尽管蝙蝠能迅速传播感染人类的病原体,但它们却能奇迹般地避免感染埃博拉、SARS等致命病毒而生病。对两种截然不同的蝙蝠物种进行的一项新的基因分析表明,这些动物是如何避免疾病并拥有异常长的寿命的。研究人员表示,这可能都与它们飞行能力有关。
这项研究来自澳大利亚动物卫生实验室和北京基因组研究所的一个科学团队,被称为“蝙蝠团队”。该团队对一种巨大的狐蝠和一种微小的食虫蝙蝠进行了基因组测序,发现在这两种蝙蝠身上都缺少一段基因,这段基因会导致对感染产生极端的免疫反应。在大多数哺乳动物中,所谓的“细胞因子风暴”是由病毒入侵引起的,而实际上是这种风暴导致死亡,而不是病毒本身。这种炎症反应在蝙蝠身上并不会发生。
澳大利亚动物卫生实验室的博士后研究员克里斯·考尔德(Chris Cowled)表示,通过了解蝙蝠如何抑制这种反应,研究人员可能能够设计新药物来最大限度地减少人类的炎症。这可能包括仿照蝙蝠抑制细胞因子反应的抗炎药物,也可能是一种直接靶向特定DNA片段的基因疗法。
但蝙蝠并非对所有事物都免疫。数百万只北美蝙蝠因一种被称为“白鼻综合征”的真菌感染而死亡,这种感染会使蝙蝠从冬眠中醒来并导致它们饿死。这项新研究尤其引人注目,因为最近另一项针对北美食虫蝙蝠的研究表明,它们在面对入侵者时会发生急性免疫反应。当蝙蝠处于冬眠状态时,它们的免疫系统受到抑制,这使得它们更容易感染白鼻综合征。当它们醒来时,它们的免疫系统会过度活跃。这被称为免疫重建炎症综合征,或IRIS。这种情况之前只在艾滋病患者身上观察到过一次。
是什么使得蝙蝠的免疫系统如此擅长应对病毒,却在应对真菌时如此脆弱?正在进行的研究将提供一些答案。此外,了解蝙蝠和人类免疫系统之间的比较,也可能为人类疾病预防提供一些启示。
除了避免病毒感染,蝙蝠还进化出了抵抗衰老相关疾病和癌症的能力。研究人员说。与其他体型的动物,如啮齿动物相比,蝙蝠的寿命异常长——介于20到40年之间,而老鼠只有两三年。研究人员认为,所有这些都与动物的飞行能力有关。
飞行需要剧烈的体力活动并消耗大量的能量,这会产生有毒的自由基,可能导致组织损伤和癌症。为了应对这种情况,作者发现这两种蝙蝠物种都进化出了数量惊人的DNA修复基因。他们认为,大量的突变帮助蝙蝠最大限度地提高新陈代谢,从而使它们能够飞行。一个名为P53的特定基因与癌症和受损DNA的修复有关。
考尔德在一份声明中说:“我们认为,飞行的进化导致了一种‘溢出效应’,不仅影响了免疫系统,还影响了衰老和癌症等事物。”
这项研究考察了两种关系非常疏远的蝙蝠物种:澳大利亚的黑果蝠(Pteropus alecto)和中国的达氏长爪蝠(Myotis davidii)。该研究发表在《科学》杂志的年终期刊上。