百毒不侵,同时又让自己成为病毒之王

近年来,一些最严重的病毒性疾病爆发,包括非典、中东呼吸综合征和埃博拉,都源于蝙蝠。为什么蝙蝠,丑陋甚至可怕的动物,会成为许多病毒的宿主?加州大学伯克利分校2月10日发布的一项新研究发现,这并非巧合。蝙蝠有一些极其强大的能力来保护自己免受各种病毒的侵害,但同时又成为病毒之王!

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疾病生态学家、加州大学伯克利分校综合生物学教授迈克布茨(Mike Boots)在一份与23名同事共同签署的论文中说,作为唯一会飞的哺乳动物,蝙蝠在飞行中的代谢率是同等体型啮齿动物的两倍。一般来说,剧烈的体力活动和高代谢率会导致更高的组织损伤,这是由于活性分子(主要是自由基分子)的积累。但是为了能够飞行,蝙蝠已经发展出有效去除这些破坏性分子的生理机制。

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这有一个额外的好处,那就是蝙蝠可以有效地去除任何炎症产生的破坏性分子,这可能解释了蝙蝠独特的长寿。心率和新陈代谢较快的小动物的寿命通常比心率和新陈代谢较慢的大动物的寿命短,这可能是由于高新陈代谢引起的更具破坏性的自由基。但是让蝙蝠与众不同的是,它们比其他同样大小的哺乳动物活得长得多:一些蝙蝠能活到40岁,而同样大小的啮齿动物能活两年。

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这种快速抑制炎症的能力可能还有另一个好处:它可以抑制与抗病毒免疫反应相关的炎症。许多蝙蝠免疫系统的关键功能之一是在很短的时间内释放一种叫做干扰素-α的信号分子,告诉其他细胞在病毒入侵前“做好战斗准备”。研究人员测试了埃及果蝠、澳大利亚黑飞狐和绿猴子的细胞。当埃博拉和马尔堡病毒被用来攻击这些细胞时,不同的反应令人震惊。灵长类动物的绿色猴细胞系很快被病毒淹没并杀死,但由于干扰素的早期预警,一些埃及果蝠细胞成功地将自己从病毒感染中分离出来。澳大利亚黑狐蝠细胞的免疫反应甚至更成功,病毒感染率比埃及果蝠慢。然而,奇怪的是,尽管蝙蝠的干扰素阻碍了病毒杀死细胞的能力,但它最终似乎对病毒有益。虽然干扰素可以防止细胞死亡,但感染会继续,甚至让病毒开始适应防御机制。这表明蝙蝠有一个非常强大的干扰素系统,这将帮助这些病毒在宿主体内持续存在,并使病毒在复制和毒性方面更加强大!因此,当病毒从蝙蝠传到具有一般免疫系统的哺乳动物(如人类)身上时,病毒会造成致命的伤害。

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简单来说,蝙蝠的免疫系统可以快速释放干扰素来阻止病毒入侵细胞。即使病毒能侵入蝙蝠细胞,蝙蝠也能抑制对其有用组织的炎症攻击(与感染病毒后人类免疫系统崩溃造成的生命危险形成鲜明对比),并使自己成为携带者。面对如此困难的目标,病毒也在自我进化。结果是蝙蝠成了“所有毒药之王”值得注意的是,人类也有干扰素α,但蝙蝠的干扰素系统似乎比人类的更强更快。至于为什么蝙蝠的干扰素系统更强大,目前还不清楚。

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