近年來，一些嚴重的病毒感染性疾病——SARS、MERS、Ebola、Marburg以及新近出現的新型冠狀病毒肺炎均起源於蝙蝠，這並非是巧合。2020年2月3日，美國加州大學伯克利分校的Cara E Brook和Mike Boots等研究團隊在eLife雜誌上發表了題為Accelerated viral dynamics in bat cell lines， with implications for zoonotic emergence的文章。

他們發現，一些蝙蝠（包括那些被認為是人類最初感染源的蝙蝠）具有特殊的抵禦病毒的免疫系統。蝙蝠會對感染的病毒迅速產生反應，並使病毒脫離細胞。蝙蝠對病毒強大的免疫反應反過來會促使病毒更快地複制，並增強病毒的傳染性。這種特性使得蝙蝠成為儲存高傳播性病毒的宿主庫。當病毒傳播到缺乏快速抵禦能力的哺乳動物（比如人類）體內時，病毒就會對其造成致命的傷害。

這項研究的第一作者、加州大學伯克利分校的博士後研究員Cara E。Brook認為：一些蝙蝠能夠產生強大的抗病毒反應，並利用抗炎反應與之相平衡。而人類的免疫系統在對抗病毒時會產生廣泛的炎症反應，蝙蝠的免疫系統巧妙地避免了這種威脅。

研究人員指出，如果破壞蝙蝠的棲息地，似乎會給它們帶來壓力，可能會使蝙蝠在唾液、尿液和糞便中釋放出更多的病毒，從而感染其他動物。Brook也指出，如果加劇對蝙蝠的棲息地的威脅，可能會增加人畜患病的發生率。

加州大學伯克利分校疾病生態學家Mike Boots認為：蝙蝠在儲存病毒方面很特殊。因為很多病毒都是來自蝙蝠，這並不是隨機的。蝙蝠與人類之間的聯繫並不密切，所以我們並不希望它們攜帶許多人類病毒。

研究人員表示，劇烈的體力活動和高代謝率會導致活性分子（主要是自由基）的積累，會對組織造成嚴重損傷。蝙蝠是唯一會飛行的哺乳動物。在飛行中，蝙蝠會提高其代謝率，使之達到體型相似的囓齒動物奔跑時的兩倍。但是為了能夠飛行，蝙蝠似乎已經進化出一種生理機制——可以有效地清除任何產生炎症的有害分子，這或許是蝙蝠長壽的原因。有些蝙蝠可以活40年，而同樣體型的囓齒動物可能就活2年。

這種對炎症的快速抑制可能還有另一個好處：抑制抗病毒免疫反應相關的炎症。

蝙蝠免疫系統的一個關鍵防禦機制是觸發式釋放乾擾素-a的信號分子，它告訴其他細胞在病毒入侵前“做好戰鬥準備”。

蝙蝠的免疫反應系統如何影響攜帶病毒的進化？蝙蝠攜帶的病毒的傳播為何會對人類具有致命性？

在該項研究中，Brook和Boots分別進行了體內實驗和體外實驗。

首先，Brook選取了兩隻蝙蝠和一隻猴子（作為對照）的細胞進行了實驗。埃及果蝠（Rousettus aegyptiacus） 是Marburg 病毒的天然宿主，它會在轉錄干擾素-a基因之前直接攻擊病毒，該宿主體內含有高濃度的干擾素。與埃及果蝠相比，澳洲黑狐（Pteropus alecto） —Hendra 病毒的宿主的免疫反應速度稍快，它利用轉錄的干擾素-a RNA對抗病毒感染。而非洲綠猴（Vero） 細胞系完全不會產生任何干擾素。

當埃博拉病毒和Marburg病毒入侵細胞時，這些細胞系的不同反應是令人驚訝的。綠猴細胞很快被病毒擊殺死；但由於乾擾素的早期預警，部分埃及果蝠細胞成功地將自己與病毒隔離開來。在澳洲黑狐細胞中，免疫反應更為成功，病毒感染的速度大大慢於埃及果蝠細胞系。此外，由於乾擾素的釋放，這些蝙蝠能夠延長感染持續時間。

Brook等人的研究表明，存活下來的細胞可以繁殖，為病毒提供新的攻擊目標，並在蝙蝠的整個生命週期中形成感染潛伏期。

於此同時，Brook和Boots建立了一個體外的蝙蝠免疫系統模型，並對他們的實驗進行建模。Brook指出，當具有強大的干擾素系統時，就會使細胞免受病毒感染，也會造成病毒在宿主體內持久存在。這會導致病毒具有更高的複制速度，但不會對宿主造成損害。但人類沒有這種抗病毒機制。

綜上，該項研究表明，擁有一個強大的干擾素系統將有助於這些病毒在宿主體內存活。在抵抗病毒的過程中，蝙蝠的免疫系統會很快產生干擾素-a，以進行早期預警，直接對病毒進行攻擊，這能夠顯著降低病毒濃度，避免細胞損傷。而蝙蝠產生的干擾素還具有長效的免疫能力，可以長期保護細胞免受感染。不過，這也會促使病毒的快速復制，並使病毒的傳染性增強。而人類缺乏這種快速的免疫保護機制和有效抵抗炎症的能力，因此當病毒傳播到人類時，會導致高致死率。

目前，Brook和Boots的研究團隊正在設計一個蝙蝠體內疾病進化模型，以便更好地了解病毒對其他動物和人類的感染。Brook認為，為了能夠預測病毒感染的出現和傳播，了解感染的軌跡是非常重要的。