生虫种类，也是非洲大陆最普遍的种类。

然而，阿托伐醌是一种用于治疗人类疟疾的药物，研究小组希望找到其他可以做同样工作但未在临床上使用的化合物。这不是一项容易的任务。

没有已知的化合物可以靶向蚊子阶段的寄生虫，所以我们必须进行筛选。我们给蚊子服用了一些化学物质，然后我们测试它们是否会对抗寄生虫。当然，研究小组并没有随机选择这些化合物。相反，他们测试了在人体血液实验中显示出前景的化合物。具体来说，这些化合物靶向寄生虫在其生命周期中的某个无性阶段。

研究小组推断，这些化合物可能对寄生虫生命周期的另一个无性阶段有效，这个阶段发生在雌性蚊子的肠道中，特别是冈比亚按蚊。

冈比亚按蚊是撒哈拉以南非洲疟疾最重要的媒介。对研究小组来说不幸的是，这个寄生虫生命周期阶段没有实验室模型。因此，研究小组没有在培养皿中测试这些化合物的活性，而是不得不手动测试这篇论文中提到的81种化合物中的每一种对活蚊子的作用。我怀疑我们做了成千上万只蚊子。但是所以

我们抓取蚊子，让它们睡着，然后分别涂抹化合物。然后当它们醒来时，我们把它们放在笼子里，用疟原虫喂它们。几天后，寄生虫开始发育，然后我们解剖蚊子的肠道（寄生虫在那里发育），然后我们计算寄生虫的数量。其中一些化合物通过昆虫的身体吸收，并有效地杀死了寄生虫。

但是研究小组需要测试这些有前景的化合物是否也能以更接近这些昆虫在现实世界中接触药物的方式发挥作用。也就是说，通过它们的腿，当它们落在某物上时。在这种情况下，研究小组使用了载玻片。当我们以这种方式测试这些化合物时，大多数化合物都不起作用，因为蚊子的腿被一层蜡状层覆盖，许多化合物不容易穿透。

这就是我们必须与化学家进行大量合作，修改化合物的结构，使其更容易被蚊子吸收的地方。最终，研究小组开发出两种有效的化合物，可以通过蚊子的腿吸收。这些化合物靶向寄生虫线粒体内的两个不同位点，研究小组希望同时使用它们将有助于降低产生抗药性的可能性。

但还有更多工作要做。我们有这两种在载玻片上非常有效的化合物，但这并没有真正帮助我们。我们想把它们放在更能代表蚊帐表面的材料上。因此，为此，我们与材料科学家合作，将这些化合物掺入小型表面。即使掺入与实际蚊帐非常相似的材料中，这些化合物也保留了全部活性。

弗拉米尼亚说，这些化合物合成简单，价格相对便宜，在掺入不同类型的塑料薄膜（制备方法与真正的蚊帐相似）后，一年后仍保持活性。

这些化合物还在蚊子体内提供了持久的保护作用。我们发现，这种作用的持续时间相当长，四天后，蚊子感染疟原虫的机会大大降低，这对我们的控制策略来说非常有前景，因为蚊子今天叮咬人，然后它在四天后被感染，它仍然会完全受到保护，不会被感染。

弗雷德罗斯·奥库穆是英国格拉斯哥大学和坦桑尼亚伊法卡拉卫生研究所的疟疾生物学家。他并没有参与这项研究，但他对研究小组所展示的结果印象深刻。

他说，这可能是一种有用的武器，可以帮助蚊帐保持其影响力，为开发其他经济或医学预防方法（如疫苗）争取时间。杀虫剂处理的蚊帐目前是我们控制媒介的最佳希望，但它们面临一个非常明显的挑战，从进化的角度来看，我们知道我们不会获胜。所以我们必须做的是找到一些方法来延缓这种损失。

并尽可能长时间地保持这些蚊帐的影响效力。我认为这个小组只是我们用来做到这一点的众多选择之一。而且他们做得很不寻常。我的意思是，大多数疟疾死亡发生在非常偏远的农村地区，远离医疗设施。他们说，好吧，蚊子仍然会去这些村庄。那么，为什么我们要在诊所等待这些人呢？

为什么我们不把诊所带到他们的蚊帐上呢？他们做得非常优雅，而且似乎很有效。弗雷德罗斯说，提高蚊帐的能力可以增强其双重益处。不仅保护蚊帐下的人，也保护更广泛的社区。杀虫剂处理的蚊帐通过杀死蚊子来做到这一点，但由于抗药性的增加而受到阻碍。

然而，他认为，要调查这种方法最终的效果如何，还有重要的工作要做。现在，我们不能说它是100%有效的。我们必须做的是等待这些蚊帐在实际的野外环境中进行测试，因为我们不知道还会出现什么其他问题。

但我不想看到它只停留在实验室里，因为从我阅读这篇论文和该小组之前所做的工作来看，这不仅是一种优雅的方法，而且显然具有变革性。我祝他们一切顺利。弗拉米尼亚说，现实世界的测试最近已经开始，在埃塞俄比亚和布基纳法索进行了一项使用实际蚊帐的小型试验。

研究小组还在努力降低生产这些化合物所需的化学品的成本，并想出加快开发和测试其他化合物的方法，以增加可用化合物的数量。

只有时间才能证明这种策略是否能够帮助减少这种疾病的可怕影响。但弗拉米尼亚希望它能成为军火库中的一件重要工具。不幸的是，这种策略并不是一种能够从世界上消灭疟疾的灵丹妙药。疟疾是一种非常复杂的疾病，我们已经尝试用许多不同的工具来消灭它很长时间了，但它仍然存在。

所以我认为，这是一种可以真正通过靶向寄生虫而不是蚊子来帮助在某些地区将寄生虫消灭的策略。那是弗拉米尼亚·卡塔鲁奇娅。你还可以听到弗雷德罗斯·奥库穆的声音。

要阅读弗拉米尼亚的论文，请查看节目说明中的链接。接下来，我们将深入了解导致妊娠丢失的基因突变。但现在，是时候由丹·福克斯介绍研究亮点环节了。一种仅由阳光驱动的装置可以从空气中收集饮用水，即使是在世界上最干燥的沙漠之一也是如此。

研究人员设计了一种装置，利用海绵状水凝胶从空气中捕获水分，他们往水凝胶中加入盐以提高其吸水性。凝胶在凉爽的夜间从空气中吸收水分。白天，该装置将阳光转化为热能来加热水凝胶。

凝胶释放水分，然后水分在冷凝器上聚集。在测试中，该系统在智利阿塔卡马沙漠的极端条件下，每天每平方米产生0.6升水。研究人员表示，该装置每平方米的成本约为150美元，可以使用20年。你可以在Device中完整地阅读这项研究。

世界上最富有的人对气候影响（如极端高温和干旱）负有不成比例的责任。富人通过使用更多能源、购买更多东西，甚至通过他们的投资来增加更高的排放量。研究人员使用气候模型和统计数据将这些更高的排放量与气温升高以及极端高温和干旱的趋势联系起来。

他们的计算表明，从1990年到2020年，全球人口中最富有的10%的人口导致全球平均气温上升了0.61摄氏度的三分之二。他们还估计，这些人对亚马逊地区的干旱的贡献是普通人的六倍。

他们的结果还揭示了国家之间的不平等。美国最富有的10%的人口对全球变暖的贡献是全球人均平均水平的17倍，而印度最富有的10%的人口对全球变暖的贡献仅为全球平均水平的1.2倍。你可以在《自然气候变化》杂志上找到这项研究。下一个主题影响着全世界每年数百万的人。妊娠丢失。

当卵子和精子形成时，会发生大量的基因重组。这就是基因变异的产生方式，但它也可能导致错误，这意味着胚胎无法发育。

一个常见的问题是染色体错误。例如，拥有多份染色体（三份而不是两份），或者整套染色体的重复。众所周知，减数分裂过程中的染色体错误在妊娠丢失中很普遍，但大约有50%……

妊娠丢失没有染色体错误。那是冰岛DECO遗传学的研究员霍肯·永松。霍肯和来自冰岛和丹麦的一组研究人员对这50%没有染色体错误的病例感兴趣，这些病例有一套整倍体染色体。

记者沙姆尼·邦德尔采访了霍肯，并询问目前已知关于为什么这些妊娠会丢失的原因。对于整倍体的情况，知之甚少，因为这可能是免疫反应，也可能是……

点突变。也可能是父亲和母亲的基因型。当结合在一起时，会导致胎儿死亡。这可能非常困难，尤其是在反复丢失的情况下。而且通常无法理解发生了什么。所以你自己和其他人想要

并弄清楚胎儿的遗传学中是否存在潜在的原因，它们是如何从母亲一方继承基因的，从父亲一方继承基因的，事物是如何混合在一起的，事物是否发生了突变，并试图掌握导致丢失的原因。没错。因为就像你

教条是所有染色体错误。这促使哥本哈根大学妇产科教授亨丽埃塔·斯瓦雷-尼尔森对此进行研究，因为目前对妊娠丢失的治疗方法是冷冰冰的建议，那就是再试一次。

但她对这个答案并不满意。她想知道这些妊娠丢失的根本原因是什么。因此，她招募了埃娃，埃娃也是哥本哈根大学分子遗传学教授。这项研究表明，存在一些序列变异或基因型

你可以在体外受精中选择剔除。你可以为这些患者做一些事情。因此，如果他们正在进行体外受精，你实际上可以对胚胎的基因组进行测序，你可以预先识别某些遗传特征会导致妊娠无法存活的情况。没错。大概……

妊娠丢失可能有许多原因。你是如何调查所有这些数据的？你从哪里得到这些数据？亨里克，对不起，尼尔森和埃娃，他们让患者在丢失时收集受孕产物。

然后他们对他们的血液检查、问卷调查等进行了详尽的测试。所以你主要做的事情是对来自无法存活妊娠或受孕产物的这种材料进行DNA测序。然后也对父母进行测序，对吗？是的。所以我们将胎儿的基因组与其父母进行比较。

然后我们识别那里的突变。因此，胎儿中存在而父母中不存在的新突变，它们大约有20%的突变更多。然而，

与成人对照组相比，它们致病基因型的数量增加了约300%。在这种情况下，致病基因型是指在已知会导致发育障碍的基因中存在突变。你知道这些基因很重要，你正在看到这些基因中有很多突变。没错。

因此，在这项妊娠丢失研究中，你发现了一些致病基因型，其中已知这些基因中的突变会导致发育障碍。然后还有其他的，其中

因为它从未出现在成人人群中，因为你永远不会在成年人中看到这种特定变异或这种特定基因的功能丧失突变，因为他们无法存活。现在你实际上能够识别出，是的，它们存在于这些胎儿样本中，从而表明这些基因是关键，错误是

可能是妊娠丢失的原因之一？没错。因此，这会影响对这些患者的临床咨询。因此，如果你知道是新生突变，所以是新的东西，复发风险很低，大约只有1%。因此，当出现全新的新生突变时，建议再试一次可能是明智的，因为它很可能是一次性的。

但你也有这种情况，序列变异存在于父母双方。你很可能从父母那里继承两份拷贝。在那里，你可以在体外受精中对胚胎进行筛选。在完成这项研究时，你能够识别出

你正在查看的大量病例的原因。因此，你发现了致病基因型，你可以将其确定为该妊娠丢失的遗传原因。我们估计大约6%的妊娠丢失是由于这些致病基因型造成的。

这是一个巨大的贡献。如果你考虑到全世界每年大约有1.4亿婴儿出生，我们估计数百万妊娠丢失是由于这些致病基因型造成的。并且鉴于成年人在生育第一个孩子时的年龄正在迅速增加，

因此，你估计这种贡献会增加，因为传递给后代的突变数量的80%的差异可以用父母受孕时的年龄来解释。所以实际上，这6%比我们之前知道的要高得多，而且潜在的妊娠丢失数量也很多，在这些情况下

如果我们知道它们为什么会发生，你现在就可以识别并避免这种情况？是的，绝对可以。随着数据集的增加，我认为这将成为探索这些胎儿中存在的序列多样性的更好资源。因为，好吧，我们用这些新生突变解释了这些妊娠丢失的6%，但是当

当我们有更大的参考队列时，我们可以回到这些妊娠丢失中，并可能找到更多不耐受突变的基因。为什么到目前为止妊娠丢失的遗传学研究如此不足？收集这些数据是一项很大的工作，因为这些妊娠丢失经常发生。

一天中的某个时间，你必须获得样本，你要求人们收集受孕产物并将其放入冰箱，然后带着样本到诊所。这是一个很大的要求。是的，这是一个很大的要求。我只是钦佩参与这项研究的人们。我认为这就是为什么这项研究一直没有得到充分研究的关键。

参与率相当高。亨丽埃塔对此感到惊讶，但也许并非如此，因为人们想知道出了什么问题，并想要得到答案。那么，在进一步揭示更多妊娠丢失的原因方面，理想的下一步是什么？

你想看到什么发生？回到哥本哈根，他们一直在研究使用无创产前检测来评估胎儿的状况。将来，你也许只需要通过母亲的血液来评估胎儿的状况，所以你不必收集受孕产物

就知道胎儿的情况了。所以希望这将是未来。霍克·尼永森在那里与沙姆利·邦德尔交谈。节目说明中有一个链接，其中包含这项研究的完整细节。最后，在节目中，是时候进行简报聊天了，我们将讨论几篇文章。

在《自然》简报中得到了重点介绍。尼克，为什么你不先说一下你本周读了什么？本周我在《自然》杂志上读到了一篇关于世界首例的文章，这是第一个为患有遗传疾病的婴儿提供的定制的个性化CRISPR疗法。好的，所以CRISPR当然长期以来一直被寄予厚望，这是一种

真正令人惊叹的方式，可以编辑少量DNA，也许可以纠正可能导致疾病的错误。是的，没错。这在某些情况下已经做到了。所以可能有几十个人接受了CRISPR疗法来治疗镰状细胞病，这是一种特殊的错误，会导致红细胞无法正常形成。但在这种情况下，这是一个非常具体且非常

罕见的遗传疾病，这意味着这个婴儿，名叫KJ穆尔登，无法正确处理蛋白质。这显然是个问题。是的，这是一个问题，因为如果蛋白质没有被正确处理，在他的情况下，氨会积聚。

氨对你的身体不好，它实际上会随着时间的推移导致脑损伤。因此，当这种情况发生时，通常的治疗方法是进行肝移植。但在婴儿能够进行肝移植之前，需要几个月的时间。

因此，在这种情况下，一个研究小组，以及几家公司和美国食品药品监督管理局，都几乎是在竞赛中试图治疗患有这种疾病的男婴。所以我猜他们一定理解了这种疾病的根本原因，然后试图调整DNA来修复它。

是的。所以在这种情况下发生的事情是，一种特殊的酶没有正确折叠。因此，他们需要对基因组进行小的改变，以确保最终成为该酶的蛋白质首先是正确的。因此，它将有效地处理已被分解的蛋白质部分，并阻止氨的积聚。

因此，研究小组在这种情况下所做的是，他们使用了一种称为碱基编辑的CRISPR编辑类型。你可能熟悉这一点。这是指单碱基对，即A、C、T和G，这些碱基对被编辑，这可以让你进行某种

精确编辑，所以他们基本上必须齐心协力，非常迅速地，你知道，在这个男婴体内可能正在积聚氨，试图想出这个方法，在六个月内，他们实际上做到了这一点，并为穆尔登婴儿想出了这种定制治疗的药物，并且

穆尔登婴儿现在情况良好吗？是的，穆尔登婴儿现在10个月大了，所有迹象都表明他情况良好，当然医生们在他发育过程中会仔细检查他，但这看起来这种疾病似乎至少已经得到了修复。现在说治愈还为时过早。还会有更多的测试和检查来确定这一点。但他们所做的是进行了三轮治疗，在每一轮治疗中，他们都能够减少给他服用的治疗氨积聚的药物。这是一个好消息。但我很好奇这在更广泛的范围内适用性如何。这是一个为一个小孩定制的治疗方法。

它需要大量的人员和团队共同努力。这是否可以推广到其他人身上？这就是问题的关键。正如你所说，这是一个定制的治疗方法。这是根据他的特定基因和他的特定情况而个性化的。因此，目前尚不清楚他们在这里所做的事情如何扩展到治疗其他患有其他罕见遗传疾病的人。即使它可以治疗很多人，这也是一个非常昂贵的过程。

但这也可以激励人们。这基本上是一个测试案例，表明这种治疗方法是有效的。因此，它可能会激励人们进一步研究这个问题，进行更多CRISPR治疗，试图治疗这些罕见的遗传疾病等等。

你知道，对父母来说也是如此。他们在文章中说，穆尔登婴儿达到的每一个里程碑对他们来说都是一个小小的奇迹。上周早些时候，他的母亲走进他的病房，发现他独自坐了起来。她说，我们从未想过会发生这种情况。太棒了。这让我大吃一惊，尼克，

这些基因编辑工具实际上是在细菌中作为防御系统被发现的。实际上并没有过去多少时间，我们就看到了这种转化方面，它们被用来帮助现实世界中的人们。当然。好吧，让我们继续讨论我今天的故事，尼克。这是一个截然不同的故事。它是关于辛辣食物的。让我们谈谈辛辣食物。你喜欢辛辣食物吗？我确实喜欢辛辣食物。我可以忍受相当多的辛辣食物，我会说。我会说我是一个爱好者，但我认为……

它可能做得过火了。我在《新科学家》杂志上读到的这个故事实际上对我有用。它是关于一种抗辛辣化合物被发现的。一种抗辛辣化合物。所以这是一种完全没有辛辣味的东西，还是积极地抵消辛辣味？积极地抵消辛辣味。更奇怪的是，它是在辣椒中发现的。好的，所以一种抵消辣椒辛辣味的物质是在辣椒中发现的。完全正确。所以让我们来看看。辣椒中的辣味来自称为

辣椒素的化合物。现在，这些化合物会与你嘴里的受体结合，这就是你吃辛辣食物时会感到火辣的原因，对吧。不同的辣椒有不同的辣度，斯科维尔辣度单位用于比较辣度，这是基于这些辣椒素的浓度。你在这里有相当大的范围。你有零，就像甜椒一样，最高可达260万到270万，用于胡椒和

X，目前你能买到的最辣的辣椒。范围相当大。那么这种新化学物质在这个斯科维尔辣度单位上是负数吗？嗯，这是一个很好的问题。我不知道答案。但我要说的是，这个斯科维尔辣度单位，在……之间存在一些差异……

有些辣椒的辣度不如它们的斯科维尔辣度评分所暗示的那样高，对吧？浓度表明它们应该非常非常辣，但事实并非如此。一些研究人员，他们所做的是让人们品尝不同种类的辣椒，但调整后它们的斯科维尔辣度评分应该相同。但有些人对这些不同种类辣椒的辣度感觉不同。

所以我们这里存在差异。他们所做的是进行了一些化学研究，去寻找原因，他们已经确定了三种化合物，这些化合物大量存在于那些基于斯科维尔辣度单位来说不够辣的辣椒中。这些化合物被称为葡糖苷。而且……

我认为他们想，等等，也许这就是这里发生的事情。这是一种抗辣椒的物质。他们必须对其进行测试，他们以一种相当不寻常的方式进行了测试，我认为这非常聪明。他们同时测试了两个辣椒样本，对吧？一个含有这些潜在的减辣化合物，另一个没有。

他们在人们舌头的两侧进行了测试。我想，一边是含有普通辣椒的对照组，另一边含有这种潜在的活性化合物。他们这样做是为了尽量减少这种影响，你知道，如果你在吃了辛辣食物后舌头发炎，你可能会感觉不同。他们所展示的是这些化合物，这些葡糖苷，似乎降低了……

辣椒的强度。哦，很有趣。他们是否弄清楚了它们是如何做到这一点的？它们是否像阻断辣椒素的受体之类的东西？好问题。还不知道它们是如何起作用的，但这是正在研究的事情之一。它们是否阻断了阻止这些化合物让你感到辣的途径？

现在的问题是，好吧，这很有趣。我们如何利用这些信息？我读到的那篇文章列举了几件不同的事情。尼克，这里可能有光明面和黑暗面。我认为黑暗面是这可以用来培育更辣的辣椒。太好了。我们需要更多辣的辣椒。我们需要更多辣的辣椒。让我们培育不含这些化合物的辣椒。

另一方面，也许你可以用它来培育更温和的辣椒，其中含有更多这种化合物。这显然是辣椒方面，辣椒的角度，我想。还有一个想法是，也许这可以用作一种急救措施，因为你吃了特别辛辣的东西需要立即缓解。也许你的孩子不吃东西是因为东西太辣了。

但也许它也可以用来通过阻断疼痛感受器来阻断剧烈疼痛。当然，当我们感到辣的时候，我们感觉到的就是疼痛。因此，潜在地，这显然还有很长的路要走，这些实际上可能具有转化用途。

这非常有趣，而且是我从未真正考虑过的事情。我的意思是，当我想到抗辣化合物时，我只是想到牛奶，但这似乎更先进一些。它似乎是这样，但显然牛奶是一个不错的选择，我认为，并且在目前仍然是这样。但让我们在本周的简报聊天中就此结束。听众们，更多关于这些故事的信息，您可以查看节目说明中的一些链接，了解您可以在哪里找到它们，以及您可以在哪里注册《自然简报》，以便直接通过电子邮件接收更多此类故事。♪

本周就到这里。如果您想保持联系，您可以关注我们在X或Blue Sky上的账号，或者您可以发送电子邮件到[email protected]。我是尼克·佩特里乔。我是本杰明·汤普森。感谢收听。为了纪念军人感谢月，Verizon 想出了许多不同的方法来表达我们的感谢，例如铺上红地毯，为您提供您自己的个人军乐队，或举办一场热闹的派对。

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