传播疟疾的蚊子对人类健康构成严重威胁，目前正在使用或开发许多减少这些病媒的方法，包括释放转基因蚊子。这里，Ace North博士描述了他最近在BMC生物学上发表的论文，展示了如何利用数学模型来计划和预测这些方法的效果，从而达到最大的效果。

在撒哈拉以南非洲的大部分地区，疟疾是一个巨大的公共卫生负担。布基纳法索是受疟疾影响最严重的国家之一，2017年估计有790万疟疾临床病例，导致该地区2.8万人死亡，其中主要是5岁以下儿童。令人担忧的是，尽管该国在疟疾控制方面投入了大量资金(每年约5000万美元)，但进展却停滞不前(世卫组织《2018年世界疟疾报告》)。尤其令人关注的是，目前的措施(其中最重要的是使用经杀虫剂处理的蚊帐)正在失去效力，因为蚊子正在产生抗药性。

迫切需要开发新的工具来补充现有的控制程序。这些可能包括基因驱动技术来改变蚊子种群，要么降低它们的适合度，导致种群规模下降，要么让蚊子无法传播疾病。基因驱动是一种基因结构，它对自身的遗传有积极的偏见，因此可以在人群中迅速传播，即使它们降低了个体的存活率或繁殖力。

在我们最近在BMC生物学上的研究中，我们模拟了用一种叫做“驱动Y染色体”的基因驱动来改变蚊子数量的可能性。驱动y染色体经过基因改造，携带y染色体的雄性蚊子产生的后代主要是雄性蚊子(也携带这种基因改造)。由于只有雌性蚊子叮咬，这种y染色体的传播将导致传播这种疾病的雌性蚊子更少，总体蚊子也更少。

这项技术目前仍在开发中，它的目标是撒哈拉以南非洲最重要的疟疾蚊子。在考虑将转基因蚊子放归野外之前，我们需要知道可能的影响——我们合理预期的总体蚊子数量减少多少——这受到许多因素的影响，比如放归的时间/范围，以及环境的地理位置。例如，在远离人类传播媒介的地区或在旱季之前释放驱动y型蚊子可能没有理想的效果。

我们模拟了一个100万平方公里的区域，包括整个布基纳法索。该模型代表了冈比亚按蚊和与冈比亚按蚊亲缘关系密切的coluzzii按蚊的生物学特性。这可能是世界上最有效的两种疟疾传播媒介，主要是因为它们与我们人类一起进化，并且对我们的血液有特别的偏好。该模型将生物动力学与降雨、水文和人类住区的外部数据结合起来。

该模型预测了该物种在某些地区的灭绝和在其他地区的种群减少。我们发现季节性是基因驱动的局部影响的最关键的预测因子。在季节性较强的地区，人口减少的可能性更大。然而，即使在最具挑战性的环境中，种群数量也在减少。总的来说，我们发现，每年将转基因蚊子反复引入一小部分人类住区，可能足以大幅减少整个研究区域内传播疟疾的蚊子的总数。

蚊子载体的基因改造是控制疾病的一种新方法，必须经过严格和独立的审查，以确保它对人类和环境安全。这一过程的一个关键组成部分是了解释放一个构造之后的蚊子种群动态。我们的模型表明，驱动y染色体可能对减少疟疾有重大影响。