拥有古老血统的蝙蝠,何以成为新兴病毒带原之王?

或许是没有什么好答案,不过已经有人努力投入,想找出解答。我向世界各地的新兴疾病专家提出了相同问题──为什么是蝙蝠?其中一位是著名的病毒学家查尔斯.卡利什(Charles H. Calisher),他最近才从科罗拉多州立大学(Colorado StateUniversity)微生物学教授一职退休下来。

拥有古老血统的蝙蝠,何以成为新兴病毒带原之王?

卡利什乔出身治城大学医学院(Georgetown University School ofMedicine),一九六四年拿到博士学位。他逐渐巩固学术地位,靠的是典型的实验台病毒学研究,也就是培养活的病毒,采实验手法把它们导入小鼠和培养细胞里,拍成电子显微镜照片来检视,设想出该把它们摆在病毒系统树的哪个位置──也正是卡尔.约翰逊当初研究马丘波病毒时做过的那些工作,而且还可以追溯到早于约翰逊的芬纳和伯内特,以及更早的其他学者。卡利什的事业生涯,包括长时期在疾病控制与预防中心和各学术岗位工作,期间他曾经专注研究由节肢类媒介传染的病毒(好比西尼罗病毒、登革病毒和拉克罗斯〔LaCrosse〕病毒,全都由蚊子媒介传染)以及啮齿类媒介传染的病毒(最抢眼的有汉他病毒)。身为一位钻研病毒的科学家,投入四十多年探究它们在病媒和储存宿主体内的状况,却从来没有特别着眼翼手目动物,最后他终于也想要深入了解:为什么这么多新病毒,都从蝙蝠传出来?

卡利什是个矮个子,眼神带着一丝狡黠,整个专业界都熟知,他这个人学识渊博,具有尖刻的幽默感,作风直率,蔑视浮夸习性,还有宽宏大量(倘若你有幸能看透他的强硬外表)。我们那次见面,还没进入严肃话题,他坚持先请我到科林斯堡一家很受欢迎的越南餐馆吃顿午餐。他身着渔人毛衣、斜纹棉布裤,脚上穿一双健行靴。饭后我尾随他的红色小货卡,回到科罗拉多州立大学一处实验室综合大楼,那里他还有几项进行中的计划。他从恒温箱取出一个细胞培养瓶,摆在显微镜下,对好焦距,然后说,看这里:拉克罗斯病毒。我看到桃红色培养基里面的猴子细胞,正遭受某种极小事物的攻击,那种东西纤小得只能从它造成的损害才分辨得出。世界各地人士──医师、兽医──都把组织样本送来给他,卡利什解释道,他们希望他能从那些检体培养出病毒并鉴定种类。好的。这种事项已经成为他的终生职志,尤其是啮齿动物体内的汉他病毒相关课题。接着来了这趟偏离正题的蝙蝠研究。

我们一起前往他的办公室,由于他已经慢慢接近退休,办公室就快要清空了,里面只剩一张办公桌、两张椅子、一台电脑和几个箱子。他坐下向后斜靠,靴子搭上办公桌,开始聊起以节肢动物为媒介的病毒、疾病控制与预防中心、啮齿类体内的汉他病毒、拉克罗斯病毒、蚊子,还有一群志同道合人士组成的一个洛矶山病毒学俱乐部(Rocky Mountain VirologyClub)。他谈的话题很广,不过他知道我的兴趣所在,因此又绕回到大约六年之前,讲起他和一位同事一次影响深远的谈话。就那次谈话之前不久,新闻才刚透露,冠状病毒新杀手SARS已经追溯至中国的一种蝙蝠。那位同事名叫凯瑟琳.霍姆斯(Kathryn V.Holmes),专研冠状病毒和它们的分子结构,她在丹佛(Denver)的科罗拉多大学健康科学中心(University of Colorado Health Sciences Center)服务,从科林斯堡开车向南不久就到了。卡利什以他特有的生动方式,对我讲述那段情节,还传神道出当时的对话内容:

「我们一定要写一篇评论文章,谈谈蝙蝠和它们的病毒,」他告诉霍姆斯。「这种蝙蝠冠状病毒实在非常有趣。」

她似乎也很感兴趣,却稍显迟疑。「我们该写进哪些题材?」

「嗯,就这里一些,那里一点,也写点其他的,」卡利什说得含糊不清。他的构想还在脑中酝酿。「也许可以写免疫学吧。」

「我们对免疫学有什么了解?」

卡利什:「免疫学我懂个屁。我们去问问东尼。」

东尼.尚茨(Tony Schountz)也是位专业界朋友,他是免疫学家,当时在格里利(Greeley)北科罗拉多大学(University of NorthernColorado)服务,研究人类和小鼠对汉他病毒的反应。那时尚茨和卡利什同样都不曾研究过翼手目动物。不过他是个年轻魁梧的家伙,当过运动员,大学时打过棒球,担任捕手。

「东尼,你对蝙蝠(bats)了解多少?」

尚茨以为卡利什指的是棒球棒。「那是梣木做的。」

「醒醒,东尼!我是说蝙蝠。」一边做出拍翅动作。显然和职棒球星乔.狄马乔(Joe DiMaggio)的姿势不同。

「喔。啊,一窍不通。」

「你有没有读过蝙蝠免疫学方面的东西?」

「没有。」

拥有古老血统的蝙蝠,何以成为新兴病毒带原之王?

「你有没有看过谈蝙蝠免疫学的论文?」

「没有。」

卡利什也没有──只知道如何寻找能确认感染的抗体,超出这个层级之外的,什么都没有。似乎还没有人探讨翼手目免疫系统如何反应的更深入问题。「所以我才对凯瑟琳说了:『我们来写一篇评论文章吧,』」卡利什告诉我。「东尼说:『你疯了不成?我们根本什么都不知道。』」

「嗯,她什么都不知道,你什么都不知道,我也什么都不知道。这太好了。我们完全没有偏见。」

「偏见?」尚茨答道。「我们完全没有数据!」

「我说:『东尼,那也挡不了我们吧。』」

科学工作就这样开始。不过卡利什和他的两位伙伴并不打算卖弄自己的无知。他提议,如果我们对这个课题或那个领域一无所知,那就去找个懂得的人。他们找来了耶鲁大学医学院(Yale School of Medicine)的流行病学家暨狂犬病专家:詹姆斯.柴尔兹(James E.Childs),他是卡利什在疾病控制与预防中心工作时认识的老朋友,还有澳大利亚动物生态学家:休姆.菲尔德,这时已经到处见得到他的身影。接着这支彼此专业互补短长,全然不带丝毫偏见的五人团队,写出了一篇涉猎范围广泛的长篇论文。

蝙蝠的古老血统,让它们与病毒的关系良好?

好几位期刊编辑都表示有兴趣刊登,不过希望能裁减篇幅。卡利什拒绝了。最后文章终于原封不动刊载在一份涵括范围比较宽广的期刊,篇名是:〈蝙蝠:新兴病毒的重要储存宿主〉(Bats: Important Reservoir Hosts of EmergingViruses)。那是一篇评论文章,一如卡利什当初的设想,意思是五位作者并没有声称自己提出原创研究;他们只概述先前的研究成果,把不同结果汇总在一起(包括其他人提供的未发表数据),期能凸显出某种比较宏观的模式。结果证明,这样的贡献来得正是时候。那篇论文提出了丰富的事实和观点概述──还有缺乏事实论证的指导性问题。其他疾病科学家也注意到了。「突然之间,」卡利什告诉我:「电话响个不停。」他们收到了好几百个,说不定好几千个人来索取抽印本,于是他们的〈蝙蝠:重要储存宿主〉论文也以PDF档案格式传送给全世界各地的同行。所有人都想认识──起码那个专业领域的所有人都想知道──这类新病毒和它们的翼手目动物藏身处所。是的,蝙蝠到底是想干什么?

论文提出了好几个醒目要点,第一点让我们从正确角度来审视其他观点:蝙蝠有许许多多种类。翼手目(「以手为翼」的一群动物)计含一千一百一十六种,占了所有已知哺乳类物种的四分之一。再讲一遍:每四种哺乳动物当中,就有一种是蝙蝠。这种多样性或许也暗示,蝙蝠庇护的病毒比例,并不高于其他哺乳动物;实际上它们的病毒负荷量,有可能和它们贡献的哺乳类多样性成正比,只是表面上看起来似乎高得令人吃惊。它们的病毒对物种比值,或许并不比其他哺乳类动物的比值更高。

话说回来,也说不定是比较高。卡利什和合作伙伴投入研究,追查这种可能性背后的理由。

除了样式繁多之外,蝙蝠数量还非常庞大,而且非常喜欢群居。许多种类都大群集结共同栖息,每群都可能包含数百万只,挤在狭窄的空间。它们还是血统非常古老的类群,大概在五千万年以前已经演化出与现今相似的外型。它们的古老血统,让病毒和蝙蝠能够建立起延续久远的关系,而这种亲密的关联性,或许也促使病毒演化出多样化型式。当一支蝙蝠世系分化出两个新的物种,它们携带的病毒,也或许可以随着它们分化,结果不只生成了更多种蝙蝠,还产生出更多种病毒。再者,尽管许多较年长蝙蝠都生成免疫力,不过或许由于它们数量繁多,栖息或休眠时也都聚集在一起,更有利于病毒在这些族群当中存续下来。还记得「临界群落规模」概念吗?记得在拥有五十万或更多居民的都市当中循环流行的麻疹吗?蝙蝠大概比其他多数哺乳动物都更稳定符合临界群落规模标准。它们的群落往往都十分庞大,一般常见的也都不小,能稳定产出很多易受感染的新生蝙蝠,提供病毒感染,让它们存续下来。

这种情节有个假设,每只蝙蝠只短暂受病毒感染,康复之后就终身免疫,就像人类感染麻疹的情况。另一种情节则称,病毒有办法引发长期的慢性传染病,让一只蝙蝠染病数月甚或数年。若是感染能够持续,那么蝙蝠的平均寿命较长,对病毒就非常有利。有些较小型的食虫蝙蝠能活二十年或二十五年。倘若蝙蝠受了感染并四处散布病毒,那么这般长寿,就能大幅提高病毒在这段岁月散布给其他蝙蝠的加总机会。依照数学家所用的语言:R0值随长期受感染蝙蝠的寿命拉长而提高。而各位也知道,R0较大,始终对病原体较有利。

飞行、群居习惯加速病毒传播

亲近的群居关系也带来好处,许多种蝙蝠似乎都喜欢挤在一起,起码当它们休眠或停栖时总爱这样。就以卡尔斯巴德洞窟(Carlsbad Caverns)的墨西哥游离尾蝠(Mexican free-tailedbat)为例,它们在每平方英尺范围内能挤进约三百只,恐怕连实验室里过载鼠笼中的老鼠都会受不了。倘若病毒能经由直接接触、体液或细微飞沫来传染,那么这样拥挤的情况就会提高传染机率。卡利什的团队指出,在卡尔斯巴德洞窟那种情况下,已知就连狂犬病也曾经出现空气传播的事例。

谈到空气传播:蝙蝠有个非同小可的特点,它能飞。一只果蝠每晚外出觅食都有可能飞上好几十英里远,每季还可能在不同栖息位置之间移动好几百英里。有些食虫维生的蝙蝠还长途迁徙,夏冬栖地相隔距离远达八百英里。啮齿类动物不会这样旅行,较大型哺乳动物能这样旅行的也不多。再者,蝙蝠不只做二维运动,它们能在三维空间跨越地形;它们能向上高飞,向下俯冲,还在中间高度巡航,它们栖居的空间容积远比多数动物都更宽广。它们现身范围的广度和深度都很大。这会不会提高它们(以及它们身上的病毒)和人类接触的可能性?或许吧。

此外还有蝙蝠的免疫学。就这方面大家所知都很有限,即便有了尚茨这样的协同作者,卡利什的团队对于这道课题依然只能小心谨慎点到为止,他们主要是提出了几个问题:可不可能是由于,蝙蝠冬眠时得承受寒冷天候,压抑了它们的免疫反应,病毒才得以在蝙蝠血液中存续?可不可能是由于,本该中和病毒的抗体,在蝙蝠体内的存续时间,不如在其他哺乳动物体内的时间那么长?和蝙蝠的悠久血统有关吗?是不是由于它们那个支系和其他哺乳类太早分家,在演化作用把哺乳类型的免疫系统焠炼成类似啮齿类和灵长类那般精妙的水平之前,蝙蝠就先分化出去了?蝙蝠是不是有不同的免疫反应「设定点」,让病毒得以任意复制,只要不对宿主造成任何损害就行?

根据卡利什的团体所述,这些问题必须等到新的研究得出新的数据,才有办法解答。单凭分子遗传学的简练工具和方法,光是运用电脑软件来比较DNA或RNA的核苷酸碱基冗长序列,绝对得不出答案。他们写道:

重视(有时是完全重视)核苷酸序列特性,却轻忽病毒特性的现象,引领我们踏上一条欢乐芳草路,却不再眷顾可供研究的真正病毒。

拥有古老血统的蝙蝠,何以成为新兴病毒带原之王?

那篇论文是一次协力合作的成果,语句措词却就像卡利什的风格。文章的大意是:哈啰,各位在吗?我们必须用老式的做法来培养这类致病原,要想了解它们怎样运作,我们就必须观察活生生的致病原。论文还说,否则的话,「我们就只能等着人畜共通型病毒爆出下一波惨烈疫情。」

原创文章,作者:网文在线,如若转载,请注明出处:https://www.doulook.com/36008.html