COVID-19疫情暴發(fā)以來，新冠肺炎患者康復后PCR檢測又呈現(xiàn)陽性，表明其再次被感染或久治不愈的現(xiàn)象被廣泛報道，然而這些患者通常不具有傳染性，可能為“復陽”而非“再感染”，其機制至今仍未闡明清楚。
2020年12月13日，麻省理工學院(MIT)的Rudolf Jaenisch在bioRxiv上發(fā)表了一篇名為“SARS-CoV-2 RNA reverse-transcribed and integrated into the human genome”的論文，該論文給出了一種新的線索：SARS-CoV-2 RNA可以逆轉錄并整合到人類基因組，整合基因序列的轉錄可能是PCR檢測陽性的原因。盡管，這項研究引用了所公布的感染SARS-CoV-2的人基因序列來證實整合的發(fā)生，但是，目前的研究仍只是在實驗室培養(yǎng)皿中發(fā)現(xiàn)了這種整合，這并不意味著SARS-CoV-2會像HIV那樣在人類細胞中建立永久的遺傳性駐留，從而不斷產生新的拷貝。
一些科學家對這項新工作的重要性及其與人類健康的相關性存在分歧，甚至有一些科學家提出了嚴厲的批評。但也有一些經(jīng)驗豐富的逆轉錄病毒學家對此十分感興趣。人類病毒學研究所的負責人羅伯特·加洛(Robert Gallo)，應“科學”雜志的要求查看了最新發(fā)布的預印本之后說：“雖然有數(shù)據(jù)的支持，但僅是非常有趣的分子分析和推測。我很喜歡它，也猜它會是正確的，但確切的來講這并不是一個完整的故事。”
領導這項工作的麻省理工學院(MIT)分子生物學家魯?shù)婪颉ぱ拍崾?Rudolf Jaenisch)說：“我們必須解決一些懸而未決的問題。”
所有病毒都會將它們的遺傳物質插入到它們感染的細胞中，但它通常與細胞自身的DNA保持分離。Jaenisch的團隊對人們在康復后檢測出SARS-CoV-2呈陽性的報道很感興趣。他們想知道這些令人困惑的結果是否反映了聚合酶鏈式反應(PCR)檢測的某種人為因素，畢竟，聚合酶鏈式反應(PCR)能在生物樣本中檢測到特異的病毒序列，比如鼻拭子，即使它們是不能產生新病毒的序列片段。Jaenisch與麻省理工學院的理查德·楊(Richard Young)的實驗室合作，他說：“為什么人們在活動性感染消失很久之后，還會有這種陽性反應，而且這種陽性反應現(xiàn)在如此常見？。”
為了測試SARS-CoV-2的RNA基因組能否整合到我們染色體的DNA中，研究人員在人類細胞中添加了逆轉錄酶(RT)基因，RT是一種將RNA轉化為DNA的酶，并將其與SARS-CoV-2一起培養(yǎng)。在實驗中，研究人員使用了HIV的RT基因，還使用被稱為LINE-1元件的人類DNA序列提供RT，LINE-1元件是古代逆轉錄病毒感染的殘留物，約占人類基因組的17%。該研究小組在12月13日發(fā)表在bioRxiv上的預印本中報告稱：產生這兩種酶的細胞都會導致一些SARS-CoV-2 RNA片段轉化為DNA，并整合到人類染色體中。
如果LINE-1序列在人類細胞中自然產生RT, 那么在新冠患者身上，SARS-CoV-2的RNA可以被逆轉錄并整合到人類基因組中。這種現(xiàn)象也可能發(fā)生在同時感染SARS-CoV-2和艾滋病毒的人身上。任何一種情況都可以解釋PCR檢測到在“非真正感染的人”體內殘留的冠狀病毒遺傳物質的原因。而且，這可能會對一些COVID-19的治療研究造成混淆，因為它們依賴PCR間接測量體內感染的SARS-CoV-2病毒數(shù)量變化。
美國加州理工學院病毒學家、因發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶而獲得諾貝爾獎的戴維·巴爾的摩(David Baltimore)稱：“這項新工作“令人印象深刻”，其發(fā)現(xiàn)“令人意外”，但Jaenisch和他的同事們只顯示了SARS-CoV-2的基因組片段被整合到宿主基因組。因為它們都只是冠狀病毒基因組的片段，并不能產生傳染性的RNA或DNA，因此，在生物學上很可能是死胡同。有另一問題也不清楚：在人類體內攜帶逆轉錄子的細胞是會存活很長一段時間還是會死亡。這項工作提出了許多有趣的問題?！?/span>
在格萊斯頓病毒學和免疫學研究所研究HIV的病毒學家Melanie Ott發(fā)表其觀點說：“這項發(fā)現(xiàn)“相當刺激”，但需要全面的隨訪和確認。我相信在條件合適的情況下，逆轉錄可以在體外發(fā)生?！钡麖娬{ “然而，SARS-CoV-2 RNA復制是在細胞質中特定的細胞器中進行的。它是否發(fā)生在受感染的細胞中，以及是否導致細胞核內的發(fā)生有意義的基因整合則是另一個問題?！?/span>
塔夫茨大學的逆轉錄病毒學家John Coffin 評價這項新工作是“可信的”，有可信的證據(jù)表明LINE-1 RT可以使病毒基因整合到人體內，但，還不能使他深信不疑。人體內存在SARS-CoV-2序列的證據(jù)“應該更加確鑿”，而Jaenisch團隊進行的體外實驗缺乏Coffin希望看到的對照實驗。Coffin說：“總而言之，拋開作者的推測，我懷疑這一現(xiàn)象有很大程度的生物學相關性?！?/span>
匹茲堡大學的逆轉錄病毒學家Zandrea Ambrose補充說：“如果真的發(fā)生這種整合，那么這種整合將是“極其罕見的”?！彼赋?，人類基因組中的LINE-1元件很少是活躍的。她說：“目前還不清楚感染SARS-CoV-2的不同原代細胞中的活性會怎樣?！?/span>
在推特上一位來自專門研究逆轉錄病毒的實驗室的博士后研究員給出了特別嚴厲的批評，他甚至稱這份預印本的結論是一種“強烈的、危險的、基本上沒有根據(jù)的主張?！钡?，Jaenisch強調：“這篇論文清楚地陳述了作者認為發(fā)生的基因整合并不會導致傳染性SARS-CoV-2產生?！?Jaenisch又補充說：“讓我們假設我們真的可以完全解決這些批評，這也是我正在努力做的，這也許不是什么值得擔心的事情。”Liguo Zhang, Alexsia Richards, Andrew Khalil, Emile Wogram, Haiting Ma, Richard A. Young, Rudolf Jaenisch. SARS-CoV-2 RNA reverse-transcribed and integrated into the human genome. bioRxiv (2020).https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.12.12.422516v1.full.pdf
Copyright: Jon Cohen, a staff writer forScience.
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