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蝙蝠強(qiáng)大的免疫系統(tǒng)促進(jìn)病毒進(jìn)化，使它們對人類更加致命
摘要: 近年來，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)表了一項新研究，題為：“Accelerate...
近年來，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)，蝙蝠對病毒的強(qiáng)烈免疫反應(yīng)可能會促使病毒更快地復(fù)制，因此當(dāng)傳播到免疫系統(tǒng)正常的哺乳動物（比如人類）身上時，病毒就會造成致命的破壞。
一些蝙蝠——包括那些被認(rèn)為是人類感染源的蝙蝠，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。
雖然這可能會保護(hù)蝙蝠不受高病毒載量的感染，但它會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)的動物體內(nèi)時，病毒會迅速擊垮它們的新宿主，導(dǎo)致高致死率。
這項研究的通訊作者、加州大學(xué)伯克利分校的博士后研究員Cara Brook說：“一些蝙蝠能夠產(chǎn)生這種強(qiáng)大的抗病毒反應(yīng)，但同時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給它們帶來壓力，使它們在唾液、尿液和糞便中釋放出更多的病毒，從而感染其他動物。
加州大學(xué)伯克利分校疾病生態(tài)學(xué)家Mike Boots說：“歸根結(jié)底，蝙蝠在‘儲存’病毒方面可能很特別。
很多病毒來自蝙蝠，這不是隨機(jī)的。蝙蝠與我們的親緣關(guān)系并不密切，所以它們不會攜帶很多人類病毒。
但這項研究證明了蝙蝠的免疫系統(tǒng)是如何驅(qū)動毒性克服這一問題的。”
作為唯一會飛的哺乳動物，蝙蝠會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物的兩倍。
研究人員表示，通常，劇烈的體力活動和高代謝率會導(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，這或許是蝙蝠長壽的原因。有些蝙蝠可以活40年，而同樣大小的嚙齒動物可以活2年。
這種對炎癥的快速抑制可能還有另一個好處：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)的一個關(guān)鍵技巧是一觸即發(fā)地釋放一種叫做干擾素的信號分子（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)建了一個簡單的蝙蝠免疫系統(tǒng)模型，在電腦上對他們的實(shí)驗進(jìn)行建模。
研究人員注意到，許多蝙蝠病毒通過動物媒介傳染給人類。SARS冠狀病毒通過亞洲果子貍傳染給人類，MERS病毒通過駱駝，埃博拉病毒通過大猩猩和黑猩猩，尼帕病毒通過豬，亨德拉病毒通過馬，馬爾堡病毒通過非洲綠猴。
盡管如此，這些病毒在最后進(jìn)入人體時仍然具有極高的毒性和致命性。
研究人員正在設(shè)計一個更正式的蝙蝠疾病進(jìn)化模型，以便更好地了解病毒對其他動物和人類的傳播。“為了能夠預(yù)測感染的出現(xiàn)和傳播，了解感染的進(jìn)化軌跡是非常重要的。”Brook說。
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
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