在蝙蝠中已发现多少病毒?未来的研究方向?
自从人类首次发现蝙蝠狂犬病毒以来,人类迄今总共在蝙蝠中发现了4,100多种不同病毒。今后需要进一步加强全球不同地区和不同蝙蝠物种中的人畜共患病毒监测,探索蝙蝠与病毒的协同进化关系,了解蝙蝠B细胞的耐受性机制,从而能有效防治蝙蝠引起的人畜共患疾病。
蝙蝠是唯一能够持续飞行的哺乳动物,有20科1,200多种,约占哺乳动物种类的20%。
蝙蝠因其携带多种人畜共患病毒而不发病、寿命长、肿瘤发生率低、代谢水平高等典型生物学特性,在生命科学领域受到越来越多的关注。
蝙蝠作为高度群居的哺乳动物,为病原体在种群内的传播和持续存在提供了最佳环境,一些蝙蝠在季节性迁徙中会飞很长的距离,便于病原体的远距离快速传播。
人们在60多年前发现蝙蝠可以携带狂犬病毒,此后的研究表明,在全球69个国家的196种蝙蝠中共检测到4,100多种蝙蝠相关动物病毒,包括埃博拉( Ebola)病毒和萨斯( SARS)冠状病毒。
蝙蝠现在被广泛认定是大量已知和未知病毒的潜在宿主,其中一些病毒具有向动物和人类传播的能力。
对携带人畜共患病毒的蝙蝠的检测和鉴定始于1955年,利用小鼠接种技术在加利福尼亚的无临床症状的犬吻蝠(Tadarida brasiliensis)中检测到狂犬病毒以来,在世界各地不同地区和不同种类的蝙蝠中发现了各种严重的人畜共患病毒。对于这些人畜共患病毒,许多蝙蝠物种被认为是重要的宿主、有效的传播者。
在医学文献数据库PubMed中进行搜索,筛选标准为直接从蝙蝠身上分离病毒、检测病毒核酸和特异性抗体等。通过阅读摘要和全文,共获得密切相关文献147篇。对严重的人畜共患病毒携带情况的详细调查仅限于分布在世界各地的9科83种蝙蝠。
在不同种类的蝙蝠中发现了若干种病毒。这表明蝙蝠可能是未来病毒性传染病的重要宿主。特别是近年来,冠状病毒引起的人类感染大流行与蝙蝠之间的密切相关性突出表明,迫切需要了解不同蝙蝠物种携带的人畜共患病毒的种类、耐受性和共同进化机制。
由于狂犬病毒感染在人类和动物中的高死亡率,它比其他人畜共患感染更受到研究人员的关注。早在20世纪30年代,Pawan等人就首次报道吸血蝙蝠可以将狂犬病传播给人类和其他哺乳动物。1948年,Pawan等报道了食果蝙蝠与麻痹性狂犬病的关系。随后,若干实验室对携带狂犬病毒的蝙蝠进行了研究,发现由吸血蝙蝠引起的狂犬病暴发已在拉丁美洲导致人类死亡。
迄今为止,已在世界不同地区的蝙蝠样本中检测到狂犬病毒,这些蝙蝠样本中有一小部分来自英国、乌克兰和泰国,大多数来自美洲的一些邻国,其中来自巴西的蝙蝠数量最多。这些样本包括来自四个科的20种蝙蝠:犬吻蝠科(Molossidae):叶口蝠科(Phyllostomidae);狐蝠科(Pteropodidae);和蝙蝠科(Vespertilionidae.)。
研究人员在来自不同地区的同一种蝙蝠和来自同一地区的不同蝙蝠中都曾检测到狂犬病毒,这表明不同种类的蝙蝠可能具有相同的狂犬病毒耐受机制。 分析同一种蝙蝠携带的不同类型病毒,以及同一种病毒选择不同种蝙蝠作为宿主的情况,说明了病毒与蝙蝠协同进化的广度和复杂性。随着蝙蝠基因组测序的快速发展,从病毒基因融合到蝙蝠基因组的研究等模型将为两者的协同进化提供新的思路。
对蝙蝠病毒耐受机制的研究主要集中在蝙蝠的代谢和先天免疫反应,如Toll样受体、干扰素(IFN)和补体,通过早期控制病毒复制来帮助与病毒共存。考虑到携带严重人畜共患病毒的蝙蝠的适应性免疫反应,研究表明,一种蝙蝠可分泌针对不同病毒的多种抗体,不同蝙蝠都可产生同一种病毒抗体,提示蝙蝠存在一种共同的病毒耐受机制。进一步的研究应着眼于弄清蝙蝠病毒抗体的主要功能是清除病毒还是调节对病毒的免疫耐受。
目前,检测到狂犬病毒的蝙蝠种类有限,蝙蝠与狂犬病毒的协同进化和免疫耐受机制的研究需要在更多的地区和更多的蝙蝠种类中开展。
为了调查流行的人畜共患病毒的起源和突变,改进诊断和治疗,以及控制未知病毒性传染病的流行,迫切需要国际合作和实验室之间的及时数据共享。研究应特别关注目前代表性不足的蝙蝠科或物种。蝙蝠干细胞测序的建立和应用,蝙蝠转录组和单细胞测序的开发,以及圈养蝙蝠各种疾病模型的建立,这些技术进步将会有力地推进未来的研究进展。
参考文献:
Liu Z, Liu Q, Wang H, Yao X, Severe zoonotic viruses carried by different species of bats and their regional distribution, Clinical Microbiology and Infection, https://doi.org/10.1016/j.cmi.2023.09.025.
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