03.05 為什麼蝙蝠攜帶病毒能導致 SARS、MERS、埃博拉,自己卻不生病?

導讀


  • 蝙蝠是 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、尼帕病毒的自然宿主。
  • 科學家研究發現,2003 年 SARS病毒的自然宿主為雲南的中華菊頭蝠。


  • 1 月 24 日,《柳葉刀》在線發表有關 2019 新型冠狀病毒研究的論文結論中指出,2019-nCoV 很可能與中華菊頭蝠攜帶的冠狀病毒密切相關。


  • 由於特殊的免疫系統,蝙蝠能夠攜帶多種致命病毒,本身卻不生病,並構建龐大族群。
  • 研究蝙蝠,很可能是在生物上破解衰老的一個突破口,對癌症,基因類疾病的 DNA 修復術,以及對抗病毒和炎症都具有積極作用。



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。


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」。


這些因素無疑都為病毒傳播埋下了隱患。


蝙蝠為什麼不發病?


我們熟知的 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,自然宿主都是蝙蝠。


《柳葉刀》於 1 月 24 日發佈的研究顯示,引起本次新型肺炎疫情的 2019-nCov 很可能與中華菊頭蝠攜帶的冠狀病毒密切相關。


蝙蝠通過自身雷達進行回聲定位時或排洩糞便時,帶出的病毒會藉助果子狸、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。


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


我們人類隨著細胞的分裂,會自然走向衰老。這是因為在細胞分裂過程中不可避免地會出現一些很小的出錯。這些細小的錯誤,累積起來就變成了一些糟糕的細胞變異,最終導致癌細胞出現。


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。


假如某種生物體內衰老的細胞能被及時替換,那麼事實上,這種生物就相當於擁有了「永生」。


在哺乳動物中,蝙蝠就「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℃,這是由於蝙蝠的線粒體活性較其它哺乳動物高,大量 ATP 被消耗。而自然體溫的升高,也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,起碼高頻率的細胞分裂總有帶來 Bug。但是奇蹟出現了,蝙蝠們非但不出錯,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。由於飛行造成的代謝率升高,更容易產生 DNA 損傷,因此在長期的進化中,蝙蝠已經通過提升 DNA 損傷修復能力來抵抗這種損傷。


此外,蝙蝠面對病毒展現出的強大抵抗力,還得益於它本身較低的炎症水平。


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。


蝙蝠細胞內的熱休克蛋白(Heat Shock Proteins, HSPs)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。


而蝙蝠體內的相關基因缺失,就使得蝙蝠本身的炎症水平很低,也更不容易得病。


總結一下,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,蝙蝠具有更強的本底水平的固有免疫應答系統,所以即便攜帶病毒,也很少發病,甚至根本不發病。


為什麼人類不能和病毒共存?


蝙蝠是成千上萬只聚集在一起的群居動物,種群內反覆感染如狂犬病病毒等病毒,這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。病毒的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,因此宿主能夠長期感染,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要不斷的更新換代、基因突變以獲得生存。能與蝙蝠和睦相處的,都是經蝙蝠自然選擇後的病毒,而這些病毒一旦離開自然宿主,傳播到果子狸、駱駝等非自然宿主的身上,就會出現「不兼容」的情況,從而可能導致病毒在人群中爆發。


有人問,既然病毒能夠與蝙蝠和諧共處,那麼為什麼不能與人類共存呢?


這是因為蝙蝠可以容忍自身免疫系統的超負荷運轉,但人類卻不能。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。人體試圖通過發熱等機制來清除病毒的手段,但對於來自蝙蝠身上的病毒,完全沒有作用。


還記得嗎?由於大量 ATP 的消耗,蝙蝠的體溫會持續在 40℃。因此,即便我們持續 40℃ 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。


不難發現,為了能夠「和諧共存」,病毒對其天然宿主肯定是非致命的、甚至是友好的。病毒傷人,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。


一切只是需要時間,但只有上帝才有那麼多時間。


蝙蝠和人都是哺乳動物,生活環境接近


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,多個研究都將病毒可能的自然宿主鎖定在了蝙蝠身上,但並沒有明確中間宿主。


中國疾病預防控制中心武桂珍教授表示:「這些數據與蝙蝠攜帶的冠狀病毒庫大體一致,特別是 2019-nCoV。儘管蝙蝠在此次傳染病流行過程中很重要,但在蝙蝠與人類之間仍然存在其他動物作為中間宿主的可能。」


此前,還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。


事實上,該研究剛發表在線就引發了爭議,國外學者提出質疑表示「蛇不可能是傳播新型冠狀病毒的宿主」。


為什麼蝙蝠攜帶病毒能導致 SARS、MERS、埃博拉,自己卻不生病?

文章標題:為什麼蛇可能並不是新冠病毒的中間宿主(圖源:Nature)


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,不要惹它們,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。(責任編輯:gyouza、陳以寒)



截至北京時間 3 月 2 日早 10 時,在中國之外,新冠病毒已經擴散到 61 個國家地區,累計確診 8769 例,死亡 122 例。


全球確診數在 2 月 20 日之前與中國確診數大致吻合,之後就開始逐步抬頭,這表明其他國家確診數開始進入快速增長階段。


為什麼蝙蝠攜帶病毒能導致 SARS、MERS、埃博拉,自己卻不生病?


為什麼蝙蝠攜帶病毒能導致 SARS、MERS、埃博拉,自己卻不生病?


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