為什麼蝙蝠攜帶這麼多致命病毒,自身卻安然無恙?

by:山謬
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本文經授權轉載自友站科技新報文/ Emma stein 

從伊波拉病毒、馬堡病毒、SARS 原型病毒、MERS 原型病毒到最新爆發的新冠狀病毒,都有個共通點:可能起源於蝙蝠。然而集百毒於一身的蝙蝠,為何自己能安然無恙?科學家表示,這要歸因於蝙蝠強大的免疫系統。然而蝙蝠免疫系統也促使病毒進化,最終蝙蝠沒事,卻苦了免疫系統沒那麼強的其他生物。

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蝙蝠自己超強的免疫系統,讓他們免於很多疾病。但是,其他免疫力沒這麼強的動物,就沒這麼幸運了。

Photo: Jose Miguel Guardeño

病毒的特種訓練基地

一旦宿主死亡,病毒也會隨之死去,因此最可怕的並不是一下子就殺死宿主的病毒,而是為了進化與傳播,與宿主維持危險平衡的病毒,後者存活越久,增強變異的機會越大。

而蝙蝠接近無敵的超強免疫系統,恰恰成了最佳煉毒廠。

先前研究已表明,蝙蝠的免疫系統防禦能力特別強,很大原因是可抑制炎症反應。現在一項實驗研究表明,為了對抗蝙蝠的超強免疫系統,寄宿在蝙蝠身上的病毒進化成擅長於細胞間快速傳播,這種進化帶來的危險後果是,當病毒進入沒有同樣強大免疫系統的其他動物體內時,就很容易對生物造成性命威脅。

 
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一名工作人員手上擺著一隻蝙蝠。

路透社/達志影像

又是來自你?

近年來,人類世界爆發了數次嚴重病毒感染事件,追蹤源頭後發現每個都可能跟蝙蝠有關,比如 SARS 原型病毒可能來自菊頭蝠、伊波拉病毒可能來自果蝠、馬堡病毒可能來自埃及果蝠(Rousettus aegyptiacus)等,就連目前在中國肆虐的新型冠狀病毒 Covid-19(簡稱武漢肺炎)也可能來自菊頭蝠。

現在加州大學柏克萊分校最新研究,科學家利用埃及果蝠與澳洲黑狐蝠(Pteropus alecto)的細胞培養物實驗,並以非洲綠猴(Chlorocebus)細胞為對照組,發現蝙蝠細胞被病毒感染後會迅速觸發免疫機制,後者閃電般產生稱為干擾素-α 的訊號分子,提醒附近健康細胞全面進入防禦狀態,並破壞病毒的複製行為。

病毒海戰術

而非洲綠猴的細胞明顯不具備這種優勢。實驗中,當細胞培養物暴露於類似伊波拉病毒與馬堡病毒的病毒下時,細胞很快就不知所措,然後被大量複製的病毒給淹沒。

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蝙蝠的飛行能力讓牠們進化出超強的免疫系統,若試圖完全移植到人體上反而有害。

路透社/達志影像

病毒的高強度訓練

只不過,干擾素雖然成功阻止病毒殺死細胞,卻不會迅速殺死病毒,野火燒不盡、春風吹又生,最終病毒反因此受益。根據團隊電腦模擬,病毒開始學習適應蝙蝠免疫系統的防禦機制,反而導致病毒進化得無比強大,當這些超級病毒從蝙蝠身上轉移到其他生物體後,便引發嚴重感染。

為什麼蝙蝠有如此強大的免疫系統?由於蝙蝠是地球唯一具飛行能力的哺乳動物,需進化出相對強大的免疫系統,來處理飛行時高代謝率帶來的急性炎症,如果將蝙蝠免疫機制轉移到人體,對人體可能是種傷害。

雖然科學家還不能解釋病毒如何突然從蝙蝠轉移到人類,但這項研究至少讓我們知道,蝙蝠是如何「孕育」出無數種致命病毒。新論文發表在《eLife》期刊。