蝙蝠身上有許多病毒,為什麼蝙蝠不會死亡?

2020-12-02 騰訊網

1、蝙蝠具有抑制炎症的能力

根據發表在《自然微生物學》(Nature Microbiology)雜誌上的一項研究，由杜克大學醫學院(Duke-NUS Medical School)領導的一個國際研究團隊，確認了讓蝙蝠擁有致命病毒，卻不死的分子和遺傳機制。

科學家發現，讓蝙蝠成為毒蠱而不死的關鍵在於：

蝙蝠抑制炎症的能力[1]。

人類染上病毒後，免疫系統對抗感染的第一步反應就是炎症反應，發燒是其典型症狀。雖然炎症反應在適當控制時有助於對抗感染，但也有證據表明它促進了傳染病造成的損傷，也推動了衰老和年齡相關性疾病。

那蝙蝠是如何抑制炎症的？

NLRP3炎性小體作為固有免疫的重要組分在機體免疫反應和疾病發生過程中具有重要作用。

由於能被多種類型的病原體或危險信號所激活，NLRP3炎症小體在多種疾病過程中都發揮了關鍵作用，包括最初被確認的家族性周期性自身炎症反應,到2型糖尿病、阿爾茲海默症和動脈粥樣硬化症等。因此，作為炎症反應的核心，NLRP3炎症小體可能為各種炎症性疾病的治療提供新的靶點 。

所以科學家把蝙蝠的NLPR3作為了研究對象。

科學家比較了蝙蝠、小鼠和人類免疫細胞對三種不同RNA病毒的反應，它們分別是甲型流感病毒、MERS冠狀病毒和馬六甲病毒。

結果發現，與小鼠和人類相比，蝙蝠體內NLRP3介導的炎症明顯降低。

之所以會這樣，是因為NLPR3的蛋白活性和其他動物比，相對較低。

為什麼活性會降低呢？

通過進一步分析，科學家發現蝙蝠體內轉錄引發（transcriptional priming）下降，這是生產NLRP3蛋白的關鍵步驟。同時，他們還發現了僅存在於蝙蝠體內的NLRP3變異，這導致其蛋白活性下降。

什麼蝙蝠有這樣的變異？

科學家在兩個截然不同的蝙蝠物種上觀察到這些變異，包括來自澳大利亞的黑狐蝠（Pteropus alecto）和來自中國的大衛鼠耳蝠（Myotis davidii）。前一種是大型蝙蝠，後一種是小型蝙蝠。

黑狐蝠（Pteropus alecto）

大衛鼠耳蝠（Myotis davidii）

結果，對10種蝙蝠和17種非蝙蝠哺乳動物NLRP3基因序列的分析表明，發現這種對炎症的適應性似乎都是蝙蝠特有的。

蝙蝠的這種能力意味著什麼？

科學家認為，這表明蝙蝠並非擁有超強的抗感染能力，而是對感染有著更高的耐受能力。換言之，炎症反應的削弱使它們獲得更強的生存能力。

2、蝙蝠具有一直活躍的幹擾素

根據發表在《美國國家科學院院刊》上的一項研究[2]，由聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)的團隊，查看了蝙蝠的基因和免疫系統，發現蝙蝠體內的幹擾素一直處在活躍狀態。

什麼是幹擾素？

幹擾素（Interferon，IFN）是動物細胞在受到某些病毒感染後分泌的具有抗病毒功能的宿主特異性糖蛋白。細胞感染病毒後分泌的幹擾素能夠與周圍未感染的細胞上的相關受體作用，促使這些細胞合成抗病毒蛋白防止進一步的感染，從而起到抗病毒的作用，但幹擾素對已被感染的細胞沒有幫助。

人體產生的已知的幹擾素共有13種。其中，I型幹擾素是最重要的，也是最多被研究的。當一個人被病毒或者細菌入侵時，I型幹擾素就會迅速投入行動。

人類I型幹擾素結構

在人類身上，I型幹擾素只會在身體遭遇感染時才會激活。通常細胞只在受到低病毒力的病毒感染之後才能大量合成幹擾素，而高病毒力的感染會使得細胞在合成幹擾素之前就已致死。另外一個可以誘導細胞合成幹擾素的因素是雙鏈RNA的存在。

蝙蝠的幹擾素一直活躍

研究者們發現蝙蝠身上不是只有感染才活躍，而是一直活躍。

蝙蝠只有3種幹擾素，但是科學家發現1型幹擾素的合成，不受病毒感染的影響，簡言之，它們體內的幹擾素一直處在活躍狀態。無論它們是否被感染，它們一直充斥著這些細胞，讓它們的免疫系統做到了高度警覺。

蝙蝠IFN-α無處不在的表達模式

但幹擾素的持續合成既沒有耗光能量，也沒有持續地殺死細胞。

至於為何如此，還有待科學家做進一步的研究。

參考

^Dampened NLRP3-mediated inflammation in bats and implications for a special viral reservoir host. Nature Microbiology, 2019; DOI: 10.1038/s41564-019-0371-3

^Zhou, P., Tachedjian, M., Wynne, J. W., Boyd, V., Cui, J., Smith, I., … Baker, M. L. (2016). Contraction of the type I IFN locus and unusual constitutive expression of IFN-α in bats. Proceedings of the National Academy of Sciences, 113(10), 2696–2701. doi:10.1073/pnas.1518240113 https://www.pnas.org/content/early/2016/02/17/1518240113.abstract

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