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港大發現似 MERS 新蝙蝠冠狀病毒 可不經中間宿主有效感染人類細胞 籲勿食野味、勿擾蝙蝠生態

2021/1/12 — 14:18

很多感染人類的冠狀病毒,例如引致武漢肺炎 (COVID-19) 的 SARS-CoV-2 、沙士 SARS-CoV-1 與中東呼吸綜合症 (MERS) 的 MERS-CoV 都相信源於蝙蝠,但學界一直不清楚蝙蝠冠狀病毒能否直接跨物種感染人類並傳播開去。

最新刊於《自然通訊》的港大研究首次發現一種與 MERS-CoV 相關的蝙蝠冠狀病毒可在人類結腸腺癌細胞有效複製,換言之,蝙蝠冠狀病毒有能力跳過中間宿主,直接感染人類,或會造成另一次冠狀病毒疫情大爆發。

該研究由港大剛離任的微生學系系主任的劉嘉珮教授與另一前系主任胡釗逸教授共同領導,團隊從扁顱蝠 (Tylonycteris pachypus) 成功抽離冠狀病毒 Tylonycteris-batCoV-HKU4 (Ty-batCoV HKU4)  ,並將之在人體細胞與小鼠中測試。

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扁顱蝠是其中一種最小型的哺乳類動物,只與蜜蜂差不多大;幼蝠會生在竹中,故俗稱竹蝠。扁顱蝠主要分佈於東南亞熱帶森林,在中國則多見於廣西、貴州、廣東、雲南等地。扁顱蝠會以蒼蠅、甲蟲等昆蟲為食。

有港大醫學院研究員向《立場新聞》表示,主流蝙蝠冠狀病毒株系過去一直因種種原因難以分離,例如病毒本身在細胞外脆弱很快失活,因此是次研究相當重要;而跟據活病毒研究,學者才可調查到其毒性、病理與傳染性,跟非活病毒研究完全不同。

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病毒能有效感染人類細胞 感染方式與 MERS 相似

團隊發現,病毒可在人類結腸腺癌細胞 (Caco-2) 有效複製,並可透過人類二肽基肽酶-4 (human Dipeptidyl peptidase-4, hDPP4) 作為入侵細胞的工具; hDPP4 同樣是 MERS-CoV 感染細胞的主要途徑,但 Ty-batCoV HKU4 與 hDPP4 的結合力低於 MERS-CoV 。Caco-2 細胞屬最能吸收營養及毒素的細胞,最早於 1977 年由一名 72 歲白人男性結腸腺癌患者分離出來。

然而,該病毒在實驗室培養的呼吸道上皮細胞中缺乏複製能力,可能表明其對人類呼吸道的適應性有限。這與可以同時感染上呼吸道和下呼吸道細胞的 MERS-CoV 相反。

小鼠模型顯示傳播力低 除非有迅速演化

為了解 Ty-batCoV HKU4 在體內感染情況,團隊將病毒打入已植入 hDPP4 基因小鼠鼻腔。小鼠其後出現自限性感染 (self limiting infection) ,並分別在感染後第 4 天和第 14 天在肺部和大腦中檢測到最高的病毒載量,受感染的組織中也觀察到淋巴細胞發炎。

團隊指, Ty-BatCoV HKU4 感染與抗病毒細胞因子的抑制以及肺和腦組織中不同促炎細胞因子和趨化因子激活有關。

不過團隊無法在小鼠中傳播 Ty-BatCoV HKU4 ,代表病毒即使感染人類,傳播效率可能頗低,除非該病毒能夠在人類感染後迅速演化。

雖然,現時未確定 MERS-CoV 的起源就是來自蝙蝠,但港大研究結果表明, MERS-CoV 可能是由有密切關係的蝙蝠冠狀病毒演變而來。團隊又警告,多種感染人類的冠狀病毒相信都來自蝙蝠,公眾應要意識到蝙蝠冠狀病毒的出現和引起人類之間傳染病大流行的潛力,並應避免干擾蝙蝠的生態和食用這類野生動物。

報告:
Lau, S.K.P., Fan, R.Y.Y., Zhu, L. & et al. (2021). Isolation of MERS-related coronavirus from lesser bamboo bats that uses DPP4 and infects human-DPP4-transgenic mice. Nat Commun 12, 216. doi: 10.1038/s41467-020-20458-9

文/Alan Chiu

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