研究揭示蝙蝠为何那么“毒”

2013-9-06 11:59 来源: 新发传染病
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和其他种类蝙蝠一样,埃及果蝠总是成群出现,这可以在一定程度上解释为何它们是埃博拉病毒和一些其他病毒的宿主。图片来源:OCEAN/CORBIS

  主要问题是,蝙蝠栖息地正在被破坏,它们越来越多地被迫生活在接近人类住所的树上。

  近日关于中东一种致命新病毒起源于蝙蝠的研究引发了人们对一个持久谜团的重新关注:蝙蝠到底哪里有问题?

  病毒暴发

  一系列可怕的人类疾病——包括尼帕病毒、亨德拉病毒、严重急性呼吸系统综合征(SARS)病毒和现在的中东呼吸系统综合征(MERS)病毒——都来自于蝙蝠。这种哺乳动物是不是有什么特别的地方,使其变成了病原体的飞行储存库?

  “这是一个非常有价值的问题。”美国纽约生态健康联盟的兽医流行病学家Jonathan Epstein说。在近日发表于《新发传染病》杂志的论文中,他从沙特阿拉伯的蝙蝠中收集了样本。德国柏林莱布尼茨研究所的兽医病理学家Gudrun Wibbelt对这一课题很有兴趣,她开玩笑说:“现在的情况是,你在论文中加入一句‘蝙蝠是特殊的吗?’论文就会得以发表。”

  一些科学家确实认为蝙蝠是特殊的;他们已经调用蝙蝠免疫系统中的冬眠和回声定位信息来解释翼手目类蝙蝠为何比其他种类更具威胁性。不过其他研究人员认为并不需要对蝙蝠数量和生活方式之外的因素进行解释。

  病毒外溢

  最新的发现并未带来一个大惊喜。科学家已经怀疑,MERS冠状病毒来自于蝙蝠,因为他们在其他蝙蝠物种中发现了一些密切相关的病毒。哥伦比亚大学病毒学家Ian Lipkin带领的研究团队发表的这篇新论文,报告了西氏墓蝠粪便的RNA片段与MERS病毒精确吻合。他们并未发现病毒,而该片段只含有182个核苷酸 ——不过这使得该物种成为MERS病毒库的头号嫌疑犯。

  这只是不断增长的研究名单中的最新一例。在60年前,人们就已经知道蝙蝠携带着狂犬病毒,但是在过去的20年里,很多新疾病也能追根溯源到蝙蝠身上。亨德拉病毒于1994年首先出现在澳大利亚的马群和与其接触的人中,后来发现其起源于果蝠;随后它大规模暴发,又造成至少4人死亡。追踪该病毒的一个监控程序后来又发现了另一个致命病原体——澳大利亚蝙蝠狂犬病毒。

  1998年,新兴的尼帕病毒在马来西亚由蝙蝠转移到猪体内,并最终进入人体,引起100多人死亡。而在2002年和2003年引起775人死亡的SARS病毒被发现于中国的菊头蝠体内。多项调查也指出,蝙蝠是埃博拉和马尔堡病毒以及一大堆其他病毒的自然宿主。

  这些病毒分别来自不同的家族。SARS和MERS是冠状病毒;狂犬病毒、杜文海格病毒和蝙蝠狂犬病毒属于棒状病毒家族;而尼帕病毒和亨德拉病毒是副粘病毒。然而,他们确实拥有一些共性:通常是RNA病毒,在细胞核外进行复制,而且似乎会在人类中造成高死亡率。其感染途径有所差异:咬伤可以传播狂犬病,不过更常见的是蝙蝠粪便将病毒传染给更接近人类的中间宿主。

  Epstein称,频繁的病毒外溢在很大程度上可能是一个数字游戏。蝙蝠有超过1300个种类——约占所有哺乳动物的1/5,因此它引起的疾病占新发疾病的很大部分,这“并不令人惊讶”。

  多因素作用

  然而,新的数字表明统计结果并不能带来完整的解释。今年早些时候,科罗拉多州立大学的生物学家Angela Luis发表了一项分析,他将蝙蝠和另一个数量巨大的哺乳动物物种——啮齿动物进行比较。通过筛选文献,Luis和她的同事确认啮齿动物体内有68种病毒也可以引起人类疾病,而在蝙蝠中只有61种病毒。不过蝙蝠的种类是啮齿动物的两倍,因此相对来说,蝙蝠似乎是新发传染病更密切的来源。

  Epstein称,尽管和其他动物相比,蝙蝠引发了更多的人畜共患病,但这并不意味着它们有什么生理问题。除了南极洲外,蝙蝠存在于每一个大洲,其中一些物种会迁徙数百英里;在栖息于山洞中时,物种之间也会混合。因此,它们可能会比其他哺乳动物接触到更多病毒。一些种类的蝙蝠会以数以千计甚至数以百万计的数量聚集栖息,从而成为了病毒的圣地。

  还有其他的因素:蝙蝠长寿——其中一些能活40年,当其持续感染病毒时,便有更高机会传播病毒。最早的蝙蝠可能要追溯到5000万年前,因此和它们共同进化的病毒可能会使用非常古老、保守的受体来进入细胞,这可能会使其更容易跳转至其他哺乳动物物种中。另一种猜想认为,冬眠会使动物更容易受到感染,不过Luis在她的分析中却有相反的发现:冬眠物种的病毒要稍微少一些。一些科学家甚至猜测,回声定位的产生——通过口或者鼻完成——创造了帮助传播病毒的飞沫。

  带领澳大利亚动物卫生实验室“蝙蝠群”研究团队的Linfa Wang认为,蝙蝠的数量和行为不能解释全部问题。“我们认为蝙蝠中发生了非常不寻常的事情。”他认为答案藏在蝙蝠的免疫系统中。大多数病毒被健康的蝙蝠所孤立,研究人员推测,蝙蝠可能有足够的能力在长期成为病毒宿主的情况下,很少出现或根本没有症状。

  其他科学家并不这么认为。曾经解剖过上百只死蝙蝠的Wibbelt称,很多蝙蝠可能都死于致命的感染。她认为,人们对蝙蝠免疫系统所知甚少,争论的大部分内容都只是猜测。“我们知道了关于蝙蝠免疫的一些新东西,但这是在以令人沮丧的缓慢速度下进行的。”普林斯顿大学感染性疾病生态学家Andrew Dobson说道。一个难题是蝙蝠并不易于研究且很多物种濒危,而实验室养殖又很难开展。

  不少生态学家认为,蝙蝠发生致命病毒外溢的最大因素是它们与人类邻近。例如,与MERS相联系的墓蝠经常栖息于古老、被遗弃的建筑物种。Epstein说,人们在铲除一些感染了其粪便的土壤或灰尘时吸入它,可能就会被感染。由于人们不断侵入蝙蝠的栖息地,这样的相互作用越来越普遍。“主要的生态问题是,蝙蝠栖息地正在被破坏,它们越来越多地被迫生活在接近人类住所的果树和遮荫树上。”Dobson称。