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“温和”疾病暗藏杀机

【来源/作者】北纳创联生物技术研究院 【更新日期】2015-2-11 9:36:06

疟疾不会让大苇莺失去繁殖后代的能力,却会减少它们的寿命以及繁殖的幼鸟数量。

疟疾是人类的灾祸之一,但许多鸟儿对它似乎不屑一顾。尽管会长期感染疟原虫,但它们的行为似乎并未受到影响,绝大多数还会像没有感染的鸟一样繁育后代。这不仅对鸟类学家,而且对进化生物学家来说都是个谜,后者一直认为疟原虫不可避免地会对健康产生负面影响。

然而,鸟感染疟疾仍保持健康的观点已被证明仅是存在欺骗性的表面现象。根据对瑞士南部大苇莺30年来的研究资料,研究人员在《科学》上报告称,长期感染疟疾会严重缩短这种鸟儿的生命。分析还揭示了一种可能的解释:被感染鸟类的血红细胞拥有较短的DNA端粒延伸,这些端粒覆盖在染色体末端,并在细胞分化时保护它们。在很多物种中,较短的染色体端粒与衰老和短寿存在相关性。

美国明尼苏达州立大学进化生物学家Marlene Zuk表示,这项研究对以往所认为的“良性寄生虫”作出了盖棺定论。尽管目前尚不明确疟疾感染如何影响端粒的长度,该研究已引起研究人员对其他具有类似负面作用的温和慢性感染病对其他动物、甚至是人类产生的潜在影响的重视。

进化生物学家一个多世纪以来一直在争论无症状疾病对健康以及生殖的长期负面效应。然而,要从影响一种野生动物繁殖能力的众多变量因素中找出一种疾病的影响,问题非常棘手。英国牛津大学进化生态学家Ben Sheldon说,这个问题又受到多数野生动物研究取样范围过小的限制,从而变得更加复杂。

1983年,瑞典隆德大学两名生物专业的学生Dennis Hasselquist和Staffan Bensch开始收集栖息在Kvismaren湖畔的大苇莺资料。上百只棕白相间、声音嘹亮的大苇莺每到夏天就会来到那里的湖畔繁殖生育,很多鸟会回到它们出生时的筑巢区。现在,已经在隆德大学担任教授的Bensch和Hasselquist仍然会在湖边度夏,和同事一起追踪有哪些大苇莺返回、哪只与哪只交配以及每只鸟繁育了多少后代等。科学家还采集了幼鸟和成鸟的血液样本。

大约有40%的回归筑巢的鸟在它们的过冬地点——撒哈拉以南的非洲感染了一种或是多种疟原虫,经过最初的敏感期之后——这个阶段它们会感到乏力、反应迟钝、缺乏食欲,幸存下来的鸟会恢复正常,但依然处于感染状态,血液中携带着少量疟原虫,但很多鸟似乎并未受到这种状态的影响。比如,在一项持续了17年的研究中,研究团队发现感染的鸟和未感染的鸟在随后一年的繁殖和生活中没有明显区别。

然而,科研人员发现了端粒的线索。Bensch研究团队的博士Muhammad Asghar近期利用PCR技术测量了大苇莺血液样本中的端粒长度。“一些让人兴奋的模式开始出现。”Bensch说,感染疟原虫的鸟拥有更短的端粒,而严重感染的鸟表现出明显的端粒缺失。

这可能是因为端粒较短的鸟更容易受疟疾影响。在此前一项研究中,该研究团队有意让一些捕获的大苇莺感染疟疾。通过检查这些鸟的血液,研究人员发现感染会直接导致端粒缩短。“把比较和实验结果综合在一起,可以得出非常具有说服力的结果。”华盛顿特区史密森学会国家动物园进化遗传学家Robert Fleischer说。

湖畔的跟踪研究表明,感染会缩短大苇莺血液细胞中的端粒,并让它们的寿命减少1年左右。同时,还会不知不觉地影响它们的繁殖。总体来看,未受感染的鸟平均寿命为2.5年,繁殖的幼鸟超过8只。而感染的鸟平均寿命为1.6年,繁育的后代平均仅有4只。Hasselquist表示,这是超出研究人员预料之外的“另一种代价”。

目前,尚不清楚端粒缩短是由于感染疟疾的鸟必须制造额外血红细胞造成的——每次细胞分化会让端粒明显缩短,还是只是鸟类为了抵抗感染产生的普遍应答。但文章作者和其他研究人员表示,非常有必要进一步研究鸟类以及其他动物的慢性感染现象,甚至是感染无症状疟疾的人类。“或许我们一直以来低估了这些‘温和’的疾病。

Hasselquist 说,“就像疱疹病毒一样,有人已经感染,却并未感到受其影响。但潜在的风险是它们可能存在长期隐患。”

【关键词】疟疾 疟原虫 北京标准物质网

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