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蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?'百毒不侵'的原因其實很簡單,人類卻學(xué)不來

 文明世界拼圖 2020-02-07

最近,蝙蝠這種動物被大家廣泛討論,許多人把蝙蝠妖魔化,認為蝙蝠就是個“會飛的病毒庫”,說不定什么時候就會向人類“投毒”。

回想一下確實如此,埃博拉病毒、尼帕病毒、馬爾堡病毒、SARS病毒、MERS病毒,還有這次新型冠狀病毒......這些人畜共患病,都是蝙蝠傳給人的,可能會經(jīng)由水貂、蛇等野生動物作為中間宿主。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

但是,因此就把蝙蝠妖魔化未免太不公平:

人家蝙蝠雖然體內(nèi)有100多種病毒,但一直封印得好好的,白天睡覺,晚上游玩,天熱了覓食,天冷了冬眠,每天帶著孩兒們飛來飛去,長的雖然嚇人了些,但日子過得還算滋潤。沒想到某天出門沒看黃歷,被人吃了。

明明是人類管不住嘴得了病,有的憨憨卻責(zé)怪蝙蝠,認為蝙蝠這個物種的存在就是禍害,甚至提議要“滅絕蝙蝠”——真是人類聽了想沉默,蝙蝠聽了想哭泣。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

不過,最近餃餃在想,既然蝙蝠的體質(zhì)這么逆天,我們?nèi)祟惸懿荒軓尿鹕砩系玫绞裁磫⑹?,來抑制體內(nèi)病毒呢?于是,餃餃查閱各種資料,花了一晚上的時間,終于弄清楚了蝙蝠為什么能把100多種病毒封印在體內(nèi)。

(PS:這篇文章,可以說是餃餃從業(yè)以來寫得最費腦的一篇文章,堪比期末論文......)

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

蝙蝠為何能封印住上百種病毒?

蝙蝠長期發(fā)著“高燒,體溫高達40℃。根據(jù)我們的生活常識,基礎(chǔ)代謝率高的人體溫越高,蝙蝠也是一樣的。蝙蝠的高體溫,正是因為它代謝率極高,而蝙蝠之所以能成為“大自然的活體病毒庫”,很大程度上就是因為它的高代謝率。

代謝率高了,DNA復(fù)制出錯的可能性就高。蝙蝠為了彌補DNA的復(fù)制錯誤,相應(yīng)地進化出極強的DNA修復(fù)功能。蝙蝠體內(nèi)的DNA修復(fù)基因,可以及時發(fā)現(xiàn)DNA的復(fù)制錯誤,并抑制病毒復(fù)制。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

所以,雖然蝙蝠攜帶100多種病毒,但病毒的復(fù)制在蝙蝠的體內(nèi)是被嚴重抑制的,每種病毒只有少量,并不致命。這種超強的DNA修復(fù)能力還導(dǎo)致了一個結(jié)果,那就是蝙蝠很少得癌癥。

此外,蝙蝠能和上百種病毒和平共處,還有一點是因為免疫系統(tǒng)更高效

病毒入侵體內(nèi)時,我們之所以會出現(xiàn)炎癥,是因為免疫系統(tǒng)對抗感染的第一步反應(yīng)就是炎癥反應(yīng)。炎癥反應(yīng)是免疫系統(tǒng)為移除有害刺激或病原體及促進修復(fù)的保護措施,表現(xiàn)為患部的紅、腫、熱、痛。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

但是,免疫系統(tǒng)只有在高溫下才能更高效地運作,所以人類受到病毒感染時第一癥狀是發(fā)燒??茖W(xué)家也已經(jīng)表明,發(fā)燒可以促進免疫細胞向次級淋巴結(jié)或外周感染部位的遷移,從而增加與抗原接觸機會,有利于免疫系統(tǒng)清除病原體。

不過,我們?nèi)祟惖幕A(chǔ)體溫在36~37℃,長期高燒的話肯定受不了;但蝙蝠的正常體溫就是40℃,所以免疫系統(tǒng)隨時火力全開。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

但是,“火力全開”的免疫系統(tǒng),為什么不把病毒趕盡殺絕呢?這就不得不提NLRP3炎性小體

那么,問題又來了:

既然蝙蝠的免疫系統(tǒng)那么牛掰,為什么不把體內(nèi)的病毒趕盡殺絕,而是留著100多種病毒呢?

這就涉及到蝙蝠的另一個進化——低活性的NLRP3炎性小體。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

NLRP3炎性小體,是固有免疫的重要組分,在機體免疫反應(yīng)和疾病發(fā)生過程中具有重要作用,能被多種類型的病原體或危險信號所激活。人類的免疫系統(tǒng)敏感,見一個殺一個,就是因為人類的NLRP3炎性小體活性高。

科學(xué)家比較了蝙蝠、小鼠和人類免疫細胞對三種不同RNA病毒的反應(yīng),分別是甲型流感病毒、MERS冠狀病毒和馬六甲病毒。 結(jié)果發(fā)現(xiàn),與小鼠和人類相比,蝙蝠體內(nèi)NLRP3介導(dǎo)的炎癥明顯降低。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

這是因為,蝙蝠體內(nèi)的NLRP3炎性小體發(fā)生了變異,其蛋白活性下降,活性較低的NLRP3炎性小體導(dǎo)致蝙蝠的免疫系統(tǒng)不敏感,所以炎癥反應(yīng)輕??茖W(xué)家還對10種蝙蝠和17種非蝙蝠哺乳動物的NLRP3基因序列進行分析,發(fā)現(xiàn)只有蝙蝠有這種抑制炎癥反應(yīng)的能力。

蝙蝠“百毒不侵”的根本原因:因為蝙蝠會飛!

可以看出,蝙蝠的免疫系統(tǒng)可謂是大自然的鬼斧神功:

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

免疫系統(tǒng)不敏感,對少量病毒睜一只眼閉一只眼就過去了,輕易不動手;

但一旦遇到威脅,免疫系統(tǒng)馬上火力全開擊垮敵人。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

就這樣,蝙蝠既不會被病毒擊垮,又不會把病毒趕盡殺絕,經(jīng)過幾百萬年的進化,可以與上百種病毒和平共處。

接下來,讓我們繼續(xù)由果溯因:

現(xiàn)在我們已經(jīng)知道蝙蝠“百毒不侵”的原因了:一是因為蝙蝠基礎(chǔ)代謝率高,而是因為蝙蝠的免疫系統(tǒng)隨時火力全開。仔細觀察的話會發(fā)現(xiàn),這兩點都和蝙蝠40℃的基礎(chǔ)體溫有關(guān)。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

重點來了——

蝙蝠為什么體溫高呢?

因為它基礎(chǔ)代謝率高。

基礎(chǔ)代謝率為什么高呢?

因為它耗能多。

為什么耗能多呢?

因為它會飛??!

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

飛行比行走的耗能要多得多,所以蝙蝠代謝率高的原因很簡單:蝙蝠平時都是飛來飛去的。

有的人就問了:“鳥類也會飛啊,為什么鳥類沒有那么多病毒?”其實,野生鳥類身上攜帶的病毒也已經(jīng)有數(shù)百種,多為流感病毒。但是,鳥類雖然代謝率高,免疫系統(tǒng)卻不像蝙蝠的那么強悍;又因為蝙蝠是哺乳動物,某些基因與貓狗、人類的相同,所以它攜帶的病毒可以傳染給人,更能對人類構(gòu)成威脅

就這樣,唯一會飛的哺乳動物——蝙蝠——成為最令人聞風(fēng)喪膽的“天然病毒盒子”。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

蝙蝠“百毒不侵”的體質(zhì),對人類有什么啟示?

科學(xué)家們弄清楚蝙蝠抗毒的原理之后,開始想辦法應(yīng)用到人類身上。澳大利亞科廷大學(xué)的John Mackenzie教授認為:

“蝙蝠攜帶的病毒可能會在未來導(dǎo)致新的全球流行病,所以研究蝙蝠如何在它們的侵擾下保持健康具有重要意義?!?/p>

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

但這么看來,人要么會飛,要么可以長期保持體溫40℃而不被燒死,否則很難進化出蝙蝠“百毒不侵”的體質(zhì)。雖然科學(xué)家們致力于將蝙蝠“百毒不侵”的特質(zhì)應(yīng)用到人類身上,但目前少有進展,畢竟這是蝙蝠進化了幾百萬年才擁有的“超能力”,是大自然的鬼斧神工,不會隨隨便便就為人類所用。

至少在當(dāng)前,人類對蝙蝠只能抱著羨慕+敬畏的心態(tài)。如果非要說蝙蝠給我們?nèi)祟悗砹耸裁磫⑹?,那大概就是?strong>別作死。招惹蝙蝠,后果自負。

蝙蝠逆天的免疫系統(tǒng),給人類哪些啟示?

參考:1、Dampened NLRP3-mediated inflammation in bats and implications for a special viral reservoir host. Nature Microbiology, 2019; DOI: 10.1038/s41564-019-0371-3.

2、維基百科-“蝙蝠”詞條、“NLRP3炎性小體”詞條。

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