2020年初,中国人对传染病的认识上升到一个新的高度。算上武汉这次和新型冠状病毒,在我们印象中,近几十年来世界经历了太多危险的传染病爆发。
其实远不止是中国人记忆中的非典。1994年澳洲爆发亨德拉病毒,3年后爆发梅南高病毒,1998年马来西亚爆发帕尼病毒和蒂奥曼病毒。
后来我们熟悉了SARS,MERS,埃博拉病毒和马尔堡病毒,汉坦病毒,拉沙病毒,狂犬病毒等等。
这些病毒由动物宿主传播给人类,医学上一般称为新兴病毒或新病毒。最奇怪的是,上面提到的病毒都和蝙蝠有关。蝙蝠有什么特殊的能力吸引了这么多可怕病毒的青睐?
先说大家最熟悉的“非典”事件,可以算是目前最贴切的记忆。
至于SARS病毒起源的痕迹,当时的主流观点认为,病毒起源是“游戏市场”中的果子狸。情况危急,有关部门大规模扑杀市场上销售的果子狸,只是初步猜测,证据不足。
然而,果子狸作为“真正的杀手”的身份一直无法确定。虽然已经从它们体内分离出一种类似SARS病毒的类似病毒,但进一步研究发现,这种病毒在果子狸体内并不发育,即使人工感染也不能成功,也没有证据表明果子狸会感染人。
曾经为蝙蝠搬运罐子的灵猫
有迹象表明果子狸可能不是病毒的真正来源。因此,在非典事件平息多年后,传染病学家们再也没有放过这个悬而未决的病例。
2013年,香港大学医学院教授袁指出,SARS病毒的天然宿主不是灵猫,而是一种名为“中华菊头蝠”的蝙蝠。但作为新的“嫌疑人”,蝙蝠的来源理论也面临着果子狸证据不足的困境。研究发现,从中国菊头蝠分离的冠状病毒与人类感染的SARS病毒有一个关键的区别,这意味着这种病毒仅限于蝙蝠的内部传播。
香港大学医学院教授袁
虽然没有证据可以“定罪”,但这一假说为科学家提供了解决问题的正确方向。为了解决这个“悬案”,武汉病毒研究所的石李政和崔杰从全国各地大量采样菊蝠。他们对生活在洞穴中的蝙蝠进行了五年的监测,收集了新鲜的蝙蝠粪便和肛门拭子样本。最后,在云南省的一个山洞里发现了一种类似人类版本的冠状病毒株。
他们分析了来自这些蝙蝠的15个菌株的基因组序列,发现它们包含了构成人类版本病毒的所有基因组成分。虽然没有一只蝙蝠含有与人类SARS冠状病毒完全相同的毒株,但分析表明,这些毒株经常重组。这个发现基本上印证了袁教授关于蝙蝠起源的猜想。
中国菊头蝠
由于武汉新型冠状病毒与SARS病毒高度相似,科学界也怀疑蝙蝠是武汉冠状病毒的天然宿主,但需要进一步研究。
事实上,蝙蝠在病毒的生物链中扮演着非同寻常的角色,被誉为“自然界的活病毒数据库”。非典只是众多活在体内的蝙蝠之一。
1994年,澳大利亚亨德拉的一条赛马场爆发疫情,造成14匹赛马和1人死亡。引起疫情的病毒叫亨德拉病毒,怀疑来自蝙蝠。在调查过程中,研究人员发现,中央狐蝠、灰头狐蝠、小红狐蝠、眼镜狐蝠等四种狐蝠体内都存在亨德拉病毒抗体。亨德拉病毒是从一只怀孕的灰头飞狐的生殖道中分离出来的。
虽然还没有发现病毒是从狐蝠直接传播给马的,但实验室的感染研究表明,马吃的草可能被携带病毒的狐蝠的胎儿组织或胎儿水污染,导致病毒传播。还有一种可能的方式是马吃了狐蝠吃剩的水果感染。病毒通过马的尿液和鼻腔分泌物传播,而人是通过接触患病的马而感染的。
关于亨德拉病毒的信息
尼帕病毒是亨德拉病毒的“近亲”,是世界上最危险的病毒之一,被列为生物安全四级病原体。尼帕病毒于1998年至1999年首次在马来西亚和新加坡爆发,感染猪和养猪户,共感染276人,其中105人死亡。
由于帕尼病毒和亨德拉病毒之间的遗传关系,蝙蝠成为第一个怀疑对象。马来西亚的蝙蝠种类繁多,包括13种食果蝙蝠和60多种食虫蝙蝠。研究证实,在4只果蝠和1只食虫蝠体内存在抗尼帕病毒的抗体。2004年孟加拉国中部也爆发了帕尼疫情。感染者死亡率高达75%,而“凶手”也是蝙蝠。
狐蝠
除此之外,包括埃博拉病毒、马尔堡病毒在内的杀手病毒的自然宿主也是蝙蝠。
这两种病毒都属于丝状病毒科,可导致非常严重的人类疾病。自1976年埃博拉病毒首次爆发以来,其死亡率已达到惊人的83%。当然也有认识不足、医疗等因素。但不可否认的是,埃博拉确实是最致命的传染病,同属的马尔堡病毒也是毒性很强的。
1995年,埃博拉在扎伊尔爆发,造成315人感染,254人死亡。研究人员立即从该地区收集的3066份脊椎动物样本中检测并分离出病毒,所有结果均为阴性。
埃博拉病毒的伪彩色电镜照片,很容易知道它为什么属于丝状病毒
研究人员用该病毒感染了24种植物和19种脊椎动物和无脊椎动物,发现只有蝙蝠支持埃博拉病毒的复制,但没有表现出明显的症状。因此,研究推测蝙蝠可能是埃博拉病毒的天然宿主。
能感染脊椎动物的病毒有25科,其中10科病毒与蝙蝠有关。10种病毒中,9科属于RNA病毒科。为什么是蝙蝠?为什么是RNA病毒?
从最简单的道理很容易得出结论:蝙蝠数量众多,种类繁多,世界上大约有1107种。据估计,近五分之一的哺乳动物是仅次于啮齿动物的第二大群体。
除此之外,蝙蝠是除人类之外分布最广的哺乳动物群体,除了北极和南极,甚至包括沙漠,全世界都能找到蝙蝠。这意味着蝙蝠很可能接触到更广泛的人类。另外,蝙蝠的社会习性为病毒的传播提供了完美的环境,亲密的社会群体的超高密度让病毒得以迅速传播。
飞行是另一个重要因素。在游戏《鼠疫公司》中,鸟类传播是传染病传播的重要手段,蝙蝠也像候鸟一样随季节迁徙,大大增加了病毒传播的范围。
但是飞行的秘密不仅仅是活动的范围。为了适应飞行的生活方式,蝙蝠的代谢率甚至高于同体型的哺乳动物,这意味着它们更容易对遗传物质产生损害。因此,蝙蝠在漫长的进化历程中发展出了修复DNA损伤的超强能力。
它们几乎不患癌症,寿命比同等体型的哺乳动物长得多。寿命最长的小棕蝠可以存活35年以上,大多数物种的寿命都在10年以上。相比之下,同样大小的啮齿动物寿命只有2年左右。
超强的DNA修复能力让bat的免疫系统惊艳无比,修复基因除了做好本职工作外,还能显著抑制病毒复制。
此外,bat细胞具有较高的耐热性,在40℃时仍能保持相当稳定的状态,这也在一定程度上抑制了病毒的复制。当然,在一起生活了几百万年,让一些病毒适应了较高的体温,这意味着我们身体的常规发热机制在感染人类后,可能并不能有效干扰病毒的复制。
更重要的是,这些在蝙蝠体内长期稳定的RNA病毒,遗传多样性非常高,RNA基因组大小大,重组率高,很有可能突然获得感染除蝙蝠以外的其他哺乳动物的能力。所以这些从蝙蝠身上冒出来的新兴病毒汹涌澎湃,难以防范,经常引发重大公共卫生突发事件。
几百万年来,这些病毒也视蝙蝠为温暖的港湾,在它们体内生长进化,直到有一天,一个可以离家的后代诞生。目前能做的就是继续学习bat组学,增强人们应对突发公共卫生事件的意识。虽然不一定能阻止下一个未知病毒的到来,但一定希望下次损失小一点。
、、胡、、于静、范泉水。引用该论文王志平,王志平,王志平,王志平.中国人畜共患病杂志,2017,33(09):821-827。
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新型冠状病毒已登上风口浪尖,引起全球关注。据中科院上海巴斯德研究所等机构科学家介绍,蝙蝠作为严重急性呼吸综合征冠状病毒和中东呼吸综合征冠状病毒的最初宿主,也可能是这种新型冠状病毒的天然宿主。蝙蝠不仅携带冠状病毒,还携带埃博拉病毒、汉坦病毒、狂犬病毒等数千种病毒。,并成为名副其实的超级病毒数据库。为什么蝙蝠那么“受宠”于病毒,却不容易被病毒伤害?
蝙蝠是什么动物?
蝙蝠属于翼手目,是唯一能连续飞行的哺乳动物。在一些地方,它们通常被称为“盐鼠”。蝙蝠广泛分布于世界各地,种类繁多,是仅次于啮齿动物的第二大动物群体。已知物种有1200多种,占世界哺乳动物物种总数的20%。最小的蝙蝠是分布在东南亚的Kitty猪鼻蝠,体长只有3厘米左右,翼展只有15厘米左右,体重不超过3克,最大的蝙蝠是马来飞狐,翼展1.7米,体重1.6公斤,以水果为食。
蝙蝠的种类大多栖息在热带、亚热带雨林或洞穴中,远离人类活动区域,但其超强的病毒携带能力却一次次将它们推向大众。
蝙蝠是最大的病毒数据库之一
1月21日,上海巴斯德研究所、中国科学院等机构的研究人员在《中国科学:生命科学》上发表论文,首次揭示了新型冠状病毒的进化起源。该病毒的基因序列与2002年流行的SARS冠状病毒和2012年流行的MERS冠状病毒有很大不同。相似度分别只有70%左右和40%左右。而且病毒传播所依赖的S蛋白差异很大,但新型冠状病毒的S蛋白结构是人体细胞上的关键受体。此外,新型冠状病毒与来自蝙蝠的其他冠状病毒高度相似,研究人员推测蝙蝠也可能是新型冠状病毒的天然宿主。事实上,科学家已经证实蝙蝠是SARS冠状病毒和MARS冠状病毒的天然宿主。
中国医学科学院北京协和医学院建立的全球蝙蝠病毒数据库显示,全球69个国家的科学家在近200只蝙蝠中发现了4100多种病毒,其中包括500多种冠状病毒,其中包括200多种从蝙蝠中新发现的冠状病毒。根据科罗拉多州立大学在《英国皇家学会学报B》上的报道,蝙蝠可以携带60多种引起人畜共患病的病毒,如埃博拉病毒、马尔堡病毒、汉坦病毒、亨德拉病毒和帕尼病毒,仅次于啮齿动物。蝙蝠无疑是最大的病毒数据库之一。
bat为什么会成为天然的超级病毒数据库?
科学家推测蝙蝠有很多种,喜欢群居,寿命长,有长距离飞行的能力,活动范围广,容易传播病毒。更重要的是,大多数病毒不会对蝙蝠造成致命伤害,甚至不会引起轻微症状。这些病毒一旦感染动物或人类,就会引起致命的人畜共患病。蝙蝠易受大多数病毒感染,表现出较强的耐受性,这可能与它们的飞行能力和特殊的免疫系统有关。
蝙蝠是唯一真正会飞的哺乳动物。在飞行过程中,它们会产生大量热量来升高体温,类似于“发烧”,可以抑制病毒的复制。也就是说,飞行能力不仅是蝙蝠能传播病毒的重要原因,也是病毒不能对自身健康构成威胁的重要原因。众所周知,病毒进入体内后,会利用宿主细胞快速复制新的病毒。身体免疫系统的主要防御机制是通过发烧来提高体温。与发烧类似,蝙蝠在飞行过程中体温可升至38℃~41℃,可抑制病毒的复制,降低体内病毒载量,加速机体免疫反应,从而减少病毒对机体的损害。
更多的研究表明,与人类或其他哺乳动物的免疫系统倾向于主动杀死病毒的方式不同,蝙蝠对付病毒的方式是“吞声”。他们既不能让病毒过于嚣张,也不能杀光它们,努力与病毒和平相处。所以蝙蝠进化出了一些特殊的免疫机制,表现出很强的免疫耐受力。2018年5月,波士顿大学医学院的研究人员在《细胞》杂志上报道,在对一只埃及蝙蝠的基因组进行测序后,他们发现这些蝙蝠免疫系统中的先天免疫反应被削弱,只对入侵病毒采取了温和的免疫反应,因此没有表现出强烈的免疫病理学。推测蝙蝠体内存在抑制性免疫反应,导致对病毒的耐受性增加,这可能是蝙蝠主要的抗病毒防御策略。2019年2月,中国科学院武汉病毒学研究所等机构的研究人员在《自然微生物学》杂志上报道,蝙蝠也有抑制机体炎症反应的机制,以确保免疫系统不会对病毒入侵反应过度。
蝙蝠通常通过灵猫和竹鼠等中间宿主将病毒传播给人类
加强蝙蝠携带和传播病毒机制的研究,对于防治蝙蝠病毒引起的人畜共患疾病具有重要意义。然而,目前蝙蝠对病毒的耐受机制尚未确定,需要更多的研究来验证。当然,蝙蝠有超强的病毒携带能力,这只是物种进化的自然选择结果,并不是蝙蝠的错。蝙蝠一般不会将病毒直接传播给人类,而是先传播一些与之接触的野生动物,如果子狸、竹鼠等,最后通过这些病毒的中间宿主传播给人类。2002年的非典和新型冠状病毒的爆发可能会给我们一个教训,那就是不要惊扰蝙蝠等野生动物,不要把这些野生动物当中餐。这可能是防止未来新疫情爆发的最有效方法。
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