冠状病毒爆发引发了一个问题:蝙蝠病毒为何如此致命?


冠状病毒爆发引发了一个问题:蝙蝠病毒为何如此致命?


近年来爆发的一些最严重的病毒性疾病,如SARS、MERS、埃博拉、马尔堡,以及可能来自蝙蝠的新型冠状病毒,并非巧合。

加州大学伯克利分校的一项新研究发现,蝙蝠对病毒的强烈免疫反应可能会促使病毒更快地复制,因此当它们跳到具有普通免疫系统的哺乳动物身上时,病毒会造成致命的破坏。

某些蝙蝠——包括那些已知为人类最初感染源的蝙蝠——已被证明拥有可以永久免疫的免疫系统,以增强对病毒的防御能力。这些蝙蝠的病毒感染会导致迅速的反应,将病毒从细胞中隔离出来。虽然这可以保护蝙蝠不被高病毒感染,但它激励这些病毒在宿主体内更快地繁殖。

这使得蝙蝠成为一个独特的快速繁殖和高度传播的病毒库。虽然蝙蝠可以忍受这样的病毒,但当这些蝙蝠病毒进入缺乏快速反应免疫系统的动物体内时,这些病毒很快就会压倒它们的新宿主,导致高死亡率。

加州大学伯克利分校的博士后米勒研究员、这项研究的第一作者卡拉布鲁克说:“一些蝙蝠能够产生这种强大的抗病毒反应,但也能将其与抗炎反应平衡起来。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。但蝙蝠似乎特别适合避免免疫病理学的威胁。”

研究人员指出,破坏蝙蝠的栖息地似乎会给它们带来压力,使它们在唾液、尿液和粪便中释放出更多的病毒,从而感染其他动物。

飞行可以延长寿命,也许还能耐受病毒

作为唯一会飞的哺乳动物,蝙蝠在飞行中会将新陈代谢率提高到与奔跑中体型相似的啮齿类动物相同的水平。

通常,剧烈的体力活动和高代谢率会导致较高的组织损伤,这是由于活性分子(主要是自由基)的积累。但为了使飞行成为可能,蝙蝠似乎已经发展出一种生理机制来有效地清除这些有害分子

这样做的另一个好处是可以有效地清除任何炎症产生的有害分子,这或许可以解释蝙蝠独特的长寿。与心率和新陈代谢较慢的大型动物相比,心率和新陈代谢较快的小型动物通常寿命较短,这可能是因为新陈代谢较快会产生更具破坏性的自由基。但蝙蝠的独特之处在于,它们的寿命比同体型的其他哺乳动物长得多:有些蝙蝠可以活40年,而同样体型的啮齿动物可以活2年。

这种对炎症的快速抑制可能还有另一个好处:抑制抗病毒免疫反应相关的炎症。许多蝙蝠免疫系统的一个关键技巧是一触即发地释放一种叫做干扰素的信号分子,它告诉其他细胞在病毒入侵前“做好战斗准备”。

布鲁克很好奇蝙蝠快速的免疫反应是如何影响它们宿主病毒的进化的,所以她在两只蝙蝠和一只猴子的细胞上做了实验。埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)是马尔堡病毒的天然宿主,它需要在转录干扰素-阿尔法基因之前进行直接的病毒攻击,从而使体内充斥着干扰素。这项技术比澳大利亚黑狐(翼狐)的速度稍慢,后者是亨德拉病毒的储藏库,这种病毒可以利用转录的干扰素-阿尔法RNA对抗病毒感染,并准备转化为蛋白质。非洲绿猴(Vero)细胞系完全不产生干扰素。

当受到模拟埃博拉和马尔堡病毒的攻击时,这些细胞系的不同反应是惊人的。当绿猴细胞系被病毒迅速击溃并杀死时,由于干扰素的早期预警,鲁塞特蝙蝠细胞的一个子细胞成功地将自己与病毒感染隔离开来。

在澳大利亚的黑飞狐细胞中,免疫反应更为成功,病毒感染的速度大大慢于鲁塞特细胞系。此外,这些蝙蝠干扰素反应似乎让感染持续更长时间。​


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