对抗臭虫的未来

对抗臭虫的未来

2004 年至 2009 年间,《大众科学》特约编辑布鲁克·博雷尔在纽约遭遇过三次臭虫袭击。当时正值全球臭虫卷土重来,这些经历促使她开始揭开这种害虫的真面目。以下摘录自她的新书《臭虫入侵:臭虫如何侵入我们的卧室并占领世界》。

我们可能很容易就认为只要找到正确的致命化学配方,臭虫就能被消灭。但是,发现新的杀虫剂是一项艰巨的任务,而且成本高昂。据估计,每种活性成分的开发时间约为十年,成本高达 2.56 亿美元。如果这些化学物质不能拯救我们,还有什么能呢?也许可以通过对旧技术进行新的改进来杀死臭虫。研究人员仍在尝试制造更好的臭虫陷阱,就像几百年前发明家和修补匠所做的那样。我仔细研究了最新的研究,以了解他们在做什么。在诺克斯维尔参加的昆虫学会议上,我看到了有关 Usinger 的臭虫和种群遗传学的演讲,另一个演讲引起了我的注意。加州大学欧文分校的一位昆虫生物力学研究员让一只又一只臭虫在芸豆叶子的下面游走,以了解约翰·洛克和巴尔干人如何利用这些植物捕捉臭虫。

20 世纪 40 年代,美国农业部的科学家发现,叶子上的细毛(称为毛状体)可能像魔术贴的钩状面一样,可以抓住臭虫腿上的硬毛。加州的科学家在强大的扫描电子显微镜下观察了粘在豆叶上的臭虫,证明了这一观点是错误的。在会议上,我被一张图片惊呆了,图片显示尖锐的毛状体实际上像肉钩一样刺穿臭虫的脚,使其无法动弹。科学家建议,可以制造一种合成的毛状体,作为陷阱出售。

与此同时,我发现纽约石溪大学的科学家进行了一项研究,他们用比人的头发还细的合成纤维编织网,试图诱捕臭虫。几家竞争对手正在试验一种现代塑料版的托盘,这些托盘以前放在床腿下,其中一些托盘有不同的颜色(我了解到,臭虫更喜欢红色还是黑色,这是一个争论点)。

科学家们还利用拟态臭虫信息素的诱饵,诱使臭虫以为它们的兄弟姐妹正在向它们发出信号,让它们以特定的方式行动。例如,伦敦卫生和热带医学院的科学家们收集了臭虫粪便样本,他们确信粪便中含有聚集信息素,可以帮助臭虫在吸血后回家。当粪便中散发出的微小气味分子飘散在空气中时,它们会附着在臭虫触角上的化学传感器上。臭虫会朝着越来越浓烈的气味走去,直到它们到达它们的避难所,那里的气味浓度最高。科学家们正在努力分离这些化合物,将其添加到粘性陷阱中,这样就可以把臭虫引到里面,然后把它们留在那里。

问题是,现代臭虫陷阱与之前所有陷阱都面临同样的问题:为了发挥作用,臭虫必须穿过它们。即使它们穿过了它们,也证明了房间里有臭虫,但这并不意味着它们已经捕获或杀死了所有臭虫。这需要一种不可避免的死亡方式。由于合成化学杀虫剂价格昂贵且难以捉摸,一些科学家一直在寻找其他方法来毒死昆虫。

宾夕法尼亚州立大学的科学家认为答案可能在于白僵菌,它生活在世界各地的土壤中。白僵菌是一种生物农药,是一种天然杀虫剂,存在于动物、细菌、植物等生物体中,也可以来自矿物质或油脂。这种真菌细小的白色尘状孢子对脂肪表面有天然的亲和力。当某些昆虫通过受污染的土壤或其他受感染的昆虫接触到孢子时,孢子会粘附在蜡质外骨骼的最外层。昆虫身上的水分使孢子发芽,并渗透到外骨骼中。从那里,真菌蔓延开来,在昆虫的循环系统中繁殖并堵塞它。

在宾夕法尼亚州立大学的测试中,科学家们将真菌和掉落的臭虫的乳状混合物喷洒在各种表面上,包括光滑的打印纸和有纹理的针织物。哈兰臭虫和从田间采集的臭虫菌株都在三到六天内死亡。但要将其制成产品,真菌必须通过 EPA 对生物农药的要求,这些要求与合成农药一样严格。在这里,该机构不仅关注毒性,还关注超敏性和传染性。这意味着该机构希望证明真菌不会刺激人的皮肤或刺穿皮肤并在血液中繁殖。

我还发现,有研究试图在臭虫肯定会返回的地方对付它们:血液,数千年来,正是血液推动着臭虫的传播。2012 年,我采访了一位弗吉尼亚州急诊室医生,他给自己和几名志愿者服用了伊维菌素,这是一种抗寄生虫药物,常用于预防狗和牲畜的心丝虫。自 20 世纪 80 年代末以来,这种药物还被用于治疗人类的河盲症,这是一种由不同种类的蛔虫引起的常见疾病,常见于撒哈拉以南非洲地区,有时也用于治疗头虱、阴虱和疥疮。

服药后,医生和他的测试对象在手臂上喂食活臭虫。伊维菌素杀死了一些臭虫,但未能杀死所有臭虫,在现实生活中,治疗时间将比目前证明安全的治疗时间长得多。换句话说:不要在家里尝试这种疗法。(医生测试的药物的制造商默克公司在我询问该公司对这项实验的看法时礼貌地拒绝发表评论,该公司是否会进行临床试验也值得怀疑。药物的新标签比杀虫剂更昂贵、更耗时。)

如果血液无法轻易或安全地被污染,另一种选择是让它在进入臭虫的消化道后变得毫无用处。2009 年,日本筑波国家先进工业科学与技术研究所的科学家证明,破坏臭虫肠道中的共生细菌对臭虫的健康有害。这种细菌来自沃尔巴克氏体,以 1924 年在一种蚊子肠道中发现这种细菌的一位科学家的名字命名。沃尔巴克氏体是昆虫体内最常见的有益细菌之一,地球上已知的昆虫种类的约三分之二都有这种细菌。这种细菌有助于从食物中获取关键营养物质或有助于繁殖。沃尔巴克氏体是昆虫体内繁衍生息的整个微生物生态系统的一个例子,其中包括Wigglesworthia glossinidia ,它可以帮助采采蝇合成维生素 B,以发现臭虫激素而闻名的威格斯沃斯爵士的名字命名。人类也拥有肠道微生物,能够帮助产生对我们的健康至关重要的维生素。

日本科学家怀疑沃尔巴克氏体同样能让臭虫合成维生素 B。为了验证这一想法,他们在实验室中给臭虫喂食掺有抗生素的兔血,结果体内的沃尔巴克氏体被消灭。没有共生细菌的臭虫发育不良且不育;科学家给臭虫喂食补充了维生素 B 的血液后,这两种特性都发生了逆转。这些药物在现实生活中是否能杀死臭虫尚不清楚。给人体服用抗生素可能会加剧耐药细菌日益严重的问题,给臭虫的困境再添一层负面影响。臭虫体内的沃尔巴克氏体也可能产生耐药性。

所有的基础研究都很有趣,但没有一项研究能够完全独立地消除臭虫侵扰——相反,它需要与现有的综合控制策略相结合。但即便如此,最好的陷阱、化学品或生物操纵也无法克服我在弗吉尼亚州拜访迪尼·米勒时向我指出的一个障碍。

“最难控制的不是臭虫,”她说。

“什么事?”我问。

“关键在于人。”

事实上,人们会向房东隐瞒臭虫的存在,逃避治疗,忽视杀虫剂标签上的说明,不听从害虫防治人员的指导,忽视从一开始就避免臭虫的明智建议。还有一些人不小心用一瓶外用酒精和一根火柴点燃了床垫。没有任何技术可以拯救我们。

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