解密蝙蝠：为何能携带致命病毒却安然无恙？

解密蝙蝠：为何能携带致命病毒却安然无恙？

引用

国家自然科学基金委员会

等

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来源

1.

https://www.nsfc.gov.cn/csc/20340/20289/52646/index.html

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https://www.ebiotrade.com/newsf/2025-1/20250130084435477.htm

蝙蝠，这种夜行性的哺乳动物，近年来因其携带多种致命病毒而备受关注。从埃博拉、马尔堡到SARS、MERS和新冠病毒，这些高致病性病毒在人类社会中引发了多次重大疫情，但令人惊讶的是，蝙蝠自身却几乎从未出现严重的感染症状。这种独特的现象引发了科学家们的广泛兴趣，最新研究揭示了蝙蝠免疫系统的特殊机制，为我们理解病毒与宿主的相互作用提供了新的视角。

研究显示，蝙蝠是全球已知携带病毒最多的哺乳动物之一，可携带来自31个病毒家族的成员。在基于ZOVER数据库的研究中，研究人员利用宏基因组数据对蝙蝠和啮齿动物体内的病毒种类进行了系统性分析，结果发现蝙蝠体内的病毒种类远超啮齿动物。其中，蝙蝠体内检测到的病毒序列中，有17.8%属于冠状病毒，而啮齿动物中仅为1.4%（P = 5 × 10⁻⁵⁰）。进一步分析发现，在蝙蝠的不同家族中，蹄蝠科（Rhinolophidae）和菊头蝠科（Hipposideridae）体内的病毒中，分别有41.6%和31.7%属于冠状病毒，这表明这些蝙蝠家族可能是冠状病毒的重要宿主。

近年来，许多高致病性病毒的人畜共患病爆发，都与蝙蝠密切相关：

• 亨德拉病毒（Hendra virus）和尼帕病毒（Nipah virus）：由飞狐（Pteropodidae）传播，可引发严重的脑炎或呼吸道疾病，致死率高达40%~75%。
• 埃博拉病毒（Ebola virus）和马尔堡病毒（Marburg virus）：可能源自果蝠（Pteropodidae），导致剧烈出血热，致死率最高可达90%。
• 狂犬病病毒（Rabies virus）：蝙蝠是北美洲主要的狂犬病毒携带者，每年导致人类和动物死亡。
• SARS、MERS和新冠病毒（SARS-CoV-2）：均属于冠状病毒家族，在蝙蝠体内发现了高度相似的病毒株，被认为是病毒溢出的主要来源。

值得注意的是，冠状病毒在蝙蝠中的分布最为广泛，研究人员在全球21个蝙蝠科中发现了至少15个家族的蝙蝠携带冠状病毒。这种广泛的病毒宿主性，使蝙蝠成为新发传染病研究的焦点。

尽管携带大量高致病性病毒，但蝙蝠自身却很少表现出严重的感染症状。这种现象在实验室研究中得到了直接证实。例如，在对蹄蝠科蝙蝠进行的实验感染中，研究人员发现：

• 感染SARS样冠状病毒或马尔堡病毒的蝙蝠体内，病毒能够有效复制，但它们几乎不出现临床症状。
• 埃及果蝠（Rousettus aegyptiacus）感染马尔堡病毒后，尽管体内病毒载量升高，但不会激活强烈的炎症反应，也没有组织损伤的明显迹象。

这些研究结果表明，蝙蝠在应对病毒感染时，可能拥有独特的免疫调控机制。研究人员推测，蝙蝠的特殊免疫适应性可能与飞行相关的高代谢状态有关。飞行会产生大量的自由基（reactive oxygen species, ROS），如果不加以控制，会对细胞造成损伤。蝙蝠进化出了一种高效的抗氧化和免疫调控机制，既能应对飞行带来的生理压力，又能在病毒感染时保持适当的免疫反应，而不会陷入炎症失控的状态。

为了深入解析蝙蝠独特的免疫适应性，研究人员发起了Bat1K项目，这是一项国际合作计划，旨在构建高质量的蝙蝠基因组数据，为全球研究人员提供深入探索蝙蝠生理特性的基础工具。该项目的目标是：

• 对多种蝙蝠物种进行全基因组测序，特别是具有重要生理特征（如长寿、高病毒携带率、免疫耐受）的种类；
• 提高基因组组装精度，通过三代测序（PacBio）、Hi-C和RNA测序等多种技术手段，生成接近染色体水平的基因组数据；
• 为进化生物学、免疫学和病毒学研究提供高质量的基因组参考，帮助研究人员更精准地解析蝙蝠的特殊生理机制。

在该研究中，研究人员利用Bat1K项目生成的10种蝙蝠的高质量基因组数据，结合其他哺乳动物物种的数据，进行大规模基因组比较分析。这一数据资源的建立，为后续的免疫基因筛选和进化适应研究奠定了坚实的基础。

研究发现，蝙蝠的免疫基因在进化过程中经历了强烈的正向选择。其中，ISG15基因的演化尤为引人注目。ISG15是一种抗病毒蛋白，在人类感染新冠病毒时被发现与过度炎症反应相关。然而，研究发现某些蝙蝠的ISG15不仅能够有效抵御SARS-CoV-2，还不会引发人体常见的免疫风暴（cytokine storm）。通过深入分析ISG15的氨基酸突变模式，研究人员揭示了蝙蝠如何通过精妙的分子调控，实现对病毒的耐受性和抗性。

此外，中国疾病预防控制中心病毒病所刘军课题组在PLOS Biology上发表的研究进一步揭示了蝙蝠MHC I类分子呈递病毒多肽的特殊分子机制。研究显示，蝙蝠MHC I类分子中独特的三个氨基酸（Met52Asp53Leu54）的插入导致α1螺旋的延伸。这种构象变化导致蝙蝠特征性的氨基酸Asp59突出到多肽结合槽的A口袋中，并且可以与Arg65以及病毒多肽第1位（P1）氨基酸Asp形成氢键网络。从而使病毒多肽的P1氨基酸在蝙蝠MHC I多肽结合槽中形成了独特的“表面锚定”，增强了多肽结合的稳定性。

蝙蝠独特的免疫适应机制不仅揭示了其作为病毒宿主而不发病的奥秘，也为人类疾病防控提供了新的思路。通过深入研究蝙蝠的免疫系统，科学家们有望开发出更有效的抗病毒药物，或者找到调控人类免疫反应的新方法，以避免过度炎症反应导致的组织损伤。此外，这些发现还提醒我们，自然界中存在着许多未知的病毒威胁，加强对野生动物病毒监测和研究，对于预防未来可能出现的疫情具有重要意义。

随着新发传染病的频繁爆发，解读自然界中病毒宿主的免疫策略变得尤为重要。蝙蝠作为地球上唯一能持续飞行的哺乳动物，它们独特的生理和免疫特征或许正是解开病毒共存与防治之谜的关键。未来的研究有望借助这些基因组学发现，推动人类疾病防控的新突破，让我们更好地应对未知的病毒威胁。