昆虫学家正在想方设法使海湾地区的美国驻军免受沙漠白蛉困扰——
在加利福尼亚州棕榈泉东部,那儿的沙漠是昆虫学家的天堂:茂盛的枣椰树园和奥尔顿内海之间,昆虫的嗡嗡声四处可闻。肯尼斯•林西克姆(Kenneth Linthicum)是其中的一位研究人员,此刻他正穿过一片被同伴喷洒过驱虫剂的低矮灌木丛。他检查了一下安放在这里的二氧化碳诱捕器,后者是一种吸引蚊子的装置。
此前,林西克姆曾不断接到请求对付这些讨厌的昆虫,特别是要想办法保护某些易感人群,如驻扎在伊拉克和其他沙漠地区的美军士兵。林西克姆是活跃在战场昆虫研究前沿的诸多研究人员之一,他们的使命是要降低军队中虫媒疾病的发生率;而白蛉正是主要的研究对象之一,其所传播的利什曼病有使人致命的危险。
上图:白蛉叮咬后的皮肤
下图:白蛉使美军士兵暴露于感染利什曼病的威胁之下
长期以来,利什曼病作为一种严重的公共健康威胁而被人们所关注:目前全球有1200万受感人群,每年新增病例200万以上。在防治利什曼病的过程中,许多驱虫剂首先由军方研制成功,之后逐渐惠及到普通百姓。例如,驱蚊胺(DEET)就是第二次世界大战中丛林战争的产物。现在,为了满足伊拉克和阿富汗战场美军的需求,科学家们正在将目光转移至这种由白蛉传播的疾病。林西克姆说:“虽然这听起来有点不可思议,但我们此前确实对这种虫子知之甚少。”林西克姆在美国农业部位于佛罗里达州的一个研究中心担任主任。
无法忍受叮咬
2003年,当美军占领伊拉克时,士兵们经常会在睡梦中被一种难以忍受的叮咬扰醒,他们把这称为“巴格达梦魇”。拉塞尔•科尔曼(Russell Coleman)是一位随军的流行病学家,他说:“士兵们几乎快要被白蛉活吞了!在某些部队里,70%的士兵每晚会被叮咬几十次甚至上百次。”过去4年中,美军中有1450人感染过利什曼病,而这主要发生在伊拉克和阿富汗。
2004年,美国军方建立了境外士兵防护计划(Deployed War-Fighter Protection Program),其中白蛉成为重点关注的问题。它将在美军有害生物管理委员会(Armed Forces Pest Management Board)的监督下,每年投入500万美元进行运作。
参与该计划的科学家来自美国各军种(陆军、海军、空军以及潜艇部队),同时还有学术界和美国农业部的研究人员。此外,他们还与其他国家的研究人员合作,例如澳大利亚的一支研究小组正在研究如何对军装进行改良以防范蚊虫叮咬。斯坦顿•库珀(Stanton Cope)是美国海军的一名昆虫学家,同时他还在研究人员和有害生物管理委员会之间担当着联系人的角色。库珀说:“我们希望通过各类专业知识的综合运用,能够发现保护士兵的新方法。”
军服方面进展
利什曼病主要表现为两种形式:一种是皮肤症状,表现为皮肤或粘膜的损伤;另一种是内脏器官的损害,将导致肝脏和其他器官的障碍,少数情况下会使患者死亡。对习惯于与蚊子打交道的军事昆虫学家们来说,白蛉无疑是一个全新的挑战。原因在于,军方现有的驱虫剂——氯菊酯(permethrin),主要用于喷洒在军服上面,对付白蛉的效果实在差强人意。“蚊子可能会停落在军服上,跳来跳去,然后就会被驱虫剂毒死,”尤里奇•伯尼尔(Ulrich Bernier)是一名供职于美国农业部的化学家,他说,“而白蛉只会被驱虫剂熏晕,5分钟后又可以恢复活动。”
军服是士兵抵御蚊虫叮咬的第一道防线。过去,军服主要由棉花或毛料制成,织物中浸透了氯菊酯等驱虫剂,方法简单而效果持久。现在,军服的构成往往包括尼龙、人造纤维和棉花等多种成份,从而使其更为经久耐用,并更具保护性。同时在设计中也考虑到防止蚊子、扁虱和跳蚤叮咬的功能,但白蛉仍然能通过军装设计的不足而找到机会大啖其口。这主要是因为在沙漠中的夏夜,士兵很少会把军服作为睡衣的首选。而使情况变得更为复杂的是,美军各兵种都有其单独的军服,每种军服抵御蚊虫的能力参差不齐。
上世纪90年代早期,第一次海湾战争刚刚打响时,部分美军开始使用经过驱虫剂预处理的新型军服。但这种军服的缺陷在于,每隔一段时间就必须重新补充驱虫剂。2003年,75名潜艇水兵的遭遇更揭示了这种军服在抵御蚊虫方面的能力是如何的不堪。当这些部署在利比里亚首都应对当地骚乱的水兵中,有40%的人被传染上了疟疾。这一事件直接导致了潜艇部队司令来到美国农业部就军服防虫问题进行求助。
当时美国农业部的研究人员发现,潜艇部队的军服使用了一种永久性熨压方法,从而使军服看起来非常平整并且棱角分明。另外,他们还发现这些军服的材质是斜纹织物而非混合织物。伯尼尔说,上述两种因素大大降低了军服防御蚊虫叮咬的能力。
新的驱虫体系
目前已有充足的证据对现有军服进行改革。伯尼尔说:“潜艇部队率先开始行动,他们希望能够彻底解决蚊虫叮咬问题。”通过与美国农业部的合作,潜艇部队于2007年3月份推出了新的军服。这些军服采用了更为强效的驱虫剂进行预处理,因此在军服的使用寿命内不需再补充驱虫剂。最近,伯尼尔正在收集伊拉克战场上潜艇部队的军服信息,以了解新型军服防范蚊虫的实际效果如何。
然而,在研制新型军服的过程中存在着一个挑战,即应用在军服上的驱虫剂毒性太强,从而对穿军服的士兵健康构成了威胁。另一个问题是,陆军军服上覆盖的防火涂层材料可能会渗入烧伤伤口,随之而来的问题是:这些防火材料与军服上的驱虫剂如何发生反应?会不会影响军服的驱虫效果?
此外,军服设计上的任何改动都会带来实际推行中的大量花费。潜艇部队每年要采购38.5万套军服,陆军则达到了400万套之多。因此在军服之外,研究人员也在寻找其他途径来帮助士兵免受蚊虫困扰。
其中的途径之一是,通过更准确地辨识人体吸引蚊虫的化学物质,在皮肤上建立起防范蚊虫的化学屏障。例如,伯尼尔的研究团队已经确认了至少3种可以吸引蚊虫的化学物质,它们都是人体生理条件下自然分泌的物质。
而另一条途径是开发全新的驱虫剂。最近,佛罗里达大学的化学家艾伦•卡特里茨基(Alan Katritzky)报告说,他们建立了一种可以筛选驱蚊物质的虚拟神经网络。该团队使用计算机模型对曾经报道过的驱蚊信息进行筛选,最终确定了34种新的候选驱蚊物质。之后的实验发现,部分候选物质的驱蚊效果是驱蚊胺的3倍。
在路易斯安那州立大学,研究人员关注的对象不仅包括白蛉,还包括可能携带蚊虫或病原体的啮齿类动物。他们正在研制一种针对啮齿类动物的毒饵,其所含的杀虫剂可以杀死以啮齿类动物粪便为食的白蛉幼虫。这将有助于解决以下问题:虽然帐篷可以将白蛉拒之门外,但在帐篷下存在啮齿类动物粪便的地方,仍会有大量白蛉破土而出。
精确定点喷洒
同时,美国农业部的研究人员还在开发一种小型无人直升机,机载电脑可以设定程序,使其从晚上22点至凌晨4点对特定区域喷洒驱虫剂,而这段时间正是白蛉的活跃期。美国农业部工程师克林特•霍夫曼(Clint Hoffmann)介绍说:“我们是在一架昂贵的玩具直升机上安装了喷雾器和全球定位系统(GPS),你可以用鼠标来设定直升机的飞行模式。”不久之后,这架直升机将进行试飞,首次海外实验计划安排在埃及进行。
甚至连喷洒的驱虫剂水滴大小也在研究对象行列。如果你想击落一只飞行中的白蛉,将需要直径25微米的水滴;而如果你想对植物或帐篷进行喷洒,100微米直径的水滴将是效果最好的选择。霍夫曼说:“我们建立了一个非常复杂的漂浮模型,通过该模型能够跟踪观察单个水滴的运动轨迹。”上述研究显示,现在美军中杀灭蚊虫的标准方法,例如在傍晚白蛉尚未出现时喷洒驱虫剂等,实际上毫无意义。
也许还要过很长一段时间,这些研究发现才能引起军方的重视,并最终惠及普通百姓。但是随着伊拉克战争的延续,我们将有足够的时间汲取更多教训。