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摘要: 近年來(lái)，一些最嚴(yán)重的病毒性疾病——SARS、MERS、埃博拉、馬爾堡病，以及新出現(xiàn)的新冠肺炎——都起源于蝙蝠，這并非巧合。 2020年2月3日，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校Cara E Brook課題組在《eLife》上發(fā)表了一項(xiàng)新研究，題為：“Accelerate...

近年來(lái)，一些最嚴(yán)重的病毒性疾病——SARS、MERS、埃博拉、馬爾堡病，以及新出現(xiàn)的新冠肺炎——都起源于蝙蝠，這并非巧合。

2020年2月3日，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校Cara E Brook課題組在《eLife》上發(fā)表了一項(xiàng)新研究，題為：“Accelerated viral dynamics in bat cell lines, with implications for zoonotic emergence”。

他們發(fā)現(xiàn)，蝙蝠對(duì)病毒的強(qiáng)烈免疫反應(yīng)可能會(huì)促使病毒更快地復(fù)制，因此當(dāng)傳播到免疫系統(tǒng)正常的哺乳動(dòng)物（比如人類(lèi)）身上時(shí)，病毒就會(huì)造成致命的破壞。

一些蝙蝠——包括那些被認(rèn)為是人類(lèi)感染源的蝙蝠，它們的免疫系統(tǒng)永遠(yuǎn)準(zhǔn)備著防御病毒，并迅速反應(yīng)將病毒隔離在細(xì)胞外。

雖然這可能會(huì)保護(hù)蝙蝠不受高病毒載量的感染，但它會(huì)促使這些病毒在宿主體內(nèi)更快地繁殖。

這使得蝙蝠成為快速繁殖和高度傳播病毒的獨(dú)特宿主。

雖然蝙蝠可以耐受這些病毒，但當(dāng)病毒進(jìn)入缺乏快速反應(yīng)免疫系統(tǒng)的動(dòng)物體內(nèi)時(shí)，病毒會(huì)迅速擊垮它們的新宿主，導(dǎo)致高致死率。

這項(xiàng)研究的通訊作者、加州大學(xué)伯克利分校的博士后研究員Cara Brook說(shuō)：“一些蝙蝠能夠產(chǎn)生這種強(qiáng)大的抗病毒反應(yīng)，但同時(shí)也平衡了抗炎癥反應(yīng)。如果嘗試同樣的抗病毒策略，我們的免疫系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生廣泛的炎癥。”

研究人員指出，破壞蝙蝠的棲息地似乎會(huì)給它們帶來(lái)壓力，使它們?cè)谕僖骸⒛蛞汉图S便中釋放出更多的病毒，從而感染其他動(dòng)物。

加州大學(xué)伯克利分校疾病生態(tài)學(xué)家Mike Boots說(shuō)：“歸根結(jié)底，蝙蝠在‘儲(chǔ)存’病毒方面可能很特別。

很多病毒來(lái)自蝙蝠，這不是隨機(jī)的。蝙蝠與我們的親緣關(guān)系并不密切，所以它們不會(huì)攜帶很多人類(lèi)病毒。

但這項(xiàng)研究證明了蝙蝠的免疫系統(tǒng)是如何驅(qū)動(dòng)毒性克服這一問(wèn)題的。”

作為唯一會(huì)飛的哺乳動(dòng)物，蝙蝠會(huì)在飛行中提高它們的代謝率，使之達(dá)到與奔跑中體型相似的嚙齒動(dòng)物的兩倍。

研究人員表示，通常，劇烈的體力活動(dòng)和高代謝率會(huì)導(dǎo)致較高的組織損傷，這是由于活性分子（主要是自由基）的積累。

但為了能夠飛行，蝙蝠似乎已經(jīng)進(jìn)化出一種生理機(jī)制有效地清除這些有害分子。

這樣做的另一個(gè)好處是可以有效地清除炎癥產(chǎn)生的有害分子，這或許是蝙蝠長(zhǎng)壽的原因。有些蝙蝠可以活40年，而同樣大小的嚙齒動(dòng)物可以活2年。

這種對(duì)炎癥的快速抑制可能還有另一個(gè)好處：抑制抗病毒免疫反應(yīng)相關(guān)的炎癥。

許多蝙蝠免疫系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵技巧是一觸即發(fā)地釋放一種叫做干擾素的信號(hào)分子（干擾素α），它告訴其他細(xì)胞在病毒入侵前“做好戰(zhàn)斗準(zhǔn)備”。

Brook和Boots創(chuàng)建了一個(gè)簡(jiǎn)單的蝙蝠免疫系統(tǒng)模型，在電腦上對(duì)他們的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行建模。

研究人員注意到，許多蝙蝠病毒通過(guò)動(dòng)物媒介傳染給人類(lèi)。SARS冠狀病毒通過(guò)亞洲果子貍傳染給人類(lèi)，MERS病毒通過(guò)駱駝，埃博拉病毒通過(guò)大猩猩和黑猩猩，尼帕病毒通過(guò)豬，亨德拉病毒通過(guò)馬，馬爾堡病毒通過(guò)非洲綠猴。

盡管如此，這些病毒在最后進(jìn)入人體時(shí)仍然具有極高的毒性和致命性。

研究人員正在設(shè)計(jì)一個(gè)更正式的蝙蝠疾病進(jìn)化模型，以便更好地了解病毒對(duì)其他動(dòng)物和人類(lèi)的傳播。“為了能夠預(yù)測(cè)感染的出現(xiàn)和傳播，了解感染的進(jìn)化軌跡是非常重要的。”Brook說(shuō)。

作者：

Cara E Brook, Mike Boots, Kartik Chandran, Andrew P Dobson, Christian Drosten, Andrea L Graham, Bryan T Grenfell, Marcel A Müller, Melinda Ng, Lin-Fa Wang, Anieke van Leeuwen

相關(guān)論文信息：

http://dx.doi.org/10.7554/eLife.48401