选定西非国家中pgSIT疟疾媒介控制项目的预计成本与运营结构

《Scientific African》：Estimated Cost and Operational Structure of pgSIT Malaria Vector Control Programs in Selected West African Countries

疟疾控制精准 sterile insect technique（pgSIT）基因编辑技术成本效益分析西非国家疟原虫抑制公共卫生基础设施供应链中断基因驱动防控策略

　　本研究聚焦于一种名为“精准导向不育昆虫技术”（precision guided sterile insect technique，简称pgSIT）的新型疟疾防控手段，旨在通过大规模释放不育雄蚊来减少疟疾传播媒介——冈比亚疟蚊（*Anopheles gambiae*）的数量。pgSIT是一种基于基因编辑技术的生物防治策略，通过CRISPR技术使雄蚊失去繁殖能力，同时让雌蚊无法存活，从而在环境中减少可繁殖的蚊子数量，实现对疟疾传播的控制。该技术已在多种蚊种中进行开发和测试，并显示出其在非洲地区具有较高的成本效益潜力。然而，目前的技术应用仍面临一些挑战，尤其是在蚊子性别分离环节，该环节是pgSIT规模化应用中的关键限制因素，也是主要成本来源之一。因此，本研究通过分析pgSIT设施的规模与成本之间的关系，探索最优的设施规模，以提升其在非洲地区的应用效率和经济可行性。

### 技术背景与意义

尽管过去几十年全球在疟疾防控方面投入了大量资源，但疟疾仍然每年导致约60.8万人死亡。传统的防控措施如杀虫剂处理蚊帐（ITNs/LLINs）和室内滞留喷洒（IRS）在减少疟疾传播方面发挥了重要作用，但这些方法存在局限性，如对杀虫剂抗性的增加、对人类行为的依赖以及难以覆盖户外活动的蚊子。随着遗传技术的发展，pgSIT作为一种新兴的控制蚊虫传播的手段，展现出巨大潜力。该技术不仅能够有效减少蚊子数量，而且因其不依赖化学杀虫剂、具有高度的物种特异性以及不易产生抗性，被视为未来疟疾防控的重要工具。

pgSIT的核心在于性别分离技术的应用。通过CRISPR技术，研究人员能够将特定的基因突变引入雄蚊，使其在繁殖过程中无法产生可存活的后代。这一过程需要将携带特定基因编辑的雄蚊与普通蚊子进行交配，通过性别筛选技术分离出不育的雄蚊并进行大规模释放。其中，性别分离是整个流程中的关键步骤，直接影响技术的实施效果和成本效益。目前，性别分离技术的效率在15%-31%之间，限制了pgSIT的广泛应用。因此，如何优化这一环节，提升性别分离效率，是实现pgSIT成本效益最大化的重要前提。

### 成本分析与设施优化

为了评估pgSIT在非洲地区的经济可行性，研究团队对设施规模与成本之间的关系进行了系统分析。研究指出，pgSIT设施的建设成本主要集中在初始投资阶段，包括实验室设备、培训人员、场地建设和运营成本等。通过对冈比亚上河地区（Upper River Region, URR）的案例研究，团队发现，当pgSIT设施的性别分离效率达到9.2百万蚊子时，其成本效益显著提升。这一数字代表了设施在规模化生产时的最优操作规模，能够提供足够的不育雄蚊数量，同时控制成本。

研究团队还考虑了不同国家的经济状况对设施成本的影响。例如，在西非地区，冈比亚、塞拉利昂和科特迪瓦的经济发展水平存在显著差异，这直接影响了劳动力成本、土地价格以及设备采购费用。为了适应不同国家的经济条件，研究团队调整了成本估算方法，利用各国的GDP人均值对工资进行标准化处理，并考虑了不同地区的具体需求。例如，在科特迪瓦，由于其较高的GDP人均值，劳动力成本相对较高，但土地价格较低，因此在设施建设和运行过程中可能需要更多的设备投资。而在塞拉利昂，由于GDP人均值较低，劳动力成本相对便宜，但土地价格较高，因此设施规模和选址需要综合考虑。

此外，研究还涉及了设施的维护成本和运营成本。随着设施规模的扩大，设备维护费用和人员工资等成本也会相应增加，但这些成本可以通过规模经济效应进行部分抵消。研究团队发现，当设施达到最大生产能力时，单位成本会显著下降，从而提升整体的经济效率。例如，在冈比亚，当设施以每台COPAS设备（Complex Object Parametric Analyzer and Sorter）的最高生产能力运行时，每百万蚊子的生产成本约为21.59美元，而包括初始投资利息后的成本则为7.48美元。相比之下，塞拉利昂和科特迪瓦的单位成本分别为21.19美元和25.30美元，显示出不同国家在实施pgSIT时的经济差异。

### 疟疾防控效益分析

pgSIT不仅在经济层面具有优势，还在公共卫生领域展现出巨大的潜力。研究指出，pgSIT能够有效减少疟疾传播，从而降低疟疾相关的疾病负担。通过估算，研究团队发现，每百万蚊子的控制可以带来约6,191个DALY（Disability Adjusted Life Year，残疾调整生命年）的健康效益。这一数字表明，pgSIT在减少疟疾对人类健康的负面影响方面具有显著效果。

与传统的疟疾防控措施相比，pgSIT的经济成本更低，且具有更高的可持续性。例如，ITNs和IRS的DALY averted成本分别为33.20美元和58.75美元，而pgSIT的成本仅为2.92-25.30美元。这一差异不仅体现在直接的经济成本上，还体现在对公共卫生体系的长期支持上。pgSIT的实施可以增强当地公共卫生机构的能力，提高疟疾防控的自给自足性，同时创造就业机会和制造业能力，为非洲地区的经济发展提供助力。

### 实施策略与未来展望

研究团队建议，pgSIT的实施应优先考虑本地化生产。通过在疟疾高发地区建立本地设施，不仅可以降低运输和物流成本，还能增强对全球供应链中断的抵御能力。特别是在全球性公共卫生危机如新冠疫情期间，pgSIT的本地化实施能够减少对国际资源的依赖，确保疟疾防控工作的连续性。此外，pgSIT的实施还能促进区域内的技术交流和合作，为其他蚊种（如印度的*Anopheles stephensi*和美洲的*Anopheles aegypti*）的防控提供技术基础。

为了实现pgSIT的全面推广，研究团队提出了一系列策略。首先，需要加强对性别分离技术的优化，以提高生产效率并降低单位成本。其次，应建立区域性的pgSIT生产中心，以支持多个疟疾高发地区的防控需求。此外，还需要通过培训计划和人才引进，提升当地的技术能力，确保pgSIT的可持续发展。最后，研究团队强调，pgSIT的实施应与现有疟疾防控措施相结合，形成多层次、综合性的防控体系。

### 对公共卫生和经济发展的深远影响

pgSIT的实施不仅能够有效控制疟疾传播，还能够带来一系列对公共卫生和经济发展的深远影响。首先，它能够减少疟疾对人类健康的威胁，提高生命质量，降低医疗负担。其次，pgSIT的本地化生产能够促进当地经济的发展，创造新的就业机会，并提升区域制造业能力。这种技术的推广有助于构建更加自主和可持续的公共卫生体系，减少对国际援助的依赖。

此外，pgSIT的实施还能增强区域公共卫生系统的韧性。在全球性公共卫生事件频发的背景下，如气候变化、自然灾害和流行病爆发，pgSIT的本地化生产能力能够确保防控工作的连续性，避免因外部因素导致的防控中断。同时，pgSIT技术的推广还能够促进科学研究和技术创新，为非洲地区的公共卫生体系注入新的活力。

### 结论与建议

综上所述，pgSIT作为一种新型的疟疾防控技术，具有显著的经济和公共卫生效益。通过优化性别分离技术、建立本地化生产设施以及加强区域合作，pgSIT有望成为未来疟疾防控的重要工具。研究团队建议，各国应加大对pgSIT技术的投入，尤其是在疟疾高发地区，通过建立本地设施和培训计划，提升该技术的实施效率和可持续性。此外，pgSIT的推广还需要政策支持和国际合作，以确保技术的广泛应用和长期效果。

未来，随着技术的不断成熟和成本的进一步降低，pgSIT有望成为全球疟疾防控的重要组成部分。其本地化生产模式不仅能够提高防控效率，还能为非洲地区的经济发展和公共卫生体系建设提供新的动力。通过科学规划和持续优化，pgSIT有望在未来实现疟疾的全面控制，为全球公共卫生事业作出重要贡献。