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2020誰吃的蝙蝠出了病毒

互聯網 2021-07-25 05:39:55

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2017-08-05修正

一下內容轉自個人專欄《病毒學筆記》為什麼蝙蝠(Bat)是理想的病毒存儲宿主,歡迎關注

為什麼蝙蝠(Bat)是理想的病毒存儲宿主

(主要內容整理自12th全國病毒學學術研討會 Wang LF/ppt。)

關於蝙蝠是否是病毒的理想宿主,作為研究人員來說,要解決這個假說可以分為三步——

(1)蝙蝠是不是十分重要的新發病毒儲存宿主?

(2)蝙蝠是否在攜帶病毒上具有其特殊性?

(3)到底什麼因素造成了蝙蝠的特殊性?

(1)對於第一個問題,現在可以說公認沒有爭議了,蝙蝠確實是很多新發病毒的儲存宿主,比如埃博拉、馬爾堡病毒,SARS、MERS冠狀病毒,亨德拉病毒、尼帕病毒等等,這些大多數屬於killer virus,也就是殺人的病毒,作者也提到,對於病毒學家來說,要發表CNS文章,那病毒必須是要殺人的,也是個悲劇吧。

(2)對於第二個問題,蝙蝠是不是特殊的?

首先需要了解蝙蝠本身的一些特點——

1 哺乳類1/5是蝙蝠;

2 在現存的種、屬數目上僅次於嚙齒類;

3 唯一不受地形限制的哺乳類;

4 是除人之外,分佈最廣的哺乳類;

5 可變的體溫調節;

6 回聲定位;

7 預期壽命很長(一般來說哺乳類是體型越大壽命越長);

8 很少發生癌症;

9 N多種病毒的儲存宿主

對於蝙蝠是否為病毒的存儲宿主還有一些潛在證據——

實驗條件下以病毒感染蝙蝠,卻不引起明顯的臨床癥狀;

可在「健康」蝙蝠細胞中分離出持續性感染的病毒;

非常高的病毒流行率;

更多樣的基因多樣性;

存在「現代」哺乳動物病毒的「祖先」或「先祖」支系;

參考文獻【1】【2】也證明了第二個問題,確實,蝙蝠在攜帶病毒上很特殊。

(3)最後一個問題,是什麼原因讓蝙蝠這麼特殊?

從基因組學上可以提出以下問題——

(3.1)蝙蝠具有其他哺乳類不具有的基因/通路

(3.2)蝙蝠缺乏其他哺乳類具有的基因/通路

(3.3)蝙蝠具有與其他哺乳類類似的基因/通路,但是表達譜不同

通過基因組測序【3】發現,

蝙蝠的DNA損傷修復相關的基因很不同尋常,可以說修復DNA損傷的能力很高,也就是說飛行造成的代謝率升高,更容易產生DNA損傷的在長期的進化中,蝙蝠通過提升DNA損傷修復能力來抵抗。

同時,我們知道人如果長時間發燒40°,人也基本上完蛋了,培養細胞也一樣,如果在40°培養細胞,超過24h,細胞肯定掛了,但是體外培養的蝙蝠細胞卻能抵抗熱壓力(統計學上40°培養24h細胞活力不降)。通過實驗發現,蝙蝠細胞內的熱休克蛋白/HSP(一大類細胞伴侶蛋白,可以促進蛋白的正確摺疊,促進細胞的耐熱性等等)本底表達水平非常高

而且I型干擾素通路相關的基因也有很多有意思的特徵(I型干擾素是具有誘導細胞產生抗病毒活性的分泌蛋白質,包含IFNα和IFNβ,其中IFNα還有很多亞型),其中本底水平的IFNα非常高。

並且I類MHC分子結合內源性肽段的精確度更好(MHC-組織相容性複合體,通過介導CD8+T細胞產生細胞毒效應/裂解細胞,病毒複製是在細胞內的,如果細胞察覺發現自己被病毒感染之後會把合成的病毒蛋白進行消化,進而產生病毒特異性的肽段,載入到MHC-1的溝槽中,轉移到細胞表面,進而告訴CD8+T細胞「我被病毒感染了」,這時候CD8+T細胞就會釋放穿孔素顆粒酶把這個細胞打洞,細胞死了,裡面還沒出來的病毒也就一起掛了)。

通過產生IL-1β介導炎症反應的炎性小體(inflammasome)通路中,蝙蝠居然缺失了PYHIN家族的基因,炎症可以導致各種疾病,包括老化和癌症等等,其中在細胞質中存在DNA時會強烈誘導炎症(DNA正常情況下只存在與細胞核/染色質或者線粒體中),而幾類炎性小體就是識別細胞質中存在的DNA來介導炎症的,所以,蝙蝠相關基因缺失會導致蝙蝠本身的炎症水平很低。

總結一下,就是因為進化上,蝙蝠選擇了飛行,所以它的代謝率會升高,這樣氧化應激水平也會升高,為了對抗飛行帶來的這些結果,蝙蝠進化上適應了高水平的DNA損傷修復,這一點的直接後果是蝙蝠的壽命很長,並且很少發生癌症;此外蝙蝠具有了更強的本底水平的固有免疫應答系統,所以攜帶病毒的時候很少發病或就是不發病。

高水平的本底固有免疫系統造成蝙蝠本身在外來感染的情況下是一種high-alert,也就是高警戒性。這和其他哺乳動物,平時不表達這類分子,而是通過誘導再大量產生的情況完全不同(none or all)。

所以得到蝙蝠之所以攜帶眾多病毒原因的新假說——

一切都是哺乳動物飛行帶來的副產物。

當然得到這個假說還有很多工作要去做,來解答更多的問題,那就不是現有的研究能解答的了。

參考文獻:

[1] Nature. 2017 Jun 29;546(7660):646-650.doi: 10.1038/nature22975. Epub 2017 Jun 21.

[2] Proc Biol Sci. 2013 Feb1;280(1756):20122753. doi: 10.1098/rspb.2012.2753. Print 2013 Apr 7.

[3] Science. 2013 Jan 25;339(6118):456-60.doi: 10.1126/science.1230835. Epub 2012 Dec 20.

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2016-04-06原答案——

大家對待蝙蝠是不要驚擾的好,研究蝙蝠的人對待蝙蝠也是無傷取材。不能因為蝙蝠有很多病毒就對蝙蝠喊打喊殺,蝙蝠也是生態鏈中重要的一環。

————————以下為原答案——————————

斗膽來回答一下,但是這種問題還是武漢病毒所新發傳染病中心的人回答最恰當。

其實不光是你提到的這些病毒,大名鼎鼎的狂犬病毒(Rabies virus )也是來源於蝙蝠哦。

埃博拉病毒(EBOV),目前的報道都是推測源於蝙蝠,但是還沒有在蝙蝠身上分離出來原型病毒,但是基本可以確定就是源於蝙蝠,只是沒有找到相應的病毒而已。不過科學講究的是有幾份證據說幾分話。至於SARS-CoV的原型病毒,是國內中科院武漢病毒所的新發傳染病研究中心,石正麗研究員帶領的團隊分離出來的[石正麗:追擊SARS病毒源頭]。而最近的MERS-CoV,也是之前在蝙蝠身上分離過原型病毒[這些蝙蝠主要呆在古老的、被遺棄的建築物里],高福研究員做過相應的進化分析[高福院士Cell子刊發表最新成果]。

而蝙蝠是僅次於嚙齒類【比如老鼠】的第二大類哺乳動物,佔全球哺乳動物種類的20%,超過1300個種類。而且分佈極其廣泛,南北極外的全球各個地方都有蝙蝠的存在。而且蝙蝠的歷史很長,幾乎可以追溯至5000萬年前。

同時,蝙蝠攜帶這麼多病毒,自己卻不發病,厲害吧。

有科學家推測,可能是作為哺乳動物中唯一能飛的動物,蝙蝠的新陳代謝就會非常快【能量消耗大】。而我們知道,新陳代謝的過程會對機體產生各種各樣的損傷,比如活性氧,比如DNA複製錯誤等等。而這些壓力和可能導致的細胞損傷有可能會使蝙蝠自己進化出一套機制,來使它自身部分免疫系統一直處於開啟的狀態【可以理解不不停地監視】。按理說,新陳代謝快,蝙蝠應該很短壽才對,但是奇怪的是蝙蝠的壽命卻很長,有些種類的蝙蝠的壽命可以超過40年。還有,蝙蝠很少得癌症。但是具體的原因是什麼,目前沒有解釋。蝙蝠研究起來太困難了。

目前的觀點集合起來主要有——蝙蝠種類甚多——病毒相應多;蝙蝠種群數量大,種類又多,相互之間還可能互相雜居,一個山洞的蝙蝠可能有幾千隻到幾百萬隻蝙蝠!!進過蝙蝠洞的應該清楚(看過相關電影也能知道)——病毒就可能在不同種類的蝙蝠間交流;而且,蝙蝠會遷徙,種群的交流——病毒的交流;蝙蝠活的長——相互之間病毒傳播的機會更多;蝙蝠與人類同屬哺乳動物——進化上的親緣關係不是特別遠——某些遠古留下的病毒可能在人和蝙蝠的細胞上都有相應的病毒受體,給病毒的跨種跳躍創造條件;蝙蝠和人生活環境的接近度——比如亂墳崗的蝙蝠,比如前一陣子西非的蝙蝠樹洞的埃博拉病毒傳播開來——人和蝙蝠越接近,則病毒跨種跳躍的可能性比較大;還有一些觀點認為蝙蝠通過回聲定位,可能大部分蝙蝠間病毒的傳播有可能在聲波發出來的時候就噴出來了,蝙蝠又群居雜處,很容易傳播;

所以,為什麼蝙蝠成為毒庫,有可能是很複雜的因素造成的,其中有蝙蝠的原因,也有蝙蝠和人接觸的因素。打個比方,候鳥是不是有可能相互之間傳播疾病?但是具體有多少傳到人身上?可能很少,那麼,人就會很少去關注這個問題。因為我們的知識最初都是來源於跟人有關係的東西的研究成果。胡說了不少,瞎看看吧。

參考文獻在評論三樓,免費。

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