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百毒不侵“蝙蝠侠” 精选

已有 6412 次阅读 2019-9-30 22:18 |系统分类:科普集锦

        蝙蝠对我来说一直是个神奇的存在,这种群居于洞穴的生物似鸟似兽、昼伏夜出、倒挂金钟,还是超声探路的高手。拥有披风一样帅气的翅膀却偏偏不是鸟类,和人一样,蝙蝠是哺乳动物,并且是哺乳动物中唯一可以飞翔的。西方影视作品中的蝙蝠侠和吸血鬼更使其增添了不少传奇的色彩。这还不够,更令人叫绝的是蝙蝠练就了一种百毒不侵的神功,简直是现实版的“段誉”,难不成它吃了莽牯朱蛤或是冰蚕?毫不夸张,蝙蝠是100多种病毒的自然宿主,这其中不乏一些令人望而生畏的角色,如埃博拉病毒、中东呼吸综合症病毒、马尔堡病毒、狂犬病毒以及SARS冠状病毒等。果子狸原先被认为是SARS传播的罪魁祸首,而来自中科院武汉病毒所石正丽课题组的研究人员通过在云南5年的艰苦探索成功为其正名,揭示了该病毒真正起源是中华菊头蝠。

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图片来源:http://phys.org

        致命病毒一旦传播开带来的后果是毁灭性的,想想禽流感和猪瘟,一旦爆发,只能全面捕杀。可蝙蝠却能很好地与这些致命杀手和谐相处,并成了它们理想的寄居场所。作为群居动物,一只蝙蝠身上的病毒会很快传播给其他同伴,更糟糕的是蝙蝠还携带这些病毒四处旅行,并通过唾液、尿液和粪便等传播给其他动物,果子狸想必就是这样中招的。如果动物也会吹牛的话,长颈鹿会说我很高,大象会说我排水量大,而蝙蝠则可以很自信:我有病毒,别惹我。的确,这“脏兮兮”的东西我们躲还来不及,在病毒学家的眼里却是一座宝库,从其身上不断发现新型病毒。

        你是否好奇蝙蝠何以在病毒王国中独善其身呢,科学家们可是对其兴趣盎然,围绕着蝙蝠特殊的免疫系统进行了一系列的研究,试图揭开其中的奥秘。要思考这个问题首先必须了解一下免疫系统是如何抗病毒的,也许你会说抗病毒靠的是抗体,因为注射乙肝疫苗就是为了获得抗体。这固然不错,但抗体免疫属于适应性免疫,是免疫系统通过学习获得的,它的缺点是反应慢,注射乙肝疫苗需要一个月才产生抗体,显然来不及对付病毒入侵。好在机体自带一套固有免疫系统可以迅速对病毒感染做出应答,干扰素(IFN)在这里边居功至伟,干扰素干扰的就是病毒复制。临床上干扰素常用于肝炎的治疗。

        正常情况下人体的干扰素表达水平极低,这是因为干扰素虽然可以抗病毒,但也会导致炎症反应,举个例子,感冒会发烧的原因是体内合成了会导致发烧的细胞因子,如白介素1(IL-1)和肿瘤坏死因子αTNF-α),而干扰素会诱导这些因子的表达。事实上干扰素可诱导多达数百种基因的表达,其中不少参与炎症反应,从这个意义上讲,干扰素像是一个吹响战斗集结号的司号兵,在外敌入侵的时候发起战争动员。

        蝙蝠的干扰素系统与人的差异比较大。其体内的型干扰素持续性低强度地表达,这一类型的干扰素抗病毒能力最强,治疗肝炎使用的干扰素就是这一型。但与人类不同的是蝙蝠虽然持续表达干扰素但却不出现炎症反应,这与其特殊的干扰素应答模式有关。蝙蝠的这一免疫策略的效果是对病毒的免疫反应迅速有效也不诱发炎症。其结果是让病毒含量保持在低水平而不造成机体免疫损伤。这有点类似毛主席提倡的持久战,对敌军重在限制而不是急于歼灭,保存自身实力,以时间来换空间。而人类干扰素走的是大战役路线,通过发动广泛的战争动员,不惜代价地去与敌军速战速决,这样带来消耗很大。所以很多时候病毒感染的致死原因不在于病毒的毒力而是免疫反应造成的损伤。比较典型的是SARS冠状病毒引发的严重急性呼吸综合症。此外蝙蝠还擅长合成Ⅲ型干扰素(IFNL),这一类型的干扰素抗病毒能力不及型但可以减轻炎症损伤并具有很强的组织修复能力。

        体内的另一重要的固有免疫系统成员是NK细胞,其重要性在于可以对病毒感染细胞发起攻击。此类细胞的工作模式与汽车相似,存在刹车和油门,分别对应其细胞膜表面的免疫激活/抑制型受体。我们体内的正常细胞可以与NK细胞的抑制型受体结合,相当于踩刹车,NK细胞活性处于抑制状态;而病毒感染细胞与激活型受体结合则是踩油门启动NK细胞。相比较人,蝙蝠NK细胞大量表达抑制型受体,而激活型受体缺失,也就是说蝙蝠的NK细胞更多的时候在踩刹车,从而营造了一个宽松的免疫环境。

        还有学者从进化的角度思考,蝙蝠可以飞翔但为此付出了高能量消耗的代价,随着能量代谢的加快,体内的氧自由基和DNA碎片增加,这会带来炎症和基因组损伤。蝙蝠在漫长的进化过程中逐渐适应了体内这种变化,细胞内的DNA受体突变或缺失减轻了炎症反应,与此同时基因组修复能力得到了增强。这种改变使得蝙蝠成了自然选择的赢家,蝙蝠有一套优秀的免疫系统可以与各种病原体共处而不致病,同时超强的DNA修复能力又使得蝙蝠不会得癌症。蝙蝠在同等大小的哺乳类动物中绝对是高寿者,一般能活过20年,布氏鼠耳蝠的寿命甚至可达40年以上。

        不惧病毒,能防癌,还高寿,蝙蝠的本领着实令人类羡慕不已,可要把人类的免疫系统改造成蝙蝠的模式恐怕是天方夜谭,但我们似乎能从蝙蝠身上学一点哲理。面对来势汹汹的致命病毒,蝙蝠打出了一套出色的太极,成功地与之周旋,应验了老子的智慧:上善若水,柔可胜刚。成功战胜病毒未必就一定要完全消灭病毒,如果能与病毒和谐共处,做一个携带者,终身不发病,或许也是一个好的选择。




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