新發現：為什么源自蝙蝠的病毒如此致命？

　　近年來，無論是SARS還是MERS，是埃博拉病毒還是馬爾堡病毒，亦或是正在肆虐的新冠病毒2019-nCoV，都非常“巧”地源自于蝙蝠。但是，這并不是隨機的巧合事件。

　　在《蝙蝠十問》一文中，我們介紹了十個與蝙蝠相關的問題。就在上周，加州大學伯克利分校的一個研究團隊在eLife上發表了一篇新的論文，報告了他們對蝙蝠與致命病毒的共存問題所作出的新發現：他們發現一些蝙蝠的免疫系統可以產生一種可以提前發出預警的信號分子，從而將病毒隔離在細胞之外。

　　1　有研究表明，有的蝙蝠具有一種能持續對病毒進行防御的免疫系統，這其中也包括一些已知能成為感染人類的源頭的蝙蝠在內。在這些蝙蝠體內，病毒感染會引發免疫系統作出迅速反應，將病毒隔離在細胞之外。這一過程在保護蝙蝠免受大量病毒感染的同時，也促使了病毒在防御系統在到位之前，在宿主體內更快地繁殖。

　　這種特點使得蝙蝠成為了那些繁殖迅速、傳播性高的病毒的最佳宿主。然而，蝙蝠可以對這些病毒具有耐受性，但當這些蝙蝠病毒進入缺乏快速反應的免疫系統的其他動物體內時，病毒就會迅速擊垮它們的新宿主，導致高的致死率。

　　抗病毒免疫反應會導致機體產生如炎癥一類的反應機制，而在哺乳動物中，這些炎癥本身就是一種傷害。研究的第一作者Cara Brook介紹說：“有的蝙蝠可以產生這種強烈的抗病毒反應，但又能在它與抗炎癥反應之間保持一種平衡。但如果人類也采用同樣的抗病毒策略，那我們的免疫系統將會廣泛產生炎癥。”

　　作為唯一會飛的哺乳動物，蝙蝠在飛行中的新陳代謝率是同等體型的嚙齒類動物在奔跑時的兩倍。通常情況下，劇烈的運動和過高的代謝率會帶來活性分子（主要是自由基）在體內的累積，從而導致較高的組織損傷。更快的新陳代謝可能會產生更具破壞性的自由基。但是，具有飛行能力的蝙蝠似乎進化出一種可以有效地清除這些有害分子的生理機制，削弱了高代謝率所會帶來的傷害。

　　不僅如此，研究人員認為這種清除機制或許是可以使蝙蝠有效地清除任何炎癥所產生的有害分子，從而在某種程度上解釋了蝙蝠的長壽特征——與同體型的其他哺乳動物相比，蝙蝠的壽命要長得多，有的蝙蝠甚至可以活40多年，而同樣體型的嚙齒動物則只能活兩年左右。

　　2　許多蝙蝠的免疫系統都具有一項關鍵的技能，那就是可以一觸即發地釋放一種名為干擾素-α的信號分子，這種分子會在病毒入侵前告訴其他細胞“做好戰斗準備”。

　　那么，蝙蝠的快速免疫反應是如何影響它們病毒的演化呢？

　　在實驗中，Brook采用了取自于兩種蝙蝠和一只猴子（對照組）的細胞。其中一種蝙蝠是埃及果蝠（Rousettus aegyptiacus），是馬爾堡病毒的天然宿主，在轉錄干擾素α基因之前，需要先受到病毒的直接攻擊，以使得體內充斥著干擾素。這個過程的速度稍慢于澳大利亞的大蝙蝠狐蝠（Pteropus alecto），這是亨德拉病毒的天然宿主，這種蝙蝠會首先利用轉錄的干擾素α RNA來對抗病毒感染。而對照組中的非洲綠猴的細胞系則完全不產生干擾素。

○ 當綠猴細胞被病毒入侵時，由于沒有干擾素反應，它們很快就會死亡。很快，易感細胞（綠色）就會暴露，并被感染和殺死（紫）。| 圖片來源：Cara Brook / 加州大學伯克利分校○ 當綠猴細胞被病毒入侵時，由于沒有干擾素反應，它們很快就會死亡。很快，易感細胞（綠色）就會暴露，并被感染和殺死（紫）。| 圖片來源：Cara Brook / 加州大學伯克利分校

　　當實驗中的細胞系受到模擬的埃博拉病毒和馬爾堡病毒的攻擊時，它們的反應非常不同。在干擾素的提前預警下，部分蝙蝠細胞系成功地將自己與病毒隔離了開來；但綠猴的細胞系很快就被病毒擊垮并殺死。在澳大利亞大蝙蝠狐蝠細胞系中，免疫反應表現得更為成功，病毒感染的速度大大慢于埃及果蝠細胞系。

　　Brook解釋說：“將一層單層細胞上的病毒想象成在森林里燃燒的火焰。一些區域（細胞）具有急救毯，火會在不傷害它們的情況下直沖而過，但到了最后，整個系統中仍會留有一些陰燃而成的煤——也就是還是會有病毒細胞留下。”留存下來的細胞群可以繼續繁殖，為病毒提供新的攻擊目標，并在蝙蝠的整個生命周期中形成潛伏性感染。

　　這表明，擁有一個真正強大的干擾素系統將有助于這些病毒在宿主體內存活。當免疫反應更高時，就可以擁有這樣的免受感染的細胞。所以這些病毒可以在不對宿主造成傷害的情況下，提高自身的復制速度。但當病毒擴散到沒有這種抗病毒機制的人類身上時，人類就會經歷很多病理過程。

　　3　研究人員指出，對蝙蝠棲息地的破壞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。換句話說，隨著蝙蝠面臨的環境壓力的加劇，人類所面臨人畜共患病的威脅也會增強。

　　現在，他們正在設計一個更加正式的蝙蝠疾病演化模型，以便更好地了解病毒在其他動物和人類身上的蔓延。他們相信，了解感染的發展軌跡對于預測感染的出現和傳播來說是非常重要的。