蝙蝠為什麼有無敵的免疫力?科學家有了新的研究發現!
更新于:2025-03-26 08:47:31

蝙蝠是一種神奇的生物。它不僅是唯一能持續飛行的哺乳動物,還擁有驚人的免疫力。即便感染例如埃博拉病毒、瑪律堡病毒或是狂犬病毒等對人類致命的病毒,它們依然可以安然無恙,很少發病。這個神秘的現象也一直令科學家們著迷。

為什麼蝙蝠有這種能力呢?我們人類又能從它們身上得到哪些啟發呢?讓我們先從蝙蝠本身說起。

陰影中的大家族

攜帶著致命病毒

提起蝙蝠,我們可能很容易聯想到“吸血鬼”或那個穿行在哥譚市夜色中的身影。但問起蝙蝠長啥樣,我們可能往往只有個“耗子安上對翅膀”的模糊印象……這大概是因為我們平時確實沒機會近距離觀察蝙蝠——畢竟蝙蝠會飛,而且絕大多數都是晝伏夜出的,這也給了我們蝙蝠是“小眾生物”的錯覺。

其實,蝙蝠的家族相當龐大。到目前為止,已知的蝙蝠種類超過 1400 種。而哺乳動物總共只有 6400 餘種。光是各種蝙蝠就佔到了哺乳類的五分之一強。而且由於長著翅膀,全球各地除了北極、南極和一些偏僻孤立的海島外,都能見到蝙蝠的身影。

蝙蝠由於其貌不揚,加上晝伏夜出,常背負“吸血”的惡名,但其實純以鮮血為食的蝙蝠少之又少,大部分種類的蝙蝠的食性可分為肉食性和植食性。其中肉食性的種類的捕食昆蟲、少數捕食魚類、蛙類等脊椎動物,植食性的蝙蝠種類以花蜜、花粉、水果為食。其中不少種類的蝙蝠都能大量消滅蚊子這樣的害蟲,還有些則能夠説明植物傳粉。

而如果我們從傳染病風險的角度來看蝙蝠的話,那蝙蝠就成了活的“培養皿”——蝙蝠體內已知可攜帶至少 60 餘種病毒,是大量人畜共患病病原體的天然宿主,其中也包括令人聞之色變的狂犬病,但蝙蝠自身很少因此生病。更重要的是,這些病毒有機會傳播給其他動物甚至人,而且蝙蝠之間的交叉感染,可能導致新的病毒出現,並更容易突破我們的免疫系統。

什麼樣的“神功護體”,

才讓蝙蝠“百毒不侵”?

那麼問題來了,為什麼蝙蝠能攜帶這麼多病毒,自己卻沒事呢?

有一個廣為流傳的解釋是,因為蝙蝠要飛行,這個過程中會使體溫升高。這種看法似乎有一定道理,因為“發熱”正是我們的免疫系統抵抗病原體入侵的一種常用武器——體溫升高,就能抑制很多病原體在我們體內的繁殖。

但是,就蝙蝠來說,雖然蝙蝠飛行的時候體溫確實會比較高,但蝙蝠的大翅膀血管密佈,是絕佳的散熱裝置,很容易讓熱量散失,這也是為什麼蝙蝠休息時往往會像“披斗篷”一樣將翅膀裹在身上。而且,由於飛行相當消耗能量,蝙蝠也會減少活動進入休眠狀態,這時它們的體溫可能會降至與環境相仿,這種情況下難道病毒不會“乘虛而入”嗎?何況很多病毒其實沒有那麼怕熱,只靠體溫高來解釋蝙蝠的“百毒不侵”,說服力並不強。

掛在樹上休息的蝙蝠。

而最近,頂尖學術期刊《自然》發表一篇有意思的論文,提出了一個頗具新意的觀點:蝙蝠的超強免疫力,或許恰恰是因為它們會飛。

在這項研究中,為了更好地解釋蝙蝠免疫力的秘密,由浙江大學愛丁堡大學聯合學院的比較免疫學家亞倫·歐文(Aaron Irving)和德國森肯伯格研究所的進化遺傳學家邁克爾·希勒(Michael Hiller)共同領導的團隊利用先進的測序和分析技術,獲得了 10 種蝙蝠的基因組。他們隨即將結果與 10 種先前完成的蝙蝠基因組數據,以及另外 95 種其他哺乳動物的基因組進行了進一步比較。

比較發現,與其他哺乳動物相比,蝙蝠不僅有著更多的免疫相關基因,這些基因本身還出現了一些變化,幫助它們更好地識別病原體、調節炎症反應和應對病毒感染。

ISG15 的基因就是一個典型的例子,它在蝙蝠和人類中都存在。人類的 ISG15 基因就像一把雙刃劍,它一方面有助於對抗病毒,但另一方面,倘若人體出現嚴重感染,它會引起過於強烈的炎症反應,這反而可能帶來危險。

但蝙蝠的 ISG15 基因出現了恰到好處的變異——其中的一些變化能增強蝙蝠抗病毒的能力,另一些變化則使其更安全。研究作者指出,這使蝙蝠能有效阻斷病毒,而不會引發人類中常見的過度炎症。

假說:想飛要靠免疫力?

在漫漫進化長路上,蝙蝠是何時獲得這些免疫“超能力”的呢?時間往前回溯,研究人員發現與免疫基因相關的適應性變化,最早可以追溯到學會飛行的蝙蝠共同祖先。這個結果暗示蝙蝠的超凡免疫力,或許與飛行能力之間存在某種聯繫。

這個結論初看之下令人費解:難道要有強大的免疫力才能飛上天空嗎?可能還真是這樣。歐文教授認為,這或許是因為飛行對於蝙蝠的身體帶來極大的負擔。

飛行時,蝙蝠的心率可以長時間保持在每分鐘 1000 次。極端的新陳代謝會產生大量活性氧等有毒的副產物。為了應對這些“代謝垃圾”,蝙蝠祖先演化出飛行能力的同時,也同時演化出了強大的免疫調節能力。無心插柳之下,這些免疫能力讓它們能更好地耐受致命病毒感染。

當然,這項研究還有一些問題沒有回答。比如一些分子病毒學家指出,這個理論聽起來雖然很合理,但畢竟還只是停留在假說階段,很難去真正證實。另外,目前的一些結果仍需進一步的解釋,例如研究人員所選擇的不同種類的蝙蝠,雖然其 ISG15 基因帶有同樣的關鍵改變,但這些物種抑制病毒的能力卻依然存在差異,這表明某些蝙蝠物種里,還有一些其他免疫功能也在發揮作用,有待進一步探明。

值得一提的是,該研究的意義並不僅限於蝙蝠。由於研究人員挑選的蝙蝠物種大多攜帶有可能傳染給人類的病毒,理解蝙蝠對於病毒的抵抗力所在,不僅有望減少人畜共患疾病的發生和傳播,還可能為治療人類疾病帶來寶貴的見解,比如助力開發新藥,或是為調控人類免疫反應帶來啟發。這也將是科學家們未來的研究方向。