TED日本語 - ハディン・パリ―: 蚊の遺伝子改造と伝染病の克服

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TED日本語 - ハディン・パリ―: 蚊の遺伝子改造と伝染病の克服

TED Talks

蚊の遺伝子改造と伝染病の克服
Re-engineering mosquitos to fight disease
ハディン・パリ―
Hadyn Parry

内容

毎年、2億~3億件のマラリアと、5千万~1億件のデング熱が世界中で発生しています。そこで何故、これらの原因となる蚊を効果的に駆除することができていないのでしょうか?ハディン・パリ―氏が遺伝子工学での魅力的な解決法:オスの蚊を無精子とし、環境に放すことで、病原を運ぶ種を減らす、を説明します。

Script

So I'd like to start by focusing on the world's most dangerous animal.

Now, when you talk about dangerous animals, most people might think of lions or tigers or sharks. But of course the most dangerous animal is the mosquito. The mosquito has killed more humans than any other creature in human history. In fact, probably adding them all together, the mosquito has killed more humans. And the mosquito has killed more humans than wars and plague.

And you would think, would you not, that with all our science, with all our advances in society, with better towns, better civilizations, better sanitation, wealth, that we would get better at controlling mosquitos, and hence reduce this disease. And that's not really the case. If it was the case, we wouldn't have between 200 and 300 million cases of malaria every year, and we wouldn't have a million and a half deaths from malaria, and we wouldn't have a disease that was relatively unknown 50 years ago now suddenly turned into the largest mosquito-borne virus threat that we have, and that's called dengue fever.

So 50 years ago, pretty much no one had heard of it, no one certainly in the European environment. But dengue fever now, according to the World Health Organization, infects between 50 and 100 million people every year, so that's equivalent to the whole of the population of the U.K. being infected every year. Other estimates put that number at roughly double that number of infections. And dengue fever has grown in speed quite phenomenally. In the last 50 years, the incidence of dengue has grown thirtyfold.

Now let me tell you a little bit about what dengue fever is, for those who don't know. Now let's assume you go on holiday. Let's assume you go to the Caribbean, or you might go to Mexico. You might go to Latin America, Asia, Africa, anywhere in Saudi Arabia. You might go to India, the Far East. It doesn't really matter. It's the same mosquito, and it's the same disease. You're at risk. And let's assume you're bitten by a mosquito that's carrying that virus. Well, you could develop flu-like symptoms. They could be quite mild. You could develop nausea, headache, your muscles could feel like they're contracting, and you could actually feel like your bones are breaking. And that's the nickname given to this disease. It's called breakbone fever, because that's how you can feel.

Now the odd thing is, is that once you've been bitten by this mosquito, and you've had this disease, your body develops antibodies, so if you're bitten again with that strain, it doesn't affect you. But it's not one virus, it's four, and the same protection that gives you the antibodies and protects you from the same virus that you had before actually makes you much more susceptible to the other three. So the next time you get dengue fever, if it's a different strain, you're more susceptible, you're likely to get worse symptoms, and you're more likely to get the more severe forms, hemorrhagic fever or shock syndrome. So you don't want dengue once, and you certainly don't want it again.

So why is it spreading so fast? And the answer is this thing. This is Aedes aegypti. Now this is a mosquito that came, like its name suggests, out of North Africa, and it's spread round the world. Now, in fact, a single mosquito will only travel about 200 yards in its entire life. They don't travel very far. What they're very good at doing is hitchhiking, particularly the eggs. They will lay their eggs in clear water, any pool, any puddle, any birdbath, any flower pot, anywhere there's clear water, they'll lay their eggs, and if that clear water is near freight, it's near a port, if it's anywhere near transport, those eggs will then get transported around the world. And that's what's happened. Mankind has transported these eggs all the way around the world, and these insects have infested over 100 countries, and there's now 2.5 billion people living in countries where this mosquito resides.

To give you just a couple of examples how fast this has happened, in the mid-'70s, Brazil declared, "We have no Aedes aegypti," and currently they spend about a billion dollars now a year trying to get rid of it, trying to control it, just one species of mosquito. Two days ago, or yesterday, I can't remember which, I saw a Reuters report that said Madeira had had their first cases of dengue, about 52 cases, with about 400 probable cases. That's two days ago. Interestingly, Madeira first got the insect in 2005, and here we are, a few years later, first cases of dengue. So the one thing you'll find is that where the mosquito goes, dengue will follow. Once you've got the mosquito in your area, anyone coming into that area with dengue, mosquito will bite them, mosquito will bite somewhere else, somewhere else, somewhere else, and you'll get an epidemic.

So we must be good at killing mosquitos. I mean, that can't be very difficult. Well, there's two principle ways. The first way is that you use larvicides. You use chemicals. You put them into water where they breed. Now in an urban environment, that's extraordinarily difficult. You've got to get your chemical into every puddle, every birdbath, every tree trunk. It's just not practical. The second way you can do it is actually trying to kill the insects as they fly around. This is a picture of fogging. Here what someone is doing is mixing up chemical in a smoke and basically spreading that through the environment. You could do the same with a space spray. This is really unpleasant stuff, and if it was any good, we wouldn't have this massive increase in mosquitos and we wouldn't have this massive increase in dengue fever. So it's not very effective, but it's probably the best thing we've got at the moment. Having said that, actually, your best form of protection and my best form of protection is a long-sleeve shirt and a little bit of DEET to go with it.

So let's start again. Let's design a product, right from the word go, and decide what we want. Well we clearly need something that is effective at reducing the mosquito population. There's no point in just killing the odd mosquito here and there. We want something that gets that population right the way down so it can't get the disease transmission. Clearly the product you've got has got to be safe to humans. We are going to use it in and around humans. It has to be safe. We don't want to have a lasting impact on the environment. We don't want to do anything that you can't undo. Maybe a better product comes along in 20,30 years. Fine. We don't want a lasting environmental impact. We want something that's relatively cheap, or cost-effective, because there's an awful lot of countries involved, and some of them are emerging markets, some of them emerging countries, low-income. And finally, you want something that's species-specific. You want to get rid of this mosquito that spreads dengue, but you don't really want to get all the other insects. Some are quite beneficial. Some are important to your ecosystem. This one's not. It's invaded you. But you don't want to get all of the insects. You just want to get this one. And most of the time, you'll find this insect lives in and around your home, so this -- whatever we do has got to get to that insect. It's got to get into people's houses, into the bedrooms, into the kitchens.

Now there are two features of mosquito biology that really help us in this project, and that is, firstly, males don't bite. It's only the female mosquito that will actually bite you. The male can't bite you, won't bite you, doesn't have the mouth parts to bite you. It's just the female. And the second is a phenomenon that males are very, very good at finding females. If there's a male mosquito that you release, and if there's a female around, that male will find the female.

So basically, we've used those two factors. So here's a typical situation, male meets female, lots of offspring. A single female will lay about up to 100 eggs at a time, up to about 500 in her lifetime. Now if that male is carrying a gene which causes the death of the offspring, then the offspring don't survive, and instead of having 500 mosquitos running around, you have none. And if you can put more, I'll call them sterile, that the offspring will actually die at different stages, but I'll call them sterile for now. If you put more sterile males out into the environment, then the females are more likely to find a sterile male than a fertile one, and you will bring that population down. So the males will go out, they'll look for females, they'll mate. If they mate successfully, then no offspring. If they don't find a female, then they'll die anyway. They only live a few days.

And that's exactly where we are. So this is technology that was developed in Oxford University a few years ago. The company itself, Oxitec, we've been working for the last 10 years, very much on a sort of similar development pathway that you'd get with a pharmaceutical company. So about 10 years of internal evaluation, testing, to get this to a state where we think it's actually ready. And then we've gone out into the big outdoors, always with local community consent, always with the necessary permits. So we've done field trials now in the Cayman Islands, a small one in Malaysia, and two more now in Brazil.

And what's the result? Well, the result has been very good. In about four months of release, we've brought that population of mosquitos - in most cases we're dealing with villages here of about 2,000,3,000 people, that sort of size, starting small - we've taken that mosquito population down by about 85 percent in about four months. And in fact, the numbers after that get, those get very difficult to count, because there just aren't any left. So that's been what we've seen in Cayman, it's been what we've seen in Brazil in those trials.

And now what we're doing is we're going through a process to scale up to a town of about 50,000, so we can see this work at big scale. And we've got a production unit in Oxford, or just south of Oxford, where we actually produce these mosquitos. We can produce them, in a space a bit more than this red carpet, I can produce about 20 million a week. We can transport them around the world. It's not very expensive, because it's a coffee cup -- something the size of a coffee cup will hold about three million eggs. So freight costs aren't our biggest problem. (Laughter) So we've got that. You could call it a mosquito factory. And for Brazil, where we've been doing some trials, the Brazilian government themselves have now built their own mosquito factory, far bigger than ours, and we'll use that for scaling up in Brazil.

There you are. We've sent mosquito eggs. We've separated the males from the females. The males have been put in little pots and the truck is going down the road and they are releasing males as they go. It's actually a little bit more precise than that. You want to release them so that you get good coverage of your area. So you take a Google Map, you divide it up, work out how far they can fly, and make sure you're releasing such that you get coverage of the area, and then you go back, and within a very short space of time, you're bringing that population right the way down.

We've also done this in agriculture. We've got several different species of agriculture coming along, and I'm hoping that soon we'll be able to get some funding together so we can get back and start looking at malaria.

So that's where we stand at the moment, and I've just got a few final thoughts, which is that this is another way in which biology is now coming in to supplement chemistry in some of our societal advances in this area, and these biological approaches are coming in in very different forms, and when you think about genetic engineering, we've now got enzymes for industrial processing, enzymes, genetically engineered enzymes in food. We have G.M. crops, we have pharmaceuticals, we have new vaccines, all using roughly the same technology, but with very different outcomes. And I'm in favor, actually. Of course I am. I'm in favor of particularly where the older technologies don't work well or have become unacceptable. And although the techniques are similar, the outcomes are very, very different, and if you take our approach, for example, and you compare it to, say, G.M. crops, both techniques are trying to produce a massive benefit. Both have a side benefit, which is that we reduce pesticide use tremendously. But whereas a G.M. crop is trying to protect the plant, for example, and give it an advantage, what we're actually doing is taking the mosquito and giving it the biggest disadvantage it can possibly have, rendering it unable to reproduce effectively. So for the mosquito, it's a dead end.

Thank you very much. (Applause)

世界でもっとも危険な動物の話から 始めたいと思います

もし今、危険な動物について聞かれたら 多くの人がライオンやトラ、サメを思い浮かべるでしょう しかしながら、もっとも危険な動物は 蚊なのです 人類史において蚊は、ほかのどんな生物種よりも 多くの人間を殺してきました その数すべてを合算しても 蚊はより多くの人間を殺しています さらに蚊は、戦争や疫病よりも 多くの人間を殺しています

次のように考えることはできませんか 人類の科学、社会の発展 都市、文明、公衆衛生の発達 そして富は全て、蚊の蔓延を抑制し 疾病を減らすことに寄与してきたのだと 実は違います もしそうだとすれば 毎年2~3億件のマラリアはあり得ません そしてマラリアによって 150万人もの死者は出ないはずです また、私たちは、50年前には あまり知られていなかった病気で 最近突如として表れ 最も恐ろしい蚊媒介性ウイルスとなった デング熱もなかったでしょう

50年前、ほとんど誰もデング熱について知りませんでした ヨーロッパ中の誰も知りませんでした しかしデング熱は今、WTOによると 毎年5千万人から1億人に感染しています つまり、イギリスの人口と同じくらいの 人数が感染しているのです 感染者はこの約2倍 という見積りもあります デング熱は驚くべきスピードで蔓延しています 過去50年間で、デング熱の発生率は 30倍に高まりました

それでは、デング熱とは何なのか 知らない方のために少しお話ししましょう 想像してみましょう今、皆さんは休暇で旅行中です たとえばカリブ海 あるいは、メキシコ 中南米やアジア、アフリカ、サウジアラビア インドか、極東でもいいでしょう 場所は問題ではありません問題は蚊であり 蚊のもたらす病気です皆さんに危険が迫っています ウイルスを持っている蚊に 噛まれたと想像してください 発症すると、インフルエンザに似た症状が出てきます 最初は軽微な症状ですが 病気が進行すると吐き気、頭痛がおき 筋肉が収縮するような感じがします そして体の骨々が折れるような感じがします これら症状から、病気はニックネームをつけられました 骨折熱です なぜなら、そのように感じるからです

不思議なことに、一度、この蚊に噛まれ この病気にかかると 体内に抗体ができて もし再び同じウイルスを持った蚊に噛まれたとしても 発症しなくなります しかしウイルスは1種でなく、4種あります しかし困ったことに、抗体によって 前と同じウイルスには罹りませんが 他の3種のウイルスに罹りやすくなってしまうのです そのため、次にデング熱に感染してしまった場合 それが前回と異なるウイルス種であればより発症しやすく もっとひどい症状になることが多いです そして、より重篤な病状である 出血熱かショック症候群となる可能性が高まります 皆さん、デング熱には一度も罹りたくないでしょう 二度は絶対いやでしょう

ではなぜ、急速に広まっているのでしょうか 答えはこれです ネッタイシマカです この蚊は、名前が示すように 北アフリカからやってきて、世界中に広まりました 1匹の蚊はその生涯において 約200ヤード移動するだけで、遠くへは飛んでいきません 彼らが得意としているのは ヒッチハイクで卵を運ぶことです 彼らはきれいな水に卵を産みますプールや水たまり 水盤、植木鉢など きれいな水さえあれば、卵を産みつけます そのきれいな水が、貨物や港の近く 輸送機関の近くにあれば 産みつけられた卵は世界中に輸送されていくのです このようなことが起こっているのです人間が、これら卵を 世界中に運んでいるのです そしてネッタイシマカは100以上の国に蔓延してしまいました 25億人もの人々が この蚊とともに住んでいます

この拡散がいかに速かったのか いくつかの例を紹介しましょう 1970年代中頃、ブラジルは「私たちの国にネッタイシマカはいない」と宣言しました しかし現在でもブラジルは年間約10億円を費やして この蚊を駆除しようとしています たった一種の蚊に対してです よく覚えてませんが、昨日か一昨日 ロイターの報道によれば マデイラ諸島で初めてデング熱の症例が出たそうです 感染者は約52名、感染の疑いのある人が約400名ということです 2日前でしたね マデイラで初めて、ネッタイシマカが見つかったのは2005年のことでした 興味深いのは、数年経って初めて デング熱の最初の症例が出たことです このことから分かることは、この蚊が行くところに デング熱も後から着いてくるということです ひとたび、ネッタイシマカが地域に侵入し デング熱に感染した誰かがその地域に来れば その蚊がその人を噛み、その蚊が別の誰かを噛み それが続くことで 伝染病となるのです

したがって、蚊を駆除しなくてはなりません ところが、非常に難しいのです 基本的な方法が2つあります ひとつ目は、殺虫剤を使うことです 化学薬品を、ネッタイシマカが産卵する場所に撒くのです しかし、都市環境においてこれは非常に難しいことです すべての水たまり、水盤、木の幹に 化学物質を撒かなければなりません 現実的ではないですね ふたつ目の方法は 飛び回っているネッタイシマカを駆除することです この写真は噴霧しているところです ここで彼らが行っているのは 化学物質を含んだ煙を 周辺一体に撒き散らします 空中散布で行うこともできます これは本当に不快な物質で もし何か良いことがあるとすれば ネッタイシマカとデング熱の激増を防ぐことくらいです なのであまり効果的とは言えません。 しかしながら、これが差し当たり我々の採り得る最善の方法でしょう そうは言っても、実際私たちの最高の防護法は 私のように、長袖のシャツを着ることと 虫よけ剤を持ち歩くことなのですが

もう一度、最初から始めましょう一から製品をデザインしましょう そして、何が必要なのか決めましょう 明らかなことは、蚊の数を効果的に減らせるものを 必要としていることです 蚊を単に駆除するだけでは意味がありません 蚊の数を確実に減らせるものが必要なのです そうすることで、病気の流行を防ぎます また、この製品は人体にとって安全なものでなければなりません 私たちはこれを人々の周りで使用するからです 安全でなければなりません また、環境に悪影響が残るようではいけません 元通りにできないことは一切したくないのです おそらく20年~30年くらいでより良い製品が出てくるでしょう 素晴らしいことです環境への影響を残したくはありません また、比較的安いもの、もしくは費用対効果に優れたものが求められます 何故なら、非常に多くの国々が関係する問題だからです いくつかの国は新興市場であり いくつかの国は収入の低い発展途上国だからです 最後に、ある特定の種に対してのみ効くものが求められます デング熱を広めるネッタイシマカだけ駆除したいのであって 他の虫を巻き込みたくはないでしょう 有益な虫もいますし生態系において重要な虫もいますから この蚊は違いますよこの蚊は私たちを冒します とはいえ、すべての虫を駆除したい訳ではありません この蚊だけ駆除したいのです 大抵の場合、ネッタイシマカは 皆さんの家の中や周りに生息します つまり、私たちがどうしようと、この蚊に出くわすことになります この蚊は人家、寝室や 台所に入り込んでくるのです

ところで、蚊の生物学的な特徴が2つあります これが役に立つのです ひとつ目は、オスは噛まないということです 噛むのは、メスだけです オスは噛むことができません 噛むための口器を持たないのです 噛むのはメスだけです ふたつ目の特徴は オスは、メスを見つけることが非常に上手いということです 一匹のオスの蚊を放し 周辺に一匹のメスがいたならばオスはメスを見つけるでしょう

このふたつの特徴を利用します これは典型的なシチュエーションで オスがメスを見つけ、多くの子孫を残します 1匹のメスは1度に 約100個の卵を産み 生涯で約500個に上ります ここで、もしこのオスが 子孫に死をもたらす遺伝子を持っているとするなら 子孫は生き残りません 500匹の蚊が 周りを飛び回ることもありません そして、これをもっと多く放せば 子孫がいずれ死に絶えるオスを 「無精子」と呼ぶことにしましょう もしより多くの無精子のオスを外に放ったとしたら メスは、繁殖力のあるオスよりも 無精子のオスに出会うことが多くなりその結果、総数を減らすことができます これは無精子のオスが放たれ、メスを探し 交尾をするからですもし交尾が成功しても、子孫は残りません メスを見つけられなかったとしてもどのみち死んでしまいます 蚊は2~3日しか生きられないのです

これは、私たちが今やっていることです この技術は数年前に オックスフォード大学で開発されました オキシテックという会社で この10年間、開発に取り組んできました 製薬会社の開発プロセスとよく似ているのですが 約10年間の内部評価と試験を経て この技術は実用可能と思えるレベルに達しました そこで、私たちは屋外での実験を開始しました もちろん、地域住民の方々の同意と 必要な許認可は取得しています 現在は、ケイマン諸島 マレーシアの小島 ブラジル内の2か所で実地試験を行っています

結果はどうか? 非常に良いです 無精子の蚊を持ち込み 約4か月放ちます 多くのケースでは、2000~3000人の人々が 住むような町で始めまています 小さな所からです その約4か月間で私たちは 蚊の数を85パーセント減少させました その数値に達した後は ほとんど蚊がいなくなってしまい数を数えることが難しかったくらいです これがケイマン諸島での結果です ブラジルでの実験も 同様の結果でした

そこで次に、この実験の規模を拡大する準備を進めています 5万人程度の町で行えるようにします そうすることで、より広い範囲での結果を見ることができます また私たちはオックスフォードの南部に生産設備を持っています そこで無精子の蚊を生産しています この赤いカーペットよりも やや広いスペースで、蚊を生産することができます そこでは1週間で約2千万匹の蚊を生産できます そしてその蚊を世界中に輸送します それほど高くはつきません。何故ならコーヒーカップ コーヒーカップ程度の容器で 約300万個の卵が入るからです なので輸送コストは大した問題ではありません(笑) 私たちは生産設備を持っています蚊工場とも呼べるかもしれません そして私たちはブラジルのために実験をいくつか行っているのですが ブラジル政府自身も 蚊工場を建設しました私たちのよりはるかに大きいので ブラジルでの規模拡大に利用するつもりです

ここに皆さんがいるとします私たちは蚊の卵を送り 生まれた中からオスとメスを分けます オスを小さなポットに入れ トラックに乗せ 行った先でオスを放します もう少し詳しく説明しましょう 皆さんは地域を 幅広くカバーするよう、蚊を放ちたいでしょう なのでグーグルマップを見て、地域を分割し 蚊がどれくらい飛べるかを計算し カバーしたい地域を確実に網羅できるように 蚊を放して、帰ってきます すると、わずかな期間のうちに 蚊の数を減らすことができます

私たちはこれを農業分野でも行っています 農業と関連のある蚊を数種類見つけています そして、まもなく いくらかの資金提供が得られると見込んでおり その後、マラリアに取り組んでいくつもりです

これが、私たちの現状です 最後にいくつかの考察をお話しします ひとつは、この事例が、生物学が成熟した社会における サプリメント化学に役立つ ひとつの方法であることです このような生物学的なアプローチは 非常に異なったかたちになって実用化されます また遺伝子工学について考えるならば 私たちは産業用途の酵素を今では利用しています 食品に含まれている、遺伝子操作された酵素のことです 遺伝子組み換え作物、医薬品 新種のワクチンなど それらはだいたい同じ技術が用いられていますが非常に異なった結果をもたらしています 私は好意的に見ていますもちろん私個人的にです とりわけ旧来の技術が機能しなくなったり 受け入れられなくなったりする状況を好みます その技術が似たようなものであっても 結果はとても違うものになります 例えば、私たちの蚊に対するアプローチと 遺伝子組み換え作物と比較すると 両者の技術は、多大な便益の創出を試みていることが分かります 両方とも、副次的な効果として、 殺虫剤の使用を大幅に減らせます しかし、遺伝子組み換えは、作物を害虫から保護することで 作物を有利にします それに対して、私たちが実際行っていることは 効果的な繁殖を不可能にすることで 蚊を最も不利にすることです これは蚊にとって一巻の終わりです

どうもありがとうございました(拍手)

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品詞分類

  • 主語
  • 動詞
  • 助動詞
  • 準動詞
  • 関係詞等

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