Waarom we COVID-19 aan vleermuizen hebben te wijten (en waarom dat niet veel goeds voorspelt)

We weten dat het nieuwe coronavirus onstond in vleermuizen. Maar waarom vleermuizen? Waarom zijn ze zo’n broeinest van dodelijke ziekten? Vleermuizen zijn verantwoordelijk voor enkele van de meest angstaanjagende zoönotische virussen – virussen die zich van dieren op mensen hebben verspreid – in het recente geheugen. Ebola, SARS, Marburg, Hendra en Nipah zijn maar enkele die herleid zijn tot vleermuizen. En één enkele vleermuis kan veel verschillende virussen bevatten zonder ziek te worden.

Hun tolerantie voor virussen, die die van andere zoogdieren overtreft, is een van de vele onderscheidende eigenschappen van vleermuizen. Ze zijn de enige vliegende zoogdieren, ze verslinden enorme hoeveelheden ziekteverwekkende insecten en ze zijn essentieel voor de bestuiving van veel fruit, zoals bananen, avocado’s en mango’s.

Waarom ze zoveel virussen dragen en overleven, zou te maken hebben met het feit dat ze als zoogdieren kunnen vliegen, een evolutionaire aanpassing die hun immuunsysteem heeft veranderd. In wezen hebben sommige van dezelfde aanpassingen die vleermuizen in staat stellen te vliegen, hen ook voorzien van een hoogfunctionerend immuunsysteem. Die krachtige immuunrespons dwarsboomt binnenvallende virussen, waardoor ze zich sneller aanpassen dan bij andere gastheren. Dit veroorzaakt virussen die veel dodelijker zijn dan de ziekteverwekkers die in andere wezens voorkomen. Dus als een van die virussen naar mensen overspringt, zijn de gevolgen vaak alarmerend.

Het virus kan immers sneller repliceren in een vleermuishost zonder de vleermuis te beschadigen, maar wanneer het opduikt in iets dat het immuunsysteem van een vleermuis mist, is het extreem virulent. Eerdere studies hebben aangetoond dat bij vleermuizen meer zoönotische ziekten voorkomen dan in enige andere taxonomische orde. Ze hebben ook aangetoond dat het sterftecijfer bij mensen voor die ziekten hoger is dan bij virussen van andere dieren.

Vliegen is een dure affaire

Het was Cara Brook en haar collega’s van het Glaunsinger Lab aan de University of California in Berkeley die concludeerden dat het immuunsysteem van de vleermuis – en de meedogenloze virussen die het voortbrengt – bijwerkingen zijn van de manier waarop ze zich ontwikkelden om de lucht in te gaan.

Vliegen, zegt Brook, is vanuit fysiologisch standpunt een dure affaire. Om af te wijken van hun aardgebonden voorouders, moesten vleermuizen niet alleen vleugels ontwikkelen, maar ook een stofwisselingssnelheid die veel hoger is dan die van kleine landzoogdieren. Bij elk ander dier – vooral zo’n klein dier – zou dit ten koste gaan van een kortere levensduur, omdat verhoogde stofwisselingsniveaus meer celbeschadigende vrije radicalen produceren.

Maar vleermuizen hebben desalniettemin toch een relatief lange levensduur. Het lijkt erop dat ze het ultieme anti-verouderingsserum hebben gevonden via een reeks fysiologische routes die stress voor hun lichaam verminderen, DNA-schade herstellen en ontstekingen manipuleren, waardoor ze tot 40 jaar kunnen leven. Andere zoogdieren van vergelijkbare grootte leven misschien maar een paar jaar.

Interferon en de zwarte vliegende vos

Vleermuizen combineren deze evolutionaire trucs met een ander hulpmiddel: interferon-alfa. Het is een eiwit dat veel voorkomt bij immuunreacties van zoogdieren. Het dient om andere cellen in het hele lichaam te signaleren dat ze zichzelf moeten versterken tegen een dreigende aanval. Die immuunrespons, veroorzaakt door interferon, veroorzaakt ook een ontsteking, die het pijnlijke gevoel veroorzaakt dat vaak gepaard gaat met ziekte. Te veel ervan kan het menselijk lichaam ernstig beschadigen, maar omdat vleermuizen zijn aangepast om ontstekingen te minimaliseren, kunnen ze deze interferonreactie tot het uiterste nemen.

Een van de vleermuizen die Brook en haar collega-onderzoekers bestudeerden, was de Australische zwarte vliegende vos, die reserves van interferon heeft die voortdurend stand-by staan ​​om infecties te bestrijden. Dit zorgt voor een onmiddellijke, robuuste verdediging.

Hun robuuste afweer betekent dat vleermuiscellen zich effectief hebben afgeschermd van virussen. Maar dat betekent niet dat de virussen verdwijnen. In plaats daarvan blijven ze ‘hangen’ in de vleermuizen en repliceren ze aan een snelheid die niet wordt gezien bij andere soorten. En zo werden enkele van de zwaarste ziekten van onze tijd geboren.

Waarschuwing

Wetenschappers in China waren zich er terdege van bewust dat een uitbraak als de huidige van Covid-19 waarschijnlijk zou plaatsvinden. Ongeveer een jaar geleden publiceerde het team van de Chinese wetenschapster Shi Zhengli, het vleermuisvrouwtje dat al 16 jaar op coronavirussen jaagt, twee uitgebreide werken over coronavirussen. Op grond van haar eigen studies – waarvan er vele in vooraanstaande academische tijdschriften zijn gepubliceerd – en van andere studies zoals die van Brook, waarschuwden Shi en haar co-auteurs voor het risico van toekomstige uitbraken van door vleermuis overgedragen coronavirussen.

Vorig voorjaar schreef Shi in een artikel over vleermuiscoronavirussen dat ‘algemeen wordt aangenomen dat door vleermuizen overgedragen coronavirussen opnieuw zullen verschijnen om de volgende ziekte-uitbraak te veroorzaken.’ Ze voegde eraan toe: ‘In dit opzicht is China waarschijnlijk een hotspot.’ Dat was geen helderziendheid, maar conventionele wijsheid.

Knaagdieren, primaten en vogels dragen ook ziekten die kunnen overspringen en op mensen zijn overgesprongen; vleermuizen zijn in dat opzicht verre van alleen. Maar er zijn – los van hoe ze veel virussen dragen en kunnen overleven – andere redenen waarom ze zo vaak betrokken zijn geweest bij verschillende uitbraken van ziekten.

10 miljard vleermuizen en wij

Vleermuizen zijn talrijk en wijdverbreid. Er zijn er naar schatting 10 miljard op onze planeet. Ze maken een kwart van de zoogdiersoorten uit en leven op elk continent behalve Antarctica, vaak in de buurt van mensen en boerderijen. Ze leven ook vaak in enorme kolonies in grotten, waar drukke omstandigheden ideaal zijn om virussen aan elkaar door te geven. Het vermogen om te vliegen helpt hen bij het verspreiden van die virussen, en ook hun uitwerpselen kunnen ziekten verspreiden. Mensen in veel delen van de wereld eten bovendien vleermuizen en verkopen ze op markten voor levende dieren.

Een vleermuizengrot in de Filipijnen. Foto: Gregorio B. Dantes Jr./Pacific Press/Sipa USA

Met groeiende menselijke populaties die steeds meer de natuur in het wild binnendringen, met ongekende veranderingen in landgebruik, met dieren en vee die over landen en hun producten over de hele wereld worden vervoerd, en met een sterke toename van zowel binnenlandse als internationale reizen, zijn nieuwe uitbraken van ziekten van pandemische omvang een bijna wiskundige zekerheid.

Waarschuwing (2)

Deze week waarschuwde Shi Zhengli, de adjunct-directeur van het Wuhan Institute of Virology, dat nieuw ontdekte virussen ‘slechts het topje van de ijsberg’ zijn als het gaat om de potentiële bedreiging waarmee mensen worden geconfronteerd door infectieziekten.

Shi zei dat het werk van haar team heeft aangetoond dat andere coronavirussen een bedreiging kunnen vormen voor mensen. ‘De onbekende virussen die we hebben ontdekt, zijn eigenlijk slechts het topje van de ijsberg’, zei Shi, volgens een vertaling van CGTN. ‘Als we mensen willen beschermen tegen virussen of een tweede uitbraak van nieuwe infectieziekten willen voorkomen, moeten we van tevoren gaan leren over deze onbekende virussen die door wilde dieren in de natuur worden gedragen, en dan vroegtijdig waarschuwen. Deze virussen bestaan ​​in de natuur, of we het nu toegeven of niet. Als we ze niet bestuderen, zal er mogelijk een nieuwe uitbraak zijn en zouden we ze niet kennen.’

Gepolitiseerd

Het Wuhan Institute of Virology is het eerste laboratorium voor bioveiligheidsniveau 4 van China en bevindt zich in de stad waar het virus voor het eerst werd geïdentificeerd. President Donald Trump en staatssecretaris Mike Pompeo hebben beweerd dat het COVID-19-veroorzakende coronavirus uit het instituut is ontsnapt. Er is echter geen bewijs dat de bewering ondersteunt.

Het vleermuisvrouwtje reageerde voor het eerst daarop. ‘Ik denk dat het jammer is dat de wetenschap zo gepolitiseerd wordt. Onderzoek naar infectieziekten moet open en transparant zijn. Internationale samenwerking kan ons goede technische ondersteuning bieden voor deze nieuwe infectieziekten, die de hele mensheid dient. Zulk werk vereist wetenschappers van over de hele wereld, en regeringen moeten open, transparant en coöperatief zijn en samenwerken om sommige van deze nieuwe infectieziekten te voorkomen en te beheersen’

Shi zei dat wetenschappers uit alle verschillende vakgebieden nodig zijn om virussen te identificeren, van veld- en laboratoriumwerk tot degenen die modellen voor vroegtijdige waarschuwing produceren. ‘Een klein team kan dergelijk werk niet alleen doen’.