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蝙蝠携带病毒的多样性、外溢和突然出现(8)
(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)
2-5 研究蝙蝠病毒感染所面临的挑战
(Challenges of studying viral infections in bats)
所有源于蝙蝠的病毒的细胞生物学研究面临的一个主要问题,是缺乏可用的试剂和动物模型(参见专栏2),再加上这些动物在分类方面的巨大多样性。目前可获得的大多数哺乳动物细胞系不是来自蝙蝠,也不支持大多数正在被发现的病毒的复制。例如,分离蝙蝠来源的冠状病毒一直具有挑战性,因为大多数实验室使用的标准细胞系(通常是灵长类动物来源的细胞系)的感染能力有限。由于宿主受体表达的缺失,甚至来自最初对病毒进行测序的同一蝙蝠物种的细胞系也可能无法支持复制。因此,迫切需要更多能够更好地促进病毒分离的细胞培养试剂,要么是能够支持蝙蝠病毒复制的新细胞系,要么是现有细胞(如Vero细胞)的转基因版本,以增加它们对蝙蝠病毒感染病毒的易感性。理想情况下,这些新的细胞系应该来自广泛的物种和组织。此外,在3D结构中包含多种细胞类型以复制具有组织特异性且具有功能的类器官系统(organoid systems ),可能有助于从体外单细胞类型研究转化为器官特异性宿主-病原体相互作用研究。最后,活体动物模型对于理解在蝙蝠细胞中发现的分子对自然宿主感染过程的影响也至关重要。
尽管大规模CRISPR–Cas9(一种基因治疗法)介导的基因敲除和激活筛选对于鉴定与病毒感染有关的人类蛋白质很有价值,但它们尚未应用于其他宿主物种,包括蝙蝠。考虑到北非果蝠(R. aegyptiacus )的注释转录组现在是可用的,类似的筛选可以在罗捷氏细胞(Rousettus cells)中进行,以阐明丝状病毒( filovirus)感染的相关因素。雄心勃勃的Bat1K项目已经开始为所有现存蝙蝠物种生成基因组序列数据,这一努力的结果无疑将成为阐明特定蝙蝠与病原体相互作用的宝贵资源。
许多关于蝙蝠免疫的早期研究都集中在蝙蝠的体液适应性免疫反应上,但我们仍然缺乏对蝙蝠的B细胞增殖、亲和力成熟的调控以及抗体反应短暂性的机制的理解。无数研究对野生蝙蝠的特定病毒抗体进行了血清学监测;然而,将蝙蝠作为模型系统的实验数据相对较少,尤其是跨越较长时间的实验数据。野外采集的样本所提供的信息受到蝙蝠在生殖状况、年龄、性别、营养状况和感染状况方面的未知历史的限制,病原体数量的变化也可能影响免疫反应。
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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