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埃博拉病毒和蝙蝠之间的军备竞赛已经发生了数百万年

2019-02-11 09:47:54 • 来源：

根据阿尔伯特爱因斯坦医学院，科罗拉多大学博尔德分校(CU-Boulder)的研究人员和研究人员所做的一项研究，埃博拉病毒和蝙蝠一直在为至少2500万年前开始的分子生存而战。美国陆军传染病医学研究所(USAMRIID)今天在线发表在eLife杂志上。这些发现揭示了生物学因素，这些生物因素决定了哪些蝙蝠物种可能在人类暴发之间携带病毒以及蝙蝠如何将病毒传播给人类。

埃博拉病毒和蝙蝠之间的军备竞赛已经发生了数百万年

“我们从之前的研究中了解到埃博拉病毒通过将其表面糖蛋白附着到称为NPC1 的宿主细胞受体来感染宿主细胞，”研究联合负责人Kartik Chandran博士说，他是微生物学和免疫学副教授，哈罗德和Muriel Block爱因斯坦病毒学系学者。“在这里，我们展示了蝙蝠是如何进化以抵抗埃博拉病毒感染的，以及这种病毒如何进化以克服这种抵抗力。” 其他研究的共同领导者是Sara Sawyer，博士，CU-Boulder分子，细胞和发育生物学副教授，以及USAMRIID病毒免疫学分部主任John Dye博士。

当人们接触携带埃博拉病毒的野生动物(丝状病毒家族成员)时，人们开始认识到人类中爆发的埃博拉病毒病。“与艾滋病毒或流感病毒不同，埃博拉病毒在暴发之间隐藏在一个未知的天然水库中，”Dye博士说。先前的研究指出某些类型的蝙蝠是可能的病毒库，但对于埃博拉病毒如何与其假定的水库宿主相互作用知之甚少。

为了解更多信息，Chandran博士及其同事将四种类型的非洲蝙蝠(其中两种先前与埃博拉相关)的细胞暴露于几种病毒，包括埃博拉病毒。只有一种蝙蝠的细胞证实对埃博拉病毒感染有抵抗力：非洲稻草色果蝠，它通常在西非猎食丛林肉并长距离迁徙。

“我们将这种抗性定位于该蝙蝠NPC1基因的单个氨基酸变化，”Chandran博士说。“这种微小的变化阻止了埃博拉与NPC1受体的结合。” 因此，非洲稻草色水果蝙蝠 - 在最近的西非流行病中被怀疑为埃博拉病毒库 - 可能无罪。

但那只是故事的一半。研究人员表明，埃博拉表面糖蛋白的单一氨基酸变化可以克服非洲稻草色果蝠细胞对感染的抵抗力。这些发现暗示了一种方式，即丝状病毒可以进化以更好地感染具有不太理想的受体的宿主。“在这种类型的蝙蝠细胞中，埃博拉病毒似乎存在较低的障碍，”Sawyer博士说。“人们不禁要问，为什么没有发生这种情况。”

有趣的是，一些非埃博拉病毒能够感染所有测试类型的蝙蝠细胞，包括非洲稻草色果蝠。“这些病毒已经发生氨基酸变化，使突变的埃博拉病毒感染了稻草色的果蝠细胞，因此他们没有任何问题与不同的NPC1受体结合，”Chandran博士说。作者提出，某些丝状病毒的糖蛋白序列中的这种遗传变化可能已经进化以抵消其蝙蝠宿主的NPC1序列的变化。

研究小组随后对13种蝙蝠物种中的NPC1进行了遗传分析。他们发现埃博拉病毒附着的NPC1受体部分在蝙蝠中迅速发展 - 比人类和其他灵长类动物更快。研究人员总结说，这种快速发展很可能是由蝙蝠和丝状病毒之间的长期共同进化“军备竞赛”驱动的。多久?“我们发现，一种来自丝状病毒的基因片段至少在2500万年前就进入了一些蝙蝠基因组，”Chandran博士说。这几乎是蝙蝠被认为暴露于丝状病毒的时间的两倍。

“确定埃博拉病毒的潜在动物宿主将为未来的公共卫生预防和应对计划提供重要指南，”Dye博士说。

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