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Scientific Reports|冠状病毒和蝙蝠已经共同进化了数百万年

 PaperRSS 2020-04-24

一只正在哺乳的小果蝠妈妈。 这些来自马达加斯加北部 Ankarana 的水果蝙蝠(Rousettus cariensis)来自一种携带冠状病毒的物种。 七年来,研究人员一直在研究这个物种与不同动物传染病相叠加的族群动态。 

图片来源: oliv s. Noroalintseheno larivoniaina

蝙蝠为世界做了很多好事: 它们为植物授粉,它们吃携带疾病的昆虫,它们帮助传播有助于热带森林树木再生的种子。

蝙蝠和一系列其他哺乳动物类群也是冠状病毒的天然携带者。 为了更好地理解这个非常多样化的病毒家族,包括新型冠状病毒肺炎病毒背后的特异性冠状病毒,科学家们比较了生活在西印度洋和非洲附近地区的36种蝙蝠中的不同种类冠状病毒。 他们发现,不同种类的蝙蝠,在某些情况下,家族级别的蝙蝠,有自己独特的冠状病毒毒株,揭示了蝙蝠和冠状病毒已经一起进化了数百万年。

“我们发现蝙蝠和冠状病毒之间有着深刻的进化史,”芝加哥菲尔德博物馆麦克阿瑟野外生物学家史蒂夫 · 古德曼说,他也是一篇论文的作者,该论文刚刚发表在《科学报告》上,详细介绍了。 “更好地了解冠状病毒是如何演变的,可以帮助我们在未来建立公共卫生项目。” 这项研究是由联合大学的科学家 l a Joffrin 和 Camille Lebarbenchon 领导的,他们在 runion 岛上的热带环境中感染葡萄球菌(PIMIT)实验室进行了基因分析,重点研究了西印度洋岛屿上的新发传染病。

许多人使用冠状病毒作为新型冠状病毒肺炎的同义词,这种冠状病毒引起了当前的大流行。 然而,有大量不同类型的冠状病毒,可能有多达种蝙蝠,其中大多数未知转移到人类身上,不构成已知威胁。 本文中研究的蝙蝠携带的冠状病毒与新型冠状病毒肺炎背后的病毒不同,但通过了解蝙蝠身上的冠状病毒,我们可以更好地了解今天影响我们的这种病毒。

所有动物体内都有病毒,而蝙蝠,以及一系列其他哺乳动物,恰好是冠状病毒的天然携带者。 这些冠状病毒似乎对蝙蝠没有危害,但如果病毒有机会在不同物种间传播,它们对其他动物有潜在的危险。 这项研究检测了不同类型冠状病毒和它们所生活的动物之间的基因关系,这为更好地理解病毒从动物到人类的转移奠定了基础。

古德曼已经在马达加斯加生活了几十年,他和他的同事们从一千多只蝙蝠身上提取了拭子样本和一些血液样本,这些蝙蝠代表了在西印度洋岛屿和非洲国家莫桑比克沿海地区发现的36种蝙蝠。 他们取样的蝙蝠中有8%携带冠状病毒。

“这是对受感染蝙蝠比例的非常粗略的估计。 越来越多的证据表明,这些病毒在蝙蝠体内的循环存在季节性变化,这表明这个数字可能随着一年中的不同时间而发生显著变化,”拉尔联合大学的疾病生态学家 Camille Lebarbenchon 说。

一只正在哺乳的小果蝠妈妈。 这些来自马达加斯加北部 Ankarana 的水果蝙蝠(Rousettus cariensis)来自一种携带冠状病毒的物种。 七年来,研究人员一直在研究这个物种与不同动物传染病相叠加的族群动态。 

研究人员对这些蝙蝠体内存在的冠状病毒进行了基因分析。 通过比较在这项研究中分离和测序的冠状病毒与其他动物包括海豚、羊驼和人类的冠状病毒,他们能够建立一个巨型冠状病毒家族树。 这个系谱图显示了不同种类的冠状病毒是如何相互关联的。

古德曼说: “我们发现,在大多数情况下,获得冠状病毒序列的蝙蝠科的每个不同属都有自己的毒株。”。 此外,根据不同蝙蝠群体的进化历史,很明显,蝙蝠(在属和科的层面上)和它们相关的冠状病毒之间存在着深度共存。” 例如,来自不同大陆和岛屿的翼足蝠科的果蝠在其树上形成一个簇,其基因与在同一地理区域发现的其他种类的蝙蝠的冠状病毒株不同。

研究小组发现,在一些罕见的病例中,生活在同一个洞穴中并且白天栖息地密集的不同科属和种类的蝙蝠共享同一种冠状病毒。 但是在这项研究中,物种之间的传播是例外,而不是规律。 “鉴于蝙蝠冠状病毒的高度多样性,两种蝙蝠之间在该地区传播冠状病毒似乎非常罕见,这一点令人十分放心。”。 接下来,我们需要了解导致这些罕见转变的环境、生物和分子因素。

了解不同品系的冠状病毒是如何进化的,可能是预防未来冠状病毒暴发的关键。 “在你能够真正制定公共卫生计划,并试图应对某些疾病可能转移到人类身上,或者从人类转移到动物身上之前,你必须了解外面的情况。 这是一种蓝图,”古德曼表示。

此外,论文合作者微生物生态学家、 pimco 实验室负责人帕特里克·马文圭补充说: “针对在印度洋流行的冠状病毒菌株的血清学方法的发展将有助于显示人类群体中是否已经存在离散通道,以及它们与宿主的相互作用将有助于更好地理解突现风险。”

古德曼说,这项研究也强调了博物馆藏品的重要性。 研究人员部分使用了收藏在菲尔德博物馆的蝙蝠标本,以确认这项研究中使用的动物的身份。 这些凭单标本帮助他们自信地说出哪些蝙蝠和来自哪些地理区域的冠状病毒有不同的毒株。 这项研究也借鉴了遗传数据库,比如基因库。 古德曼说: “这些信息对公共卫生非常重要,出发点与博物馆标本密切相关。”。 “我们可以利用博物馆的资料来研究一组病毒的进化及其在世界野生动物中的潜在应用。”

古德曼还指出,尽管蝙蝠携带冠状病毒,但我们不应以公共健康的名义伤害或扑杀蝙蝠。 “有大量证据表明,蝙蝠对生态系统的功能非常重要,无论是对花朵授粉、水果传播,还是对昆虫的消费,特别是昆虫,这些昆虫会将不同的疾病传播给人类,”他说。 “它们为我们带来的好处超过了任何潜在的负面影响。”

More information: Scientific Reports (2020). 

DOI: 10.1038/s41598-020-63799-7

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