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蝙蝠病毒的多样性与传播

来源:admin    发布时间:2020-09-07   阅读数:97

蝙蝠作为众多病毒的理想宿主,一直以来受到科学家们的关注。下面给大家分享的这篇综述,对蝙蝠的研究进展及未来研究重点作出了阐述,一起来欣赏吧!

Bat-borne virus diversity, spillover and emergence 蝙蝠病毒的多样性与传播

作者:Michael Letko 等

期刊:Nature Reviews Microbiology

时间:2020.06.11

影响因子:34.648

DOI:10.1038/ s41579-020-0394-z


文章摘要

人类大部分感染的病毒都是动物起源的,并且通过跨物种传播。在过去50年中,埃博拉病毒、SARS病毒和MERS病毒等引起大规模疫情的病毒的起源都与蝙蝠相关。而蝙蝠是仅次于啮齿动物的地球上第二大多样性的哺乳动物,约占所有已发现的哺乳动物的22%,相对于其他哺乳动物有着更高的病毒多样性,意味着对蝙蝠的研究是发现全球病毒和监测人畜共患病工作的重点。尽管对蝙蝠及其携带的病毒已经进行了数十年的研究,但蝙蝠病毒生态学和分子生物学领域仍处于新生阶段,许多问题尚未得到充分研究,也因此阻碍了我们对未来病毒疫情爆发的预估和准备。


主要内容

1.蝙蝠是独特的病毒宿主

迄今为止,至少从28个不同的病毒家族中发现了数千种与蝙蝠相关的病毒(图1),如超过30%的星状病毒都能在蝙蝠体内找到。蝙蝠携带如此多的病毒但并不会出现明显的感染症状,主要是因为它们飞行中的高新陈代谢速率导致体温升高,从而模拟了免疫激活过程中发烧状态,影响了体内病毒。早在1936年便有科学家注意到蝙蝠对病毒感染可能有抵抗力或耐受性,在最近几年也有报道支持该观点,也有研究发现干扰素与蝙蝠免疫反应相关,但影响方式未明。蝙蝠体内由抗体介导的免疫反应与免疫系统神秘而复杂,因此目前想要深入研究蝙蝠相关病毒缺少可用的细胞系、试剂与动物模型,便于在实验室体系复刻病毒感染过程。

蝙蝠来源的病毒信息分类图
图1. 蝙蝠来源的病毒信息分类


2.蝙蝠病毒的传播研究

蝙蝠相关病毒外溢需要多方面因素配合,如接触机会、病毒与细胞的相容性和规避免疫反应,才可能导致疫情直接或间接爆发。尽管病毒外溢存在各种潜在的障碍,但最近蝙蝠传播的人畜共患病事件越来越多。无论是什么类型的病毒,都需要克服宿主胞内的各种机制并能利用其中的资源,以便进行病毒复制和传播至其他物种。病毒复制周期的每个阶段都依赖于宿主细胞的多种蛋白互作作用,包括病毒的入侵、收集复制所需资源、抑制宿主抗性、病毒组装和病毒释放等过程(图2)。目前研究发现病毒与宿主蛋白结合涉及多个位点,甚至单个氨基酸的改变都可影响两者的互作,鉴于如此复杂的病毒与宿主的互作网络易受任何微小干扰的影响,因此大多数蝙蝠传播的病毒都难以感染新的物种。

病毒感染宿主的第一步是入侵细胞,主要通过病毒与宿主受体相互作用后促进病毒核酸释放进细胞质中,在这一过程,不同的病毒可能通过一种或几种病毒蛋白与宿主的一种或几种受体结合。目前发现的大部分蝙蝠传播的人畜共患病病毒都是以高度保守的方式入侵细胞,但RNA病毒易突变,因此具有遗传多样性,易在较短时间内产生新的宿主细胞入侵机制。而病毒入侵宿主细胞后的过程与机制难以捉摸,目前知之甚少。

病毒的复制与传播依赖于与宿主细胞的互作图
图2.病毒的复制与传播依赖于与宿主细胞的互作


3.病毒传播研究的新角度

目前全球各研究团队基于高通量测序技术和分析从健康蝙蝠中获得了数千条病毒序列,这些病毒序列与许多已知的病原体在系统发育树上紧密相关,但这些病毒在未来是否会导致疫情爆发仍无法预知。大规模的体外病毒功能筛查可促进病毒传播与发病机制的研究,并可以此为基础制定新的预防策略,如对环境或中间动物宿主进行干预达到切断病毒传播的效果,也可以针对性地减少人类与可疑的中间动物宿主的接触(图3)。

除此之外,获知疫情爆发的病毒信息便可制定对应的检测方法,亦能有效控制疫情扩散速度和控制疫情传播范围,因此高效便捷的新型诊断方案和平台显得尤为重要。首先病毒数据库的构建与共享是开发新型病毒诊断平台的基础,目前全球各地的科研工作和成果正提供着庞大的病毒序列信息;其次环境的保护有利于野生动物的生存从而减少迁移,从源头上减少人与野生动物的接触;最后当病毒引起的疫情爆发时,及时的疫情信息共享有利于人们警觉性的提高和迅速制定合适的疫情控制措施。

当前与未来的病毒传播研究角度的差异图
图3.当前与未来的病毒传播研究角度的差异


总结

蝙蝠病毒研究的未来在于科学家们的共同努力:对其进行监视检测和深入研究,助力于未来的新干预措施的评估、制定与部署。





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