@60Minutes:“我们地区的自然灾害不是飓风、龙卷风或地震,而是莱姆病,”麻省理工学院副教授说……

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摘要

麻省理工学院副教授Kevin Esvelt及其团队正在南塔基特岛利用基因工程改造小鼠,以减少莱姆病的传播。这期《60分钟》片段详细介绍了莱姆病的严重性以及应对该病的创新方法。

“我们地区的自然灾害不是飓风、龙卷风或地震,而是莱姆病,”麻省理工学院副教授、基因工程先驱Kevin Esvelt在描述东北部这种蜱传疾病的严重性时说道。https://t.co/AanzUFbMEU https://t.co/EWEsCdbbwu
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“我们这里的自然灾害不是飓风、龙卷风或地震,而是莱姆病,”麻省理工学院副教授、基因工程先驱凯文·埃斯维尔特(Kevin Esvelt)如此描述这种蜱传疾病在美国东北部的严重性。https://t.co/AanzUFbMEU https://t.co/EWEsCdbbwu


科学家聚焦基因工程改造小鼠以降低莱姆病传播

来源:https://www.cbsnews.com/news/genetically-engineering-mice-to-cut-lyme-disease-transmission-60-minutes-transcript/?ftag=CNM-00-10aab7d&linkId=949004389 本文基于2025年9月21日首次发布的故事更新版。原始视频可在此处观看(https://www.cbsnews.com/video/mice-lyme-disease-60-minutes-video-2025-09-21/)


生物学家查尔斯·达尔文在加拉帕戈斯群岛之旅中开始构建其进化论,他发现在不同岛屿上动物演化出了独特特征。近两个世纪后,在另一个岛屿上,科学家们不再仅仅是观察进化,他们已经拥有塑造进化的技术。我们在南塔基特岛遇见了一队现代达尔文式研究者——正如去年秋天首次报道的那样,他们希望通过基因工程来减少莱姆病的传播。莱姆病是一种蜱传疾病,主要出现在美国东北部和中西部偏北地区,但也遍布全美。科学家们的目标可能出乎你的意料:并非通常与疾病相关的鹿,甚至也不是蜱虫,而是野生老鼠——莱姆病的主要携带者。随着部分地区因蜱虫叮咬而前往急诊室就诊的比率创下新高,今年夏天美国人或许会考虑一种对抗疾病的新策略:塑造进化。

距离马萨诸塞州科德角海岸三十英里处是南塔基特岛,这座长14英里、宽3英里的绿洲以其自然美景、原始海岸线和受保护的景观而闻名。

但隐藏着一场灾祸,已使岛上15%的居民深受其害。

凯文·埃斯维尔特:我们这里的自然灾害不是飓风、龙卷风或地震,而是莱姆病。这是唯一一种可能严重到让社区愿意改造野生生物以根除它,或者至少大幅降低其程度的瘟疫。

2024年,在岛上的灌木丛深处,我们找到了麻省理工学院副教授、基因工程先驱凯文·埃斯维尔特,他正挥舞着一面白旗寻找蜱虫。

蜱虫 蜱虫60分钟 这些莱姆病的微小传播媒介并不难找。

凯文·埃斯维尔特:这些是大的,因为它们大多是成年蜱。

乔恩·拉普克:如果成虫这么小,想象一下那些非常非常小的,叫什么来着,若虫?

凯文·埃斯维尔特:若虫,是的。我们通常认为它们有罂粟籽大小。

埃斯维尔特的合作者是萨姆·特尔福德,塔夫茨大学的流行病学家,过去41年来一直在南塔基特岛研究蜱虫。

萨姆·特尔福德:这只可能有50%或更高的概率携带莱姆病。

乔恩·拉普克:但你不害怕是因为它需要嵌入——

萨姆·特尔福德:它需要附着——

乔恩·拉普克:——并且附着——

萨姆·特尔福德:——超过24小时。

乔恩·拉普克:对,这样才能感染你。

萨姆·特尔福德:没错。

萨姆·特尔福德:这些家伙会膨胀到原来大小的50到100倍,充满血液。你知道,它会变得那么大。

乔恩·拉普克:所以当你看到它们鼓起来时,就知道它们已经在你身上吸血了。

萨姆·特尔福德:如果你看到它那么大,那你就麻烦了。

科学家们来这里不仅仅是为了收集蜱虫;他们对这种小动物感兴趣。

乔恩·拉普克:这是一只野生老鼠吗?

萨姆·特尔福德:这是一只野生白足鼠。

乔恩·拉普克:你给它做了标记?

萨姆·特尔福德:我做了标记。这样我明年四月或五月回来时,就能了解它们越冬的成功率。

乔恩·拉普克与萨姆·特尔福德和凯文·埃斯维尔特 乔恩·拉普克博士与萨姆·特尔福德和凯文·埃斯维尔特60分钟 特尔福德正在追踪南塔基特岛的老鼠数量,作为一个新颖项目的一部分。科学家们希望利用基因工程来打断莱姆病滋生所需的感染循环。

白足鼠是莱姆病菌的主要宿主。当一只未感染的蜱虫叮咬一只感染的老鼠时,细菌会转移到蜱虫身上。当那只感染的蜱虫再叮咬一只未感染的老鼠时,循环就继续下去。

鹿不会被感染,但它们帮助传播疾病,因为蜱虫附着在它们身上吸血,然后繁殖,一只雌蜱能产下多达2000个卵。

以下是埃斯维尔特和特尔福德的大胆想法:改变老鼠的基因组成,使它们对莱姆病免疫。这样,叮咬它们的蜱虫就不会被感染。

乔恩·拉普克:你们不需要杀死老鼠就能打断循环吗?

萨姆·特尔福德:直接去毒死所有老鼠会更经济、更直接,对吧?把老鼠都消灭掉。但那样可能会影响整个食物链,因为有些物种可能依赖这些老鼠。

凯文·埃斯维尔特:我们的梦想是利用新技术确保野生动物能够和平生活,发挥它们正常的生态作用,但不会引发疾病让人们受苦。

如果埃斯维尔特的梦想成真,80岁的蒂莫西·勒波尔医生或许终于可以退休了。

过去40年里,他一直是岛上的急诊室主任、唯一的外科医生,甚至担任过法医。如今,勒波尔医生在南塔基特岛经营着唯一的私人诊所,每年治疗数十名莱姆病患者。

是的,他的候诊室里有一只巨大的蜱虫模型。

蒂莫西·勒波尔医生:在私人诊所工作,虽然收入不高——

乔恩·拉普克:你们收到的是,比如,鸡肉、甜甜圈之类的——

蒂莫西·勒波尔医生:我们其实更喜欢龙虾——

乔恩·拉普克:龙虾。

蒂莫西·勒波尔医生:龙虾、蛤蜊——

乔恩·拉普克:——

蒂莫西·勒波尔医生:——还有扇贝。

乔恩·拉普克:但你们什么都收,对吧?

蒂莫西·勒波尔医生:我什么都收。

蒂莫西·勒波尔医生 蒂莫西·勒波尔医生60分钟 莱姆病可以用抗生素治疗,但如果不治疗,感染可能会扩散到心脏、关节和神经系统,就像33岁的肖娜·阿斯普林特那样。

肖娜·阿斯普林特:我的身体一直疼痛。

蒂莫西·勒波尔医生:好的。

肖娜·阿斯普林特:我不知道是不是莱姆病引起的。我的脖子僵硬,脚踝酸痛,髋部也疼。

阿斯普林特在10岁时首次被诊断出莱姆病。几年后,她左半边脸无法活动,这种疾病的残留影响至今仍可见。

蒂莫西·勒波尔医生:笑一下看看。

肖娜·阿斯普林特:有点歪,然后如果——

蒂莫西·勒波尔医生:嗯,不,其实挺好的。

肖娜·阿斯普林特:——我抬起眉毛,它根本不动。

蒂莫西·勒波尔医生:我们看到有人面部瘫痪。我们看到小孩子膝盖肿胀。我们看到有人出现莱姆病皮疹。所以这改变了人们的行为和活动。

南塔基特岛的问题可以追溯到1926年,当时当地人投票决定进口两只雌鹿到岛上,给一只孤独的公鹿作伴。随着鹿群数量增长,蜱虫数量也随之增加。

除此之外,到20世纪50年代,岛上有一半的土地被划为保护区。未加开发的灌木丛和野生草原为莱姆病宿主的繁衍创造了理想的生态系统。

凯文·埃斯维尔特:我们面临蜱传疾病的问题,是因为我们改造了环境,最大限度地增加了蜱虫数量,也最大限度地增加了作为莱姆病最佳宿主的老鼠数量。结果它反过来咬了我們,字面意义上的。

11岁时的一次加拉帕戈斯群岛之旅激发了埃斯维尔特对进化论的终身痴迷。2013年,他首次提出,CRISPR——这项革命性技术使科学家能够编辑DNA——可用于永久改变一个物种的基因,从而破解遗传法则。

凯文·埃斯维尔特 凯文·埃斯维尔特60分钟 这个想法催生了一个名为“老鼠对抗蜱虫”的项目,在埃斯维尔特领导的麻省理工学院“塑造进化”实验室进行。

过去十年来,他和研究员乔安娜·布赫塔尔一直在研究,是否可以向小鼠胚胎——如图所示已发育成两个细胞——中添加一种能产生预防莱姆病感染的抗体的基因。

乔恩·拉普克:是注射到其中一个细胞中,还是两个都注射?

乔安娜·布赫塔尔:我们的技术是注射两个细胞,以最大化抗体基因进入它们DNA的可能性。

布赫塔尔和胚胎学家扎克·希尔向我们展示了他们如何对实验室老鼠进行基因改造。

乔安娜·布赫塔尔:他实际上要穿过质膜,注射到这两个细胞的细胞核中。

乔恩·拉普克:你飞镖玩得好吗?

扎克·希尔:不太好。

乔恩·拉普克:但你要命中这个……的中心。

扎克·希尔:这个我更擅长,嗯——

扎克·希尔:好的。我已经在培养皿上放好了胚胎。

扎克·希尔:我正在试着找到细胞核。

乔恩·拉普克:看到这个真是太令人惊讶了。

基因编辑老鼠 扎克·希尔和乔安娜·布赫塔尔向拉普克博士展示他们的技术60分钟 乔安娜·布赫塔尔:你在细胞核中看到的那个小闪光,就是他正在将基因组工程工具直接注射到含有DNA的细胞核中。

注射混合物包含抗体基因和CRISPR,CRISPR充当分子剪刀。一旦CRISPR找到并切割目标DNA区域,细胞就会将基因插入老鼠的遗传密码中。当这只老鼠出生时,它将终身免疫莱姆病,它的孩子也将如此。

乔恩·拉普克:如果我接种了脊髓灰质炎疫苗,我的孩子不会自动免疫,除非他们也接种疫苗。

乔安娜·布赫塔尔:完全正确。所以这是一种可遗传的免疫。

乔恩·拉普克:你这是什么意思?

乔安娜·布赫塔尔:我们实际上是在编码免疫力,使这种免疫力代代相传。每一只获得抗体基因的老鼠实际上都是免疫的。

乔恩·拉普克:典型的、标准的进化非常缓慢,对吧,需要数千年甚至数百万年。你们是在加快进化速度吗?

凯文·埃斯维尔特:我们绝对是在加快进化速度。这正是我们必须小心的原因,因为我们正在做不可能自然发生的事情。

计划是逐步在南塔基特岛释放数千只经过改造的老鼠,从冬季开始,此时本地老鼠种群数量较低。但首先,埃斯维尔特需要社区的认可。

他选择南塔基特岛,不仅因为其莱姆病发病率高,还因为这里是一个关系紧密、教育程度高的社区,有着市政厅民主的传统。

我们在2024年10月看到了这一点,当时科学家们第十次向当地居民展示他们的最新发现……

乔安娜·布赫塔尔:看来,我们确实培育出了第一批可遗传莱姆病免疫的实验室老鼠,能够打破疾病传播循环。

……随后是公众问答环节。

居民1:我们这里有很多野鼠。我们会不会看到老鼠数量增多?

居民2:我得了两次莱姆病,当时想“这主意太酷了”。但老鼠是食物链的基础。所以篡改食物链让我有点谨慎。

居民3:多久才能真正见效,让我不再得莱姆病?

乔恩·拉普克:你在这些会议中……感觉怎么样?

凯文·埃斯维尔特:有些人非常热衷。有些人有深深的顾虑。但我发现,尤其是在南塔基特,令人鼓舞的是,几乎所有人都同意这就是我们发展这类技术的方式——不应该只是科学家在实验室里灵机一动,然后就突然实现了。

蒂莫西·勒波尔医生表示他支持这个提议。但作为一名热心的猎鹰者,他希望进行更多测试,以确保不会对岛上的生态系统产生意想不到的后果。

乔恩·拉普克:野鼠的变化会导致鹰的变化吗?

蒂莫西·勒波尔医生:嗯,这就是问题所在。我认为不会。

乔恩·拉普克:但我们不知道——

蒂莫西·勒波尔医生:但我认为这必须被证明。

乔恩·拉普克:你是否担心玩弄大自然?

凯文·埃斯维尔特:绝对担心。但另一方面,如果大自然要给我的孩子带来疾病,我也不会太喜欢她。所有技术都在对大自然说:“你很美丽。我们非常感激你,我们需要保护你。但我们并不总是满意事物自然运作的方式。所以我们要改变它。”

乔恩·拉普克:但在这种情况下,你是在为每个人改变环境。

凯文·埃斯维尔特:我同意,这是不同的,因为个体很难选择退出。我认为这意味着我们需要以不同的方式进行科学研究,因为我们需要确保人们有发言权,并且足够早地真正影响技术发展的方向。

如果联邦和州监管机构同意,该团队计划首先在一个私人岛屿上进行小规模田间试验,释放经过改造的老鼠,以便在可能的南塔基特岛实验之前更好地了解生态影响。

乔恩·拉普克:对于你来说,什么是全垒打?

凯文·埃斯维尔特:我认为是一个成功的田间试验,它能让我们大幅降低感染蜱虫的比例,同时生态系统没有出现任何明显的问题。然后社区进行良好讨论,由他们决定。我认为即使他们说“不”,也有好处,就像我们讨论过的。然后我们离开。

由Katie Brennan和Denise Schrier Cetta制作。副制片人Grace Conley。由Aisha Crespo编辑。

属于:

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  • 莱姆病 (https://www.cbsnews.com/tag/lyme-disease/)
  • CRISPR (https://www.cbsnews.com/tag/crispr/)

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