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臺灣蝙蝠族群中冠狀病毒的感染研究

蝙蝠在高體溫的情況下,免疫系統維持活化並抑制病毒複製,維持少量病毒於體內且無過度發炎反應的微妙平衡,讓蝙蝠成為許多新興疾病病毒的自然宿主。中原大學生物科技系陳怡寧副教授研究團隊,致力於研究臺灣蝙蝠族群感染冠狀病毒的狀況,以及蝙蝠冠狀病毒的跨物種感染機制。
 
 
與病毒共存的蝙蝠
 
當路燈隨夜幕低垂而亮起,一般人不太注意的蝙蝠開始活躍了起來,牠們環繞路燈周圍,捕捉被燈光吸引過來的昆蟲以大快朵頤。一隻蝙蝠一個晚上可以吃掉總重達體重一半的昆蟲,對維持人類生活品質、控制病媒蚊及農業害蟲非常重要。
 
蝙蝠在夜間活動,不容易被觀察,自然也難以成為動物星球頻道的主角。但除了南極和少數島嶼外,全世界都有蝙蝠的分布,共有超過1400種蝙蝠,種類數量僅次於包括老鼠的齧齒類動物。
 
蝙蝠的特性。(圖/沈佩泠繪)
▲蝙蝠的特性。(圖/沈佩泠繪)
 
不過蝙蝠最厲害的地方是,身為唯一會飛的哺乳動物。為了產生足夠的能量來飛行,蝙蝠需要提高比休息時高出十幾倍的生理代謝速率,也因此讓蝙蝠的體溫升高到攝氏39-41度,和人類發燒時的溫度相近。當體溫升高時,不只病毒的複製會受到抑制,生物的免疫系統也會被活化,所以蝙蝠在體溫提高的情況下,可以維持免疫細胞的活性,快速偵測到病毒的感染以抑制病毒複製,同時又不會產生過度激烈的免疫反應而導致症狀及疾病1。這種維持少量病毒於體內且無過度發炎反應的微妙平衡,就讓蝙蝠成為許多新興疾病病毒的自然宿主,包括嚴重急性呼吸道症候群(SARS)冠狀病毒,立百(Nipah)病毒和包含狂犬病病毒的麗沙病毒2
 
臺灣的蝙蝠研究
 
為了瞭解臺灣蝙蝠族群感染冠狀病毒的狀況,中原大學生物科技系陳怡寧副教授研究團隊從2013年起,連續7年到全臺各地捕捉蝙蝠,進行生物體測量及採樣後,直接原地放回。臺灣有37種蝙蝠,其中13種屬於臺灣特有種,團隊目前已收集到其中30種蝙蝠的樣本。
 
研究人員在林道中設置豎琴網捕捉蝙蝠。(圖/陳怡寧提供)
▲研究人員在林道中設置豎琴網捕捉蝙蝠。(圖/陳怡寧提供)
 
接著,陳怡寧團隊以分子生物學的檢測方法,在11種蝙蝠中發現6種蝙蝠冠狀病毒:高頭蝠冠狀病毒512、摺翅蝠冠狀病毒1A、蹄鼻蝠冠狀病毒HKU2、家蝠冠狀病毒HKU5、蹄鼻蝠類SARS冠狀病毒,以及棕蝠類MERS冠狀病毒。後兩種病毒與感染人類的SARS及MERS冠狀病毒的基因序列很接近,但有10-15%的差異,使得蝙蝠病毒無法使用人類細胞表面的受體感染人類,所以臺灣蝙蝠族群攜帶的冠狀病毒都不會感染人類3
 
生物個體在被病毒感染後會產生特異性的抗體。實驗室製備的冠狀病毒蛋白質可以用來偵測血液中這些特異性抗體的存在,即可了解蝙蝠冠狀病毒是否能感染不同的動物物種或人類。高頭蝠冠狀病毒512的特異性抗體可分別在三種蝙蝠的血液中測出,進一步的細胞感染實驗也發現高頭蝠冠狀病毒512可以感染來自不同動物物種的細胞,顯示此病毒具有跨物種感染的潛力4、5,必須進一步針對蝙蝠冠狀病毒的跨物種感染機制進行研究,才能提供更多資訊,以協助建立蝙蝠傳播疾病的防治政策。
 
若需要與野生蝙蝠接觸,必須穿戴口罩、手套、頭盔等保護裝備,避免徒手接觸。圖為姬管鼻蝠。(圖/陳怡寧提供)
▲若需要與野生蝙蝠接觸,必須穿戴口罩、手套、頭盔等保護裝備,避免徒手接觸。圖為姬管鼻蝠。(圖/陳怡寧提供)
 
與蝙蝠保持距離,對彼此都好
 
雖然蝙蝠會攜帶許多新興疾病病毒,但牠們也不是百毒不侵。像造成白鼻病的真菌(Pseudogymnoascus destructans),就已經在北美造成數百萬隻蝙蝠的死亡,甚至造成多處洞穴的蝙蝠瀕臨絕種。而許多研究學者相信正是人類在不同蝙蝠洞穴的活動,才造成致命真菌的傳播6。正如同人類開發環境、推動生態旅遊、採集自然資源等活動,侵入蝙蝠的野外棲息地後,讓原本只存在於蝙蝠族群的蝙蝠病毒有機會接觸到人類,演變成導致人類疾病大流行的新興疾病病毒。兩種情形受害者剛好相反,但卻都是人類活動所造成。
 
因此,保持與野生蝙蝠的距離,是保護人類及蝙蝠健康的最佳方法。若需要與野生蝙蝠接觸,必須穿戴口罩、手套、頭盔等保護裝備,並在進入蝙蝠洞前及離開後都要消毒。在5-8月蝙蝠哺育季節時,常會有幼蝠或母蝠掉落樹下,這時不要徒手去接觸蝙蝠,要穿戴手套或以毛巾、塑膠袋等間接撿拾蝙蝠,可先將蝙蝠放在附近的樹幹上,在沒有干擾的情況下,母蝠會將掉落的幼蝠撿回照顧。若沒有母蝠拾回或有明顯外傷,應聯絡受過訓練的專業人士接手照顧處理,如台灣蝙蝠學會
 
若野外蝙蝠有明顯外傷,應聯絡受過訓練的專業人士接手照顧處理,如台灣蝙蝠學會。圖為高頭蝠。(圖/陳怡寧提供)
▲若野外蝙蝠有明顯外傷,應聯絡受過訓練的專業人士接手照顧處理,如台灣蝙蝠學會。圖為高頭蝠。(圖/陳怡寧提供)
 
以農立國的華人自古即把蝙蝠視為吉祥物,認為五福(蝠)臨門,且有蝙蝠捕食昆蟲可大量提升農業產值,又能降低病媒蚊及昆蟲造成的疾病,因此在廟宇常可看到蝙蝠的裝飾。我們應該向老祖宗學習與蝙蝠共存之道,了解牠們雖然會攜帶各種病毒,但在小心接觸、保持距離及維持良好個人衛生習慣下,蝙蝠絕對是人類不可或缺的好福星。
 
參考資料
1. O’Shea TJ, et al. Bat flight and zoonotic viruses. Emerg Infec Dis 2014, 20, 741-745. 
2. Lin-Fa Wang, Danielle EAnderson. Viruses in bats and potential spillover to animals and humans. Current Opinion in Virology, 2019, 34, 79-89.
3. Chen YN, et al. Detection of the severe acute respiratory syndrome-related coronavirus and Alphacoronavirus in the bat population of Taiwan. Zoonoses Public Health 2016, 63, 608-615.
4. Chen YN, et al. Detection of specific antibodies to the nucleocapsid protein fragments of severe acute respiratory syndrome-coronavirus and Scotophilus bat coronavirus-512 in three insectivorous bat species. Taiwan Vet. J. 2018, 44, 179-188.
5. Chen YN, et al. Entry of Scotophilus bat CoV-512 and severe acute respiratory syndrome coronavirus in human and multiple animal cells. Pathogens 2019, 8, 259-280.
6. Meyer AD, Stevens DF, Blackwood JC. Predicting bat colony survival under controls targeting multiple transmission routes of White-Nose syndrome. J Thero Biol 2016, 409, 60-69.
 
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