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为什么蝙蝠传播多种病毒而自身很少患病?

已有 12495 次阅读 2020-1-15 17:11 |个人分类:科学普及|系统分类:科普集锦| 蝙蝠, 病毒, 耐受, 免疫, 马尔堡病毒

为什么蝙蝠传播多种病毒而自身很少患病?

 

感染了堡病毒丝状病毒的人会面临严重的疾病,包括无法控制的出血 (hemorrhage)、高烧、多器官衰竭,在许多情况下还会死亡。埃及果蝠Egyptian fruit batRousettus aegyptiacus马尔堡病毒的天然宿主。关于感染了高致死病毒的蝙蝠,一个有趣的细节是,它们作为多种病毒的宿主职责很独特受感染的蝙蝠通常不会生病。

蝙蝠可以无症状地携带多种病毒,其中有几种能对人类产生极大的毒性的臭名昭著病毒。

携带致命病毒的蝙蝠通过进化出的抗病毒防御策略来避免疾病,这种策略利用了对感染的耐受性

为了确定人类和蝙蝠抗病毒机制的差异,美国波士顿大学医学院Pavlovich博士等埃及果蝠的基因组进行了序、组装和分析。埃及果蝠马尔堡病毒的天然宿主,也是所有丝状病毒的唯一已知宿主。他们的研究论文发表在2018年的《CELL》杂志上(见参考文献)。

结果发现,埃及果蝠中,自然杀伤细胞受体KLRC/KLRD家族、MHC I类基因和I型干扰素数量有所增加,种类也多样化,这与其他哺乳动物中的情况存在显著差异。

蝙蝠免疫关键成分的这种协同进化是蝙蝠存在抗病毒防御新模式的有力暗示。对这些基因功能理论的评估表明,蝙蝠可能存在一种抑制性免疫状态。基于的发现,作者假设病毒感染的耐受性,而不是抗病毒防御能力的增强,可能是蝙蝠作为宿主病毒表现为无症状的关键机制,而这些病毒对人类却是致病的。

与其他哺乳动物相比,蝙蝠免疫系统的差异,加强了它们控制险恶入侵者的能力。但是,尚不了解具体的细节。Pavlovich和他的合作者使用了一种混合的短读和长读测序策略来生成埃及果蝠高分辨率基因组草;这是迄今为止最连续的蝙蝠基因组。他们的调查特别重视免疫相关基因的研究,因为正是这些基因使蝙蝠对病毒感染产生独特的反应。研究团队观察到明显的进化阳性选择免疫基因家族的大量扩增,包括主要组织相容性复合体I类基因。自然杀伤(NK)细胞受体也明显增多,特别值得注意的是,许多受体基因显示具有激活和抑制交互作用基序(motifs

转录组学Transcriptomics结果提示,几种具有抑制信号特征的NK受体表达水平升高。许多I干扰素(IFN)基因也被扩增。有趣的是,在蝙蝠中发现了22 IFN-ω基因副本(人类只有一个)。体外实验表明至少一个选定的成员(IFN-ω4)具有抗病毒感染效果。这些综合结果支持了该团队的假设,即蝙蝠通过促炎反应proinflammatory responses来耐受病毒感染,而正是促炎反应造成其他受感染哺乳动物的病理损伤过程中起着关键作用。

虽然这些发现是开创性的,但还有大量后续工作要做。需要大量的功能研究来评估本研究中确定的免疫分子是否增加了蝙蝠成为这些病毒的宿主的能力,同时避免破坏性炎症害结果的发生。

参考文献:

1.Stephanie S. Pavlovich et al.,The Egyptian rousette genome reveals unexpected features of bat antiviral immunity(埃及果蝠基因组揭示了蝙蝠抗病毒免疫的意外特征 ),Cell 173, 1098–1110.e18 (2018).

https://immunology.sciencemag.org/content/3/24/eaau2559.full

2. Bats are “blind” to the deadly effects of viruses,  Science Immunology 01 Jun 2018:Vol. 3, Issue 24, eaau2559  DOI: 10.1126/sciimmunol.aau2259 

  相关博文:蝙蝠可能传播哪些病毒? 2020-01-13



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