蝙蝠的「獨」與「毒」

題外話

最近咱們的這個專欄陷入了一個怪圈,就是關注專欄的人越來越多,但是讀文章的人卻越來越少。專欄的關注人數已經超過了兩千,而最近兩篇文章點贊數只有個位數,真是撲街撲到姥姥家了。雖然我不強求點贊,但是看不到有多少人讀了文章,著實讓人心裡沮喪和失落,還嚴重打擊作者創作的積極性。

當然仔細想想,發生這樣的事情也是可以理解的。大家每天都要接收海量的信息,看到和自身相關的信息自然會優先閱讀和了解,至於暫時用不上的信息,收藏、保存以待來日是最常見的選擇。只不過,我們宣傳的傳染病預防知識也是功在平時的,預防傳染病雖然不是件一朝一夕就可以實現的事情,但預防疾病其花費遠比治療疾病來的輕微的多,所以希望諸位不要抱著臨時抱佛腳的態度來閱讀科普文章,早一點了解,就可能早一點預防。

學習傳染病預防的知識,宜早不宜遲。

正文

鑒於最近兩篇關於蚊子和蚊媒疾病的文章都撲街了,這篇文章我決定不講傳染病的預防了,來聊聊傳染病的傳播媒介中的一種——蝙蝠。當然,這是個深坑,以我的水平肯定聊不了那麼深入和全面,我打算從蝙蝠和傳染病的某一方面,簡單的給大家介紹一下,希望能給大家打開一個認識傳染病傳播和儲存宿主的窗口。

言歸正傳,說到蝙蝠,可能大家都不陌生,在現實生活中,我們甚至偶爾能接觸到它們,但是要說了解,恐怕除了專業人士,大多數人對蝙蝠可能都沒有什麼概念。所以我有必要先來簡單介紹一下蝙蝠這種動物。

獨特的蝙蝠

蝙蝠是哺乳動物,屬於翼手目,目前發現的種類已經超過了1000種,而全球的哺乳動物大約有4600種,因此蝙蝠是種類第二豐富的哺乳動物,僅次於嚙齒類動物。同時,蝙蝠的食性也比較廣泛,一般分為:食蟲性,食肉性,食魚性,食血性和食果性,此外,還有一些雜食性的蝙蝠。在這其中,約有70%的蝙蝠是食蟲性的。我國蝙蝠資源比較豐富,其種類超過130種,佔世界蝙蝠種類的13%,並分布在我國每個省(自治區、直轄市),但主要分布在長江以南氣候溫熱,物產和物種豐富的地區。

雖然,蝙蝠和其他哺乳動物有著很多共同的特徵,但是其獨特的組織學和行為學的特徵使得蝙蝠成為傳染病媒介中一個特殊的存在。蝙蝠比較顯著的特徵有兩個:動力飛行和夜間活動。這兩個特徵使得蝙蝠能夠跨越地形的限制,飛越水體,極大地擴展了蝙蝠的活動範圍,同樣的,這也給我們研究野生蝙蝠造成了很大的困難。

此外,蝙蝠多是群居動物,多種蝙蝠居住在一起的情況因也比較常見。群居蝙蝠密度往往很大,比如墨西哥無尾蝠每平米個體數量達到 3000 只,一個洞穴總數甚至達到了數百萬隻。如此高密度的種內或種間接觸似乎也是為什麼蝙蝠攜帶有很多種病毒的原因之一。

蝙蝠和病毒的關係

到目前為止,國內外的研究人員採用各種方法從蝙蝠體內檢測或分離到的病毒超過了130種,其中有近一半都是人獸共患病的病毒,包括彈狀病毒科的狂犬病毒和狂犬相關病毒、披膜病毒科、黃病毒科、布尼病毒科、嵌沙樣病毒科、呼腸孤病毒科、副粘病毒科和皰疹病毒科等的一些病毒成員。

另外,研究統計發現一種蝙蝠平均能攜帶2.71種病毒,而一種病毒也存在於4.51種蝙蝠體內,可以與之相比較的是另一個重要的病原體攜帶和傳播宿主——嚙齒動物,這兩個數字分別為2.48和2.76。從這一方面來講,蝙蝠對病原體的傳播作用不可小覷。

這樣看來,蝙蝠簡直就是自然界中一個移動的病毒庫啊!

要說這些病毒都是蝙蝠攜帶或者傳播的,其實也不盡然,雖然我們在蝙蝠體內發現了那麼多的病毒,但是由於研究技術和方法等原因所限,大多數的病毒我們都沒有搞清楚它們和蝙蝠之間的關係。究竟蝙蝠是傳播這些病毒的始作俑者,還是被這些病毒感染的受害者,我們還不得而知。

那麼,始作俑者和受害者對於疾病傳播來說有什麼差別呢?

這兩者的差別可就大了,我先將講解一個儲存宿主的概念。儲存宿主作為病原體生存的場所,往往也是病原體傳播的元兇,一般具有以下幾個特點:

1.易感性:我們都知道自然界中的病毒種類繁多,但是它們都「各有其主」——病毒們只能感染特定的宿主,所以容易被病毒感染是先決條件

關於這一點蝙蝠自不必說了,能從蝙蝠身上檢測出如此多的病毒,至少可以說明蝙蝠對很多的病毒是易感的。

2.耐受性:如果感染了病毒,不管是身體很快把病毒消滅掉亦或者是自己很快就發病掛掉,都不能很好的傳播病毒。所以作為宿主,要對病毒的感染有耐受能力,但是又不會徹底消滅病毒。簡而言之就是感染病毒後不發病或者癥狀輕微。蝙蝠一般會通過以下幾種方式來對病毒產生耐受:

  • 弱肉強食,蝙蝠龐大的種群數量可以淘汰一些對病毒敏感的蝙蝠,使得存活的蝙蝠對攜帶的病毒具有耐受性,同時又可持續排毒。
  • 冬眠,是許多蝙蝠重要的生理特性,在冬眠期,蝙蝠的許多生理機能顯著下降,其中最重要的就是免疫系統比平時要遲鈍得多,從而使得冬眠的蝙蝠對病毒感染不會發生劇烈的免疫反應,同時在冬眠蝙蝠體內病毒的增值變得比較緩慢,此時,蝙蝠並不出現任何異常表現,但可以持續向外排毒。
  • 免疫機制,雖然關於蝙蝠的免疫應答機制我們研究的還很有限,但是蝙蝠作為哺乳動物的一員,同樣具有抗感染免疫的應答機制,通過體液免疫和細胞免疫來抵抗病毒的侵襲。

3.傳播性:光攜帶有病毒,但是如果宿主是個「死宅」,那麼病毒也沒辦法傳播,也就沒什麼危害。所以,作為宿主還必須要有適合病原體傳播的途徑

蝙蝠有長距離飛翔的能力,能隨著季節變換進行長途遷徙。這種長途遷徙就使蝙蝠很容易將病毒傳播到其他地方。吸血蝙蝠,可以通過吸食血液,將病毒傳播給人和動物,而食蟲蝙蝠果蝠到人類居住地捕食昆蟲和採食水果,會增加了蝙蝠病毒跨種傳播的機會。最直接的證據就是攜帶亨尼帕病毒的狐蝠在採食水果的時候,將病毒通過水果傳播給馬和豬,從而引起了澳大利亞和馬來西亞的亨尼帕病毒暴發。此外,棕果蝠飲水時還可通過受污染的水將埃博拉病毒傳播給人,造成加彭和剛果的埃博拉出血熱暴發。

總結起來就是,如果蝙蝠是病毒的儲存宿主,蝙蝠體內就會長時間存在病毒,就有可能長期傳播病毒,成為傳染病的傳播源頭。而如果蝙蝠是病毒的受害者,一般來講,要麼是蝙蝠消滅了侵襲自己的病毒,要麼是蝙蝠被病毒所殺死,其傳播病毒的風險相較而言也會低很多。

有哪些能夠引起人嚴重疾病的病毒是以蝙蝠為儲存宿主的呢?

文章篇幅有限,像狂犬病毒,SARS、埃博拉病毒以及MERS這樣大家都比較熟悉的病毒我就不展開講了。我就講講大家聽著比較陌生的病毒吧。

1.馬爾堡病毒

它的名字來源於1967年歐洲實驗室感染的事故。前聯邦德國的馬爾堡、法蘭克福等地的實驗人員在對從烏干達引進的長尾非洲綠猴進行實驗後,相繼出現了類似出血熱的癥狀。隨後人們從死者和病人的標本中分離培養出一種新的病毒,並將之命名為馬爾堡病毒。該病毒傳染性強,病死率高。

目前認為非洲的蝙蝠,尤其是非洲果蝠是馬爾堡病毒的儲存宿主。剛果民主共和國曾經發生過馬爾堡出血熱疫情,研究人員對疫情起源的地下礦井的動物進行捕獲和檢測,在兩種食蟲蝙蝠和一種果蝠體內檢測到馬爾堡病毒的核酸。

2.亨德拉病毒(HeV)和尼帕病毒(NiV)

亨德拉病毒首次於1994年在澳大利亞布里斯班的亨德拉地區被發現,至少造成21匹馬和2人發病,引起嚴重的呼吸道癥狀,並最終導致14匹馬和1人死亡。而尼帕病毒則是在1999年馬來西亞的一次疫情中被確認。由於這兩種病毒在結構和致病性上的相似性,人們把這兩種病毒都合併到一個新的屬——亨尼帕病毒屬。

一項對馬來西亞蝙蝠的監測發現,在14種324隻蝙蝠種,有5種21隻蝙蝠發現了尼帕病毒的中和抗體。而關於亨德拉病毒研究也發現,馬和人只是亨德拉病毒的過剩宿主(spillover host),果蝠才是其天然宿主。可以從澳大利亞的四種果蝠體內檢測到HeV。

3.Sosuga病毒

這個病毒是2012年才發現的,一位野生動物學家結束了在南蘇丹和烏干達為期6周的野外探險後返回美國,隨後出現了發熱、頭痛、肌痛和關節痛等癥狀。在排除了多種已知病原體之後,通過深度測序和全基因組分析,這才發現了這種新的副黏病毒科的病毒。

蝙蝠更可能成為新發疾病的源頭

近年來,蝙蝠和許多新發傳染病都脫不了干係。當新傳染病發生時,我們往往也會在蝙蝠身上發現了相同或者相近的病原體。比如2009年美國流感流行,研究人員就從中美洲的黃肩蝠體內發現了甲型流感病毒。而前兩年發生的MERS,從非洲、歐洲等地的蝙蝠體內也檢測到了近源病毒。因此,蝙蝠體內的一些病毒可能成為威脅人類健康的潛在威脅。

1.Tacaribe Virus (塔卡里伯病毒)

這個病毒是20世紀50年代一位特立尼達地區病毒實驗室的主管在被他家的貓捕獲的蝙蝠身上發現的。隨後的3年里,他又在特立尼達島上的患病蝙蝠體內分離到了19株塔卡里伯病毒。而2010年的一項研究可能會讓人們變得緊張起來,該研究發現人的轉鐵蛋白一個氨基酸的變異會使人的細胞對塔卡里伯病毒變得敏感。從親緣關係來講,塔卡里伯病毒和胡寧病毒以及馬丘波病毒的關係很近,後兩者是引起阿根廷出血熱和玻利維亞出血熱的元兇。

2.Lloviu Virus (LLOV)

21世紀初,人們在伊比利亞半島施賴伯地區的洞穴中發現了大量死亡的長翼蝠,隨後在其體內發現了一種新型線狀病毒——LLOV。雖然研究者認為蝙蝠感染LLOV是致死性的,但是由於缺乏可用於動物實驗的蝙蝠,這一推測暫時還無法被證實。

為什麼我們對蝙蝠以及它身上的病毒了解還很有限?

蝙蝠作為自然界中的病毒庫,其重要性不言而喻,但是對於想深入研究蝙蝠和病毒之間關係的人們來說,這其中還存在著不少困難。

  • 想從野生的蝙蝠進行研究,卻因為蝙蝠廣大的活動範圍而無法長期穩定的觀測。同時野生蝙蝠體內可能存在多種病毒,這些病原體的存在會對想要研究的病毒會產生很多無法預測的影響。同時,蝙蝠自身激素水平的改變或者生活環境的變化也會對野生蝙蝠的研究結果產生影響。
  • 而想從人工繁育的蝙蝠入手,面臨的困難同樣巨大。這首先需要建立起一個SPF級(無特定病原體)的蝙蝠克隆系,這不僅僅需要前期去捕獲、隔離、運輸蝙蝠,需要有一批具有相應專業知識的飼養,繁育人員,設備齊全的飼養場所,還要克服蝙蝠繁殖能力較低等問題。這需要花費巨大的人力、物力還有時間來進行,絕非一日之功。

蝙蝠的飼養和實驗操作

不過,雖然蝙蝠研究存在如此多的困難,但是廣大的研究人員並沒有因此望而卻步,大家仍舊繼續著蝙蝠的研究,期望能更多的了解它。比如澳大利亞聯邦科工組織(CSIRO)的幾個實驗室就致力於研究狐蝠(Pteropus alecto)的免疫應答機制,並取得了較多的成果。而在2012年同樣是CSIRO的一個動物健康實驗室,從澳大利亞的狐蝠體內分離到了一種與亨德拉病毒、尼帕病毒親緣關係很密切的新病毒——松灣病毒(Cedar virus),雖然這種病毒在正常條件下並不會導致對亨尼帕病毒敏感的動物致病,但是科學家們仍不能因此就對松灣病毒放鬆警惕,後續的研究仍在繼續進行。

結語

寫這篇文章的起因,是因為去年的某天我無意中下載了一篇英文綜述(進階閱讀里的第一篇),講的就是蝙蝠和病毒的故事。這篇文獻深深的吸引了我,我當時就有了想寫一篇這樣的文章的衝動,直到後來我斷斷續續的花了半年多的時間把這篇文章讀完,才算在心裡有了個初稿,加上後續查閱其他文獻資料,一直拖到現在才算完成,可能有不準確的地方還請諸位讀者能夠予以批評指正。

而我寫這篇文章也只是為了給大家介紹一下不太了解的蝙蝠,讓大家知道這個不顯山不露水的傢伙,原來身上藏著這麼多的秘密,是值得我們去關注,去研究的對象。否則,一不留神,哪一天這幫傢伙就可能給我們整出一個幺蛾子來。

希望通過全球各國研究人員的不懈努力,將來的某一天我們能夠有理有據的回答這個問題:

Are bats special?

進階閱讀

  1. Immunology of Bats and Their Viruses:Challenges and Opportunities
  2. Bats: Important Reservoir Hosts of Emerging Viruses
  3. 蝙蝠病毒研究進展
  4. 現場流行病學
  5. Novel Paramyxovirus Associated with Severe Acute Febrile Disease, South Sudan and Uganda
  6. Cedar virus: a novel Henipavirus isolated from Australian bats.

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