蝙蝠携带病毒的多样性、外溢和突然出现(5)
(Bat-borne virus diversity, spillover and emergence)
美国国立卫生研究院(NIH)变态反应和传染病研究所的 Vincent J. Munster等在新冠病毒全球流行的早期(2020年6月)就在国际顶级科学杂志《自然(Nature)》发表综述论文(见参考文献),阐述蝙蝠与人类病毒性传染病大流行的关系。在新冠病毒病大流行3年(现已基本结束)后的今天再来回看此文,更感到此文确实有高度的科学性和前瞻性,在3年后此文不仅未显过时,而且对未来仍有指导意义。现分若干次译介此文,供国内关心蝙蝠与病毒的关系的各界人士参考。
2.蝙蝠是独特的病毒宿主
(Bats as unique virus hosts)
2-2. 蝙蝠先天固有的抵抗力
(Intrinsic bat resistance)
蝙蝠似乎对病毒致病机制不敏感,它们的新陈代谢一直是长期存在的“高体温飞行(flight as fever)”假说的核心,这一假说是这一现象的基础。一些研究小组推测,飞行时的高能量代谢需求导致蝙蝠体温升高,相当于其他动物在免疫激活期间发生的发烧,这可能会广泛影响病毒的发病机制。
然而,实验研究表明,无论环境温度如何,丝状病毒(filoviruses)在蝙蝠细胞中的复制状况相似。除了体温之外,关于蝙蝠作为储存宿主物种及其飞行行为、以及免疫和代谢方面的知识差距使得对蝙蝠代谢与免疫关系的认识变得模糊。
专栏 2. 作为动物模型的蝙蝠(bats as animal models )
尽管越来越多的实验室正在研究在实验室环境中由蝙蝠产生的传染病,但很少有蝙蝠物种被成功建立为动物模型的例子。这在一定程度上是由于对会飞行的动物的独特处理要求,使许多食虫蝙蝠( insectivorous bats )保持进食和健康是很大的挑战,在支持它们复杂的行为适应方面也有许多困难(例如,温带蝙蝠的冬眠)。可获得的能用于繁殖的种群数量有限、有关进口活体动物的规定以及在进行病毒研究时所需的生物安全3级或4级设施中维持动物生活的高昂费用,使这些挑战更加复杂。
尽管如此,一些蝙蝠物种已被确定为动物模型,包括用于尼帕(Nipah)病毒和亨德拉(Hendra)病毒的狐蝠(filoviruses),用于非洲亨尼帕病毒(Henipaviruses)的黄毛果蝠(Eidolon helvum),用于马尔堡(Marburg)病毒的埃及果蝠(Rousettus aegypacus),用于寨卡(Zika )病毒、中东呼吸综合征病毒(Mers-Cov)和狂犬病毒的牙买加果蝠(Artibeus jamaicensi),以及用于真菌性疾病白鼻综合征(white nose syndrom)的北美小褐蝠(Myotis lucifugus)。这些研究带来了有价值的发现,例如,表明曾从中分离到马尔堡病毒的北非果蝠(R. aegyptiacus)对源自其他蝙蝠宿主的许多其他病毒的感染具有抗性,这使得在疾病病理建模中广泛使用这种蝙蝠物种受到质疑。
除了使用这些动物的技术挑战之外,蝙蝠作为动物模型的一个更大的问题在于我们对疾病建模的基本方法:几乎所有目前建立的病毒学动物模型都集中在严重的疾病表型和高水平的病毒复制上。这种习惯与我们目前对蝙蝠病毒生物学的理解形成对比,后者假设蝙蝠表现出最小的病理学变化,可能只是低水平或短时间的病毒复制爆发。最近在其各自的自然宿主蝙蝠物种中对塔卡里伯病毒( tacaribe virus)和拉各斯蝙蝠病毒(Lagos bat virus)进行的实验性感染研究导致了严重的疾病和死亡率,这表明蝙蝠对高致病性病毒具有抗性的范式应在特定宿主-病原体相互作用的水平上加以解决,而不能概括为适用于所有的蝙蝠物种。
需要对人类疾病的动物模型和蝙蝠动物模型进行比较研究,以了解在自然宿主和外溢宿主物种中观察到的蝙蝠传播病毒性疾病严重程度差异的机制。
参考文献:
Letko, M., Seifert, S.N., Olival, K.J. et al. Bat-borne virus diversity, spillover and emergence. Nat Rev Microbiol 18, 461–471 (2020). https://doi.org/10.1038/s41579-020-0394-z.
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