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蝙蝠强大的免疫系统促进病毒进化,使它们对人类更加致命

作者:小柯生命 2020-02-12 浏览: 2,743 评论:0

摘要: 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。 2020年2月3日,美国加州大学伯克利分校Cara E Brook课题组在《eLife》上发表了一项新研究,题为:“Accelerate...

近年来(lai),一些最严(yan)重的病(bing)毒性疾病(bing)——SARS、MERS、埃博(bo)拉、马(ma)尔堡病(bing),以及新(xin)出(chu)现的新(xin)冠肺炎——都起源于蝙蝠(fu),这并(bing)非巧合。

2020年2月3日,美国加州大学伯克利分校Cara E Brook课题组《eLife》上发表了一项新研究,题为:“Accelerated viral dynamics in bat cell lines, with implications for zoonotic emergence”。

他们发(fa)现(xian),蝙蝠对病毒的强烈免(mian)疫反应可能会(hui)促使病毒更快地复(fu)制(zhi),因(yin)此当传播到免(mian)疫系统(tong)正常(chang)的哺乳动物(比如人类)身上时,病毒就会(hui)造成致命的破坏。

一些蝙蝠——包(bao)括那(nei)些被认(ren)为(wei)是人类感(gan)染源的蝙蝠,它们的免(mian)疫系统永远(yuan)准备着防御(yu)病毒,并迅速反(fan)应将(jiang)病毒隔离(li)在细胞外。

虽然这(zhei)可能会(hui)(hui)保护(hu)蝙蝠不受(shou)高病毒载(zai)量的(de)感(gan)染,但(dan)它会(hui)(hui)促(cu)使这(zhei)些病毒在宿主体(ti)内更快(kuai)地繁(fan)殖。

这使得蝙蝠(fu)成为(wei)快速繁(fan)殖和高度传播(bo)病毒的独特宿主。

中华菊头蝠

虽然(ran)蝙蝠可(ke)以耐受这些病毒(du),但(dan)当病毒(du)进入缺(que)乏(fa)快速反应(ying)免疫(yi)系统的动物体内(nei)时(shi),病毒(du)会迅速击(ji)垮它们的新宿主,导致高致死率。

这项研(yan)究的(de)通讯作(zuo)者、加州大学伯克利分校的(de)博士后研(yan)究员Cara Brook说:“一些蝙蝠能够产(chan)生(sheng)这种强大的(de)抗(kang)病(bing)(bing)毒反应(ying)(ying),但(dan)同时(shi)也平(ping)衡了(le)抗(kang)炎症(zheng)反应(ying)(ying)。如果尝试同样的(de)抗(kang)病(bing)(bing)毒策略,我们的(de)免疫(yi)系统会(hui)产(chan)生(sheng)广泛(fan)的(de)炎症(zheng)。”

研究人员指出(chu)(chu),破坏蝙蝠的栖息地似(si)乎会给它们带来压力,使它们在唾液、尿液和粪便中(zhong)释放(fang)出(chu)(chu)更多的病毒,从而(er)感(gan)染其他(ta)动物。

加(jia)州大学伯克利分校疾病生态(tai)学家Mike Boots说:“归根(gen)结底,蝙蝠在‘储(chu)存’病毒方面可(ke)能(neng)很特别。

很多病毒来自蝙蝠,这不是随(sui)机的。蝙蝠与我们的亲缘关系并不密切(qie),所以它们不会(hui)携带很多人类病毒。

但(dan)这项研究证明(ming)了(le)蝙蝠的(de)免疫系统是如何驱动毒(du)性(xing)克服这一问题的(de)。”

作为唯一会(hui)飞的哺(bu)乳(ru)动物,蝙(bian)蝠会(hui)在(zai)飞行(xing)中(zhong)提(ti)高它们(men)的代谢(xie)率,使(shi)之达到与奔跑中(zhong)体型相(xiang)似的啮(nie)齿动物的两倍。

研究(jiu)人员(yuan)表(biao)示,通常,剧烈的(de)体力活动和高(gao)代谢率(lv)会导致较高(gao)的(de)组织损伤,这是(shi)(shi)由于活性分子(主要是(shi)(shi)自由基(ji))的(de)积累。

但为了能够飞行(xing),蝙蝠(fu)似乎已经进化出一种生(sheng)理机制有(you)效地清(qing)除这些有(you)害(hai)分子。

这样(yang)做(zuo)的(de)另(ling)一个好(hao)处是(shi)可(ke)以(yi)有效(xiao)地清除炎症产生的(de)有害分(fen)子(zi),这或许是(shi)蝙(bian)蝠长(zhang)寿的(de)原因。有些蝙(bian)蝠可(ke)以(yi)活40年(nian),而同样(yang)大小的(de)啮齿动物可(ke)以(yi)活2年(nian)。

这种对(dui)炎症的(de)快速抑制可能还有另一个(ge)好处(chu):抑制抗病毒免疫反应相关(guan)的(de)炎症。

许(xu)多(duo)蝙蝠免疫系统的一(yi)个关键技巧是一(yi)触即发(fa)地释放一(yi)种叫做干扰素的信号分子(干扰素α),它告诉其他(ta)细胞在病毒(du)入侵前“做好战斗准备(bei)”。

Brook和Boots创建了一个简单的蝙蝠免疫(yi)系统(tong)模(mo)型,在电脑上对他们的实验进行建模(mo)。

研究(jiu)人(ren)(ren)员(yuan)注(zhu)意到(dao),许多(duo)蝙蝠病(bing)(bing)毒(du)(du)通(tong)(tong)(tong)过(guo)(guo)(guo)动物媒介传染给人(ren)(ren)类。SARS冠状病(bing)(bing)毒(du)(du)通(tong)(tong)(tong)过(guo)(guo)(guo)亚洲果子狸传染给人(ren)(ren)类,MERS病(bing)(bing)毒(du)(du)通(tong)(tong)(tong)过(guo)(guo)(guo)骆驼(tuo),埃博拉病(bing)(bing)毒(du)(du)通(tong)(tong)(tong)过(guo)(guo)(guo)大(da)猩猩和(he)黑猩猩,尼帕(pa)病(bing)(bing)毒(du)(du)通(tong)(tong)(tong)过(guo)(guo)(guo)猪,亨(heng)德拉病(bing)(bing)毒(du)(du)通(tong)(tong)(tong)过(guo)(guo)(guo)马(ma),马(ma)尔堡病(bing)(bing)毒(du)(du)通(tong)(tong)(tong)过(guo)(guo)(guo)非洲绿猴。

尽管如此,这些病毒在最后进(jin)入人体时仍然具(ju)有极高的毒性和致(zhi)命性。

研究人员正(zheng)在设计一个更正(zheng)式(shi)的(de)蝙蝠疾(ji)病进(jin)化模型,以便更好地了解病毒(du)对其他动(dong)物和人类的(de)传播(bo)。“为了能够预测感染的(de)出现(xian)和传播(bo),了解感染的(de)进(jin)化轨迹是非常重要的(de)。”Brook说。

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

相关论文信息:

http://dx.doi.org/10.7554/eLife.48401