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蝙蝠免疫系統讓病毒更致命

2020-02-14 中國科學报 唐一尘
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  近年来,一些最严重的病毒性疾病——SARS、MERS、埃博拉、马尔堡病以及新出现的新冠肺炎——都起源于蝙蝠,这并非巧合。日前,美国加州大学伯克利分校Cara E Brook课题组在eLife上发表的一项新研究发现,蝙蝠对病毒的强烈免疫反应可能会促使病毒更快复制,因此当病毒传播到免疫系统正常的哺乳动物(比如人类)身上时,就会造成致命的破坏。

  一些蝙蝠——包括那些被認爲是人類感染源的蝙蝠,其免疫系統永遠准備著防禦病毒,並可以迅速將病毒隔離在細胞外。雖然這可能會保護蝙蝠不受高病毒載量的感染,但也會促使這些病毒在宿主體內更快繁殖。這使蝙蝠成爲快速繁殖和高度傳播病毒的獨特宿主。

  虽然蝙蝠可以耐受这些病毒,但当后者进入缺乏快速反应免疫系统的其他动物体内时,就会迅速击垮新宿主,导致高致死率。这项研究的通讯作者、加州大学伯克利分校博士后Cara Brook说:“一些蝙蝠能够产生这种强大的抗病毒反应,但同时也平衡了抗炎症反应。如果尝试同样的抗病毒策略,我们的免疫系统会产生广泛的炎症。”

  研究人員指出,破壞蝙蝠的棲息地似乎會給它們帶來壓力,使其在唾液、尿液和糞便中釋放出更多的病毒,從而感染其他動物。

  该校疾病生态学家Mike Boots说:“归根结底,蝙蝠在‘储存’病毒方面可能很特别。很多病毒来自蝙蝠,这不是随机的。蝙蝠与我们的亲缘关系并不密切,所以它们不会携带很多人类病毒。但这项研究证明了蝙蝠的免疫系统是如何克服毒性的。”

  作爲唯一會飛的哺乳動物,蝙蝠會在飛行中提高它們的代謝率,使之達到奔跑中的體形相似齧齒動物的兩倍。

  研究人員表示,劇烈的體力活動和高代謝率通常會導致較高的組織損傷,這是由于活性分子(主要是自由基)的積累。但爲了能夠飛行,蝙蝠似乎已經進化出一種有效清除這些有害分子的生理機制。這或許是蝙蝠長壽的原因。有些蝙蝠可以活40年,而同樣大小的齧齒動物只能活兩年。這種對炎症的快速抑制可能還有另一個好處:抑制與抗病毒免疫反應相關的炎症。許多蝙蝠免疫系統的一個關鍵技巧是一觸即發地釋放一種叫做幹擾素的信號分子(幹擾素α),它告訴其他細胞在病毒入侵前“做好戰鬥准備”。

  Brook和Boots創建了一個簡單的蝙蝠免疫系統模型,在電腦上對他們的實驗進行建模。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冠狀病毒通過果子狸,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傳染給人類。盡管如此,這些病毒在最後進入人體時仍然具有極高的毒性和致命性。

  研究人員正在設計一個更正式的蝙蝠疾病進化模型,以便更好地了解病毒在其他動物和人類中的傳播。“爲了能夠預測感染的出現和傳播,了解感染的進化軌迹是非常重要的。”Brook說。

  相关論文信息:http://dx.doi.org/10.7554/eLife.48401

打印 責任編輯:侯茜

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