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金庸小说《倚天屠龙记》中有一回叫「青翼出没一笑飏」,写的是明教的青翼蝠王韦一笑首次出现,以鬼魅般的轻功震慑五大派的故事;每当重读此回故事,都觉寒毛直竖。实际上,在很多故事中,蝙蝠都是邪恶的象征。《神探狄狄仁杰》中叛乱者,也是想借助西域吸血红蝙蝠来血洗城池。
蝙蝠是翼手目动物,也是哺乳动物中唯一的空军。他们昼伏夜出,除极地和大洋中的一些岛屿外,分布遍于全世界,在热带和亚热带蝙蝠最多,是动物中仅次于啮齿目动物的第二大类群,数量占了哺乳动物的五分之一!
动物学家考证,往往一个小小洞穴,就可能藏有上万只蝙蝠。广西地区一个洞里,甚至栖息着起码一千万只蝙蝠,比一个中等城市的人口还多。对研究病毒的学者来说,蝙蝠的地位也十分特殊。因为它们已经在地球上已经生存了 8800 万年,几乎和恐龙同时代。
东南亚因为蝙蝠多,且经济和卫生条件落后,所以印尼等国家,常把蝙蝠作为野味进行捕杀烹制。在中国古代,似乎没有吃蝙蝠的传统。但在一些不靠谱的中药典籍中,蝙蝠粪可是一味能入药的物什,叫做「夜明砂」。据说能治疗眼疾、久咳,疟疾,淋病等疾病。当然,随着对外交流的增加,国内有些城市也可以食用蝙蝠。但他们推崇的所谓「蝠寿汤」,几乎是整只蝙蝠带毛烹煮。更有甚者,还连同内脏制作「蝙蝠刺身」。
这些无疑都为病毒传播带来了隐患。
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被我们所熟知的SARS、MERS(中东呼吸窘迫综合征)、埃博拉病毒、狂犬病病毒、马尔堡病毒、亨德拉病毒、尼帕病毒,以及本次武汉肺炎的新冠状病毒,自然宿主都是蝙蝠。它们通过自身雷达进行回声定位时或排泄粪便时,会借助果子狸、骆驼、水果等媒介进行传播。一旦感染人体,就可能出现致命性的大范围传播。
许多人会有疑问:为什么蝙蝠携带这么致命病毒,本身却不生病,而且构建了如此庞大的族群?
看过科普图书《枪炮病菌钢铁》的读者都会对「不死族」的生存之道不会陌生:想要获得永生,只需把损坏的零件抛弃,换上新零件即可。衰老的细胞被及时替换,那么事实上等于永远不死,自然界有某种水母就具有这能力。
但是我们人类随着细胞的分裂,会自然走向衰老,因为分裂会导致很小的出错,而这些细小的出错,累积起来就变成了一些糟糕的细胞变异,最终导致癌细胞的出现。在哺乳动物中,蝙蝠「几乎」具备永生的能力。
首先,蝙蝠吃着昆虫和果实,几乎没有什么天敌。其次,虽然它们是温血的,但是除了冬眠会降低体温到环境一致以外,它的体温会持续在40℃。因为蝙蝠的线粒体活性较其它哺乳动物高,大量ATP被消耗,自然体温升高,间接增加了他们对病毒的抵抗力。
一般来说,这种超高的新陈代谢率,应该更容易得癌症吧?起码高频率的细胞分裂总有带来Bug。但是奇迹就是出现了,蝙蝠们不出错,偶尔还玩「DNA修复」。
蝙蝠的DNA损伤修复相关的基因很不同寻常,可以说修复DNA损伤的能力很高。也就是说飞行造成的代谢率升高,更容易产生DNA损伤的在长期的进化中,蝙蝠通过提升DNA损伤修复能力来抵抗。
另外的解释就是,蝙蝠细胞内的热休克蛋白/HSP本底表达水平非常高。同时,通过产生IL-1β介导炎症反应的炎性小体(inflammasome)通路中,蝙蝠缺失了PYHIN家族的基因。炎症可以导致各种疾病,包括老化和癌症等等。其中在细胞质中存在DNA时会强烈诱导炎症,而几类炎性小体就是识别细胞质中存在的DNA来介导炎症的。
所以,蝙蝠相关基因缺失会导致蝙蝠本身的炎症水平很低。
总结一下,就是因为进化上,蝙蝠选择了飞行,所以它的代谢率会升高,这样氧化应激水平也会升高,为了对抗飞行带来的这些结果,蝙蝠进化上适应了高水平的DNA损伤修复,这一点的直接后果是蝙蝠的寿命很长,并且很少发生癌症;此外蝙蝠具有了更强的本底水平的固有免疫应答系统,所以携带病毒的时候很少发病或就是不发病。
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蝙蝠是成千上万只聚集在一起的群居动物,种群内反复感染比如狂犬病病毒,可促进对疾病的抵抗力。这种行为模式可能为蝙蝠对病毒感染提供更多的抵抗机制。
究其原因,蝙蝠身上病毒持续存在可能与低病毒复制有关。这种低水平复制不能刺激起宿主危险的高水平的免疫应答反应,从而允许宿主长期感染,而不出现疾病迹象。但是蝙蝠的这种特征,也导致千万年来,寄生在它们身上的病毒,也不断的更新换代、基因突变获得生存。
这种经蝙蝠自然选择后的病毒,虽然和病毒能和睦相处,但一旦它们离开自然宿主,比如通过粪便污染果子狸、骆驼等,便可能导致导致病毒在人群中爆发。
蝙蝠可以容忍自身免疫系统的超负荷运转,但人类却不能。因为人体只有在感染后才会通过发热来启动免疫系统,一旦免疫系统为抵抗病毒而高度反应,这给人体带来的害处超过了益处。事实上,感染病毒患者出现的发烧、体内或体外出血等症状都是免疫系统过度反应带来的后果。
同样的,人体试图通过发热等机制来清除病毒的手段,对于来自蝙蝠身上的病毒,完全没有作用。即便我们持续40度的高烧,把自己烧成瓜娃子,这些病毒也像回到老家一样,舒舒服服,轻车熟路。
此时我们看到了一个非常有趣的话题,病毒对其天然宿主肯定是非致命的、甚至是友好的,这是相互生存必须的。有人说,线粒体也是起源于病毒,所以人类定然有此类原生的病毒疾病,因其不害人也就不会为大众熟知。
病毒伤人,也就可能发生在从天然宿主转移到非天然宿主上的开始的一段时间,因为两者没有被进化筛选而兼容。以天花病毒为例,假如说一直没出现疫苗进行防治。那随着时间推移,只要人类不死,那对人的天花病毒与人也会共同进化,导致致命性越来越低,直到有一天,我们也成为「蝙蝠」一样,与其和睦相处。
一切只需要时间,但上帝才有那么多时间。
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还有一条非常重要:蝙蝠与人类同属哺乳动物,而且生活环境接近。进化上,二者的亲缘关系不是特别远。某些远古留下的病毒可能在人和蝙蝠的细胞上都有相应的病毒受体,给病毒的跨种跳跃创造条件。
这就是为什么禽流感的病毒不容易对人类进行「降维打击」,而且不容易「人传人」。因为候鸟不是哺乳类,所以鸟类身上的病毒虽然很多,但不像蝙蝠那样容易传给人类。不过这几年的H7N9已经是很典型的「鸟类互传却不会发病,鸟类传人则会发病」的危险病毒。
2003年SARS后,科学家通过数年的研究,才为果子狸沉冤昭雪,而将病毒的自然宿主锁定为云南的中华菊头蝠。但作为中间宿主,果子狸确实扮演了直接传播的角色。
本次武汉新冠状病毒肺炎出现后,人们很快锁定了蝙蝠为自然宿主,但并没有确诊中间宿主。有科学家发表文章称「蛇」为其中间宿主,这与流行病学和进化论存在一定偏差。因为「蛇」是爬行动物,直接作为蝙蝠和人类这两种哺乳动物中间宿主的可能性比较小。
实际上,人类与蝙蝠的交集不多。但野生动物不一样,病毒更可能先从蝙蝠传到野生动物上,而很多人毫无敬畏之心,乱吃野味,以至于酿造悲剧。请记住,人类要有人定胜天的决心,更要有敬畏自然的觉悟!
我们没有办法也没有权利把蝙蝠消灭掉。最好的办法是与之和睦相处,不要惹它,更不要想着去吃它们。从科学家的角度而言,研究蝙蝠,很可能是在生物上破解衰老的一个突破口。如果人类能从中获益,无论是癌症,还是基因类疾病的DNA修复术,还是对抗病毒和炎症,都会获益匪浅。
蝙蝠,一种是永生的象征。