评估旁转基因技术对疟疾控制的有效性

疟疾是一个严重的全球健康问题，对发展中国家尤为具有破坏性。蚊子是负责传播该疾病的寄生虫的载体，因此疟疾控制计划侧重于控制蚊子种群。这主要通过喷洒杀虫剂或使用经杀虫剂处理的蚊帐来实现。然而，这些杀虫剂的使用对蚊子施加了巨大的选择压力，导致产生抗药性蚊子品种。因此，开发替代策略对于可持续的疟疾控制至关重要。在此，我们探讨了旁转基因技术（paratransgenesis）的有效性，即在蚊子中肠内引入分泌抗疟原虫分子的基因工程细菌。当蚊子从含糖诱饵（即含有细菌的糖溶液）中进食时，细菌进入蚊子中肠。我们建立了一个数学模型，用于评估防止疫情爆发所需的此类诱饵数量。我们研究了媒介和宿主均匀混合以及非均匀混合的情景。我们对这两种情况进行了完整的稳定性分析并计算了基本再生数。此外，针对非均匀混合情景，我们提出了一种靶向诱饵分配策略。计算得出的最佳诱饵分配在诱饵使用方面极为高效。我们的分析表明，旁转基因技术可以防止疫情爆发，因此为疟疾控制提供了一条可行且可持续的途径。