“死神”蝙蝠是如何與病毒共舞的？

蝙蝠，小而壯大的死神。它體內的病毒是若何標的目的人類發出滅亡威脅的？

前言

《孫子·謀攻篇》有言，“良知知彼，百戰不殆”。自從新型冠狀病毒（COVID-19）肺炎疫情暴發以來，很多醫護人員與科研人員針對病毒的溯源、入侵機制以及治療與檢測等睜開了深切研究。2020年1月23日，中國科學院武漢病毒研究所石正麗團隊在bioRxiv預印本平臺上頒發論文，率先揭示蝙蝠可能是新型冠狀病毒的天然宿本家兒。隨后，美國加州大學伯克利分校的研究團隊在eLife雜志上頒發研究論文，闡發了蝙蝠免疫系統的怪異性，揭示了其與致命性病毒共存的可能機制。

迥異的糊口習性

蝙蝠是獨一會飛的哺乳動物，具有一系列順應飛翔的形態特征。其四肢和從頭至尾部之間籠蓋著一層薄而堅韌的翼膜，形當作怪異的翼手。蝙蝠恰是憑借翼手進行飛翔，而不像鳥類憑借同黨。翼膜彈性杰出，在飛翔時可以變形，靜止時又可以回縮和折疊。翼手的矯捷性使某些蝙蝠可以或許進行極速轉彎，在不超出自身體長的飛翔距離內就能實現90°扭轉。

據文獻報道，宿世界上第一個蝙蝠化石——食指伊神蝠可追溯到5000萬年以前，那時它的前肢就已經具備了與飛翔相順應的頎長的骨骼布局。是以，當今的蝙蝠“超出”于其它哺乳動物之上的能力可以說是與生俱來。蝙蝠的后肢在進化過程中也可能有所伸長，盡管良多蝙蝠保留了在陸地上行走的能力，但有少部門蝙蝠的后肢扭轉了90°甚至180°，是以只能處于吊掛或飛翔狀況。[1]

_{圖1. 澳大利亞大蝙蝠狐蝠是亨德拉病毒的儲存庫，本家兒要傳染馬，偶發性傳染人。|圖片引自EurekAlert，由杜克大學王林發傳授友情供給}

蝙蝠仍是自帶反響定位系統的“高科技大佬”。它們可以或許經由過程喉嚨發出超聲波，再依據超聲波的反射來分辨偏向以及探測方針，從而可以在漆黑的夜空中或暗淡的洞窟里自由翱翔并精確捕食。反響定位系統除了用于遁藏障礙物和尋找獵物外，還能用于蝙蝠個別之間的交流，僅憑人耳是聽不到這些超聲波的。然而，您也許聽到過蝙蝠發出的一類頻率較低的聲音，那可能是它們在進行社交呼叫。社交呼叫會發生在遇險警報、交配以及母子分手等環境下。良多子代蝙蝠可以或許經由過程社交呼叫、氣息辨識以及空間記憶等策略，在洞窟棲息地里數以百萬計的蝙蝠中尋找到本身的母親。[1]

眾所周知，蝙蝠是典型的夜貓子，這可能是因為糊口所迫。除了夜鷹以外，夜空中很少有蝙蝠的競爭者。盡管貓頭鷹也是在夜間勾當的機遇本家兒義掠食者，可是它們的飛翔火速度完全無法與蝙蝠媲美，是以也不組成最終威脅。蝙蝠所特有的飛翔和反響定位能力使其占有并最終統治了夜間的空中覓食生境，并當作為除嚙齒類以外的第二大類哺乳動物。[1]

與病毒共舞

近些年來，蝙蝠仿佛化身“死神”的代名詞，已知良多致命性病毒都源自于它。除了我們所熟知的SARS、MERS等冠狀病毒和埃博拉、馬爾堡病毒等絲狀病毒，蝙蝠身上還可能攜帶狂犬病毒、副黏病毒、呼腸弧病毒、逆轉錄病毒、肝炎病毒等[1]。如前文所說，這段時候害得人們“大門不出、二門不邁”的新型冠狀病毒也很可能發源于蝙蝠[2]。

事實上，約有60%來主動物的新型流行癥都是人畜共患病，此中三分之二以上來自于野活潑物。一項2013年的研究顯示，在蝙蝠身上發現的137種病毒中，有61種為人畜共患病原[4]。固然蝙蝠身上埋沒著很多病毒，但它自身凡是沒有任何傳染跡象或毀傷，堪稱超等哺乳動物[3]。

為什么蝙蝠可以耐受如斯多的致命性病毒，這是巧合嗎？

比來，美國加州大學伯克利分校的一個研究團隊在eLife雜志上頒發論文，對此現象作出了科學的詮釋。該校綜合生物學系傳授Mike Boots介紹道：“良多病毒發源于蝙蝠，這并不是隨機事務。因為蝙蝠與我們的關系并不緊密親密，是以它們不成能會攜帶良多人類病毒。然而，在作為病毒的宿本家兒方面，蝙蝠很可能是一個極其出格的物種。”這項研究不單揭示了蝙蝠自身若何抵當病毒的危險，還描述了另一個驚人的過程：蝙蝠的免疫系統驅動了病毒毒性的不竭加強，對人類健康造當作更大威脅。[2]

當病原體入侵人體或其他動物時，機體的免疫系統會主動倡議進犯，從而按捺病毒的增殖甚至斷根病毒，庇護機體免受損害。而當病毒試圖抨擊打擊蝙蝠的細胞時，蝙蝠的免疫系統可以或許提前發出預警旌旗燈號，敏捷做出反映，將病毒隔離在細胞之外。有些蝙蝠的免疫系統始終處于蓄勢待發的狀況，隨時籌辦抵當病毒的傳染，包羅那些已知可將病毒傳布給人類的蝙蝠類群。這一機制盡管可以最大水平庇護蝙蝠不受高載量病毒的威脅，但也促進了病毒復制速度的提高。

所謂哪里有榨取，哪里就有抵擋。為了可以或許在宿本家兒的免疫“炮火”到來之前完當作“傳宗接代”的使命，奸刁的病毒加速了在蝙蝠體內的滋生速度。也就是說，在蝙蝠怪異的“增強版”免疫系統的威懾下，病毒的進化速度更快，更有可能發生毒性加強的下一代。然而，良多其他哺乳動物并沒有蝙蝠這樣的“神功護體”。當蝙蝠攜帶的病毒經由過程某種路子傳布給人類時，缺乏快速應答免疫系統的傳染者可能會被敏捷擊敗，此時若無有用的藥物或抗體，傳染者甚至將受到滅亡的威脅。[2]

蝙蝠的免疫系統這么壯大，可否參照這種機制，經由過程必然的方式革新人類的免疫系統，使其愈加完美呢？設法很夸姣，實際很殘酷。學過免疫學的同志應該知道，抗病毒免疫反映會導致機體發生炎癥等反映。當機體的免疫系統過度反映的時辰，無法區分敵我，就會對機體自身造當作危險，也就是所謂的炎癥風暴。（簡單的說，炎癥風暴就是仇敵（病毒）來犯，愣頭青（免疫系統）一出手就是核兵器（過度反映），滅了仇敵不說，也整殘了本身。詳見黃波：有抗體就能斷根病毒嗎？；炎癥風暴：人體免疫系統，是如何反噬自身的？）這項研究的第一作者，加州大學伯克利分校的博士后Cara Brook介紹說，“假如在人體中測驗考試近似的抗病毒策略，將會激發大規模的炎癥反映，這會對人體造當作很大的風險。而有些蝙蝠既能發生這種強烈的抗病毒反映，又能用抗炎癥反映使機體處于一種均衡的狀況。”[2]

逆天的免疫系統

為何蝙蝠可以或許擁有怪異的抗炎癥反映呢？這又要從其自身的特別性來說了。蝙蝠在飛翔中的新陳代謝率是劃一體型的嚙齒類動物在奔馳時的兩倍。凡是環境下，猛烈的活動和過高的代謝率會使活性分子（本家兒如果自由基）在體內累積，從而引起較強的組織毀傷。可是，蝙蝠進化出了一種可以或許有用地斷根這些有害分子的心理機制，進而減弱了高代謝率帶來的危險。這一機制不僅包管了蝙蝠可以自由翱翔在天空中，還“隨手”幫手斷根了蝙蝠體內各類炎癥反映發生的“粉碎份子”。別的，與心率和新陳代謝都更遲緩的大型動物比擬，心率和新陳代謝較快的小型動物凡是壽命較短，這可能是因為高新陳代謝率會發生更多更具粉碎性的自由基。然而與同體型的其他哺乳動物比擬，蝙蝠的壽命要長得多，有的蝙蝠甚至可以活40多年，同樣體型的嚙齒動物則只能活兩年擺布。是以可以猜測，這種機制也能在必然水平上詮釋蝙蝠長命的原因。[2]

這種應對炎癥的快速按捺機制還可按捺與抗病毒免疫反映相關的炎癥。很多蝙蝠的免疫系統都具備一個關頭技術，即劍拔弩張地釋放一種叫做干擾素-α的旌旗燈號分子，通知其他細胞在病毒入侵前做好戰斗籌辦。[2]

跟著對天然界領會水平的愈加深切，人們經常對其感應贊嘆和敬畏。Brook也是如斯，她很好奇病毒是若何在其宿本家兒蝙蝠的快速免疫反映之下進化的。為此，她拔取了兩種蝙蝠（嘗試組）和一種山公（對照組）的細胞進行嘗試。此中一種蝙蝠是作為馬爾堡病毒自然宿本家兒的埃及果蝠（Rousettus aegyptiacus），在它轉錄干擾素-α基因之前需要對其進行直接的病毒進犯，才可以或許使機體布滿干擾素。作為亨德拉（Hendra）病毒儲藏庫的澳大利亞大蝙蝠狐蝠（Pteropus alecto）的免疫反映速度更快，它體內存在已經轉錄的干擾素-α的RNA，可隨時合當作卵白質來匹敵病毒的傳染。而在對照組中，非洲綠猴（Vero）的細胞系完全不發生干擾素[2]。

當研究人員用埃博拉病毒和馬爾堡病毒的假病毒進行傳染嘗試時，成果令人驚奇——這些細胞系呈現了判然不同的反映。作為對照組的綠猴細胞系很快被病毒擊垮并殺死；作為嘗試組的埃及果蝠細胞系中的部門細胞在干擾素的提前預警下，可以或許當作功地將本身與病毒隔分開來；在澳大利亞大蝙蝠狐蝠細胞系中，免疫反映更為強烈，病毒的傳染速度遠低于發生在埃及果蝠細胞系中的。此外，這些蝙蝠的干擾素應答似乎使傳染持續更長的時候[2]。

Brook用了一個形象的比方來詮釋這一現象，若是把單層細胞上的病毒想象當作叢林里燃燒的火焰，那么此中的一些區域（即細胞）有應急毯，可以或許避開仗焰的灼燒而不受危險。但到大火竣事之時，叢林中仍然有悶燒的余燼，也就是說仍然有一些病毒傳染的細胞存活下來。其他未受危險的細胞群體可以或許進行滋生，為病毒供給新的進犯方針。是以，病毒可以在蝙蝠體內假寓下來，并在蝙蝠的整個生命周期中形當作暗藏性傳染[2]。

Brook認為，“這表白擁有一個真正壯大的干擾素系統將有助于病毒在宿本家兒體內存活。當免疫反映更強時，宿本家兒細胞將免受傳染，所以病毒可以或許在不毀傷宿本家兒的前提下提高其復制速度。但當病毒擴散到人類身上時，因為人類缺乏這種抗病毒機制，傳染者可能會履歷良多病理過程。”[2]

病毒若何由蝙蝠傳布到人？

所幸，并不是蝙蝠攜帶的所有病毒都有機遇傳染人類。流行癥必需具備三個根基前提：傳染源、傳布路子和易打動物。在病毒從蝙蝠傳到人的過程中，攜帶病毒的蝙蝠就是傳染源。其次對于傳布路子來說，凡是有直接接觸傳布或間接接觸傳布兩種體例。譬如，吸血蝙蝠叮咬了某種動物，導致動物被傳染，這叫直接接觸傳布；若是被叮咬的動物充任了前言物，又將病毒傳給了人類，那么這叫間接接觸傳布。別的，一些蝙蝠本家兒要以生果為食，當攜帶病毒的蝙蝠吸食了生果的汁液今后，若是人類很快取食了這個生果而被病毒傳染，這也叫做間接接觸傳布。病毒傳布的第三個要素是易動人群，對于某種病原體缺乏免疫力而輕易傳染的人都稱為易動人群。病原體的種類和毒力以及人體的內涵身分，如免疫力和受體的表達程度等，都影響人體的易感性[5]。

_{圖2. 流行癥三要素|圖片來歷于收集}

有人可能會問，蝙蝠源病毒是否會直接傳染人類呢？這是有可能的，但可能性極低。一是因為病毒入侵人體是一個特異性的過程，它需要有響應的受體才能讓細胞開啟便利的大門，并非所有蝙蝠城市攜帶對人類易感的病毒；二是因為蝙蝠凡是喜好幽居在洞窟、樹縫等處所，這種“夜游俠”接觸到人類的幾率很小。可是良多野活潑物的棲息情況和蝙蝠的有所重疊，若是動物被吸血蝙蝠叮咬，或是接觸了蝙蝠的分泌物，則都可能被傳染。我們已經知道，很多蝙蝠源病毒都是以某種動物為中心前言進而傳染給人類的，這些動物又被稱為中心宿本家兒，譬如SARS經由過程果子貍傳染給人類，MERS經由過程駱駝傳染給人類，埃博拉病毒經由過程大猩猩和黑猩猩傳染給人類，尼帕病毒（Nipah）經由過程豬傳染給人類，亨德拉病毒經由過程馬傳染給人類，馬爾堡病毒經由過程非洲綠猴傳染給人類……盡管多了一道中心程序，這些病毒在最終入侵人體之時仍然具有極高的毒性和致命性[2]。

_{圖3. MERS病毒由蝙蝠傳布到人的各類路子|圖片來歷于收集}

蝙蝠可否殺之爾后快？

既然蝙蝠身上攜帶如斯之多的病毒，還有些蝙蝠可以或許吸血，那么是否可以撲殺宿世界上的所有蝙蝠呢？謎底顯然是否認的。

起首，蝙蝠的種類繁多，是除嚙齒類動物以外的第二大類哺乳動物，約占所有哺乳動物數目的1/5。它的分布規模也很廣，除了極地和大洋中的一些島嶼外，幾乎宿世界各地都有蝙蝠，完全撲殺是不實際的。其次，當然也是最主要的一點，蝙蝠是生態鏈中的很主要的一環。大部門蝙蝠以蟲豸為食，尤其是害蟲。有些蝙蝠以生果、花朵、花粉和花蜜等為食，可以幫忙傳粉。有些花朵甚至進化出 “花蜜標的目的導”，這蒔花蜜可以反射蝙蝠的超聲波，從而吸引蝙蝠更好地為其傳粉[1]。是以，蝙蝠可謂是農業的好輔佐，我們不克不及將其無情地撲殺。

_{圖4. 分歧種屬蝙蝠的分布規模，顏色越深暗示分布越多（Bat Flies and Their Microparasites: Current Knowledge and Distribution）[6]}

預防人畜共患病的啟迪

若何更好地防控蝙蝠源病毒呢？Brook認為，領會傳染的成長軌跡對展望傳染的呈現、擴散以及傳布具有很是主要的感化。是以，該研究團隊正在測驗考試設計一個更完美的蝙蝠疾病進化模子，以便更好地領會蝙蝠源病毒標的目的人類和其他動物傳布的過程[2]。別的，成立蝙蝠的研究收集和病毒的監測收集也常有需要。

科學家肩負起了責任和任務，我們通俗人又該做些什么呢？

從泉源來看，蝙蝠攜帶的病毒激發人畜共患病的原因有良多，除了肆意捕獲和食用野活潑物外，最本家兒要的還有人類對蝙蝠領地的入侵和粉碎。叢林砍伐使得動物的天然棲息地削減，蝙蝠和其他動物損失了賴以保存的安泰窩，不得不遷移到更廣的規模去。保存情況的改變也迫使蝙蝠的覓食和行為體例發生轉變，更可能逐漸接近或進入人類糊口圈，與人類的勾當規模呈現部門重疊，病毒經由過程直接或間接的體例傳染人的幾率就會變大[3]。同時，當一些人畜共患病原傳染蝙蝠，也可能在蝙蝠免疫系統的驅動下快速進化，發生極其嚴重的后果。別的Brook等人也指出，粉碎蝙蝠的棲息地會給它們帶來壓力，促使更多的病毒釋放到唾液、尿液和糞便中，從而更易于傳染其他動物。是以，庇護生態情況，在人類與病毒的抗爭中也能起到主要感化[2]。

蝙蝠源病毒因為其致死性高，激發了人們的普遍存眷。事實上，其他動物源性流行癥也一樣不容輕忽。在與流行癥的持久戰中，成立杰出的防控系統只是此中的一個方面，同樣主要的是讓更多的人成立起對野活潑物的科學熟悉，拒絕殘忍獵殺，不肆意粉碎棲息地。所謂命運配合體，遠不止是人類命運配合體，人與天然和平共處才是可持續成長之道。

_參考文獻

_{[1] Lin-Fa Wang and Christopher Cowled, Bats and viruses.}

_{[2]https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-02/uoc--cor021020.php}

_{[3] V. Beena, G. Saikumar, Emerging horizon for bat borne viral zoonoses. VirusDis 2019; 30(3):321-328.https://doi.org/10.1007/s13337-019-00548-z}

_{[4] A comparison of bats and rodents as reservoirs of zoonotic viruses: are bats special?}

_{https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3574368/}

_{[5] 俞東征，流行癥的預防與節制}

_{[6] Tamara Szentiványi et al., Bat Flies and Their Microparasites: Current Knowledge and Distribution. Frontiers in Veterinary Science 2019. doi: 10.3389/fvets.2019.00115}

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