蝙蝠病毒為何如此致命?新冠病毒、SARS、Ebola絕非偶然!

2020-12-18 騰訊網

近年來,世界上爆發了幾次比較嚴重的病毒性感染疾病,包括SARS病毒、MERS病毒、Ebola(伊波拉)病毒、Marburg(馬爾堡)病毒以及新出現的2019-nCoV病毒。

然而,大量證據已經表明,這些病毒的起源都與蝙蝠密切相關,科學家表示,這絕非巧合!

一篇刊登在eLife上的論文

2020年2月3日,國際著名學術期刊eLife在線刊登了一篇與蝙蝠病毒有關的論文,在文中,研究人員通過對蝙蝠細胞進行培養後發現,它們能夠產生強烈的對病毒的免疫反應,從而使得病毒具有更強的毒性,也就是說,蝙蝠體內強大的免疫系統將這些病毒推向更高的毒性,使得它們對於人類而言更加致命!

這篇論文的題目是:Accelerated viral dynamics in bat cell lines, with implications for zoonotic emergence,中文譯名為《蝙蝠細胞系中加速的病毒動力學,對人畜共患病的出現有所啟示》,主要作者來自美國加州大學伯克利分校(UC Berkeley)。

劇烈的免疫反應可以加速病毒的複製速度

該研究發現,當病毒進入蝙蝠體內時,蝙蝠會產生猛烈的免疫反應,然而,這些劇烈的免疫反應竟然可以誘導病毒更快地自我複製。

因此,當蝙蝠身上的病毒進入普通免疫系統的哺乳動物(比如人類)時,這些病毒就會造成致命的傷害!

目前,一些蝙蝠已被證明擁有永久免疫的免疫系統,這包括那些被認為是人類最初感染源的蝙蝠。這些蝙蝠可以增強自身對病毒的抵禦能力,它們的體內細胞會對病毒感染產生迅速的反應,最終促使病毒脫離出細胞之外。

雖然這可以保護蝙蝠細胞免於高數量的病毒感染,但也促使了這些病毒在宿主內更快地繁殖。如下圖所示,隨著病毒的持續感染,病毒的複製速率越來越快!

這些特性使得蝙蝠自身成為了快速繁殖的病毒的儲存庫,儘管這些蝙蝠可以耐受這些病毒,但是當這些病毒進入缺乏快速免疫反應系統的動物(比如人類)時,它們會很快徹底佔領新宿主,從而導致高死亡率!

除了抗病毒,還能抗炎症!

除了可以抵禦病毒之外,蝙蝠免疫系統的另一個關鍵是觸發被稱為「幹擾素-α」的信號分子,從而減輕與抗病毒免疫反應有關的炎症。

對此,該研究的第一作者、加州大學伯克利分校的研究員Cara Brook說道:「有些蝙蝠能夠產生強大的抗病毒反應,甚至還能與抗炎反應相均衡。相反,如果人類嘗試這樣的抗病毒方式,其免疫系統將會出現許多炎症。」

研究人員指出,人類對蝙蝠棲息地的破壞似乎會給蝙蝠們造成壓力,並促使它們的唾液、尿液和糞便中釋放出更多的病毒,從而可能感染其他動物。作者提示道:「對蝙蝠的生存環境造成威脅,也會可能增加人畜共患病的可能。」

文章的第二作者、加州大學伯克利分校的生物學教授Mike Boots認為:「最重要的是,在宿主病毒方面,蝙蝠扮演著十分特殊的角色。這些致命性病毒很多都是來自蝙蝠,這並不是偶然!實際上,蝙蝠與人類之間的聯繫不是那麼緊密,因此我們不希望它們攜帶許多人類病毒。」

劇烈飛行會延長蝙蝠壽命,甚至增強對病毒耐受

在所有哺乳動物中,蝙蝠是唯一會飛的哺乳動物,蝙蝠在劇烈飛行中的新陳代謝速率是體型相似的齧齒動物在奔跑中的兩倍。

通常情況下,當進行劇烈的體育活動時,由自由基的反應性分子的積累所帶來的高代謝率會導致組織損傷,但是為了飛行,蝙蝠似乎已經演變出一種獨特的生理機制來有效清除這些破壞性分子。

因為較高的新陳代謝會帶來更具破壞性的自由基,因此,在正常的認知中,與心率較慢和新陳代謝速率較慢的大型動物相比,具有較快心率和新陳代謝速率的小型動物的壽命通常較短。

研究人員認為,這種獨特的生理機制或許可以解釋蝙蝠的長壽現象,比同等體型的其他哺乳動物相比,蝙蝠的壽命明顯較長,某些蝙蝠甚至可以活40年之久,而那些同等體型的齧齒動物只可以活到2年!

多數病毒具有中間宿主

研究人員指出,許多蝙蝠身上的病毒是通過動物媒介傳播給人類的,例如,SARS是通過靈貓傳播,MERS是通過駱駝傳播,大名鼎鼎的Ebola(伊波拉病毒)則是通過大猩猩和黑猩猩進行傳播,而Marburg(馬爾堡病毒)的中間宿主為非洲綠猴,近期,中國華南農業大學也宣稱,2019-nCov病毒可能是通過穿山甲進行傳播。

儘管經過了中間宿主,這些病毒在最終進入人體後,仍然具有極強的毒性和致命性!最後,來聽一聽來自蝙蝠的自述:我已經努力進化成沒人喜歡的模樣,然而還是有人想吃我……

參考連結:

https://elifesciences.org/articles/48401https://www.sciencedaily.com/releases/2020/02/200210144854.htm

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