01.28 百毒不侵的蝙蝠


百毒不侵的蝙蝠

金庸小說《倚天屠龍記》中有一回叫「青翼出沒一笑颺」,寫的是明教的青翼蝠王韋一笑首次出現,以鬼魅般的輕功震懾五大派的故事;每當重讀此回故事,都覺寒毛直豎。實際上,在很多故事中,蝙蝠都是邪惡的象徵。《神探狄狄仁傑》中叛亂者,也是想借助西域吸血紅蝙蝠來血洗城池。

蝙蝠是翼手目動物,也是哺乳動物中唯一的空軍。他們晝伏夜出,除極地和大洋中的一些島嶼外,分佈遍於全世界,在熱帶和亞熱帶蝙蝠最多,是動物中僅次於齧齒目動物的第二大類群,數量佔了哺乳動物的五分之一!

動物學家考證,往往一個小小洞穴,就可能藏有上萬只蝙蝠。廣西地區一個洞裡,甚至棲息著起碼一千萬只蝙蝠,比一箇中等城市的人口還多。對研究病毒的學者來說,蝙蝠的地位也十分特殊。因為它們已經在地球上已經生存了 8800 萬年,幾乎和恐龍同時代。

東南亞因為蝙蝠多,且經濟和衛生條件落後,所以印尼等國家,常把蝙蝠作為野味進行捕殺烹製。在中國古代,似乎沒有吃蝙蝠的傳統。但在一些不靠譜的中藥典籍中,蝙蝠糞可是一味能入藥的物什,叫做「夜明砂」。據說能治療眼疾、久咳,瘧疾,淋病等疾病。當然,隨著對外交流的增加,國內有些城市也可以食用蝙蝠。但他們推崇的所謂「蝠壽湯」,幾乎是整隻蝙蝠帶毛烹煮。更有甚者,還連同內臟製作「蝙蝠刺身」。

這些無疑都為病毒傳播帶來了隱患。

被我們所熟知的SARS、MERS(中東呼吸窘迫綜合徵)、埃博拉病毒、狂犬病病毒、馬爾堡病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒,以及本次武漢肺炎的新冠狀病毒,自然宿主都是蝙蝠。它們通過自身雷達進行回聲定位時或排洩糞便時,會藉助果子狸、駱駝、水果等媒介進行傳播。一旦感染人體,就可能出現致命性的大範圍傳播。

許多人會有疑問:為什麼蝙蝠攜帶這麼致命病毒,本身卻不生病,而且構建瞭如此龐大的族群?

看過科普圖書《槍炮病菌鋼鐵》的讀者都會對「不死族」的生存之道不會陌生:想要獲得永生,只需把損壞的零件拋棄,換上新零件即可。衰老的細胞被及時替換,那麼事實上等於永遠不死,自然界有某種水母就具有這能力。

但是我們人類隨著細胞的分裂,會自然走向衰老,因為分裂會導致很小的出錯,而這些細小的出錯,累積起來就變成了一些糟糕的細胞變異,最終導致癌細胞的出現。在哺乳動物中,蝙蝠「幾乎」具備永生的能力。

首先,蝙蝠吃著昆蟲和果實,幾乎沒有什麼天敵。其次,雖然它們是溫血的,但是除了冬眠會降低體溫到環境一致以外,它的體溫會持續在40℃。因為蝙蝠的線粒體活性較其它哺乳動物高,大量ATP被消耗,自然體溫升高,間接增加了他們對病毒的抵抗力。

一般來說,這種超高的新陳代謝率,應該更容易得癌症吧?起碼高頻率的細胞分裂總有帶來Bug。但是奇蹟就是出現了,蝙蝠們不出錯,偶爾還玩「DNA修復」。

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。

另外的解釋就是,蝙蝠細胞內的熱休克蛋白/HSP本底表達水平非常高。同時,通過產生IL-1β介導炎症反應的炎性小體(inflammasome)通路中,蝙蝠缺失了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,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。

蝙蝠是成千上萬只聚集在一起的群居動物,種群內反覆感染比如狂犬病病毒,可促進對疾病的抵抗力。這種行為模式可能為蝙蝠對病毒感染提供更多的抵抗機制。

究其原因,蝙蝠身上病毒持續存在可能與低病毒複製有關。這種低水平復制不能刺激起宿主危險的高水平的免疫應答反應,從而允許宿主長期感染,而不出現疾病跡象。但是蝙蝠的這種特徵,也導致千萬年來,寄生在它們身上的病毒,也不斷的更新換代、基因突變獲得生存。

這種經蝙蝠自然選擇後的病毒,雖然和病毒能和睦相處,但一旦它們離開自然宿主,比如通過糞便汙染果子狸、駱駝等,便可能導致導致病毒在人群中爆發。

蝙蝠可以容忍自身免疫系統的超負荷運轉,但人類卻不能。因為人體只有在感染後才會通過發熱來啟動免疫系統,一旦免疫系統為抵抗病毒而高度反應,這給人體帶來的害處超過了益處。事實上,感染病毒患者出現的發燒、體內或體外出血等症狀都是免疫系統過度反應帶來的後果。

同樣的,人體試圖通過發熱等機制來清除病毒的手段,對於來自蝙蝠身上的病毒,完全沒有作用。即便我們持續40度的高燒,把自己燒成瓜娃子,這些病毒也像回到老家一樣,舒舒服服,輕車熟路。

此時我們看到了一個非常有趣的話題,病毒對其天然宿主肯定是非致命的、甚至是友好的,這是相互生存必須的。有人說,線粒體也是起源於病毒,所以人類定然有此類原生的病毒疾病,因其不害人也就不會為大眾熟知。

病毒傷人,也就可能發生在從天然宿主轉移到非天然宿主上的開始的一段時間,因為兩者沒有被進化篩選而兼容。以天花病毒為例,假如說一直沒出現疫苗進行防治。那隨著時間推移,只要人類不死,那對人的天花病毒與人也會共同進化,導致致命性越來越低,直到有一天,我們也成為「蝙蝠」一樣,與其和睦相處。

一切只需要時間,但上帝才有那麼多時間。

還有一條非常重要:蝙蝠與人類同屬哺乳動物,而且生活環境接近。進化上,二者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。

這就是為什麼禽流感的病毒不容易對人類進行「降維打擊」,而且不容易「人傳人」。因為候鳥不是哺乳類,所以鳥類身上的病毒雖然很多,但不像蝙蝠那樣容易傳給人類。不過這幾年的H7N9已經是很典型的「鳥類互傳卻不會發病,鳥類傳人則會發病」的危險病毒。

2003年SARS後,科學家通過數年的研究,才為果子狸沉冤昭雪,而將病毒的自然宿主鎖定為雲南的中華菊頭蝠。但作為中間宿主,果子狸確實扮演了直接傳播的角色。

本次武漢新冠狀病毒肺炎出現後,人們很快鎖定了蝙蝠為自然宿主,但並沒有確診中間宿主。有科學家發表文章稱「蛇」為其中間宿主,這與流行病學和進化論存在一定偏差。因為「蛇」是爬行動物,直接作為蝙蝠和人類這兩種哺乳動物中間宿主的可能性比較小。

實際上,人類與蝙蝠的交集不多。但野生動物不一樣,病毒更可能先從蝙蝠傳到野生動物上,而很多人毫無敬畏之心,亂吃野味,以至於釀造悲劇。請記住,人類要有人定勝天的決心,更要有敬畏自然的覺悟!

我們沒有辦法也沒有權利把蝙蝠消滅掉。最好的辦法是與之和睦相處,不要惹它,更不要想著去吃它們。從科學家的角度而言,研究蝙蝠,很可能是在生物上破解衰老的一個突破口。如果人類能從中獲益,無論是癌症,還是基因類疾病的DNA修復術,還是對抗病毒和炎症,都會獲益匪淺。

蝙蝠,一種是永生的象徵。


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