2020年2月17日 訊 /生物谷BIOON/ --近年來爆發的很多病毒性感染或許都源於蝙蝠，比如SARS、MERS、伊波拉病毒、馬爾堡病毒及2019-nCoV等，日前，一項刊登在國際雜誌eLife上的研究報告中，來自加利福尼亞大學的科學家們通過研究發現，蝙蝠對病毒的強烈免疫反應或許會促使病毒加速複製，以便病毒能夠跳躍感染具有正常免疫系統的哺乳動物機體中，比如人類等，這時候病毒就會對人類帶來致命性的破壞。
圖片來源：Linfa Wang, Duke University
包括那些已知的人類感染源之外，有證據表明，某些蝙蝠或許擁有永久性的免疫系統從而能夠有效抵禦病毒感染，這些蝙蝠機體中，病毒的感染會導致機體快速產生反應並促進病毒脫離細胞，儘管這能夠保護蝙蝠抵禦高載量的病毒，但卻會促進病毒在能夠進行防禦的宿主體內更加快速地繁殖。
這一機制就會使得蝙蝠成為快速繁殖且具有高度傳播特性病毒的獨特宿主，儘管蝙蝠能對這些病毒耐受，但當這些蝙蝠病毒進入到缺失快速反應免疫系統的動物機體內後，病毒就會快速擊垮其新的宿主並導致較高的致死率。研究者Cara Brook說道，一些蝙蝠能夠產生強大的抗病毒反應，但同時其也能與抗炎症反應相平衡；如果嘗試相同抗病毒策略的話，機體免疫系統就會產生廣泛的炎症，但蝙蝠似乎特別適合於避免免疫病變的威脅。
研究者指出，幹擾蝙蝠的棲息似乎會給其帶來壓力，從而使其在唾液、尿液和糞便中脫落更多的病毒，從而感染其它動物；對蝙蝠環境威脅的加劇可能會增加人畜共患病的威脅；這項研究中，研究人員深入探索了蝙蝠棲息地的喪失與蝙蝠體內病毒蔓延到其它動物和人類機體之間的關聯。
研究者Mike Boots表示，最重要的是，蝙蝠在宿主病毒方面非常特別，很多病毒來自於蝙蝠，這並不是隨機的，蝙蝠與人類的親緣關係並不密切，所以我們並不指望蝙蝠會攜帶很多人類體內的病毒，但這項研究揭示了蝙蝠體內的免疫系統是如何驅動其克服這些病毒感染的。
作為唯一會飛的哺乳動物，蝙蝠在飛行過程中會將機體代謝率提高到與奔跑中提醒相似的嚙齒類動物相同的水平；通常情況下，劇烈的體力活動和較高的代謝率會產生較高的機體組織損傷，這是由於稱之為自由基的活性分子積累所致，但為了使飛行成為可能，蝙蝠似乎能夠發展出一種特殊的生理性機制來有效清除這些破壞性的有害分子，這樣做的另一個好處就是能夠幫助蝙蝠有效清除任何炎症所產生的有害分子，這或許就能夠解釋為何蝙蝠壽命較長的原因，與心率和新陳代謝較慢的大型動物相比，心率和新陳代謝較快的小型動物通常壽命較短，這可能是因為較高的新陳代謝會產生更多具有破壞性的自由基，但蝙蝠的獨特之處在於，其壽命要比同體型的其它哺乳動物長的多，有些蝙蝠甚至能夠存活40年，而同樣體型的嚙齒類動物僅能存活2年時間。
這種對炎症的快速抑制或許還有另外一個好處，即抑制與抗病毒免疫反應相關的炎症，許多蝙蝠機體免疫系統的一個關鍵技巧就是會一觸即發地釋放一種稱之為幹擾素α的信號分子，其能告訴其它細胞在病毒入侵前做好戰鬥的準備；研究者非常好奇蝙蝠的免疫反應時如何影響其體內病毒進化的，因此研究人員對兩隻蝙蝠和一隻猴子（對照）進行了相關研究，其中一種蝙蝠是埃及果蝠（Rousettus aegyptiacus），其是馬爾堡病毒的天然宿主，在其將幹擾素α基因轉錄讓全身充滿幹擾素之前需要接受病毒的直接攻擊，但其速度並沒有澳大利亞黑蠅狐（Pteropus alecto）稍慢，黑蠅狐是亨德拉病毒的宿主，其能直接進行幹擾素αRNA的轉錄並對抗病毒感染，而非洲綠猴的細胞系則完全不會產生幹擾素。
圖片來源：Victor Corman
當遭受到模仿伊波拉病毒和馬爾堡病毒的攻擊時，這些細胞所產生的不同反應非常引人注目，當綠猴細胞系被病毒淹沒並殺死時，由於幹擾素的早期預警，部分輪狀蝙蝠細胞則會成功使自己擺脫病毒感染。在澳大利亞黑狐細胞中，其免疫反應表現似乎更加成功，病毒感染的速度慢於輪狀細胞系，此外，這些蝙蝠機體中的幹擾素的反應似乎會使得感染持續時間更長一些。
研究者Brook說道，試想一下細胞單層上的病毒，其就想是在森林中燃燒的大火一樣，一些細胞會配備有「急救毯」，大火併不會對其造成傷害，但到了最後，細胞中仍然會存在一些病毒殘留；存活下來的細胞群能夠繼續繁殖，其會為病毒提供新的攻擊目標，並在蝙蝠整個生命周期中形成潛伏性的感染。這項研究中，研究人員開發了一種簡單的蝙蝠免疫系統模型，並在電腦上重現了他們的實驗。
研究者指出，擁有一種真正強大的幹擾素系統或能幫助這些病毒在宿主體內持久存在，當機體擁有較高的免疫反應時，或許就能夠讓細胞免於病毒感染，因此病毒就會在不對宿主產生損傷的前提下來不斷進行複製，但當病毒擴散到機體中時，我們或許就失去了抗病毒的特殊機制，這樣就會經歷一系列病理學的變化。很多蝙蝠病毒會通過動物媒介來傳染給人類，SARS能通過亞洲棕櫚貓傳染給人類，MERS能通過駱駝傳染給人類，伊波拉能通過大猩猩和黑猩猩傳染給人類，儘管如此，這些病毒在最後一次進入人體後仍然具有較高的致命性。
研究人員正在設計一種蝙蝠疾病進化的模型，以此來了解疾病擴散到人類和其它動物機體中的過程，最後Brook說道，理解感染的軌跡對於有效預測疾病的出現、傳播和擴散至關重要。（生物谷Bioon.com）
參考資料：
【1】Coronavirus outbreak raises question: Why are bat viruses so deadly?
【2】Cara E Brook, Mike Boots, Kartik Chandran, et al. Accelerated viral dynamics in bat cell lines, with implications for zoonotic emergence, eLife (2020). DOI:10.7554/eLife.48401